【#第一文档网# 导语】以下是®第一文档网的小编为您整理的《基于RS与GIS的宜宾市翠屏区城市扩张研究》，欢迎阅读！
基于RS与GIS的宜宾市翠屏区城市扩张研究 作者： 熊明刚高建国蒲松盛杨昶 来源：《江苏科技信息》 2018年第4期 0 引言 城市化是当今世界上最重要的社会经济现象之一［1］。城市用地急剧扩张是城市化和社会经济加速发展的重要特征［2］。城市扩张侵占城市周围的耕地，使耕地面积逐年减少，分析城市扩张的规律以及驱动力机制，对科学合理地指导城市规划、保护有限的耕地资源和生态环境具有十分重要的意义［3］。国外学者已经分析、揭示城市用地形成和演化的内在规律，比较不同类型城市扩展的特征及差异［4-6］。国内许多学者采用不同的数据源，以遥感（RemoteSensing，RS）和地理信息系统（Geographic InformationSystem，GIS）为手段，采用空间分析方法，对上海、广州、郑州等城市扩张演变、强度以及驱动力等进行了系统研究，但是这些研究大多数集中在东部和南部城市，对我国西部城市的城市扩张研究较少，需要作进一步研究。 RS与GIS技术为城市变化趋势分析提供了快速便捷的途径。城市扩张RS监测方法通常可以概括为两大类：（1）建立在光谱分类基础上的方法，即分类后比较，（2）建立在像元光谱变化直接进行比较的方法。前者采用多时相的遥感数据，通过计算机信息提取，获取土地利用类型分布图，然后将分类结果进行叠加和对比，得出变化结果；后者通过对多时相的遥感信息源进行高精度配准，利用像元光谱变化检测，分离出城市动态变化区。基于光谱的变化检测对数据源的要求较高（同一季相，已进行辐射、几何校正等），这对长期监测来说，数据获取难度较大。 1 研究区概况 宜宾市主城区是位于长江、金沙江、岷江三江交汇处的翠屏区，是川南、滇东北和黔西北一带重要的物资集散地和交通枢纽，自2000年西部大开发以来，宜宾市经济发展较快，特别是进入21世纪以来，其城市化发展更为迅猛。仅2011年到2012年城市化率就提高了2.1%，达到43.2%，但与2012年全国超过50%的平均水平相比，还有较大差距，因此，宜宾的城市发展仍然有很大的空间。 宜宾全市地势西南高东北低，地形以中低山、丘陵为主，岭谷相间，地势复杂。市境内中低山占46.6%，丘陵占45.3%，平坝站8.1%。在如此复杂的地貌和快速城市化背景下，研究历史城市扩张原因，以期结合现状提出合理的城市发展规划。 2 数据与处理方法 本文选用的1990年、2001年和2013年的多光谱影像数据，数据来源于Landsat5_TM和Landsat8_OLI影像，宜宾市辖区范围内的DEM数据由ASTGTM合并而成，主要交通状况图由其他矢量图经投影坐标转化而来。 2.1 影像几何校正 为去除影像的几何畸变、保持与研究区二类调查数据的地理坐标统一，需要对原始TM影像进行几何校正。本研究利用ENVI5.1软件，以地形图为基准，采用统一坐标系和投影系对TM 影像进行几何校正。在校正配准时，采用二次多项式的校正模型，选取明显的同名地点、物点作为配准地面控制点，地面控制点至少为选择6个，且均匀分布于研究区内。初选控制点后还需对控制点匹配精度的检验，剔除匹配误差超限的象元，误差限额一般为0.5个象元。 2.2 影像辐射校正 由于太阳高度角、传感器等因素引起的误差，一般在数据产生过程中由生产单位通过传感器参数进行校正，用户需考虑的是由大气引起的辐射畸变。 大气校正方法分为精确大气校正和粗略大气校正两种。精确大气校正需要卫星飞行时的大气参数，校正难度较大，在本次实验中采取大气粗略校正。大气粗略校正一般有3种方法：模型法、公式计算法、野外波普测试回归分析法、波段对照法。本文主要选取ENVI软件中的Flash模型进行校正。 