基于遥感和GIS的台湾省土地资源研究

1、资源环境与发展年第期图一基于的台湾地势基于遥感和的台湾省土地资源研究王兵胡伟平（华南师范大学地理科学学院，广东广州，）摘要：利用台湾省遥感卫星和（年）影像作为信息源来获取土地资源专题数据。在和软件支持下，对原始图像进行几何纠正、增强处理，根据影像特征，并建立判读标志进行人机交互式影像判读，提取土地利用信息，得到台湾年：万土地利用现状图及相关分析数据。进而对台湾土地利用现状及存在问题进行分析，并结合年和年土地利用统计数据，得出台湾近年来土地利用类型的变迁规律。最后从管理、技术和可操作性的角度提出了适合台湾实际情况的土地资源永续发展策略的建议。关键词：台湾遥感地理信息系统土地利用永续发展前言宝岛台

2、湾，以其优越的地理位置，独特的自然条件，而倍受国民关注。全岛面积万多平方公里，其中的地形为山地，可利用土地资源较少。所以台湾土地资源问题一直为地理学与相关学科研究者所关心，但大部分的工作是专注于特定土地利用形态在特定环境冲击的课题，分析方法大部分着重于遥感探测的探究，对所有作用力进行系统性协同分析较少。遥感是宏观监测土地利用的有效手段，在地理信息系统空间数据管理和分析能力支持下，利用遥感信息源，可以获取准确的土地资源数据资料，包括不同类型土地资源的数量、质量、分布和利用状况等，进而建立土地利用现状数据库，分析土地利用的空间分布规律，探讨土地资源的可持续利用问题。本文在与技术支持下对台湾土地利用

3、状况等存在问题进行分析，并结合以前的地质、地貌资料得出台湾土地利用变迁规律，进一步提出了台湾土地资源永续发展战略问题。研究区概况本研究区选取台湾省的台湾岛主体部分，位于东经°°北纬°°之间作为研究对象。台湾岛地形主要以山地为主，中间高，四周低，呈纺锤形岛屿。自北部基隆、淡水港口起至南部恒春、鹅銮鼻，整个岛屿的中、东部，都被一个广阔，绵亘南北延长的高耸山地所纵贯，被称为中央山地。它由中央山脉、玉山山脉和阿里山山脉组成，大部分属于中、高海拔山脉，其中玉山海拔，为台湾最高峰。山地多雨，尤其以台风为多。因此，山区水力资源丰富，又为四周平原提供灌溉丰足的水源。岛屿

4、的西侧为广大的山前平原，东岸只有纵谷和一些小片平原（如宜兰、台东平原等）。北面由于火山喷发，使山地和火山群间形成了台北盆地。南面中央山地倾没入海，形成恒春半岛。（图）研究方法数据源及软硬件图像处理软件为，地理信息系统软件为，遥感图像为年和数据；其他参考资料包括相关地区以前的地貌图、地质图、：万数字地形图和等基础地理数据资料。在认真总结和评价这些研究成果的基础上，利用、技术对该地区的土地利用数据进行了整理、加工和更新解译。从定性、定位和定量的角度综合地、全面地、系统地反映丰富本区的土地资源利用状况。遥感数据预处理原始遥感图像常有严重的几何变形，导致图像上各像元的位置与地图坐标系中的目标地物的坐标

5、存在一定的差异，所以在进行目视解释之前必须定量地确定图像上的像元坐标与目标地物的地理坐标的对应关系。为提高图像的纠正质量，本文研究在对卫星遥感资料进行纠正前，把研究区的：万地形图扫描成数字图像，并对此数字图! 基金项目：广东省自然科学基金重点项目（）；广省自然科学基金博士启动项目（）图二台湾省土地利用现状图图三台湾三期土地利用柱状图年耕地土地盆地居民点工矿用地水产养殖地水域未利用土地分类一级分类二级分类土地利用类型耕地水田、旱地林地有林地、灌木林地草地天然草地水产养殖地人工水产养殖地居民点工矿用地都市用地、工矿用地水域水库、河渠、湖泊、滩涂未利用地荒地，其它地类色调形状纹理有林地浅绿色到深绿色

6、片状、块状、条状均匀园地紫色、黄绿色不规则片状均匀灌木林地浅绿色、绿色片状、条状均匀天然草地浅绿色到深绿色片状、条状均匀水产养殖地深蓝色、棕色块状均匀公路、铁路、城镇紫色、粉色规则线状、块状均匀河渠蓝色到深蓝色不规则条、线状均匀湖泊蓝色不规则块状均匀水库深蓝色不规则片状均匀滩涂棕色不规则片状不均匀荒地浅绿色、紫色相间不规则片状均匀其它浅紫色，黑色不规则片状不均匀旱地粉色不规则块状不均匀水田蓝色、深粉红色规则块状、网格状均匀像进行几何纠正，生成高精度的数字地形图并以此为标准对遥感图像进行几何精纠正。对纠正后的遥感数据，在系统内采用不同的图像处理方式线性变换、图像运算和信息融合处理技术，进行主成份

