基于gis与rs滨州市城市扩展探究

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1、基于GIS与RS滨州市城市扩展探究　　摘要：随着城市化进程的不断加快，必然导致城市建设用地的激增，从而使城市土地利用中的矛盾日趋紧张。本文利用山东省滨州市2000年至2012年间的多时相遥感影像作为研究资料，利用GIS技术提取城市边界，然后进行叠加分析、城市重心迁移分析，在此基础上研究其变化的驱动因素，对滨州市12年来城市扩展的情况进行了深入的研究和探讨。结果表明，2000-2012年滨州市城市扩展速度快，2012年的城市面积是2000年的4.32倍，但地区差异较明显，城区主要向西偏北方向扩展。关键词：城市扩展；遥感；GIS；滨州市城市是人类活动最

2、为剧烈的地区，它具有不断变化的动态特征。城市化指的是人口向城市及其周边地区进行聚集的过程[1]。近年来，随着我国人口增长与城市化进程的不断加快，城市的扩展速度也随之加剧，这就需要我们及时准确地了解城市扩展的规律和趋势。现阶段，GIS和RS技术是进行土地利用数据获取与分析的主要技术手段，运用此技术进行城市扩展分析，对解决生态环境建设、土地利用宏观调控和可持续发展等问题具有重要现实意义。11滨州市位于黄河下游、鲁北平原，地处黄河三角洲腹地，北临渤海，与东营市接壤，南和淄博市毗邻，西同德州市和济南市搭界，东西最大跨径120公里，南北最大跨径175公里，总

3、面积9，444.65平方公里，是山东的北大门。1950年建惠民专区，几经沿革，1992年改称滨州地区，2001年撤地设市。现辖滨城区、惠民县、阳信县、无棣县、沾化县、博兴县、邹平县县一区和经济开发区，版图面积9，600平方公里，人口369万人。自建市以来，滨州市的城市发展取得了一定的成就，但是它的城市化程度、城市发展水平、城市的发展速度以及城市产业结构等方面与发达城市相比还有很大的差距。因此，对滨州市进行城市扩展研究，对提高城市发展水平、完善城市规划、优化资源利用和合理化城市产业结构等方面具有一定的指导意义。1数据的选择和预处理结合滨州市的城市扩展

4、情况以及现有的数据，本文选取了2000年5月2号的ETM+影像、2004年9月9号的ETM+影像、2008年4月14号的ETM+影像和2012年10月18日的ETM+影像。四个时期的遥感影像时间间隔都是4年，这样便于研究城市的扩展随时间的变化规律。此外，本文还利用了滨州市政区图来作为研究区边界范围参考。11首先，将获取的遥感影像进行波段合成。然后，对影像进行几何精校正，利用ERDAS软件，对2000年的影像进行几何精校正，再以校正后的2000年遥感影像为基准，对2004年、2008年和2012年的多波段影像进行几何精校正。在选取控制点时，使控制点尽

5、量多的分布在研究区范围内，并且尽可能使控制点均匀分布。为了增强影像的目视判读结果，还要对影像进行图像增强处理（如增大影像灰度范围，从而增加影像对比度），以便提高解译精度。2城市边界提取方法将城市的建设用地信息从影像中提取出来的主要方法有以下几种：监督分类法：监督分类要有先验知识，首先需要从研究区域选取有代表性的训练场地作为样本。根据已知训练区提供的样本，通过选择特征参数（如像素亮度均值、方差等），建立判别函数，据此对样本像元进行分类，依据样本类别的特征来识别非样本像元的归属类别，人为影响比较明显。监督分类的步骤一般有：建立模板、评价模板、确定初步分

6、类结果、检验分类结果、分类后处理、分类特征统计、栅格矢量转换[2]。非监督分类法：非监督分类就是先对分类过程不施加任何先验知识，仅凭像元的光谱特征，运用迭代自组织数据分析（ISODATA）算法，把一组像素按照相似性归成若干类别，此方法多用于对分类区的状况不了解的情况下。因为此方法人为干预的比较少，所以它的自动化程度会比较高。归一化建筑指数（NDBI）法：NDBI指数的表达式是：11其中P4、P5分别是TM影像数据的第4和第5波段，这样得到的NDBI的值就会在[-1，1]之间[3]。然后通过二值化法将NDBI值为负的像元都赋值为0，将NDBI值为正的

7、像元都赋值为255，这样就会得到一个二值化影像。最后通过矢量化将城市边界提取出来。矢量化遥感影像法：首先将研究区遥感影像的灰度值进行适当的调整，从而获取较高的图像对比度，以达到提高显示精度、增强遥感影像的判读效果，为后面的矢量化做好准备。做好相关的遥感影像预处理操作后，通过人工判读将城市边界矢量化出来。由于这是人工绘制出来的，所以它的城市边界精度一般会比电脑提取的高。监督分类法、非监督分类法以及归一化建筑指数法都是人为给予标准，然后电脑根据标准，机械的进行分类，适合进行数据量比较大的分类，但它们的分类精度以及结果受遥感影像质量的影响很大，比较容易产

8、生误差。而根据本文选取的遥感影像质量以及分类处理的数据量比较小等条件，本文选择了矢量化遥感影像法来提取城市边界，这样可以获