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基于Landsat影像的雄安新区2013—2021年土地利用变化检测和生态政策评估

朱国梁 江波 刘雨菲

朱国梁, 江波, 刘雨菲. 基于Landsat影像的雄安新区2013—2021年土地利用变化检测和生态政策评估[J]. 北京师范大学学报(自然科学版). doi: 10.12202/j.0476-0301.2022338
引用本文: 朱国梁, 江波, 刘雨菲. 基于Landsat影像的雄安新区2013—2021年土地利用变化检测和生态政策评估[J]. 北京师范大学学报(自然科学版). doi: 10.12202/j.0476-0301.2022338
ZHU Guoliang, JIANG Bo, LIU Yufei. Land use land cover change detection and ecological quality evaluation of Xiong’an New Area from 2013 to 2021 using Landsat images[J]. Journal of Beijing Normal University(Natural Science). doi: 10.12202/j.0476-0301.2022338
Citation: ZHU Guoliang, JIANG Bo, LIU Yufei. Land use land cover change detection and ecological quality evaluation of Xiong’an New Area from 2013 to 2021 using Landsat images[J]. Journal of Beijing Normal University(Natural Science). doi: 10.12202/j.0476-0301.2022338

基于Landsat影像的雄安新区2013—2021年土地利用变化检测和生态政策评估

doi: 10.12202/j.0476-0301.2022338
基金项目: 国家自然科学基金资助项目(41971291)
详细信息
    通讯作者:

    江波(1983-),女,副教授,博士生导师,研究方向为定量研究及遥感应用研究. E-mail: bojiang@bnu.edu.cn

  • 中图分类号: P237

Land use land cover change detection and ecological quality evaluation of Xiong’an New Area from 2013 to 2021 using Landsat images

  • 摘要: 利用2013—2021年共9期Landsat8影像,采用面向对象的监督分类方法,得到新区逐年土地利用与覆盖分类结果,进行LUCC分析及生态质量评价.结论:1)分类结果总体精度大于86.8%,K为 0.81~0.88,优于同期FROM-GLC及GLC_FCS全球分类产品;2)雄安新区设立至今耕地面积减少,不透水面和林地面积增长,蓝绿空间面积占比由12%增加至30%,雄安三县(雄县、容城县和安新县)建设严格遵循了新区《规划纲要》中植树造林、城市发展、湿地涵养3项不同的建设任务,各县主要土地利用覆盖变化分别为耕地向林地的转变、耕地与不透水面的相互转变以及耕地向水体和水生植被的转变;3)不透水面扩张与城市建设对生态质量的负面影响正逐步被森林覆盖率、蓝绿空间面积增加带来的正面影响所抵消.总体看,雄安新区土地利用/覆盖变化遵循新区规划要求,体现了经济社会发展和生态建设的成果.

     

  • 图  1  雄安新区

    图  2  2013—2021年分类样本统计

    图  3  基于面向对象分类方法对雄安新区土地覆盖分类流程

    图  4  分类结果与FROM-GLC、GLC_FCS对比

    注:每景分类结果右下方为5种主要地类的统计结果a.2015年; b.2017年 ;c.2020年.

    图  5  分类细节对比

    a、b.2015年; c.2017年; d.2020年.

    图  7  2013—2021年新区:(a)各土地利用类型面积及其(b)占新区总面积比例统计

    图  6  新区2013—2021年土地利用/覆盖类型

    图  8  2017—2021年雄安新区土地利用覆盖变化

    图  10  2013、2021年新区RSEI的空间分布

    图  9  2013—2021年雄安新区蓝绿空间面积变化

    表  1  本文分类结果精度

    年份201320142015201620172018201920202021
    总体精度/%92.3288.6091.8990.1788.6989.8592.7090.2086.82
    kappa系数0.880.820.860.830.810.830.880.850.81
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    表  2  各产品分类标准

    分类产品分类标准
    本研究分类结果耕地、不透水面、水体、林地、水生植被
    FROM-GLC耕地、不透水面、水体、林地、湿地、草地、裸地、灌木
    GLC_FCS耕地*、不透水面、水体、林地**、湿地、草地、裸地、稀疏植被
      注:*包括旱地、草本植物覆盖区、水浇地;**包括郁闭落叶阔叶林、稀疏常绿针叶林、郁闭常绿针叶林、郁闭落叶针叶林.
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    表  3  不同分类产品在2015、2017及2020年验证精度

    年份分类产品总体精确度K
    2015FROM-GLC76.17%0.52
    GLC_FCS83.05%0.68
    2017FROM-GLC78.15%0.56
    2020GLC_FCS75.38%0.59
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    表  4  2013、2017、2021年各地类面积及单一土地利用动态度指数

    土地利用类型 面积/km2 单一土地利用动态度指数
    2013年 2017年 2021年 2013—2017 2017—2021
    不透水面 310.60 325.57 370.13 1.21% 3.42%
    耕地 916.39 894.99 710.92 -0.58% -5.14%
    水体 87.40 75.99 92.04 -3.26% 5.28%
    水生植被 96.32 119.54 143.97 6.03% 5.11%
    林地 136.88 131.49 230.51 -0.98% 18.83%
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    表  5  2017—2021年雄安新区各土地利用类型面积转移矩阵(单位:km2

    2017年
    不透水面耕地水体水生植被林地
    2021年不透水面272.0575.611.441.2419.81
    耕地31.71660.871.640.1116.61
    水体3.5620.5758.204.784.93
    水生植被2.1616.4811.99113.310.01
    林地16.09121.462.730.1090.13
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    表  6  指标主成分分析

    年份NDVIWETNDBSILST特征值特征贡献率/%
    20130.7010.186−0.588−0.3590.03790.244
    20210.3440.369−0.821−0.2690.02388.462
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    表  7  2013、2021年新区RSEI和4个指标的均值及其变化

    指标20132021变化/%
    NDVI0.8090.92113.84
    WET0.8480.707−16.63
    NDSI0.4280.48312.85
    LST0.4770.425−10.9
    RSEI0.6920.619−11.61
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-05-07
  • 录用日期:  2022-11-23
  • 网络出版日期:  2023-09-07

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