土地资源调查与评价实验二

1、实验二 耕地变化分析1208140515土资122班张舵 一、实验目的 通过ArcGIS，掌握简单的土地利用时空变化分析方法，灵活掌握利用简单空间分析技术，发现土地利用变化的规律。二、实验数据：1.某地2004年土地利用现状图（简化）2.某地2007年土地利用现状图（简化）3.数字高程模型（DEM）三、实验内容1.分析2004年-2007年耕地变化数量及其空间分布2.分析新增耕地和流失耕地质量情况3.分析流失耕地距离建设用地的距离分布情况四、实验过程1.分别从2004年土地利用现状图（图1）和2007年土地利用现状图（图2）中选择当年耕地。图1 选择2004年土地利用现状图耕地图2 选择200

2、7年土地利用现状图耕地2.分别将2004年耕地（图3）和2007年耕地（图4）转换为栅格图层。图3 将2004年耕地转换为栅格图层图4 将2007年耕地转换为栅格图层3、转换后，将2004年耕地栅格值转换为1，非耕地栅格值转换为0（图5）；类似，将2007年耕地和非耕地转换为10和0（图6）。图5 将2004年耕地栅格重分类图6 将2007年耕地栅格重分类4、将2004年和2007年0-1值耕地分布图“相加”（图7），新生成图层0表示两年均非耕地，11两年均为耕地（保持耕地），12004年为耕地、2007年非耕地（流失耕地），10-2007年为耕地2004年为非耕地（新增耕地）。图7 重分类加

3、和图5、查看步骤4图层的属性表，制作直方图，统计2004-2007年耕地变化情况。6.对流失耕地（图8）、新增耕地（图9）和保持耕地（图10）分别进行设置为1，其余耕地情况设置为无数据进行重分类。图8 流失耕地重分类图9 新增耕地重分类图10 保持耕地重分类7.对流失耕地（图11）、新增耕地（图12）、保持耕地（图13）重分类结果进行分区统计，生成分区统计直方图。图11 流失耕地分区统计图12 保持耕地分区统计图13 保持耕地分区统计8.用步骤4生成的数据作为分区数据，对DEM进行分区汇总，分析保持耕地（图14）、流失耕地（图15）、新增耕地（图16）的平均海拔情况。图14 流失耕地DEM分区

4、统计图15 新增耕地DEM分区统计图16 保持耕地DEM分区统计9.用DEM派生坡度图（图17），用步骤4生成的数据作为分区数据，对坡度图进行分区汇总，分析保持耕地（图18）、流失耕地（图19）、新增耕地（图20）的平均坡度情况。图17 由DEM派生坡度图图18 流失耕地DEM派生图分区统计图19 新增耕地DEM派生图分区统计图20 保持耕地DEM派生图分区统计10. 按照2001年过渡地类编码表，建设用地包括城镇用地（20）、商服用地（21）、工矿仓储用地（22）、公用设施用地（23）、公共建筑用地（24）、住宅用地（25）、交通设施用地（26）和水利设施用地（27），分别从2004年土地利

5、用现状图和2007年土地利用现状图中选择并输出当年建设用地，并对2004年（图21）和2007年（图22）建设用地求算欧氏距离。用步骤4生成的流失耕地数据作为分区数据，对于2004年（图23）和2007年（图24）得到的建设用地欧氏距离进行分区统计。图21 2004年建设用地求算欧氏距离图22 2007年建设用地求算欧氏距离图23 2004年建设用地分区统计图24 2007年建设用地分区统计五、实验结果分析1.分析2004年-2007年耕地变化数量及其空间分布1.由重分类的加和图（图25），结合图例：黑色为均非耕地，红色为流失耕地，蓝色为蓝色为新增耕地，绿色为保持耕地。图25 重分类加和图由上

