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Figure 3. Remote sensing image of Angkor region. (a): Angkor region in 2015, (b): Angkor region in 2017 图3. 吴哥地区遥感影像图。(a):2015年吴哥地区,(b):2017年吴哥地区
Table 1. Cambodian Angkor image interpretation characteristic symbol 表1. 柬埔寨吴哥影像解译标志
土地类型 水域 林地 耕地 建设用地
影像
影像解译特征(TM 8,4,2假彩色合成)
墨蓝色或蓝色,片状或线状,形状不规则,部分与河流相连 深红色或暗红色,粗糙,形状不规则,分布在山区或遗迹群附近 灰褐色或红褐色,形状规则,纹理清楚,在居名点或交通线路旁大片分布
白色或蓝紫色,形状规则,面积较小,与线状交通线路相连
土地利用编码
1 2 3 4
3.5. 土地利用现状图
将分类处理后的2015~2017年柬埔寨吴哥遥感影像加载到ArcGIS10.2中,在图层属性符号中选择唯一值,加载土地类型,分别为其选择合适的颜色,设置图例和指北针等要素,导出成图,如图4所示。
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Figure 4. Land use status mapa: (a): Angkor area land use map in 2015; (b): Angkor area land use map in 2017
图4. 土地利用现状图。(a):2015年吴哥地区土地利用图;(b):2017年吴哥地区土地利用图
3.6. 土地利用变化图谱
将执行分类后的矢量数据转换为栅格数据,格网单元为10 m × 10 m,格网单元的的Value值为一位数,代表不同的土地利用类型。利用栅格计算器,对吴哥2015年和2017年的数据进行叠加分析,生成反映土地利用变化与趋势的土地利用图谱。因土地利用变化分为转入和转出,所以可以得到增势图谱系列图和减势图谱系列图。按照表2、表3,将映射表中的图谱单元归类编码与数据属性表相对应,赋值到数据属性表中,然后更改图层属性,最终得出吴哥2015~2017年土地利用变化图谱。
Table 2. Land-use change gain mapping unit representation table 表2. 土地利用变化增势图谱单元映射表
土地利用变化类型
不变区域 新增水域 新增林地 新增耕地 新增建设用地
图谱单元
图谱单元归类编码
1 2 3 4 5
11,22,33,44 21,31,41 12,32,42 13,23,43 14,24,34
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Table 3. Land use change loss mapping unit representation table 表3. 土地利用变化减势图谱单元映射表
土地利用变化类型
不变区域 减少水域 减少林地 减少耕地 减少建设用地
图谱单元 11,22,33,44 12,13,14 21,23,24 31,32,34 41,42,43
图谱单元归类编码
1 2 3 4 5
3.7. 重心模型
重心模型常用于城市演变、土地利用类型变化研究,是描述地理对象空间分布的重要指标之一,能够用来反映区域地理对象的时空演化[19] [20]。
首先,根据缓冲区分析得到16个遗址一千米缓冲区内的建设用地面积。然后,打开ArcGIS10.2,利用空间统计工具中的平均中心工具,计算得到遗迹群的几何中心。再利用重心转移计算公式,求出遗迹群的建设用地重心。重心转移模型为:
=Xt=(Mitxi)∑Mt,Yt∑(Mityi)∑Mt (1) ∑其中Xt、Yt分别表示计算区域中心的经、纬度;t为计算年份;xi、yi分别表示次级区域中心经、纬度;Mi表示次级区域的建设用地面积。
4. 结果
4.1. 柬埔寨吴哥土地利用变化情况
4.1.1. 吴哥2015~2017年土地利用现状
土地利用结构是指研究范围内各个地类面积占总面积的比重。通过这些数值分析研究区域的主要用地类型,以及各地类的总面积变化情况。表4表示了在2015年到2017年这段时间范围内吴哥地区的土地利用结构的变化。从表中可以看出,吴哥地区以耕地为主,在2015年和2017年分别占了72.5%和73.2%,林地、建设用地次之,水域面积最少。对比各类土地利用类型,林地的变化最大,两年间减少了18.3 km2,其次是建设用地,增加了7 km2,然后是耕地减少了6.3 km2,变化最小的是水域,增加了5 km2。
Table 4. Angkor legacy group land use structure in 2015-2017 表4. 吴哥遗迹群2015~2017年土地利用结构
土地利用类型
水域 林地 耕地 建设用地
2015年
面积(km2) 23.9 134.9 653.6 89.7
占面积比(%)
2.6 15.0 72.5 9.9
面积(km2) 28.9 116.6 659.9 96.7
