土地資源調查與評價實驗二

1、實驗二 耕地變化分析1208140515土資122班張舵 一、實驗目的 通過ArcGIS，掌握簡單的土地利用時空變化分析方法，靈活掌握利用簡單空間分析技術，發(fā)現土地利用變化的規(guī)律。二、實驗數據：1.某地2004年土地利用現狀圖（簡化）2.某地2007年土地利用現狀圖（簡化）3.數字高程模型（DEM）三、實驗內容1.分析2004年-2007年耕地變化數量及其空間分布2.分析新增耕地和流失耕地質量情況3.分析流失耕地距離建設用地的距離分布情況四、實驗過程1.分別從2004年土地利用現狀圖（圖1）和2007年土地利用現狀圖（圖2）中選擇當年耕地。圖1 選擇2004年土地利用現狀圖耕地圖2 選擇200

2、7年土地利用現狀圖耕地2.分別將2004年耕地（圖3）和2007年耕地（圖4）轉換為柵格圖層。圖3 將2004年耕地轉換為柵格圖層圖4 將2007年耕地轉換為柵格圖層3、轉換后，將2004年耕地柵格值轉換為1，非耕地柵格值轉換為0（圖5）；類似，將2007年耕地和非耕地轉換為10和0（圖6）。圖5 將2004年耕地柵格重分類圖6 將2007年耕地柵格重分類4、將2004年和2007年0-1值耕地分布圖“相加”（圖7），新生成圖層0表示兩年均非耕地，11兩年均為耕地（保持耕地），12004年為耕地、2007年非耕地（流失耕地），10-2007年為耕地2004年為非耕地（新增耕地）。圖7 重分類加

3、和圖5、查看步驟4圖層的屬性表，制作直方圖，統計2004-2007年耕地變化情況。6.對流失耕地（圖8）、新增耕地（圖9）和保持耕地（圖10）分別進行設置為1，其余耕地情況設置為無數據進行重分類。圖8 流失耕地重分類圖9 新增耕地重分類圖10 保持耕地重分類7.對流失耕地（圖11）、新增耕地（圖12）、保持耕地（圖13）重分類結果進行分區(qū)統計，生成分區(qū)統計直方圖。圖11 流失耕地分區(qū)統計圖12 保持耕地分區(qū)統計圖13 保持耕地分區(qū)統計8.用步驟4生成的數據作為分區(qū)數據，對DEM進行分區(qū)匯總，分析保持耕地（圖14）、流失耕地（圖15）、新增耕地（圖16）的平均海拔情況。圖14 流失耕地DEM分區(qū)

4、統計圖15 新增耕地DEM分區(qū)統計圖16 保持耕地DEM分區(qū)統計9.用DEM派生坡度圖（圖17），用步驟4生成的數據作為分區(qū)數據，對坡度圖進行分區(qū)匯總，分析保持耕地（圖18）、流失耕地（圖19）、新增耕地（圖20）的平均坡度情況。圖17 由DEM派生坡度圖圖18 流失耕地DEM派生圖分區(qū)統計圖19 新增耕地DEM派生圖分區(qū)統計圖20 保持耕地DEM派生圖分區(qū)統計10. 按照2001年過渡地類編碼表，建設用地包括城鎮(zhèn)用地（20）、商服用地（21）、工礦倉儲用地（22）、公用設施用地（23）、公共建筑用地（24）、住宅用地（25）、交通設施用地（26）和水利設施用地（27），分別從2004年土地利

5、用現狀圖和2007年土地利用現狀圖中選擇并輸出當年建設用地，并對2004年（圖21）和2007年（圖22）建設用地求算歐氏距離。用步驟4生成的流失耕地數據作為分區(qū)數據，對于2004年（圖23）和2007年（圖24）得到的建設用地歐氏距離進行分區(qū)統計。圖21 2004年建設用地求算歐氏距離圖22 2007年建設用地求算歐氏距離圖23 2004年建設用地分區(qū)統計圖24 2007年建設用地分區(qū)統計五、實驗結果分析1.分析2004年-2007年耕地變化數量及其空間分布1.由重分類的加和圖（圖25），結合圖例：黑色為均非耕地，紅色為流失耕地，藍色為藍色為新增耕地，綠色為保持耕地。圖25 重分類加和圖由上

6、圖可以看出，流失耕地集中在長陽鎮(zhèn)、良鄉(xiāng)鎮(zhèn)、城關鎮(zhèn)以及石樓鎮(zhèn)，新增耕地在張坊鎮(zhèn)、大石窩鎮(zhèn)、周口店鎮(zhèn)、韓村河鎮(zhèn)、史家營鄉(xiāng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，保持耕地主要在西南大部鄉(xiāng)鎮(zhèn)，即青龍湖鎮(zhèn)、燕山地區(qū)、周口店鎮(zhèn)、韓村河鎮(zhèn)以及張坊鎮(zhèn)西南一側。根據北京市房山區(qū)衛(wèi)星地圖，流失耕地區(qū)在六環(huán)附近，接近城區(qū)；新增耕地區(qū)在京昆高速一線山前洪積扇附近，在西北側山區(qū)也有部分新增耕地；保持耕地則大致在京昆高速西南側，主要集中在房山區(qū)的平原地帶，地勢比較平緩。圖26 北京市房山區(qū)衛(wèi)星地圖2.對2004年耕地情況和2007耕地情況利用柵格數量進行對比（每個柵格大小為50m*50m），保持耕地柵格數量為115337個，流失耕地柵格數為4075個，

