成都城市空間形態(tài)動態(tài)特征分析

冀婷婷

摘 要：運用1992、2002、2009、2014年四期Landsat成都市區(qū)遙感影像進行成都市建筑區(qū)提取，基于4期Lanndsat影像的成都市主城區(qū)提取結(jié)果，運用形狀特征、空間緊湊度、空間破碎度等相關(guān)空間形態(tài)特征評價因子，分析成都市主城區(qū)1992-2014年間的空間形態(tài)動態(tài)特征，結(jié)合成都市發(fā)展?fàn)顩r，統(tǒng)計成都市主城區(qū)空間形態(tài)特征變化，分析主城區(qū)擴張的趨勢特征和原因，為成都市未來規(guī)劃發(fā)展和人居環(huán)境的改善提供相關(guān)依據(jù)和支持。

關(guān)鍵詞：主城區(qū)；Landsat；空間特征分析；格網(wǎng)化

1 概述

本文通過1992、2002、2009、2014年四期Landsat成都市區(qū)遙感影像進行成都城市空間形態(tài)動態(tài)特征分析，并對影像進行預(yù)處理。

2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

從USGS研究區(qū)云覆蓋度較少的四期影像進行下載，進行了波段疊加，并對影像輻射定標(biāo)、大氣校正等影像預(yù)處理。

3 研究區(qū)建筑物提取

3.1 選取樣本

運用ENVI軟件，進行建筑區(qū)樣本選取。圖1為TM影像在RGB為321時選取建筑區(qū)樣本。通過訓(xùn)練樣本，為分類做準備。

3.2 建筑區(qū)提取

運用監(jiān)督分類經(jīng)典方法——最大似然分類法提取建筑區(qū)。基于象元的分類會出現(xiàn)大量的碎圖斑，為了后期成都市城區(qū)空間形態(tài)分析圖斑的客觀性和可比性，對分類結(jié)果進行去除噪聲處理。圖2紅色區(qū)域為提取建筑區(qū)去噪前后對比圖。

3.3 提取結(jié)果

通過去噪處理，得到成都市1992年、2002年、2009年、2014年的成都市影像分類圖（圖3），圖中黃色區(qū)域為疊加影像后的城市建筑區(qū)提取結(jié)果。

4 成都市城市空間形態(tài)分析

空間形態(tài)是城市總體布局形式和分布密度的綜合反映。由影像上可以看出成都市的空間形態(tài)特點呈同心圓向外擴展，地形平坦。通過形態(tài)特征、空間緊湊度、空間破碎度等評價指標(biāo)對成都市主城區(qū)最大斑塊面積做分析。

4.1 成都市空間形態(tài)評價指標(biāo)1：形狀特征

形態(tài)特征采用形狀率反映，由于成都市呈圓形狀，所以用圓形率表述形狀特征。圓形率是以圓形為標(biāo)準形狀，用區(qū)域面積與區(qū)域周長平方的比值表示，越小帶狀特征越明顯。表1為成都市主體城區(qū)形狀特征統(tǒng)計，由表1可以看出，成都市主城區(qū)板塊的周長和面積在1992-2014年間呈增長趨勢，形狀特征指數(shù)逐年減小，帶狀特征越來越明顯。

4.2 成都市空間形態(tài)評價指標(biāo)2：空間緊湊度

城市外圍輪廓形態(tài)的緊湊度被認為是反映城市空間形態(tài)的一個十分重要的概念。城市外圍緊湊度面積周長緊湊度來反映。面積周長緊湊度是以區(qū)域面積和周長的比例關(guān)系表示，越小離散程度越高。

成都市主城區(qū)最大斑塊面積和周長比例計算空間緊湊度，結(jié)果如表2所示，1992-214年間，成都市主城區(qū)空間緊湊度指數(shù)值越來越小，主城區(qū)空間緊湊度在減小。

4.3 成都市空間形態(tài)評價指標(biāo)3：空間破碎度

景觀破碎度是指景觀被分割的破碎程度，景觀破碎程度與自然資源保護密切相關(guān)，許多生物種要求有一定面積的環(huán)境才能生存下去。同時，景觀破碎度指數(shù)在一定程度上可以反映人類活動對景觀格局的影響?？臻g破碎度采用分形維數(shù)反映。具體方法為根據(jù)分形理論，采用網(wǎng)格法計算覆蓋有城市輪廓邊界線的格網(wǎng)數(shù)目與覆蓋圖形區(qū)域的格網(wǎng)數(shù)目之間的關(guān)系獲得，越大破碎成都越高。根據(jù)研究區(qū)面積和形狀，在整個研究區(qū)域生成5km×5km的網(wǎng)格。

為了更客觀分析成都市區(qū)空間形態(tài)，生成網(wǎng)格的同時生成每個網(wǎng)格的中心點（點文件），在統(tǒng)計覆蓋有城市圖形區(qū)域的格網(wǎng)數(shù)目時，城市圖形覆蓋半格的網(wǎng)格，該輪廓邊界線覆蓋了該網(wǎng)格中心點，則計入網(wǎng)格數(shù)，否則舍去。如圖4所示為成都市區(qū)格網(wǎng)化及中心點效果圖。

采用網(wǎng)格法計算覆蓋有城市輪廓邊界線的格網(wǎng)數(shù)目與覆蓋圖形區(qū)域的格網(wǎng)數(shù)目之間的關(guān)系獲得。

表3為成都市主城區(qū)空間破碎度變化分析，空間破碎度數(shù)值越大，破碎度越高。1992-2014年空間破碎度值升高說明成都市主城區(qū)空間破碎度在加深。

5 成都市空間形態(tài)變化原因及發(fā)展建議

分析1992-2014年引起成都市空間形態(tài)和景觀格局變化的原因有許多，主要為：

（1）研究區(qū)城鎮(zhèn)化加速：城鎮(zhèn)化發(fā)展和人類活動的頻繁增加了城市的景觀破碎化。

（2）自然地理因素：成都市地處平原，市區(qū)呈圓形向外擴展，布局較為緊湊，隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展導(dǎo)致城市的緊湊度增加。

（3）城市規(guī)劃起導(dǎo)向作用：城市規(guī)劃是城市發(fā)展的導(dǎo)向，政府部門城市規(guī)劃發(fā)展也是導(dǎo)致空間形態(tài)變化的原因之一。

成都市空間形態(tài)發(fā)展建議：控制城市規(guī)模，合理規(guī)劃，建設(shè)衛(wèi)星城，開發(fā)新區(qū)，可有效改善成都市空間形態(tài)分布。在實際規(guī)劃方面，以路網(wǎng)規(guī)劃為引導(dǎo)，拓展成都市主城區(qū)與衛(wèi)星城的聯(lián)系，統(tǒng)籌兼顧優(yōu)化城市格局和土地利用布局，設(shè)定長遠規(guī)劃，使成都市空間形態(tài)健康科學(xué)發(fā)展。

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