基于遥感的南充市城市扩展及驱动力分析

摘要

城市是人类文明的主要构成部分，是人类生存的重要场所之一，伴随人类的进步发展起来的，还是地面各类生产资料、信息、能量等彼此传递互换的场地。城市化即人口大量地向城市进军，城市人口迅速地增加，现有的城市空间不能满足大量人口的需要，城市范围逐渐向外扩大的过程。随着经济全球化的不断加速，全球城市化与城市体系正发生着重要转型与重构，发达国家城市化基本进入了成熟阶段，城市化研究热点转移到了发展中国家，尤其是中国独特的城市化道路引起广泛关注。中国经济高速增长及经济全球化等因素使城市的生活便捷、交通更加快捷、教育更加发达、基础设施不断齐备，为了追求更优质的生活质量大量的农村人口进入城市，狭小的城市空间不足以满足大量人口的需求，城市必须扩大现有的面积来满足这些需求。在给人类带来优质生活的同时城市的建设发展、生态环境受到了严重的影响，一系列的城市问题由此爆发。因此合理的进行城市扩展是当前研究的热门之一。然而采用传统的城市用地规模统计来监测城市扩展变化已不能满足当前的需要，因此通过科技手段来监测城市发展已是当务之急。目前，地理信息系统和遥感技术的飞速发展，利用航天遥感影像解译来研究城市发展可快速掌握城市建设用地的利用情况，为掌握和控制城市建设用地的规模工作提供实时的辅助决策信息。
　　本文以四川省南充市为研究对象，先收集国内外的研究成果，对城市扩展及其驱动力机制进行分析研究，采用2000年、2005年、2010年和2015年4期的卫星影像数据为主要数据源，在南充市政府统计年鉴和ARCGIS、ENVI等软件的支撑下，分析了南充市建城区城市扩展的动态变化和引起该变化的动因。
　　本文主要对以下内容进行了研究:
　　(1)城市用地扩展信息提取。运用几何校正、图像裁剪、影像增强对研究区的四期卫星遥感影进行图像预处理，再使用基于最大似然法的监督分类和非监督分类法获取城市扩展信息，并进行对比分析。
　　(2)研究城市扩展的时空变化。分析南充市建成区扩展的面积变化、形态和空间变化等方面来研究城市扩展的速度、方向、紧凑度等指标。
　　(3)城市扩展的动力机制研究。从自然地理条件、经济、交通、人口、城市规划等方面研究南充市城市扩展驱动力。
　　通过研究得出以下结论:(1)将选用的基于最大似然法的监督分类和非监督分类这两种方法对南充市建成区扩展信息进行提取，经过比较分析显示监督分类对提取建成区边界效果更好。(2)从2000年到2015年，南充市建成区的面积不断扩大，重心位置发生偏移，先是从南向北移动，再从北向南移动。(3)由建成区扩展的速度与强度可知，南充市建成区的扩展速度和强度由强变慢，说明南充市城市扩展逐渐趋于稳定。(4)城市扩展的驱动力因素侧重有自然地理因素、经济的发展速率、人口规模、公共基础设施的完备程度、城市总体规划等5个因素。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 城市扩张研究进展

1．2．2 城市扩张驱动机制研究进展

1．3 研究内容

1．4 技术路线

第2章 城市扩展动态研究理论与方法

2．1 城市建成区概念

2．2 城市用地扩展模式

2．3 建成区在遥感影像中的特征

2．4 城市建成区边界提取技术

2．5 城市扩展分析方法

2．5．1 城市扩展时空变化分析指标

2．5．2 城市扩展形态测度指标

第3章 研究区概况与数据预处理

3．1 研究区概况

3．1．1 自然地理概况

3．1．2 社会经济概况

3．2 数据来源

3．2．1 遥感影像数据

3．2．2 社会经济数据及其他数据

3．3 遥感影像预处理

3．3．1 影像几何校正

3．3．2 影像配准

3．3．3 影像裁剪

3．3．4 影像的最佳波段组合

3．4 城市扩展变化信息提取

3．4．1 非监督分类法

3．4．2 监督分类法

3．4．3 分类结果比较

3．4．4 城市建成区轮廓信息

第4章 南充市建成区扩展分析

4．1 建成区扩展数量分析

4．1．1 建成区扩展面积分析

4．1．2 城市扩张速度和强度分析

4．1．3 人口-城市扩展指数分析

4．1．4 城市用地扩展系数分析

4．2 建成区扩展形态分析

4．2．1 城市空间形态分维分析

4．2．2 城市空间形态紧凑度

4．2．3 建成区重心指数分析

4．2．4 南充市建成区扩展面积八象限统计分析

第5章 南充市城市扩展驱动力分析

5．1 自然地理因素

5．2 人口规模与人口承载力分析

5．2．1 经济人口密度统计

5．2．2 人口容量

5．2．3 人口承载力

5．3 社会经济因素

5．3．1 城区面积与国内生产总值的相关性分析

5．3．2 城区面积与全社会固定资产投资总额相关分析

5．4 交通基础设施建设

5．5 城市规划因素

结论与建议

结论

建议

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果