基于RS與GIS技術(shù)的城市土地?cái)U(kuò)展研究

劉晉靜 崔植蕓 霍美玉

【摘要】 基于GIS軟件的空間分析模塊得出土地?cái)U(kuò)展的變化信息,分析了武漢市土地利用擴(kuò)展的特征,為城市的發(fā)展和土地利用規(guī)劃提供科學(xué)的依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】 遙感;GIS;城市土地?cái)U(kuò)展;武漢市

一、研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)源

1.研究區(qū)概況。研究區(qū)武漢市地處華中腹地,位于江漢平原東部和長(zhǎng)江中游與漢水交匯處。地理位置為東經(jīng)113°41′～115°05′,北緯29°58′～31°22′,是湖北省省會(huì)城市,也是華中地區(qū)特大城市。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)地理圈層中,武漢市位于優(yōu)越的中心位置。武漢市行政轄區(qū)面積8549.09平方公里,下轄江岸區(qū)、江漢區(qū)、硚口區(qū)、漢陽(yáng)區(qū)、武昌區(qū)、洪山區(qū)、青山區(qū)七個(gè)主城區(qū),東西湖區(qū)、漢南區(qū)、蔡甸區(qū)、江夏區(qū)、黃陂區(qū)、新洲區(qū)六大遠(yuǎn)城區(qū)。

2.數(shù)據(jù)源。采用武漢市1987、1994、2005年3個(gè)不同時(shí)期獲取的分辨率為30m的TM衛(wèi)星遙感影像和相應(yīng)的地形圖。

二、遙感圖像分類

1.遙感影像數(shù)據(jù)預(yù)處理。研究所用的遙感影像均已經(jīng)進(jìn)行過(guò)圖像配準(zhǔn)及輻射糾正,只需對(duì)影像進(jìn)行鑲嵌和切割處理,運(yùn)用ENVI4.2軟件,對(duì)武漢市3個(gè)時(shí)期的遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。TM影像的不同波段有不同的波長(zhǎng)范圍、用途和統(tǒng)計(jì)特征,響應(yīng)了不同地物在該波段內(nèi)的反射輻射特性,正是由于波段與地物間有這些相關(guān)特性,才可以用地物在不同光譜范圍的反射程度和波段的組合來(lái)識(shí)別地物。經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐,TM145為提取居民點(diǎn)和水域的最佳組合,TM345為提取耕地、林地、草地的最佳組合。

2.遙感影像分類方法。采用最大似然法監(jiān)督分類與目視解譯相結(jié)合的分層提取分類方法分別對(duì)3個(gè)不同時(shí)期的遙感影像進(jìn)行分類。結(jié)合武漢市土地利用類型特點(diǎn)及遙感影像的成像時(shí)間,將武漢市土地利用分類體系確定為:耕地、裸地、林地、河流、湖泊、坑塘、城市用地及農(nóng)村居民點(diǎn)。

三、變化信息提取分析

分類后對(duì)比法是一種最直接的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法。首先,對(duì)武漢市3個(gè)不同時(shí)期的遙感影像進(jìn)行單獨(dú)的分類,對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行比較分析,單獨(dú)提取出1987、1994、2005年的武漢市建成區(qū)用地,分別賦予不同的顏色,并統(tǒng)計(jì)出3個(gè)時(shí)期建成區(qū)的面積。將1987年和1994年的分類結(jié)果進(jìn)行疊加,得出1987～1994年武漢市建成區(qū)擴(kuò)展變化圖,得出1994～2005年的建成區(qū)擴(kuò)展圖(如圖1,圖2)。

衡量城市化水平的其中一個(gè)重要指標(biāo)是城市空間擴(kuò)展數(shù)據(jù)。利用提取出的建成區(qū)矢量圖,利用MapGIS空間分析模塊進(jìn)行疊加分析,可以計(jì)算建成區(qū)的面積。1987年武漢市建成區(qū)面積為153.439km2,1994年建成區(qū)面積為226.332km2,2005年建成區(qū)面積為423.744km2。

從圖3中可以發(fā)現(xiàn):近二十年來(lái),武漢市城區(qū)擴(kuò)展速度呈現(xiàn)增加趨勢(shì),受江河、湖泊的制約,武漢市城區(qū)擴(kuò)展受到明顯的限制,擴(kuò)展方向主要集中在東南方向、西南方向和西北方向,東北方向擴(kuò)展面積相對(duì)較少。武漢城市擴(kuò)展的主要?jiǎng)恿σ蛩赜?(1)自然條件。城市的發(fā)展受各種自然條件的限制,武漢市建成區(qū)用地主要分布在長(zhǎng)江、漢水以及湖泊周圍的平坦地區(qū)。(2)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是城市市擴(kuò)張的決定性因素。(3)交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。(4)政策與規(guī)劃的推動(dòng)作用。

利用這些實(shí)時(shí)有效的遙感信息,可以對(duì)城市土地資源利用進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),及時(shí)掌握城區(qū)擴(kuò)展的變化,可以為城市可持續(xù)發(fā)展提供決策支持。利用不同時(shí)相的TM衛(wèi)星遙感影像,在ENVI和MapGIS軟件下對(duì)武漢市建成區(qū)擴(kuò)展進(jìn)行了分析,取得較好的效果。綜上所述,RS和GIS是城市土地動(dòng)態(tài)利用研究的有效手段,可以為城市的發(fā)展和規(guī)劃提供決策依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

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