摘 要

城市生态系统，其主体为人类，是一个人口高度集中的生态系统；是一个受到人类社会活动影响的系统；是由自然、社会、经济三个亚系统相结合的由居民与环境相互影响够偶成的一个具有严密结构的系统；也是一个以人类的未来发展作为目的，以人类生活的环境和空间的充分利用为基础的一个囊括了人口、文化、经济等一系列人类因素的空间地域系统。城市生态系统代表着一个地区亦或者市一个国家的最先进的生产力和发展潜力，它的发展状态是一个国家或地区社会发展水平的重要指标。城市生态是否处于安全状态，影响着城市居民的健康及城市的未来发展。

改革开放以来，中国经济如同火箭一般迅速发展，城市化进程也随之突飞猛进。但随着城市的高速发展，诸多问题不可避免的出现在了人们的视线中。人口拥挤、交通堵塞、住房紧缺，使得人们需要更多的土地去解决这些问题。由于没有经过科学的规划，大规模的填湖建房，伐林成地使得城市环境遭到严重破坏。雾霾、涝灾等一系列灾害频频出现。这些灾害不仅影响着城市生活城员的健康，同时也严重危害到了城市的生态安全。因此建立城市生态安全评价模型及生态安全评价指标体系是各国家和地区的发展中必须完成的的事情。

本文选择了中国中部最具有代表性的城市——湖北省武汉市作为研究对象，通过2006年、2011年、2016年三年的武汉市卫星遥感影像分析，利用ARCGIS软件的土地利用矩阵来对2006年——2016年武汉市土地利用的变化进行深入研究，对土地利用变化特征和其存在的问题进行深入的分析；然后吸收参考现有的环境评价、生态安全评价和国土资源评价等相关成熟经验方法，尝试性的去构架一个城市生态安全评价理论的框架以及与其配套的安全评价指标体系。并利用Arcgis建立一个生态安全综合评价数据库，对各项安全评价指标进行评价且对成果进行可视化表达。然后利用Arcgis提供的空间分析功能，研究武汉近十年土地利用与生态安全间的体系。提出相应的生态安全调控措施以及土地资源优化配置方案。

关键词：城市生态安全 土地利用 遥感 生态安全数据库

Abstract

Urban ecosystem, its content to human.That is a highly concentrated ecological system and a system affected by human social activities.That is by the natural, social, economic three sub-systems combined by the residents and the environment affect each other even The structure of the system.It is also the purpose of human progress, environmental and spatial use based on a set of population, culture, economy as one of the spatial regional system. Urban ecosystems focus on one of the region's most advanced productive forces, and its state of development is an important indicator of the level of social development in a country or region. Whether the urban ecology is in a safe state, affecting the health of urban residents and the future development of the city.

        Since the reform and opening up, China's economy as the rapid development of the rocket, the process of urbanization has also by leaps and bounds. But with the rapid development of the city, many problems inevitably appear in people's attention. Crowded, traffic jams, housing shortages, making people need more land to solve these problems. As a result of the lack of scientific planning, large-scale land reclamation, cutting forest into the city environment has been severely damaged. Haze, waterlogging and a series of disasters frequently appear. These disasters not only affect the health of urban life, but also seriously endanger the city's ecological security. Therefore, the establishment of urban ecological security evaluation model and ecological security evaluation index system has become an urgent matter.

       In this paper, Wuhan City, the representative city of central China, was selected as the object of study. Through the analysis of the satellite remote sensing images of Wuhan City in 2006, 2011 and 2016, the land use matrix of ARCGIS software was used to analyze the results of 2006-2016 This paper makes an in-depth study on the characteristics of land use change and its existing problems, and then absorbs the relevant empirical methods such as the existing environmental assessment, ecological security evaluation and land resources evaluation. The framework of a city ecological security evaluation theory and its supporting safety evaluation index system. And use Arcgis to establish an ecological safety comprehensive evaluation database, evaluate the safety evaluation indicators and visualize the results. And then use the spatial analysis function provided by Arcgis to study the system of land use and ecological security in Wuhan in recent ten years. Put forward the corresponding ecological security control measures and the optimal allocation of land resources program.

Key words: urban ecological security land use RS Ecological security database

目录

第1章 绪论 1

1.1生态安全的概念 1

1.2国内外生态安全评价的研究进程 1

1.2.1国外研究进程 1

1.2.2国内研究进展 2

第2章 研究区域简介 4

2.1 行政区简介 4

2.2地理位置 5

2.3气候 5

2.4水资源 5

2.5土壤 5

第3章 基于遥感的土地利用变化研究 6

3.1选用的遥感数据 6

3.2 ETM 遥感影像和OLI_TIRS遥感影像介绍 6

3.3 遥感影像处理软件介绍 7

3.4 遥感影像处理 8

3.4.1数据准备 9

3.4.2波段合成 9

3.4.3辐射定标和大气校正 9

3.4.4影像镶嵌 10

3.4.5获取武汉市矢量图 10

3.4.6获取武汉市遥感影像 11

3.4.7图像增强 12

3.4遥感影像解译分类 13

3.4.1土地类型 13

3.4.2 监督分类及其后续处理 14

3.4.3精度验证 15

3.5土地利用分类图和土地利用转移矩阵 16

第4章 武汉市生态安全评价体系 22

4.1城市生态评价原则 22

4.2建立城市生态安全评价指标体系 22

4.3城市生态安全评价方法 23

4.3.1确定评价指标的标志值 23

4.3.2规格化矩阵 24

4.3.3指标权重分配 25

4.3.4城市生态安全评价等级 25

4.3.5武汉市生态安全数据库 26

第5章 武汉市生态安全评价指标结果分析 28

5.1生态环境压力评价 28

5.1.1人口压力 28

5.1.2资源压力 28

5.1.3社会经济发展压力 28

5.2生态环境状态评价 28

5.2.1资源质量评价 28

5.2.2环境质量评价 29

5.3人文环境响应评价 29

5.3.1智力能力评价 29

5.3.2投入能力评价 29

5.4生态安全综合评价 29

第6章 结论 33

6.1武汉市土地利用的变化 33

6.2武汉市2016年城市生态安全 33

6.3本文创新点 33

6.4 未完成的工作 33

参考文献 35

致 谢 36

附录A 37

第1章 绪论

1.1生态安全的概念

生态安全在现状的科学界有着两个定义，其分为狭义概念上的生态安全和及广义概念上的生态安全。

狭义概念上的生态安全，生态安全代表着自然生态系统与半自然生态系统的安全，它是一个完整的生态系统的健康水平和完整性的映照。

而广义概念中的生态安全，指的是一种状态，一种指人类的各类因素未受到威胁的状态

1.2国内外生态安全评价的研究进程

1.2.1国外研究进程

生态安全定义的扩展——环境变化和安全之间的关系，这一课题是国际生态安全研究组织和学者研究的起始。从此无数的科学家和国际组织对环境变化和安全的关系其展开了大量的研究与探讨。伴随着这些研究和探讨，国外的生态安全研究逐步发展。其发展进程大致可以分为四个时期^[1]：

（一）生态安全定义的扩展与假设。莱斯特· R·布朗。出版了一本名为《建立一个持续发展的社会》的书籍，自此将环境的变化这一元素引入到了安全的概念之中。