南充市建成區(qū)擴(kuò)張遙感監(jiān)測(cè)與分析

摘 要：在多時(shí)相Landsat遙感數(shù)據(jù)的支持下，采用目視解譯的方法分別對(duì)五個(gè)時(shí)相的南充市遙感影像進(jìn)行建成區(qū)提取；通過(guò)對(duì)各時(shí)相建成區(qū)擴(kuò)張強(qiáng)度和城市緊湊度的計(jì)算與南充市建成區(qū)擴(kuò)張空間分異的研究，進(jìn)一步分析建成區(qū)擴(kuò)張形態(tài)。研究結(jié)果表明：南充市建成區(qū)在1988-2002年的前14年中，城市擴(kuò)張強(qiáng)度小，城市緊湊度減小，城市主要向東北方向擴(kuò)張，城市擴(kuò)張不明顯；在2002-2014年的后12年中城市擴(kuò)張強(qiáng)度大，城市緊湊度先減小再增大，城市呈攤餅式向四周大幅度蔓延，城市擴(kuò)張明顯；在此基礎(chǔ)上，從地形、政府政策、人口和經(jīng)濟(jì)因子進(jìn)行城市擴(kuò)張驅(qū)動(dòng)力分析。得出：地形因子和政府政策對(duì)城市擴(kuò)張方向起著一定的決定性作用；人口增長(zhǎng)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)南充市建成區(qū)的擴(kuò)張起著促進(jìn)的作用，其中經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的促進(jìn)作用更大。

關(guān)鍵詞：南充市；目視解譯；城市擴(kuò)張；驅(qū)動(dòng)力

1 概述

城市化是引導(dǎo)區(qū)域土地利用覆被變化（LUCC）的主要原因，城市擴(kuò)張近年來(lái)已成為地理學(xué)家們的研究熱點(diǎn)[1]。總結(jié)前人的研究，得出：中國(guó)城市郊區(qū)化以占用周邊耕地為主[2]。不適宜的規(guī)劃政策勢(shì)必會(huì)造我國(guó)大面積耕地的消失與生態(tài)環(huán)境的破壞，繼而對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等造成一系列的連環(huán)負(fù)面影響。對(duì)城市擴(kuò)張的分析研究，可以為決策者提供一定的依據(jù)，對(duì)科學(xué)合理地指導(dǎo)城市規(guī)劃、控制城市用地規(guī)模，保護(hù)有限的耕地資源和生態(tài)環(huán)境，制定正確的土地保護(hù)政策具有十分重要的意義，從而實(shí)現(xiàn)城市“精明增長(zhǎng)”[3]。目前，我國(guó)學(xué)者已利用3S技術(shù)（GIS、RS、GPS）對(duì)北京[4]，上海[5]-[7]，大連[8]-[9]等發(fā)達(dá)城市進(jìn)行了大量研究，但對(duì)中西部地區(qū)的城市研究較少，偶見(jiàn)對(duì)成都市，昆明市城市擴(kuò)張的研究，但是對(duì)西部地區(qū)二線城市，尤其是長(zhǎng)時(shí)間段的研究鮮見(jiàn)。文章選擇南充市，對(duì)它的城市擴(kuò)張進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)三十年時(shí)間段的遙感監(jiān)測(cè)與分析。

2 研究區(qū)概況

南充市位于四川盆地東北部的嘉陵江中游，地理坐標(biāo)為北緯30°35′～31°51′、東經(jīng)105°27′～106°58′，是我國(guó)規(guī)劃定位的成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)北部中心城市。南充市處于“西通蜀都、東向鄂楚、北引三秦、南聯(lián)重慶”的十分重要的地理位置，是川北最大的商品集散地，國(guó)家三峽經(jīng)濟(jì)區(qū)的重要組成部分，是四川省的交通、通訊樞紐，已形成公路、鐵路、航空一體的密集交通網(wǎng)絡(luò)體系[10]。

