ArcGIS土地利用转移矩阵

在我们的土地利用研究过程中，常常会用到土地利用转移矩阵，接下来，我就将详细介绍转移矩阵的制作方法。

工具软件：ArcGIS、Execl

1、数据获取

在GlobeLand30网站中可以下载到2000、2010、2020这三年的土地利用类型数据，官方网址为http://www.globallandcover.com/。本文将使用其中2010和2020两年的数据制作转移矩阵。

2、数据预处理

将下载的分类结果按照确定的研究区域进行裁剪并矢量化，并根据官方网站中的类型将生成矢量数据的各区域分别赋予不同的类型名称。

裁剪工具（按掩模提取）：Spatial Analyst Tools/Extraction/Extract by Mask

图1 按掩模提取

矢量化工具：Conversion Tools/From Raster/Raster to Polygon

图2 栅格转矢量

在对比后，得出数据编码对应土地利用类型如表1所示：

数据编码（Value）	土地利用类型（Type）
10	耕地
20	森林
30	草地
40	灌木地
50	湿地
60	水体
80	人造地表
255	非陆地部分

表1 土地利用类型编码对应表

3、修改属性表

在土地利用矢量数据的属性表中添加一个土地利用类型字段，并建议在字段名中添加数据年份，例如2010年土地利用数据的土地利用类型字段可命名为“Type2010”，后边的内容也将以2010年的数据为例说明，2020年数据操作与之相同。

添加字段：Open Attribute Table/Table Options/Add Field

图3 添加字段

将矢量数据与土地利用类型编码对应表通过各自的地类编码字段进行连接（Join），并通过字段计算器（Field Calculator）将土地利用类型赋给“Type2010”，移除连接。

属性表连接：Joins and Relates/Join

移除属性表连接：Joins and Relates/Remove Join(s)

图4 属性表连接

图5 字段计算器

结果如图6所示：

图6  2010年土地利用数据属性表

4、数据连接

通过标识工具（Identity）将2010、2020两年的土地利用类型数据连接起来。

标识工具：Analysis Tools/Overlay/Identity

输入要素为2010年的数据，标识要素为2020年的数据，结果如图7所示：

图7  通过标识工具连接后的土地利用数据属性表

可以看到连接后的数据表中有很多空值，这是在栅格转矢量时数据边界形状的变化引起的误差，选中这一部分数据，打开编辑器，将其删除即可。

5、数据整理

在数据连接后的属性表中添加两个字段：文本型数据字段“Type10_20”、双精度数据字段“Area10_20”，用于存储土地利用类型的转移方向及转移面积。

通过字段计算器为“Type10_20”字段赋值，赋值代码可设置为“[Type2010] + " -> " + [Type2020]”，即可在这一字段中显示土地利用类型的转移方向；通过几何计算（Calculate Geometry）工具计算转移面积，单位建议为公顷[ha]，并赋给“Area10_20”字段。

图8 几何计算

可将其他字段删除或隐藏，结果如图9所示：

图9 土地利用类型的转移方向及转移面积

使用频数统计（Frequency）工具，频数字段为“Type10_20”，汇总字段为“Area10_20”，生成各转移方向的总面积。

频数统计工具：Analysis Tools/Statistics/Frequency

图10 频数统计工具

结果如图11所示：

图12 土地利用类型转移方向面积汇总

生成的汇总表为dbf格式，可直接在execl表中打开，如有乱码，可在ArcGIS中再导出为txt格式。

6、生成转移矩阵

将汇总后的土地利用类型转移方向及面积转换为转移矩阵的形式，结果如表2所示：

表2  2010 - 2020 年研究区土地利用类型面积转移矩阵（单位：公顷）