基于RS與GIS技術的城市土地擴展研究

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

【關鍵詞】 遙感;GIS;城市土地擴展;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′，是湖北省省會城市，也是華中地區(qū)特大城市。在我國經(jīng)濟地理圈層中，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)、漢陽區(qū)、武昌區(qū)、洪山區(qū)、青山區(qū)七個主城區(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)六大遠城區(qū)。

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

二、遙感圖像分類

1.遙感影像數(shù)據(jù)預處理。研究所用的遙感影像均已經(jīng)進行過圖像配準及輻射糾正，只需對影像進行鑲嵌和切割處理，運用ENVI4.2軟件，對武漢市3個時期的遙感影像數(shù)據(jù)進行處理。TM影像的不同波段有不同的波長范圍、用途和統(tǒng)計特征，響應了不同地物在該波段內的反射輻射特性，正是由于波段與地物間有這些相關特性，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識別地物。經(jīng)過多次實踐，TM145為提取居民點和水域的最佳組合，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合的分層提取分類方法分別對3個不同時期的遙感影像進行分類。結合武漢市土地利用類型特點及遙感影像的成像時間，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、城市用地及農村居民點。

三、變化信息提取分析

分類后對比法是一種最直接的動態(tài)監(jiān)測方法。首先，對武漢市3個不同時期的遙感影像進行單獨的分類，對分類結果進行比較分析，單獨提取出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)計出3個時期建成區(qū)的面積。將1987年和1994年的分類結果進行疊加，得出1987～1994年武漢市建成區(qū)擴展變化圖，得出1994～2005年的建成區(qū)擴展圖(如圖1，圖2)。

衡量城市化水平的其中一個重要指標是城市空間擴展數(shù)據(jù)。利用提取出的建成區(qū)矢量圖，利用MapGIS空間分析模塊進行疊加分析，可以計算建成區(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，武漢市城區(qū)擴展速度呈現(xiàn)增加趨勢，受江河、湖泊的制約，武漢市城區(qū)擴展受到明顯的限制，擴展方向主要集中在東南方向、西南方向和西北方向，東北方向擴展面積相對較少。武漢城市擴展的主要動力因素有:(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)用地主要分布在長江、漢水以及湖泊周圍的平坦地區(qū)。(2)經(jīng)濟的發(fā)展是城市市擴張的決定性因素。(3)交通基礎設施的建設。(4)政策與規(guī)劃的推動作用。

利用這些實時有效的遙感信息，可以對城市土地資源利用進行動態(tài)監(jiān)測，及時掌握城區(qū)擴展的變化，可以為城市可持續(xù)發(fā)展提供決策支持。利用不同時相的TM衛(wèi)星遙感影像，在ENVI和MapGIS軟件下對武漢市建成區(qū)擴展進行了分析，取得較好的效果。綜上所述，RS和GIS是城市土地動態(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

[1]劉紀遠.中國資源環(huán)境遙感宏觀調查與動態(tài)研究[M].北京:中國科學技術出社，1996

[2]蔣金龍，薛重生，李建.基于Rs和GIS的武漢市城區(qū)擴展變化研究[J].安徽農業(yè)科學，2OO7