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基于DMSP_OLS燈光數據的1992__2010年中國城市空間擴張研究_劉沁萍

收稿日期收稿日期:2012-09-27;修訂日期修訂日期:2013-03-18

基金項目基金項目:國家自然科學基金(41171143、40771064)、教育部新世紀優秀人才計劃(NCET-07-0398)、中央高校基本科研業務費專項資金重點項目(lzujbky-2012-k35)資助。

作者簡介作者簡介:劉沁萍(1979-),女,河南焦作人,講師,博士研究生,主要從事城市與區域發展、轉型與規劃研究。E-mail :[email protected]://www.fpxch.com.cn/doc/a24784ede109581b6bd97f19227916888486b959.html

通訊作者通訊作者:楊永春,教授。E-mail:[email protected]://www.fpxch.com.cn/doc/a24784ede109581b6bd97f19227916888486b959.html

基于DMSP_OLS 燈光數據的19921992~~2010年

中國城市空間擴張研究

劉沁萍1,楊永春1,2,付冬暇3,李鴻軼4,田洪陣1

(1.蘭州大學資源環境學院,甘肅蘭州730000;2.蘭州大學西部環境與氣候變化研究院,甘肅蘭州730000;3.國家測繪局第一地形測量隊,陜西西安710054;4.國家測繪局第一大地測量隊,陜西西安710054)摘要摘要:選擇1992、2000和2010年的DMSP_OLS 燈光數據,改進了基于統計數據提取城鎮用地的算法,使用Py-thon 語言編程實現3個時期中國城市建成區的提取。利用ArcGIS 10、Visual FoxPro 6.0等軟件,選擇城市形態緊湊度和城市擴張速度2個指標,分別從城市規模(超大城市、特大城市、大城市、中等城市和小城市)、大區域(東部、中部、西部和東北區)、省級行政區劃(省、自治區和直轄市)3個空間尺度分析了城市的空間擴張情況。結果表明:①從城市形態緊湊度來看,同一年份,城市規模越大,城市外部形態緊湊度越小;而中、西部城市平均緊湊度大于東部、東北部。1992~2010年,除大城市和小城市平均緊湊度指數略微變小、基本不變外,其余各等級城市均變大;東部和西部城市平均緊湊度指數變小,而東北和中部變大。②從城市擴張速度來看,同一時間段內,城市規模越大,城市建成區年均擴張速度越大;1992~2010年,東部城市建成區擴張速度最大,東北最小,中、西部次之;其中,北京、重慶、上海、天津擴張速度大,廣東、江蘇、山東、浙江和福建擴張速度次之,其余省份擴張速度較小;近20a 來,所有等級城市、不同區域城市以及各個省份內城市建成區在加速擴張。關鍵詞:城市空間擴張;燈光數據;緊湊度;擴張速度;中國城市中圖分類號中圖分類號:F291;TP751

文獻標識碼文獻標識碼:A

文章編號文章編號:1000-0690(2014)02-0129-08

自1978年改革開放以來,伴隨著中國經濟的高速增長,城市人口規模不斷增加,城市空間擴張迅速。尤其是近20a 來,中國城市化進程處于快速增長階段,城市空間擴張尤為顯著。城市空間擴張使得大量農地或者林地轉變為城市用地,耕地面積不斷減少,生態環境受到威脅。在此背景下,研究城市空間擴張情況意義重大。現有的研究成果主要集中在以下幾個方面:一是以某個城市為例分析城市縱向時間上的擴張特征及其驅動因素[1~6];二是以某個小區域為研究對象,分析區域內城市空間擴張的特征及其成因[7~10];三是分析城市空間擴張所導致的生態環境的變化[11~13],比如耕地的減少、濕地的退化、水體的減少、碳排放量的增加等。從宏觀角度對中國建制的656個城市進行綜合研究的成果比較少。

目前研究單個或某幾個城市空間擴張的遙感影像數據主要來源于TM/ETM+數據,但是,對于研究全國區域內城市空間擴張的情況,由于要獲取的數據量巨大且有些城市數據時間尺度上
不連續,使得利用TM/ETM+數據來研究大范圍內城市空間擴張的可行性差。而美國軍事氣象衛星(De-fense Meteorological Satellite Program (DMSP))搭載的Operational Linescan System (OLS)傳感器為大尺度的城市研究提供了一種新的數據獲取手段,國內外很多學者對利用DMSP_OLS 燈光數據進行城鎮用地提取的方法進行了研究[14~18]。結果都表明,利用燈光數據提取城鎮用地信息,是研究大區域城市空間擴張的一種行之有效的途徑。盡管燈光數據較TM/ETM+數據分辨率低,但是,對于研究全國城市空間擴張的趨勢,可以滿足研究

目前研究單個或某幾個城市空間擴張的遙感影像數據主要來源于TM/ETM+數據,但是,對于研究全國區域內城市空間擴張的情況,由于要獲取的數據量巨大且有些城市數據時間尺度上不連續,使得利用TM/ETM+數據來研究大范圍內城市空間擴張的可行性差。而美國軍事氣象衛星(De-fense Meteorological Satellite Program (DMSP))搭載的Operational Linescan System (OLS)傳感器為大尺度的城市研究提供了一種新的數據獲取手段,國內外很多學者對利用DMSP_OLS 燈光數據進行城鎮用地提取的方法進行了研究[14~18]。結果都表明,利用燈光數據提取城鎮用地信息,是研究大區域城市空間擴張的一種行之有效的途徑。盡管燈光數據較TM/ETM+數據分辨率低,但是,對于研究全國城市空間擴張的趨勢,可以滿足研究

第34卷第2期2014年02月

V ol.34No.2Feb.,2014

地理科學

SCIENTIA GEOGRAPHICA SINICA

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