7、而新增耕地柵格數為3213個，相對于流失耕地，凈變化為負值，也就是耕地柵格數總體減少了862個，即自2004年到2007年耕地面積總體呈減少趨勢。（圖27）圖27 耕地柵格數量變化圖3.耕地變化柵格數量分析1）根據生成的鄉(xiāng)鎮(zhèn)流失耕地柵格數量圖，青龍湖鎮(zhèn)流失耕地柵格數量約800個，其次是城關鎮(zhèn)、竇店鎮(zhèn)、良鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這些流失耕地比較嚴重的鄉(xiāng)鎮(zhèn)均接近主城區(qū)，耕地流失比較嚴重。（圖28）圖28 鄉(xiāng)鎮(zhèn)流失耕地柵格數量圖2）根據生成的鄉(xiāng)鎮(zhèn)新增耕地柵格數量圖，南窯鄉(xiāng)、周口店鎮(zhèn)、河北鎮(zhèn)良鄉(xiāng)鎮(zhèn)和青龍湖鎮(zhèn)新增耕地數量比較多，大致位于京昆高速的北側。從地形角度分析，位于山區(qū)和近山前平原一帶。（圖29）圖29 鄉(xiāng)鎮(zhèn)新增耕

8、地柵格數量圖3）根據生成的鄉(xiāng)鎮(zhèn)保持耕地柵格數量圖，南窯鄉(xiāng)、良鄉(xiāng)鎮(zhèn)、竇店鎮(zhèn)、史家營鄉(xiāng)、青龍湖鎮(zhèn)保持耕地柵格數量相對較多，這些地區(qū)大多屬于平原地區(qū)，因而比較適宜進行農業(yè)生產。（圖30）圖30 鄉(xiāng)鎮(zhèn)保持耕地柵格數量圖4.由耕地平均高程變化圖（圖31），可以明顯看出，新增耕地平均高程為187.840607米，多為于海拔較高的山區(qū)地帶；流失耕地平均高程63.863084米，比保持耕地平均海拔78.696728米低，說明流失耕地多位于海拔低的平原地帶，地勢比較平緩。圖31 耕地平均高程變化圖5.生成的坡度圖（圖32）顯示地形區(qū)范圍內，西側坡度比東側坡度陡。圖32 坡度圖根據坡度數據做成直方圖（圖33），新

9、增耕地平均坡度為8.541425°，比保持的耕地平均坡度1.791126°要大，說明位置比保持耕地更偏向西側分布。流失耕地平均坡度為1.1010401°，應處在更為平緩的東側平原地帶。按照1984年中國農業(yè)區(qū)劃委員會頒發(fā)土地利用現狀調查技術規(guī)程的規(guī)定，對耕地坡度分為五級，即2°、2°6°、6°15°、15°25°、>25°。地面坡度的不同級別，對耕地利用的影響不同。2°一般無水土流失現象；2°6°可發(fā)生輕度土壤侵蝕，需注意水土保持；6°15

10、°可發(fā)生中度水土流失，應采取修筑梯田、等高種植等措施，加強水土保持。新增耕地的平均坡度大于6°，應注意修建相應的農業(yè)設施，減少和防止水土流失。圖33鄉(xiāng)鎮(zhèn)新增耕地柵格數量圖6.根據生成的流失耕地與建設用地平均距離圖（圖34），2004年建設用地與流失耕地平均距離為133.482748米，2007年建設用地與流失耕地平均距離為76.548068米，平均距離相差56.93468米，表明2007年流失的耕地距離建設用地比2004年更近，流失的耕地位置更為接近城市建設用地區(qū)域。圖34流失耕地與建設用地平均距離圖六.實驗結論北京市房山區(qū)流失耕地多集中在東側尤其是靠近城區(qū)的六環(huán)以內的地域，海拔比較低，坡度平緩，為平原地區(qū)。新增耕地多分布在西部海拔較高，且坡度大于6°的山區(qū)地帶，有水土流失的生態(tài)風險，需要修筑梯田等加以防范。新增耕地數量比流失耕地的數量少，因而使得耕地在整體上呈現出減少的趨勢。保持耕地的地區(qū)仍然是原本的平原的地帶，對于農業(yè)生產有所依賴。由海拔和坡度對于新增耕地和流失耕地質量進行分析，可以得出，新增耕地的質量沒有流失耕地