土地利用轉移矩陣的幾種實現方法

土地利用轉移矩陣生成的幾種方法

       查閱相關的資料，也沒有得到土地利用類型轉換矩陣確切的定義，我理解爲不同時間段內同一區域內土地利用類型的相互轉換關係，一般用二維表來表達，從二維表中可以快速查看各個地類間相互轉化的具體情況。比如某一類別的土地有百分之多少（或者面積）分別轉化成了其他的土地類型，現在某類型的土地分別是由過去的哪些類別轉化而來的等等。還可以生成變化統計柵格圖（掩膜圖像），它描述了前後兩幅土地分類圖之間的地類發生轉變的位置和類別。土地利用類型轉換矩陣可以從兩幅柵格圖中計算得到，也可以從兩個矢量文件中計算獲得。

工具/原料

• ENVI

• ERDAS

• ArcGIS

方法/步驟

1. ⅠENVI

          下面介紹在ENVI下從兩幅分類結果的柵格圖中計算土地利用類型轉換矩陣。

   1、準備數據

   兩個時相的土地利用分類結果，它是單波段、專題類型的僞彩色圖像（ENVI Classification）。

   2、計算轉換矩陣 

   打開兩個土地利用分類結果。

   （1）在主菜單中，選擇Basic Tools → Change Detection → Change DetectionStatistics。

   （2）分別在Initial State對話框和final state對話框中選擇前一時相和後一時相的土地利用結果。

   （3）在Define Equivalent Classes對話框中（圖1），如果兩個土地利用分類名稱一致，系統自動將Initial State Class和Final State Class對應，否則手動選擇，單擊Add Pair按鈕選擇。

   （4）選擇對應的地物類型之後，單擊OK按鈕，出現圖2對話框。選擇生成圖表表示單位（Report Type）：像素（Pixels）、百分比（Percent）和麪積（Area）。選擇Output Classification Mask Images?爲YES，輸出掩膜圖像，選擇輸入路徑及文件名。

   （5）單擊OK，執行土地利用類型轉換矩陣計算過程。

   3、查看結果

   （1）如圖3爲得到的土地利用類型轉換矩陣結果。橫字段表示前一時間段（Initial State）的土地利用類別，縱字段爲後一時間段（Final State）的土地利用類別。橫字段和縱字段交叉處表示變化值，如有2520900平方米林地用地變化爲草地。

   （2）還可以爲每一個地類生成一個變換掩膜圖像，圖4所示爲其中一個地類的掩膜圖像。掩膜圖像的灰度值表示變化類型，如這裏的2{草地}表示林地變化爲草地的像元。

   根據你的數據類型選用不同的數據生成方法
2. ⅡERDAS

   若你的數據是Raster格式：則有如下方法

   1.Erdas Imagine----Interpreter---Gis Analysis---Matrix，輸入兩個時相的Raster數據即可，做這一步之前記得先對兩時相的數據進行重編碼（nterpreter---Gis Analysis---Recode）。一般運行如果出現錯誤肯定是重編碼沒做好，請繼續查證。

   2.先在 Erdas中利用 Modeler 計算如下公式：NC(I,J)=NC(I)*10+NC(J),(J>I)。其中：NC(I,J)表示i，j 兩年份的土地利用變化圖；NC（i）表示i年份遙感分類影像；NC（j）表示j年份的遙感分類影像。在此計算的基礎上，將以上變化影像圖轉化爲BIL格式，再利用ARC/INFO GRID模塊將影像轉爲GRID格式，然後利用GRID模塊中的屬性表（vat）查看命令對影像灰度值進行統計，最後得出土地利用轉化舉證。（注:此方法本人尚未實現過，不知可行否）。

   矢量數據：

   若數據是Vector格式

   1. Erdas Imagine----Interpreter---Gis Analysis---Matrix，輸入兩個時相的Vector數據即可。此時注意輸出柵格大小不應設的太小要不一運行就會提示你的空間不足，做這一步之前，請做好前期的地理編碼。

   2. ArcView3.3加載 spatial analysis模塊，把兩時相的Vector圖轉成grid格式（當然中間有一些單位的設置根據你做的圖的分辨率來設置即可）analysis---mapcaculate 直接計算即可。

   3. ArcGIS

         把兩期解譯完的Vector文件在arctoolbox——overlay——union中疊加，注意：兩個文件不能用同一個字段名，比如一個用93Type，另一個時相則用 00Type疊加後的文件在Arcmap中打開，選中文件，然後點右鍵——Property——空間查詢，輸入條件語句，比如：3Type=‘1’And 00Type=‘2’；查詢結果即爲第一種類型轉化爲第二種類型的圖形，可以另建一圖層比如：12，把查詢結果複製到12圖層上。統計出面積，依進行，就可以得到土地利用類型轉移矩陣。

3. 下面介紹如何在ArcGIS中建立轉移矩陣

   一、數據準備（圖1）

   準備兩幅不同時相的土地利用現狀圖（shp格式），每幅圖的屬性表都要有一個表示土地利用類型的字段，並且要使用不同的名稱加以區分，如Type1995，Type2000。土地利用類型名稱必須統一，並且完整，如都使用“城鎮用地”、“有林地”等。

    

   二、數據融合（圖2）

   在ArcMap裏分別打開兩個時相的圖層，打開ArcToolbox，選擇Data Management Tools | Generalization | Dissolve工具。Input Feature選擇要融合的圖層，Output Feature Class選擇輸出結果存儲的位置及名稱，Dissolve Field(s)選擇土地利用類型字段（如Type1995），然後勾選Creat multipart features選項，點擊OK完成。重複此過程，對另一時相數據進行融合。此步驟使相同利用類型的記錄融合爲一個記錄，以提高後面步驟的計算速度。

   三、疊置分析（圖3）

   在ArcMap中打開兩個時相融合後的數據，在ArcToolbox中選擇Analysis Tools | Overlay | Intersect工具，Input Features選擇兩個時相的圖層，Output Feature Class選擇疊加結果存儲的位置及名稱，其餘選項可以忽略，單擊【OK】完成。

   四、計算面積並導出屬性表（圖4-6）

   在ArcMap中打開疊加後的圖層數據，在該圖層上右鍵打開屬性表，選擇Option | Add field… 新建一個字段，命名爲NewArea。

   在Editer工具條中選擇Editer | Start Editing，然後在屬性表中NewArea字段上單擊右鍵選擇Calculate Geometry… ，在打開的Calculate Geometry對話框中，Property選擇Area，Units選擇要使用的面積單位，單擊【OK】完成圖斑面積計算。依次選擇Editer | Save Edits / End Editing保存和退出編輯狀態。

   在屬性表中選擇Option | Export… 將屬性表保存爲dbf文件。

   五、製作轉移矩陣（圖7-10）（以Excel2007爲例）

   在Excel中打開上一步保存的dbf，另存爲Excel格式並打開。在Excel中選中所有數據（不要點左上角，只選擇有效數據），點擊【插入】選項卡，選擇【數據透視表】|【數據透視表】，點擊【確定】。

   在打開的數據透視表中按圖示將字段拖入相應區域。

    

    

   Excel自動計算矩陣，將該表稍事整飾就得到美觀的土地利用轉移矩陣。矩陣中r(I, j)就表示i類型向j類型轉移的土地面積，空值表示i類型向j類型沒有轉移。
4.