基于遥感城市发展变化研究

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1、基于遥感城市发展变化研究　　摘要：本文在前人研究的基础上，将沈阳市作为研究区，选取了1981年、2000年、2003年和2007年四个时期的遥感影像进行了城市发展变化分析。研究结果表明，伴随着城市的发展，城区的面积逐年增加，并且有逐年增长的趋势；而植被出现先减少后增加的现象；在土地覆盖方面，部分耕地、草地和树木用地被占用，同时有大量的荒地被重新征用。由此可见，城市发展是一把双刃剑，并且应用遥感技术对城市发展进行研究切实可行。关键词：城市发展变化；ENVI；信息提取；驱动力；土地覆盖中图分类号：F291.1文献标识码：A文章编号：1绪论6城市作为一个规模庞大，结构布局复杂，且不断发展变化的系统，

2、它的变化不仅体现在人口数量的增加，经济水平的提高，还表现在城市空间结构和功能的变化。用遥感手段对其进行研究已经有很多学者进行了尝试，如在城市扩张变化研究中，江清霞等人综合运用图像自动识别分类与目视解译相结合的方法，通过提取扩展变化信息，分析出北京市建成区的变化是以老市区为中心向四周辐射蔓延的规律[1]，但是此方法较适合研究城市结构复杂的图像；岳埠等人利用祖厉河流域1987，1993，2003年的TM图像和2000年的ETM+图提取归一化植被指数(NDVI)，根据盖度等级的空间分布特征，比较分析了祖厉河流域植被覆盖变化情况[2]。2研究内容2.1研究数据与平台本文所用遥感数据为沈阳市1981年1

3、0月14日MSS影像，2000年7月7日和2003年3月10日ETM+影像，2007年6月17日TM影像。所应用的研究平台是ENVI遥感图像处理软件。2.2城区研究概况沈阳市位于中国东北地区的南部，辽宁省的中部，在东经122度25分9秒~123度48分24秒、北纬41度11分51秒~43度2分13秒之间。东西长115公里，南北长205公里。沈阳市国土总面积为1.3万平方公里，市区面积3495平方公里，建成区面积793平方公里，居住人口1002.6万，全市户籍人口786万人，市辖区户籍人口513.5万[3]。全年气温在-29℃~36℃之间，夏季平均气温20摄氏度左右，最高气温可达36摄氏度，冬季

4、最低温度可达零下30摄氏度，平均气温8.3℃。全年降水量在680~530毫米之间，降水分布是由东南向西北递减[4]。2.3研究法案6应用遥感手段对数据进行处理，通过三个版块对城市发展问题进行研究。包括1)并通过自定义城区范围，借助ENVI软件提取出城区面积进行比较研究；2)提取出四幅影像的NDVI图，计算NDVI的差值，通过对差值NDVI图进行决策树分类，分析城市植被的变化情况；对不同时期的遥感影像进行监督分类，通过变化检测确定城市土地覆盖的变化情况。3影像预处理3.1几何校正由于2007年的Landsat5-TM影像具有良好的地面分辨率，因而在研究中以2007年的遥感影像为基准，借助Goog

5、leMap的卫星影像，对其余的三幅影像进行了几何校正。3.2影像的裁剪本文的研究区是沈阳市地区，而所使用的遥感数据的范围过大，需要先确定感兴趣区。为了研究的方便，采用矩形框裁剪的方式先裁剪出一幅影像，然后以裁剪后的影像为模板，将其余的三幅影像进行裁剪。3.3影像的增强由于四个时期的影像具有不同的分辨率，且受噪声等因素的影像，影像不清晰。因而在进行研究前还需对遥感影像进行增强处理，即应用ENVI软件，针对影像的质量情况进行增强处理，得到了较好的效果。4城市发展变化分析6城市发展变化的实质是人类为满足社会经济的发展需要，不断地调整、重新配置城市边缘区和内部各土地利用类型的过程，最终扩大城镇用地类型

6、，而其它类型的用地减少，另外随着人口的集中、增加，有更多的农业人口转为非农业人口[5]。通过分析城市发展变化的驱动力，可以更好地了解城市化进程的机理，为城市发展提供决策服务[6]。1)自然地理因素一个城市的形成、建设及其发展都与自然地理因素密切相关，自然地理环境是城市空间扩展非常重要的基础条件，其直接影响着城市空间扩展的潜力、方向和速度等[7]。2)人口因素诸多研究表明，人口的增长对城市动态变化起到相当重要的驱动作用，而尤其以城市人口的增长为主[8]。城镇人口的增加对城市发展变化产生了最直接的影响，因为城市土地是城市居民生活、工作和学习的场所，而城市人口的增加必然表现为城市居民对住房、交通和公

7、共设施等方面的需求加强，因此可以说城市人口的增加是城市发展土地扩张的直接动因。3)社会经济发展因素一个城市的发展，最直接的表现就是经济的提高，利益的驱动和价格作用是城市土地利用变化的直接动力。6从沈阳市的经济发展来看，“十五”时期，沈阳经济发展创造了历史上少有的高速度。以浑南新区开发建设和铁西工业区搬迁改造为标志，沈阳进人了有史以来最大规模的城市扩张期，呈现出“南北扩张，东西改造”为特点的城市发展