基于GIS和RS的城市土地利用潜力评价
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摘要：随着城市化进程的加快，城市用地逐渐扩张，其中存在的问题也随之出现，如人地矛盾更加尖锐、土地利用结构不够合理等。土地利用潜力评价就是通过对这些土地使用情况的分析，找出有潜力的存量土地，或者优化土地结构，提高土地的可持续使用能力。本文以长沙市芙蓉区为例，以遥感图像为基础，通过特征地物提取，计算特征地物在地块中所占比例。建立适合本研究的指标体系和标准，通过对比，分析各地块的土地使用情况，并进行综合评价。目的是使土地的经济效益、社会效益和生态效益得到相互协调统一，促进城市土地利用结构优化和功能提升。本文采用遥感数据，能够快速提取评价指标、提高分析速度，并提供了一种新的土地利用潜力评价方法，随着遥感技术的提高，这种方法也会广泛应用。
关键词：土地潜力；遥感；gis；指标体系
Abstract: with the acceleration of urbanization, urban expansion, gradually the problems also arise, such as more sharp contradiction between human and land, land use structure is not reasonable, etc. Land use potential evaluation is based on the analysis of the land use, and find out the potential of stock land, or optimization of land structure, improve the land sustainable use ability. This paper with changsha furong district as an example, remote sensing image as the foundation, through the characteristic feature extraction, calculate characteristic features in the proportion of the plot. Establish suitable for the study of the index system and standard, through the contrast analysis, around the block of land use, and carry on comprehensive evaluation. The purpose is to make the land economic benefits, social benefits and ecological benefits have been mutual harmonious and unified, promote urban land use structure optimization and function of ascension. Based on the remote sensing data, can rapid extraction evaluation, improve the speed of analysis, and provides a new land use potential evaluation method, with the improvement of remote sensing technology, this method will also widely used.
Keywords: land potential; Remote sensing; GIS; Index system
中图分类号： TP7 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
在城市化过程中，非农建设用地扩张严重，城市存量土地粗放利用。因此，要合理的集约节约利用土地，必须进行土地利用潜力评价，挖掘城市用地潜力，提高土地使用效率。如何对城市建设用地进行合理布局、优化配置、改善经营管理方式，以充分发挥土地利用潜力，提高城市用地的使用效率和利用效益，使土地的经济效益、社会效益和生态效益相互协调统一，促进城市土地利用结构优化和功能提升成为了国内外学者共同关注的课题[1]。
城市土地潜力分析[2]就是指按城市土地集约利用的要求，结合城市规划的实施和城市发展的要求，根据城市的自然条件与社会经济条件的实际状况，建立城市土地潜力分析的评价体系，通过城市每块宗地土地利用现状强度与合理利用土地强度的比较，分析出有潜力的城镇土地。城市土地利用潜力分析的主要目的是揭示有一定开发潜力土地的数量、类型及空间分布。
1 研究区概况与指标体系
1.1研究区域概况
长沙地处湖南省东部，湘江下游长浏盆地西缘，北瞰洞庭，南依衡岳，是湖南省省会，现辖长沙县、望城县、浏阳市、宁乡县和芙蓉、天心、岳麓、开福、雨花五个城区，总面积11819.50平方公里,其中市区面积556.33平方公里。
芙蓉区位于长沙市的中东部，是发展较早并城市化水平较高的区域，各项基础设施相对完善，土地利用情况复杂[4]。但是郊区一带土地利用情况与建成区差别较大，所以以该区域为研究对象可以更全面的分析土地使用情况，研究土地集约利用程度[3]。
1.2 指标体系
本文采用的评价单元以芙蓉区区划图中每个地块的权属名称划分[5]，其评价结果具体，地块范围明确且信息较完整，对城市土地开发利用也具有较强的实用性。采取单指标评价法，取2个指标进行评价，即绿化覆盖率和建筑密度：
绿化覆盖率=绿化面积/宗地面积；
建筑密度=建筑占用的基底面积/宗地面积。
建筑密度[6]一方面可以反映土地集约利用强度指标，建筑密度大，一般土地利用强度也大；另一方面建筑密度也可以反映城市拥挤状况的环境指标。而绿化覆盖率[7]可以通过城市环境质量反映出城市土地是否合理利用。
根据《国家城市用地分类与规划建设用地标准》及相关研究，确定如下的评价指标和评价标准：
表1 评价指标及评价标准
本文根据影响城市土地集约利用因素的属性特点，采取线性加权和函数法的评价方法，来综合确定城市土地利用集约度[8]，即
A=∑Wi*P
Wi是各指标的相对权重，本文中建筑密度的权重W1=0.218，绿化覆盖率的权重W2=0.118。A为城市土地利用程度，分为低度利用、合理利用和过度利用三类。P是各指标的评价分值，具体分值见表2。
表2 土地利用评价等级标准
2 特征地物提取
以中巴资源卫星提供的遥感数据，提取要分析的要素——绿地以及建筑物。
采用的影像是2009年5月9日的中巴资源卫星CBErs-02B拍摄的图像，地面分辨率为19.5米，坐标系统为WGS-84，5个波段分别为蓝、绿、红、近红外和全色光谱。
2.1 绿地信息提取方法[9]
城市绿地包括公园绿地、生产绿地、防护绿地、附属绿地和其他绿地五大类。植被的反射波谱特征都极为相似，城市绿地也可以按照一般植被的反射波谱处理，即在近红外波段0.7～0.8μm处是一个明显的反射峰。对于不同植物，一般阔叶、灌木和草地在该波段具有较高的反射率，针叶林反射率也会有10%～20%的涨落。