7、分析和数字图像彩色增强，最终获得、三个波段假彩色合成图像。土地利用分类与信息提取方法土地利用分类系统的确定参考中国科学院“中国资源环境数据库”，土地利用遥感分类体系，根据研究区实际情况，对本区土地资源类型进行两级划分（见表）土地利用信息提取方法遥感图像是以地物的光谱特征、辐射特征、几何特征等时相变化来表现地物信息。信息提取时必须运用地学相关分析方法，综合影像的色调、亮度、饱和度、形状纹理和结构位置，以及目标地物与成像时间的关系等物征并结合己有资料和野外工作经验知识判定地物类型来建立解释标志，进而判定地物类型。本研究在对研究区所建立的解释标志的基础上（表），对预处理后的影像进行目视解译、监督分类

8、，并结合地形图资料和大量相关资料对解译分类结果进行修改编辑，获取研究区土地利用现状图（图）。进而结合数据，分析海拔高程对本区土地利用的影响程度。结果与分析土地利用现状及分布特征土地资源总量少，人均占有量急剧减少从土地利用现状图得出，台湾土地资源总面积只有，约合公顷（包括澎湖列岛在内）。再结合数据，我们可以分析得出：海拔以上土地资源面积，有公顷，约占总面积；在海拔至之间的土地资源面积，有公顷，约占总面积；山地丘陵土地资源面积合计为公顷，约占总面积，由此可见，台湾土地资源十分有限。随着台湾经济成长，产业结构改变，人口增加，以及生活形态的改变，个人用地需求量愈来愈大，人均占有量越来越少。这意谓我们必

9、须要认清土地利用现状的严峻性，加强土地利用及开发。土地利用类型面积相差悬殊结合与遥感解释结果可以看出，本研究区地形主要以山地为主，此特点严重影响着本区土地利用类型分布的形态结构。全岛山地中，大于高山占全岛面积，占，占，占，占，小于占，可见本岛是一个多山的热带岛屿。从台湾三期土地利用柱状图（图），我表台湾省土地利用类型分类表土地利用解释标志水田旱地有林地渔业林地天然草地工矿用地都市用地水域水产养殖工水利用土地资源环境与发展年第期时间类型年年年面积（）面积（）面积（）耕地林地草地居民点工矿用地水产养殖地水域未利用土地合计们可以分析得出，林地多，耕地少，各土地利用类型面积相差悬殊。其中年林业用地面积

10、占土地总面积的，其他大类型面积合计仅占左右。土地利用结构地域差异明显台湾省生态环境质量的基本分布态势为：东部和中部山区的生态环境普遍优于西部平原地区。这主要是由于西部平原上，分布了台北、高雄等百万人口的特大城市。人口和经济发展压力大，城市、工矿、居民用地严重占用了耕地、园地、林地等类型用地。而东部和中部，多为山地，海拔相对较高，人为干涉较少，因而多以林地、草地为主，生态环境较好。山坡地和沿海附近的土地利用类型变化剧烈，且土地资源污染严重从土地利用现状图我们可以得出：台湾丘陵坡地总面积约，占台湾地区总面积的，其中一半以上已开发为农业用地，也有部分开发为住宅小区、游憩用地以及工业用地。由于平原盆地

11、土地利用已趋饱和，因此人们逐渐向丘陵山地发展。随着人口、经济的快速增长，对土地需求的增大，导致山坡地的开发压力逐日增高，尤以建筑物的辟建，高尔夫球场等游憩区的发展，矿石资源的开采，水资源的开发等非农业开发为最。从而产生了对下游地区的水源、景观资源的破坏以及游憩地区大量减少等一系列问题。此外，住宅小区以及工业区的上山更造成复杂的环境问题，如废污水排放、空气污染、土壤污染以及固体废弃物处理的种种问题。台湾地区海岸线总长约，一般较为平直，如以总面积计，平均每平方公里仅有的海岸线。大部分地区开发较早，因此人为的经济与非经济的活动陆续发展，对海岸资源利用显著。如大型能源设施火力核能电厂的设置、国际机场的