2017年
占面积比(%)
3.2 12.9 73.2 10.7
4.1.2. 土地利用变化转移矩阵分析
由表5转移矩阵中的各项地类的转移数据来看,吴哥地区在2015年到2017年这段时间内各个地类
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之间有明显的相互转化,其中耕地和建设用地的变化量较大。从耕地的转化程度来看,87%的面积未变,变化的面积中最大的一部分转化成了建设用地,耕地转化为其他地类的面积约为84.7 km2,占了总面积的9%;建设用地仅有56.9%的面积未发生变化,转化为其他地类的面积约为55 km2,大部分都是转换成了耕地面积,但是建设用地总体面积也增加了;水域转化的大部分也是变成了耕地,占16.7%;林地有71.2%的面积未发生变化,转化的面积中,大部分转化成了耕地,占26.7%。总的来说,2015年到2017年,吴哥地区水域面积增多,建设用地增加,林地面积减少,都主要转化为耕地;耕地面积增多,增加的面积主要来自于林地和建设用地,耕地主要转化为建设用地。
Table 5. Angkor legacy group land use transfer matrix in 2015-2017 表5. 吴哥遗迹群2015~2017年土地利用转移矩阵
2015年
水域 林地 耕地 建设用地 2017年合计
水域 18.1 (75.6) 0.2 (0.1) 6.9 (1.1) 3.7 (4.1) 28.9
林地 0.4 (1.5) 96.1 (71.2) 19.0 (2.9) 1.2 (1.3) 116.6
2017年
耕地 4.0 (16.7) 36.1 (26.7) 568.8 (87.0) 51.0 (56.9) 659.9
建设用地 1.5 (6.3) 2.6 (1.9) 58.8 (9.0) 33.8 (37.7) 96.7
2015年合计
23.9 134.9 653.6 89.7
注:括号外数值为2015年某类土地转换为2017年同类或其他土地类型的面积(km2),括号内数值为该类土地转换面积与该类土地2015年总面积之比(%)。
4.1.3. 土地利用变化图谱分析
如图5所示,土地利用增势图谱中,除大部分是不变区域外,较为突出的是新增耕地和新增建设用地,分别占区域总面积的10.1%和7.0%;新增耕地较为分散,主要发生在研究区的东北处和西部地区,且分布在交通线路和居民点附近;而新增建设用地则较为集中,主要集中在研究区西部,其余零星分布在道路交通线路两侧。新增水域主要集中在遗迹群附近。
Figure 5. Land use gain map of Angkor Heritage Group, in 2015-2017 图5. 2015~2017年吴哥遗迹群土地利用增势图
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从图6表示的2015~2017年减势图中可见,79.5%为不变区域,减势较为突出的为林地、耕地和建设用地,分别占区域总面积的4.3%,9.4%和6.2%。其中林地主要减少于居民点和古遗迹附近,说明人类活动和当地的开发建设对林地造成了一定的影响;耕地减少于研究区中部、西部和东北处;建设地与耕地相互转化。
Figure 6. Land use loss map of Angkor Heritage Group, in 2015-2017 图6. 2015~2017年吴哥遗迹群土地利用减势图
4.2. 城市化对吴哥文化遗产的影响
4.2.1. 建设用地转移分析
集中提取吴哥遗迹群主要组成部分的遥感影像数据,如图7红色虚线框所示。将2015年与2017年建设用地进行转化对比,分析吴哥建设用地扩张趋势以及建设用地扩张对文化遗产的影响。从图8可见,2015~2017年吴哥遗迹群范围内建设用地面积变化的总体趋势为增多,增多的方式是以村落或是城市为中心,向外辐射式扩张,沿着道路交通线路周边的建设用地面积增加的更为显著。增加的建设面积以包围之势向遗迹群靠近,部分已经侵占了遗迹群的边缘,主要受到了西北方向和东南方向建设用地扩张影响。
增加的建设面积以包围之势向遗迹群靠近,部分已经侵占了遗迹群的边缘,主要受到了西北方向和东南方向建设用地扩张影响。增加的建设用地面积主要由耕地转化而来,水域和林地转化面积较少。由林地转化为建设用地的面积主要分布在遗址周边,其余分散在原有建设用地边缘,说明吴哥经济发展的同时在快速消耗着当地的森林资源。由耕地转化的面积主要分布在暹粒市以及各个村庄的周边,集中在道路沿边,说明当地人口增加,对于道路建设,基础设施和住房的需求也在日益上涨,逐渐侵占了城市或村庄附近的农田。吴哥遗产地建设用地增多最主要的原因是当地旅游业的发展。受到当地经济和政策的影响,遗迹群周边人类活动增加,已经对遗迹群的生态环境造成了一定的影响。 4.2.2. 建设用地侵入率分析
如图9所示,在ArcGIS10.2中以吴哥遗迹群主要的16个遗迹点为核心,利用分析工具建立缓冲区,线性单位设定为1千米,执行后得到遗迹群1千米缓冲区矢量文件。用缓冲区矢量文件分别与2015年和
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