遥感影像用于城市扩展监测的研究

地理空间信息

GEOSPATIAL

INFORMATION

Apr.,2008Vol.6,No.2

遥感影像用于城市扩展监测的研究

潘洁晨，胡友健，王冬梅，杨明东

（中国地质大学信息工程学院，湖北武汉430074）

摘

要：通过焦作市城市扩展监测的实践，对以多时相遥感影像监测城市扩展进行了研究，阐述了以地形图及TM 遥感影

像为数据源，利用RS 和GIS 软件进行图像处理，提取城区扩展的变化信息，并对其扩张变化的主要方向、速度及规律进行监测和分析；论述了交通建设、法规、经济投资区的建设和当地的自然地理环境对城市的扩展速度和方向的影响。关键词：卫星遥感；TM 影像；城市扩展；动态监测；多时相中图分类号：P237.9

文献标志码:B

文章编号:1672-4623(2008)02-0111-03

Application of Remote Sensing Image to the Monitoring of Urban Expansion

PAN Jiechen,HU Youjian,WANG Dongmei,YANG Mingdong

（Faculty of Information Engineering,China University of Geosciences,Wuhan 430074,china ）

Abstract ：The essence of the urban expansion is the dynamic change of the usage of land.Taking Jiaozuo as an example,this paper uses the soft-ware of RS and GIS to process the multi-time-phase TM remote sensing images （1988,1992,2001）and extract the information of city expansion change to monitor and the analyze the main di-rection of the expansion change of the city and its speed.The valuable information is offered for the future planning and development of the city.The result indicates that since 1992,Jiaozuo has entered the stage of fast development,and expands toward the Hi-tech Developmental Zone in the southern city on large scale during which the traffic con-struction,policy laws and regulations,the construction in economic investment districts as well as the natural ge-ographic environment all greatly contributes to the speed and direction of urban expansion.

Key words ：satellite remote sensing;TM image;urban extension;dynamic monitoring;multi-temporal 遥感影像具有多时相、高分辨率和信息丰富的特点，用多时相遥感图像研究城市扩展是当今遥感技术应用的热点之一。遥感技术为研究城市扩展动态变化提供巨大、丰富而精确的信息；地理信息系统具有强大的数据处理、空间分析功能，二者结合并通过GIS

对不同时相遥感图像的叠置分析，可以清晰地反映城市空间结构的动态变化，且具有精度高、效率高、费用低等特点。为此，利用遥感（RS ）和地理信息系统（GIS ）等空间信息技术进行城市时空扩展监测和动态模拟分析，是研究城市扩展的重要技术手段。

收稿日期:2008-01-21

势。本文基于AreIMS 技术开发的校园WebGIS 系统，是实现校园空间信息发布与服务的基础平台，对于数字化城市建设也具有一定的借鉴意义。

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第一作者简介：张长锁，硕士研究生，研究方向为GIS 应用技

术，市政工程。

地理空间信息

图3所示。通过对各图层的叠置分析，可以清楚地看出城市扩展的速度、方向、变化大小和整体发展趋势。

图3焦作市城市空间结构扩展变化图

3.2城市扩展的数据分析

城市扩展信息还可以通过对各图层的面积统计列表显示，更为具体地分析城市扩展的面积、速度和方向。以本次实验为例，从表1、表2中可以看出，焦作市城区的扩展面积和平均扩展速率，在不同的阶段（1988～1992和1992～2001）均表现出很大的差异，即使在同一阶段内，市区的扩展方向和扩展速率也相差很大，如在1992～2001阶段内，城市主要向南部扩展，西南部扩展较少，北部和东部扩展较慢。并且1988年至1992年焦作城市扩展较慢，1992年至2001年焦作市走可持续发展道路，城市化进程进入了快速发展阶段，综合考察焦作的城市化进程2001年相对于1988年面积扩展了近2.5倍。从以上的数据对比中，可以分析出焦作市城市发展的主要动力因素：1）煤矿矿区分布及太行山的位置；2）城市的经济发展；3）城市的自然资源和旅游业的发展；4）焦作市南部的自然地理环境和基础设施建设；5）法规的推动作用。

表1焦作市1988、1992年和2001年城市扩展变化

焦作城区面积/km2年平均增长率城区周长/m

1988年26.5030662.49

1992年32.9437863.42

2001年63.1562613.10 1992～1988净增 6.44 5.58%7200.93

2001～1992净增30.217.5%24749.68

2001～1988净增36.6510.13%31950.61

表2焦作市1988、1992年和2001年城市扩展方向速度变化城区边界向东/m向西/m向南/m向北/m 1988～1992扩展距离522.15288324.95254 1992～2001扩展距离153.48749.725026.731.28 1988～2001扩展距离675.631037.725351.71685.28 1988～1992扩展速率130.54m/y72m/y81.2m/y63.5m/y 1992～2001扩展速率17m/y83m/y558.4m/y47.9m/y 1988～2001扩展速率51.9m/y79.8m/y411.67m/y52.71m/y

4结语

本文采用多时相的TM卫星遥感影像对焦作市的城市扩张进行动态监测和分析，得到以下结论：1）利用不同时相的TM影像，在ERDAS和ArcGIS 软件下对城市扩展状况进行分析，可取得较好的效果，RS和GIS是城市的动态扩展变化研究的有效手段。

2）选取图像周期合理、时间积累较长的图像数据，科学地监测城市扩展情况，并对城市扩展的驱动力进行合理的分析评估，可以为城市的合理规划与管理提供科学依据。

3）本文研究结果与焦作市发展情况吻合较好，对该城市制定城区建设与发展计划有一定的参考价值。

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第一作者简介：潘洁晨，硕士研究生，研究方向为资源与环境遥感。

潘洁晨等：遥感影像用于城市扩展监测的研究