1987-2007年上海土地利用覆被变化及主要驱动力分析

【摘要】： 土地利用/覆被变化(LUCC)研究是全球变化研究的热点和前沿问题之一,在全球环境变化与可持续发展研究中占有重要的地位。遥感技术因其宏观、快速、动态、大面积等优点,已经成为监测土地利用/覆被变化的主要手段。本文以上海市为研究区域,基于1997年和2002年两期遥感影像,采用最大似然法和支持向量机分类方法提取上海市土地利用覆被变化信息。结合前人解译的1987年和2007年土地覆被信息,运用土地利用动态度和土地利用程度指标分析了上海市20年来土地利用/覆被的时空变化。在土地利用/覆被变化分析的基础上,结合上海市20年间经济统计数据分析了影响土地利用/覆被变化的人口和经济驱动因素。最后,根据前人的主成分分析得到的影响上海市土地利用覆被变化驱动力的综合得分,结合解译和推算的上海市1987-2007年历年耕地面积的比例,建立了区域社会-经济-生态综合指数与土地利用覆被变化的相关模型。 通过本文的研究,得到了以下主要结论: (1)利用最大似然法和支持向量机分类方法提取了上海市1997年、2002年两期的土地利用/覆被信息。本文采用比较分类的方法,综合比较两种分类方法的精度,对于1997年TM影像采用支持向量机分类法,对于2002年的ETM影像,采用最大似然法分类法。两者的总体分类精度分别为88.6734%和87.3009%,满足了研究的需要。 (2)通过单一土地利用动态度、综合土地利用动态度和土地利用程度分析了土地利用的动态变化。发现研究时段内,耕地和未利用地的面积在持续减少,城乡建设用地、林地、草地的面积在持续增加。其中,变化最快的是林地,20年间,林地面积由1987年的28906公顷增长到2007年的118443公顷,增长了89437公顷,增长率是310%,年增长率是15.5%;耕地面积的减少总量最大,达167344公顷;城乡建设用地面积的增加总量最大,达123788公顷;草地面积虽有增长,但是变化不大;水域面积经历了先增加后减少的变化,不过总体变化幅度不大。 (3)结合20年间上海市的社会经济统计数据,运用Excel和SPSS的统计回归分析功能,分析了影响上海市土地利用/覆被变化的主导驱动力。人口因素分析方面,建立了土地利用程度的人口分异模型、总人口和耕地面积相关性模型;经济因素方面,建立了经济发展水平与耕地面积相关性模型。结果表明,经济发展和人口增长是促成上海市土地利用/覆被变化的主要原因。上海市的土地利用/覆被变化还受着其他因素的影响,比如政策因素和科技进步等因素。 (4)结合前人的主成分分析研究得到的影响上海市土地利用/覆被变化的驱动力因子的综合得分,通过Excel的回归分析功能,建立区域社会-经济-生态复合系统的发展水平(y)与区域耕地面积比例(x)的相关模型,二者的相关关系式为y=-10.948x + 5.8238(R=-0.973**,P0.01)表明驱动力综合得分和耕地面积比例极相关。两者的相关系数是R2=0.9486。