3 數(shù)據(jù)來(lái)源

采用美國(guó)陸地衛(wèi)星Landsat4-5 TM 1988年、1996年、2009年與Landsat8 OLI_TIRS 2014年的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云與美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局。數(shù)據(jù)均選取在植被較為茂盛的月份，便于將影像中的地物與裸地及建成區(qū)分開(kāi)來(lái)。

4 建成區(qū)的提取

文章首先采用固定樣窗法[11]，選取南充市三區(qū)，設(shè)置矩形固定樣窗，矩形框所包括的范圍就作為文章的研究區(qū)域。目前對(duì)建成區(qū)無(wú)標(biāo)準(zhǔn)的定義，姜世國(guó)等認(rèn)為建成區(qū)包括建筑物及其中的道路和廣場(chǎng)用地，但不包括綠地等[12]；譚文彬等認(rèn)為建成區(qū)指經(jīng)開(kāi)發(fā)形成的集中連片、基本具有公共基礎(chǔ)設(shè)施的區(qū)域[13]。文章在保留譚文彬?qū)ǔ蓞^(qū)定義的前提下，另外包含了建成區(qū)內(nèi)小面積的綠化帶，不包括批而未建或正在建設(shè)的區(qū)域。

采用TM5（OLI6），TM4（OLI5），TM3（OLI4）波段組合成黃金假彩色圖像[14]，可以非常明顯的區(qū)分開(kāi)城市，水域，植被和裸地。目視解譯被視為精確較高的一種遙感解譯方法[15]-[16]，同時(shí)結(jié)合Google Eart

h軟件，使建成區(qū)邊界的提取更加準(zhǔn)確。解譯結(jié)果如圖1所示。可以看出南充市從1988-2014年近三十年來(lái)，建成區(qū)在不斷的向外呈攤餅式蔓延。前14年南充市建成區(qū)面積增長(zhǎng)幅度較小，但在后12年中建成區(qū)面積較上一時(shí)期呈翻倍式增長(zhǎng)。

5 城市擴(kuò)張?zhí)卣鞣治?/p>

5.1 城市擴(kuò)張強(qiáng)度分析

城市擴(kuò)張強(qiáng)度用于對(duì)不同研究時(shí)期，建成區(qū)面積擴(kuò)展快慢的比較。建成區(qū)擴(kuò)張強(qiáng)度指數(shù)I具體算法：Ii=△Si/（Si*△T）*100，其中△Si為某研究區(qū)某研究時(shí)間段內(nèi)建成區(qū)增長(zhǎng)面積，Si則為該研究區(qū)總面積，△T為該研究時(shí)間段的時(shí)間間隔。I值越大，城市擴(kuò)張強(qiáng)度越大，擴(kuò)張速度越快；反之則越慢。經(jīng)計(jì)算南充市1988-2014年四個(gè)時(shí)間段的擴(kuò)張強(qiáng)度指數(shù)分別為：5.53，10.44，18.32，和15.54。1988-2009

年期間，南充市城市擴(kuò)張強(qiáng)度越來(lái)越大，擴(kuò)張速度越來(lái)越快；2009-2014年，擴(kuò)張強(qiáng)度指數(shù)較前一時(shí)期有所減小。如圖2所示。

5.2 空間象限方位分析

采用空間象限方位分析法，將南充市以五星花園為中心做玫瑰圖。南充市建成區(qū)以五星花園為中心向四周呈攤餅式向外擴(kuò)張：1988-1996年建成區(qū)擴(kuò)張不明顯，主要向東北方向擴(kuò)張；1996-2002年建成區(qū)擴(kuò)張幅度較小，在東北、西北和西南方向均有擴(kuò)張，西北方向擴(kuò)張最大；2002-2009年建成區(qū)擴(kuò)張最明顯，2009-2014年建成區(qū)擴(kuò)張明顯，都見(jiàn)東北方向擴(kuò)張幅度最大。南充市東北部是主要為順慶區(qū)，地勢(shì)平坦開(kāi)闊，經(jīng)濟(jì)人口發(fā)展快，其大規(guī)模的擴(kuò)展及其帶來(lái)的一系列城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和集聚效應(yīng)更加促使其不斷的擴(kuò)張。

