基于RS与GIS技术的城市土地扩展研究

【摘要】 基于GIS软件的空间分析模块得出土地扩展的变化信息,分析了武汉市土地利用扩展的特征,为城市的发展和土地利用规划提供科学的依据。

【关键词】 遥感;GIS;城市土地扩展;武汉市

一、研究区概况及数据源

1.研究区概况。研究区武汉市地处华中腹地,位于江汉平原东部和长江中游与汉水交汇处。地理位置为东经113°41′～115°05′,北纬29°58′～31°22′,是湖北省省会城市,也是华中地区特大城市。在我国经济地理圈层中,武汉市位于优越的中心位置。武汉市行政辖区面积8549.09平方公里,下辖江岸区、江汉区、硚口区、汉阳区、武昌区、洪山区、青山区七个主城区,东西湖区、汉南区、蔡甸区、江夏区、黄陂区、新洲区六大远城区。

2.数据源。采用武汉市1987、1994、2005年3个不同时期获取的分辨率为30m的TM卫星遥感影像和相应的地形图。

二、遥感图像分类

1.遥感影像数据预处理。研究所用的遥感影像均已经进行过图像配准及辐射纠正,只需对影像进行镶嵌和切割处理,运用ENVI4.2软件,对武汉市3个时期的遥感影像数据进行处理。TM影像的不同波段有不同的波长范围、用途和统计特征,响应了不同地物在该波段内的反射辐射特性,正是由于波段与地物间有这些相关特性,才可以用地物在不同光谱范围的反射程度和波段的组合来识别地物。经过多次实践,TM145为提取居民点和水域的最佳组合,TM345为提取耕地、林地、草地的最佳组合。

2.遥感影像分类方法。采用最大似然法监督分类与目视解译相结合的分层提取分类方法分别对3个不同时期的遥感影像进行分类。结合武汉市土地利用类型特点及遥感影像的成像时间,将武汉市土地利用分类体系确定为:耕地、裸地、林地、河流、湖泊、坑塘、城市用地及农村居民点。

三、变化信息提取分析

分类后对比法是一种最直接的动态监测方法。首先,对武汉市3个不同时期的遥感影像进行单独的分类,对分类结果进行比较分析,单独提取出1987、1994、2005年的武汉市建成区用地,分别赋予不同的颜色,并统计出3个时期建成区的面积。将1987年和1994年的分类结果进行叠加,得出1987～1994年武汉市建成区扩展变化图,得出1994～2005年的建成区扩展图(如图1,图2)。

衡量城市化水平的其中一个重要指标是城市空间扩展数据。利用提取出的建成区矢量图,利用MapGIS空间分析模块进行叠加分析,可以计算建成区的面积。1987年武汉市建成区面积为153.439km2,1994年建成区面积为226.332km2,2005年建成区面积为423.744km2。

从图3中可以发现:近二十年来,武汉市城区扩展速度呈现增加趋势,受江河、湖泊的制约,武汉市城区扩展受到明显的限制,扩展方向主要集中在东南方向、西南方向和西北方向,东北方向扩展面积相对较少。武汉城市扩展的主要动力因素有:(1)自然条件。城市的发展受各种自然条件的限制,武汉市建成区用地主要分布在长江、汉水以及湖泊周围的平坦地区。(2)经济的发展是城市市扩张的决定性因素。(3)交通基础设施的建设。(4)政策与规划的推动作用。

利用这些实时有效的遥感信息,可以对城市土地资源利用进行动态监测,及时掌握城区扩展的变化,可以为城市可持续发展提供决策支持。利用不同时相的TM卫星遥感影像,在ENVI和MapGIS软件下对武汉市建成区扩展进行了分析,取得较好的效果。综上所述,RS和GIS是城市土地动态利用研究的有效手段,可以为城市的发展和规划提供决策依据。

参考文献

[1]刘纪远.中国资源环境遥感宏观调查与动态研究[M].北京:中国科学技术出社,1996

[2]蒋金龙,薛重生,李建.基于Rs和GIS的武汉市城区扩展变化研究[J].安徽农业科学,2OO7

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