利用遥感影像进行城市建成区扩张的调查.docx

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1、2022届毕业设计（论文）同学姓名：徐国强 学 号： 学姓090122所在学院：测绘学院专 业：测绘工程论文题目： 采用遥感影像进行城市建成区扩张的调查指导老师：马文波采用遥感影像进行城市建成区扩张的调查摘要城市空间扩张明确地反映了城市化过程，在宏观上它是城市用地规模的扩大、城市外部轮廓的扩展，微观上则是不同类型、不同性质的城市非建设用地向城市建设用地的转化。那么如何科学的解释并直观的呈现这种过程和变化，定性且定量的表述这一过程，则是目前的讨论所要处理的内容。本文首先对相关课题国内外讨论的的现状进行简洁阐述，并介绍相关概念、数据源状况、讨论区域概述和本文主要技术方法；其次是用相关软件处理南京五

2、个时相的遥感影像图，提取南京城市建成区边界；第三采用得到的建成区边界图和数据资料进行分析南京城市扩张的特征和驱动机制。关键词：遥感城市建成区城市扩张The use of remote sensing images for urban built-up areaexpansion surveyABSTRACTUrban space expansion clearly reflected in the process of urbanization , which is atthe macro expansion of urban land , urban expansion outside co

3、ntour, micro is thedifferent types and nature of urban construction land converted to urban constructionland .So how scientific explanation and visual rendering of such processes andchanges in the qualitative and quantitative representation of this process, it is thecurrent content to be processed i

4、nstitute.Firstly, domestic and international research on related topics briefly discusses thecurrent situation ,and introduces the concepts, data sources, case studies and regionaloverview paper mainly technical methods; second is related software Nanjing fivephase of remote sensing image ,Nanjing u

5、rban built-up area boundaryextraction;Third Utilization of the built-up area boundary map and the data isanalyzed the characteristics of Nanjing urban sprawl and drive mechanism.Key Words: Remote sensing ; Images urban ; Built-up areas of urban sprawl摘要IABSTRACTII第一章绪论11.1 讨论背景11.2 讨论的目的和意义11.3 国内外讨

6、论现状21.3.1 基于遥感影像的城市空间扩张讨论21.3.2 基于遥感影像的城市建成区边界提取方法21.4 讨论内容和结构支配3其次章试验区及讨论方法42.1 相关概念42.1.1 城市建成区的概念42.1.2 建成区在遥感影像中的特征52.2 数据源状况62.3 试验区概述62.4 总体技术方法92.5 关键技术102.6 本章小结10第三章遥感影像数据处理113.1 选用软件113.2 遥感影像几何校正113.3 遥感图像的裁剪133.4 影像波段组合143.5 图像增加143.6 影像分类163.7 建成区边界提取163.8 本章小结18第四章南京城市建成区空间扩张特征194.1 城市

7、空间扩张强度分析194.2 城市空间扩张规模分析214.3 城市空间扩张合理性分析214.4 本章小结22第五章城市空间扩张驱动机制235.1 自然地理环境的基础作用235.2 经济社会条件的主导作用235.3 交通建设的指向作用245.4 政策与规划的调控作用25第六章结论与展望276.1 内容总结276.2 需要进一步讨论的问题27参考文献.286.3 30第一章绪论1.1 讨论背景近年来，伴随着经济全球化和市场经济化，我们我国加快了城市化进程。中国城市消失了历史上少有的大进展时期。当前，中国城市化进程已经进入全新的阶段，中国经济社会也进入转型期，快速城市化已经成为其重要特征之一。城市扩张

8、特征之一是城市面积的变化，尤其是城市土地采用性质的变化。城市空间扩展的主要特征之一就是城市用地的向外延长以及非建设用地向建设用地的转化，这将直接导致城市内部的人口、就业岗位和服务业由城市中心向外围迁移。城市内部空间结构重组则有更为简单的表征，包括城市密度空间的变化、城市内部功能空间的频繁演替与不断外溢以及新产业空间的边缘化布局等。土地资源作是人类赖以生存和进展的基础，为人类进行生产和其它活动供应场所，是经济进展不行替代的基本生产要素，越来越引起人们的高度重视。在我们我国，由于地域分布的限制和人口分布的不合理，使得土地使用和人口分布之间的冲突特别突出。一方面，从中国的国情来看，中国作为一个人口大

9、国，耕地总面积少且人均占地和土地采用率低，要用占世界总量7%的耕地养活占世界19%的人口的吃住问题，这是这是切实存在且特别严峻的问题；此外，中国的土地资源分布和人口分布状况与经济进展水平极不协调。大量的人口集中在经济相对发达的东南沿海地区，这对土地的需求量极大；另一方面，土地的需求量会随着人口的增长和经济进展不断增加，在中国的很多城市，特殊在经济发达的沿海城市，渐渐消失城市规模盲目扩大，大量占用耕地等阻碍城市化进展进程的现象,使城市的进展与农业的稳定，经济的富强与生态的平衡之间的冲突日益激化。因此，如何增加城市土地供应与削减耕地占用，以及实现建设用地的集约型采用，从而转变城市空间扩展策略，已经