5.3 城市緊湊度

D=2■/C

式中：D為城市緊湊度，S為建成區(qū)面積，C為建成區(qū)的周長(zhǎng)。其中0

6 城市擴(kuò)張驅(qū)動(dòng)力分析

城市擴(kuò)張的驅(qū)動(dòng)力因子是多樣的，文章將之分為自然影響因子和社會(huì)影響因子。城市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)吸引外來(lái)人員，同時(shí)人口又帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，這也說(shuō)明經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)是對(duì)城市擴(kuò)張是起著十分重要的作用。根據(jù)前人的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)及結(jié)合南充市實(shí)際情況，選取影響南充市建成區(qū)擴(kuò)張的幾個(gè)主要驅(qū)動(dòng)力因子進(jìn)行分析。

（1）地形因子：南充市地處丘陵地區(qū)，三面環(huán)山（西山、鳳埡山、凌云山），直接影響了其擴(kuò)張的方向。高坪區(qū)東北方向和順慶區(qū)北邊的地勢(shì)相對(duì)較平緩，城市可擴(kuò)展性強(qiáng)，建成區(qū)擴(kuò)展面積大。

（2）社會(huì)因子：選取城市人口、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和政府政策因子進(jìn)行分析。

政府政策的影響：2006～2010年，南充市的幾個(gè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)開(kāi)始發(fā)展。南充市市政府以新型城市化理念抉擇城市發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展舉措。市政新區(qū)、江東新區(qū)、北部新城，“一河兩壩”重點(diǎn)工程，清泉壩、望天壩片區(qū)的開(kāi)發(fā)，擁江主城、江東新區(qū)、產(chǎn)業(yè)新城和北部新城的建設(shè)，都在此期間高效率地進(jìn)行著，城市規(guī)模得到了迅速的擴(kuò)張，城鎮(zhèn)化率達(dá)37.7%，是南充城市建設(shè)力度較大、速度較快的時(shí)期。

7 結(jié)論與討論

（1）文章利用目視解譯，選擇TM5（OLI6），TM4（OLI5），TM3

（OLI4）黃金假彩色波段組合，能夠有效區(qū)分城市邊界，較準(zhǔn)確的提取出城市邊界信息。同時(shí)結(jié)合GIS軟件專(zhuān)題制圖功能，能夠清晰地區(qū)別出南充市建成區(qū)得變化情況。

（2）研究結(jié)果顯示，南充市在不斷擴(kuò)張，其中1988-1996年城市擴(kuò)張強(qiáng)度小，城市緊湊度減小，城市主要向東北方擴(kuò)張；1996-2002年城市擴(kuò)張擴(kuò)強(qiáng)度較小，城市緊湊度增加，城市主要向西北和東北方向擴(kuò)張；2002-2009年城市擴(kuò)張強(qiáng)度最大，城市緊湊度增加，城市大幅度向四周擴(kuò)張，東北方向擴(kuò)張最大；2009-2014年城市擴(kuò)張強(qiáng)度較大，緊湊度減小，城市擴(kuò)張方向與上一時(shí)期一致。

（3）自然因子對(duì)城市的擴(kuò)張起著一定的制約作用，決定著城市擴(kuò)張方向；政府政策對(duì)城市擴(kuò)張地區(qū)的先后順序起著決定性的作用；人口與經(jīng)濟(jì)都促進(jìn)了城市的擴(kuò)張，尤其是經(jīng)濟(jì)對(duì)城市擴(kuò)張的促進(jìn)更加顯著，是南充市建成區(qū)擴(kuò)張的主要社會(huì)驅(qū)動(dòng)力因子。

（4）存在的問(wèn)題及不足：a.在驅(qū)動(dòng)力因子的統(tǒng)計(jì)方面，由于資料有限，做的還不夠詳盡；b.建成區(qū)監(jiān)測(cè)的年份有限，難以進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著性檢驗(yàn)。進(jìn)一步研究則需要彌補(bǔ)這方面的不足。

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作者簡(jiǎn)介：蔣瓊玉（1991-），女，漢族，在讀碩士。