2.3 建成区数据提取 影像预处理之后，对影像进行波段组合，由于中红外波段对建筑物比较敏感，因此，将处理后的多波段图像按中红外波段赋红色、近红外波段赋绿色、红光波段赋蓝色进行显示（见图1）。 在确定赋色方案后对图像进行拉伸，使建成区边界更加明显。然后对3个时段影像进行目视判读和矢量编辑。 为了得到宜宾市不同时间段建成区的扩张情况，对得到的3幅面图层进行叠置分析，经过叠置操作后用不同的颜色显示不同时段的扩张情况，即得到宜宾市建成区土地利用扩张图。如图2所示，红色表示1990年到2001年的扩张情况，蓝色表示2001年到2013年的扩张情况。 为了使其扩张的趋势更加明显和易于判读，对3个时期的多边形进行重心提取，在ArcMap 中调用Mean Center工具可以直接实现多边形重心的计算。3幅图得到3个重心坐标点，将这3个坐标点按时间先后顺序用有向线连接起来，这样宜宾市翠屏区1990年到2013年的建成区土地利用扩张趋势便清晰可见。 2.4 坡度提取 宜宾市辖区范围内的地形坡度提取。地形坡度数据是DEM数据的衍生数据，因此，要制得地形坡度图，必须先获得研究区域的DEM数据，宜宾市辖区范围内的DEM数据由5幅ASTGTM数据拼接而成,得到一幅新的DEM，按照宜宾市边界进行裁剪。 得到辖区内的DEM后对该其进行Slope操作，这样便获得了辖区内的地形坡度图（见图3）。根据《城市规划原理（第三版）》，在山区和丘陵地区一般将城市建设适用程度划分为3类，即0%~10%，10%~25%和大于25% 3 类，按此分类对地形坡度图进行重分类。如图3所示，坡度越小越适宜城市建设，反之就越不利于城市建设。 3 结果与分析 3.1 结果 由宜宾市1990—2013年建成区及其重心移动趋势图（图2），可以得到以下两方面的结论：（1）从建成区的面积而言，自1990年以来其主要的扩张方向位于图中A，B和C3个区域，其扩张面积C区域最大，A区域次之，B区域最小。（2）从建成区重心移动趋势来看，其重心整体上是由西南向东北方向移动，前期重心北移为主东移量很小，后期北移量骤减东移量却有显著增加，简而言之，即北移的速度在放缓东移的速度在加快。 3.2 地形因子 就宜宾市辖区范围内的地形地貌而言，以低山和丘陵为主，总体上呈西南高东北低的趋势。根据《城市规划原理（第三版）》，在山区和丘陵地区城市建设的最适宜坡度范围0%~10%。如图3所示，其坡度大于10%的区域集中于西部和西南部，而坡度小于10%的区域多集中于东北部，因此，宜宾市建成区重心由西南向东北方向移动符合其实际地貌情况。 3.3 交通状况 就宜宾市辖区范围内的资源交通状况而言，由于煤炭是宜宾开采早、储量大的主要能源资源，而煤炭资源主要位于西南山区，所以前期为了就近开发和利用煤炭资源，早期的城市建设比较靠向西南。后期城市工业逐渐发展，使城市建设向交通状况比较优越的东北部和沿江一代延伸，因此导致其建成区重心由西南向东北方向移动。 3.4 政策影响 对于后期的北移量骤减东移量却有显著增加这一现象而言，则有如下几方面的原因：首先，政策规划方面。受宜宾市“东扩西进”的城市规划政策影响，以及政府将市区的北部定位为，连接成都、重庆的北部通道和主要的农业区，加之北部丘陵狭窄谷地间或分布，使城市向北的发展受到政策与地形限制故而北移量骤减。其次，沿江下游地区,该部分主要包括从南溪城区溯江而上至市区部分。这片区域不仅地形较为平坦，河运条件优于上游城区，且受南溪县撤县设区的影响，南溪区作为宜宾市区的一部分，在政策上有较大的发展先行优势，宜宾市相继在此兴建了宜宾港、罗龙工业园区等，一系列产业辅助实施，使其扩张的速度快与上游地区，故而东移量有显著增加。 本文来源：https://www.dywdw.cn/02640ab6cd84b9d528ea81c758f5f61fb636282b.html
下载此文档
搜索文档
阅读：
文档下载
2022-05-04
