基于随机森林的遥感影像土地利用变化与景观结构分析

简介：
2009年，福建平潭综合实验区正式设立，该地区被确定为闽台合作的重要窗口区域及国家对外开放的战略性位置。其土地利用变化主要取决于社会经济发展进程和自然地理环境特征的变化规律，并与其未来空间土地利用规划密不可分。本研究基于1990、2000、2010和2017年的4期Landsat遥感影像数据集，对过去27年间的土地利用变化过程及其对景观格局的影响进行了定量分析。研究结果表明：（1）在合理选取训练样本的前提下，采用随机森林方法进行分类可以获得较高的遥感土地利用分类精度（各期影像下总体精度均超过87%，且Kappa系数均达到0.84以上）；（2）从1990至2017年间，水面面积显著下降了约31.04平方公里。这些减少的水域主要被转化为建设用地和林地面积。其中，建设用地增加量为40.98平方公里，并呈现逐年递增趋势，年均增长幅度达1.52平方公里；近十年间呈加速增长态势，年均增量约为3.87平方公里；（3）从斑块特征层面来看，在逐级分析的建设用地规模上，随着面积增加，最大斑块占景观总面积的比例（LPI）、景观聚合度（AI）以及边缘密度（ED）均呈现上升趋势。其中，LPI的变化受到建设用地扩展的影响最为显著。从景观类型特征角度来看，则多样性指标（SHDI）和景观形状指标（LSI）呈现出下降趋势。