6、图可以看出，流失耕地集中在长阳镇、良乡镇、城关镇以及石楼镇，新增耕地在张坊镇、大石窝镇、周口店镇、韩村河镇、史家营乡等乡镇，保持耕地主要在西南大部乡镇，即青龙湖镇、燕山地区、周口店镇、韩村河镇以及张坊镇西南一侧。根据北京市房山区卫星地图，流失耕地区在六环附近，接近城区；新增耕地区在京昆高速一线山前洪积扇附近，在西北侧山区也有部分新增耕地；保持耕地则大致在京昆高速西南侧，主要集中在房山区的平原地带，地势比较平缓。图26 北京市房山区卫星地图2.对2004年耕地情况和2007耕地情况利用栅格数量进行对比（每个栅格大小为50m*50m），保持耕地栅格数量为115337个，流失耕地栅格数为4075个，

7、而新增耕地栅格数为3213个，相对于流失耕地，净变化为负值，也就是耕地栅格数总体减少了862个，即自2004年到2007年耕地面积总体呈减少趋势。（图27）图27 耕地栅格数量变化图3.耕地变化栅格数量分析1）根据生成的乡镇流失耕地栅格数量图，青龙湖镇流失耕地栅格数量约800个，其次是城关镇、窦店镇、良乡镇，这些流失耕地比较严重的乡镇均接近主城区，耕地流失比较严重。（图28）图28 乡镇流失耕地栅格数量图2）根据生成的乡镇新增耕地栅格数量图，南窑乡、周口店镇、河北镇良乡镇和青龙湖镇新增耕地数量比较多，大致位于京昆高速的北侧。从地形角度分析，位于山区和近山前平原一带。（图29）图29 乡镇新增耕

8、地栅格数量图3）根据生成的乡镇保持耕地栅格数量图，南窑乡、良乡镇、窦店镇、史家营乡、青龙湖镇保持耕地栅格数量相对较多，这些地区大多属于平原地区，因而比较适宜进行农业生产。（图30）图30 乡镇保持耕地栅格数量图4.由耕地平均高程变化图（图31），可以明显看出，新增耕地平均高程为187.840607米，多为于海拔较高的山区地带；流失耕地平均高程63.863084米，比保持耕地平均海拔78.696728米低，说明流失耕地多位于海拔低的平原地带，地势比较平缓。图31 耕地平均高程变化图5.生成的坡度图（图32）显示地形区范围内，西侧坡度比东侧坡度陡。图32 坡度图根据坡度数据做成直方图（图33），新

9、增耕地平均坡度为8.541425°，比保持的耕地平均坡度1.791126°要大，说明位置比保持耕地更偏向西侧分布。流失耕地平均坡度为1.1010401°，应处在更为平缓的东侧平原地带。按照1984年中国农业区划委员会颁发土地利用现状调查技术规程的规定，对耕地坡度分为五级，即2°、2°6°、6°15°、15°25°、>25°。地面坡度的不同级别，对耕地利用的影响不同。2°一般无水土流失现象；2°6°可发生轻度土壤侵蚀，需注意水土保持；6°15

10、°可发生中度水土流失，应采取修筑梯田、等高种植等措施，加强水土保持。新增耕地的平均坡度大于6°，应注意修建相应的农业设施，减少和防止水土流失。图33乡镇新增耕地栅格数量图6.根据生成的流失耕地与建设用地平均距离图（图34），2004年建设用地与流失耕地平均距离为133.482748米，2007年建设用地与流失耕地平均距离为76.548068米，平均距离相差56.93468米，表明2007年流失的耕地距离建设用地比2004年更近，流失的耕地位置更为接近城市建设用地区域。图34流失耕地与建设用地平均距离图六.实验结论北京市房山区流失耕地多集中在东侧尤其是靠近城区的六环以内的地域，海拔比较低，坡度平缓，为平原地区。新增耕地多分布在西部海拔较高，且坡度大于6°的山区地带，有水土流失的生态风险，需要修筑梯田等加以防范。新增耕地数量比流失耕地的数量少，因而使得耕地在整体上呈现出减少的趋势。保持耕地的地区仍然是原本的平原的地带，对于农业生产有所依赖。由海拔和坡度对于新增耕地和流失耕地质量进行分析，可以得出，新增耕地的质量没有流失耕地