10、成为当前我们我国人口基数宏大、城市化进程加快背景下的重大课题，也打算了城市空间扩展讨论的紧迫性、重要性。1.2 讨论的目的和意义从现实意义上讲，城市作为人类文明的中心，在制造巨大财宝的同时，也在不断破坏生态环境的平衡，建设用地和农用地在满意人类生活需求的同时，它们的供需冲突正在不断激化，怎样合理的采用每一寸土地，提高土地采用效益，迫切需要对整个系统局面和影响机制做到全面合理的掌控，避开规划工作陷入主观和随便，使城市化的进程可以合理有序地进行，将负面影响降到最低点，特殊是对于我们我国这样一个人均土地资源稀缺的我国，这一点尤为重要。1.3 国内外讨论现状1.3.1 基于遥感影像的城市空间扩张讨论城

11、市地域空间扩展是衡量城市化水平的主要指标。随着航天技术的进展，传感器的时空分辩率和光谱分辩率不断提高，卫星遥感影像渐渐成为城市扩展讨论的主要来源。国外的很多学者在这一领域开展了讨论。J.GMasek等（在对华盛顿地区进行城市扩展动态监测时，采用1973、1985、1990、1996年的MSS影像和TM影像，采纳NDVI差值法，采用空间纹理信息设定肯定的限制条件剔除了农业用地变化信息，精确提取出19731996年城市扩展的区域。国内对城市扩展的讨论起步晚，但进展很快，迄今已有很多学者对国内很多城市进行过讨论。卢晓峰（2022）以1988年和2001年的TM/ETM+遥感影像作为主要数据源，将RS

12、与GIS技术相结合，对郑州市城市扩展进行了分析。但是，城市是一个复合体，具有很多不确定性，每个城市都有其特点，针对一个城市的讨论结论很难适合于另一城市。此外，建成区的精确 提取仍是一个世界性技术难题，需要进一步的讨论与探究。1.3.2 基于遥感影像的城市建成区边界提取方法目前讨论城市建成区边界提取方法主要有：目视解译方法、非监督分类、监督分类法、人工神经网络分类法、归一化建筑指数（NDBI）法、三指数合成法、主成分分析法、基于光谱学问的信息提取模型法；其中两种方法：（1）目视解译方法详细解译过程包括：猎取影像，辨别和检测影像信息，确定影像上物体的属性或特征，对影像进行识别，描述影像上的各种关系

13、，依据影像上的属性、类别和关系作系统的解释。这种方法由于加入了人的学问，判读精度较高，但工作较繁琐，效率低下，同时需要解译人员有较高的遥感解译学问与阅历。（2）非监督分类非监督分类的前提是假定遥感影像上同类物体在同样条件下具有相同的光谱特征信息。非监督分类方法不必对影像地物猎取先验学问，仅靠影像上不同类地物光谱信息（或纹理信息）进行特征提取，再通过统计特征的差别来达到分类目的，最终对已分出的各个类别的实际属性进行确认。1.4 讨论内容和结构支配本文主要包括两个方面的内容：（1）对城市建成区的遥感影像进行边界提取。采用多时相的遥感影像，从建成区在遥感影像的特征动身，进行城市建成区的边界提取。（2

14、）完成城市建成区的扩张调查。在采用遥感影像得到建成区范围后，计算面积，借助统计资料就可以讨论城市扩展的特征以及驱动力机制。文章结构：第一章绪论介绍讨论背景，进而提出讨论目的和意义，总结国内外基于遥感影像的城市扩张的讨论现状，最终介绍本文的主要内容和组织结构。其次章试验区及讨论方法介绍相关概念，数据源状况，试验区的概况。第三章遥感影像处理介绍本文处理遥感影像的数据处理的方法以及成果。第四章南京城市建成区空间扩张特征调查对南京市历史时段（19852007年）的空间扩展状况展开综合分析，进而揭示南京城市空间扩张的时空演化规律。第五章南京城市建成区扩张驱动机制采用相关数据资料讨论城市扩张驱动机制。其次

15、章 试验区概况及讨论方法2.1 相关概念城市建成区的概念中国城市统计年鉴中，城市建成区是指市政区范围内经过征用的土地并实际建设进展起来的非农业的生产建设地段，包括市区集中连片的部分以及分散在近郊区与城市有着亲密联系、具有基本完善的市政公用设施的城市建设用地（如机场、污水处理厂、通讯电台）。中国的城市建成区一般不包括市区内面积较大的农田和不相宜建设的地段。从城市建成区定义可以看出，在如何精确 界定建成区边界方面可操作性并不强，因此，目前我们我国各城市在建成区的界定方法上存在较大差异，如南京市建成区界定考虑与城市的自然地形（河流、湖岸、丘陵、山地等）和基层行政界线保持全都；郑州市主要依据城市外围主要道路的边界来界定；上海市认为以居委会、街道（乡、镇）为最小单元，建设用地在居委会所占比例大于50%的应整体纳入建成区范围，否则将整体排解口，从而给城市统计部门数据统计带来困难，得到的结果缺乏可比性。国外对城市地域的划分侧重于依据人口密