12、兴建、商港与渔港的开辟、工业区的设置、小区住宅的当建、海岸运输道路系统建设、游憩场所开发、军事设施设立、养殖渔业发展与防风林保护等等都与农田相互争地。因此，台湾海岸地区的人文活动具有多元的复杂性。河川长期遭受排放对于海岸生态系统有害的污染物，如都市或工厂废水、电厂排放的热废水、以及开发农场造成的径流或采矿砂石及开挖的废弃物等。目前台湾西部大部分的主要河川及其河口的污染程度，就是由于土地资源利用不善所造成的严重问题。土地利用变化分析区域土地利用面积变化首先反映在不同土地类型的总量变化上，通过分析土地利用类型的总量变化，可了解土地利用变化总的态势和土地利用结构的变化。对台湾省三期土地利用数据分别进

13、行面积统计分析（表），从各土地利用类型面积的净变化量看，台湾近年来各种土地利用类型有着显著的起伏变化过程。年林地、草地土地面积急剧减少，水产养殖地、水域、居民点和工矿用地面积不断增加，耕地面积变化略有增加。而在年之间，耕地面积却急剧下降，水域略有减少，林地、草地、水产养殖地、居民点和工矿用地面积有所增加。从整体过程来看，随着台湾人口增加和社会经济的快速发展，而使得居民点、工矿用地和水产养殖的面积持续增加。而其它土地利用类型，由于经济、政策、人口等各方面因素的影响，呈现出起伏变化的趋势，这点在耕地、林地、草地之间的变化尤为明显。五六年代的台湾十分重视农业的发展，而对于环境污染、水土流失等问题没有

14、引起足够重视。因此大批的农民毁林、毁草，大肆破坏生态环境而盲目的垦殖，导致那个时期的耕地面积有所增加，而林地、草地面积却急剧减少。近年来，随着人们对生态环境的逐步重视，政府推行了育林、护草的政策，所以林地、草地面积有所增加；随着台湾外向型经济的不断发展，居民地、工矿用地亦不断增加，导致耕地面积持续减少。讨论与建议台湾地狭人稠、山多地少，且地力条件不同而土地资源利用效益的高低亦有差异。如何以有限的土地更好养活日益增长的人口及土地需求，乃是本区土地利用的最大问题。合理而永续的土地资源利用，需运用管理和技术手段，配合自然环境创造资源以满足生活、生产与生态各方需要，从土地资源中求取最大的利益而又能发挥

15、其永恒或表台湾省土地利用类型变化表永续的潜力。建立土地资源综合管理体系和构建民主主导性的监督机制从台湾省近期的土地利用变化可以看出，政府决策和人为的影响因素对土地的利用和可持续发展起到了至关重要的作用。我们根据经济发展的需要，应及时修编各级土地利用的总体规划，为实施土地用途管理提供科学、合理的依据；建立并完善以、和为基础的土地利用动态监测网络和土地管理信息系统，对土地资源利用状况实行全方位的监控和管理。政府需研订“国土综合开发计划”，建立“土地发展许可制度”，同时尽量鼓励民间参与开发建设。加强高山林地的保护，维持森林生态体系的完整性台湾地形四分之三为山地，土地类型以林地为主。所以要达到土地资源

16、的可持续利用，对于高山林地及其生态系统的维护尤为关键。中央山脉是整体土地资源的核心区，存在着众多的自然保留区、野生动物保护区、森林自然保护区和动植物繁殖保护区，所以对中央山脉的保育工作尤为重要。但由于早期的林业与农业政策影响，出现了特殊的高山森林伐木区以及高山农场的经营，还有道路的辟建等人为镶嵌体影响了高山自然生态系基质。且中央山脉区属于荒野型的环境并不多，未来应从治理、整建、复育方向着手，以减低其破碎化的面积和速度。海岸地区的永续发展策略针对各海岸地区资源特色，整体规划海岸土地利用，并划定各类型“海岸均质区”，依其特色决定最佳的使用种类与强度，以避免不兼容使用互相干扰或形成资源超限利用。并严

17、格管制海岸水质污染，加强海岸渔业资源之保护，积极设立“渔业资源保护区”体系。抓好土地后备资源的合理开发包括宜农、宜林荒草地，以及其他可供开发和待改造的土地等等。对这些土地要进行科学考查，确定土地利用方向，克服盲目开发的现象，宜林则林，宜牧则牧，宜药则药，宜茶则茶。实施土地保育工作，逐步提高土地质量采取生物和工程措施，对台湾各大河流进行水土流失的综合治理；扭转耕地退化的趋势；改造中低产田，提高土壤肥力；果园开发要因地制宜，在山丘中下部位缓坡小片建设，立地条件较差的坡面要坚决退果还林；防治工业对土地的污染，确保土地的可持续使用。土地资源永续利用问题是个需要长久探讨的问题。台湾特有的地理环境以及特殊政策，更增加了问题的复杂程度。这