段毅，錢樂，侯怡

（1.天津市測繪院，天津 300381；2.天津市規(guī)劃局，天津 300070）

1 引言

城市的擴(kuò)張，城市人口的膨脹，必將隨之產(chǎn)生諸如城市建設(shè)侵吞耕地、城市生態(tài)環(huán)境惡化等一系列城市化問題。為了整治城市化帶來的城市生態(tài)環(huán)境問題，保證城市健康、持續(xù)發(fā)展，近年來，隨著空間定位技術(shù)、地理信息技術(shù)、衛(wèi)星遙感技術(shù)、測繪和數(shù)據(jù)處理技術(shù)等一系列空間數(shù)據(jù)信息采集、量測、處理、分析、管理、存儲技術(shù)的不斷發(fā)展，所獲得的數(shù)據(jù)的分辨率、精確度和可靠性不斷增強(qiáng)，處理和管理手段日益先進(jìn)。目前城市擴(kuò)張主要是以遙感數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，以地理信息技術(shù)為技術(shù)手段，配合遙感數(shù)據(jù)處理技術(shù)等來進(jìn)行研究。

天津市是環(huán)渤海地區(qū)經(jīng)濟(jì)中心，也是中國北方最大的沿海開放城市。隨著天津市社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，天津市城市擴(kuò)張重心發(fā)生著巨大的變化，衛(wèi)星遙感技術(shù)以其快速、準(zhǔn)確、實時、周期性短等優(yōu)點，在城市擴(kuò)張監(jiān)測方面具有明顯的優(yōu)勢。本文以天津市建成區(qū)2008-2010年近10年的變化為例，利用遙感技術(shù)進(jìn)行動態(tài)變化監(jiān)測，以期提供基于遙感技術(shù)的城市擴(kuò)張變化研究方法。

2 研究區(qū)概況

天津市地處華北平原東北部，海河流域下游，南北長189km，是中國4個直轄市之一，區(qū)位優(yōu)勢明顯，距離北京約137km。它不僅毗鄰首都，還是華北、西北廣大地區(qū)的出?？冢侵袊狈綄?nèi)對外開放2個扇面的軸心，是歐亞大陸橋中國境內(nèi)距離最短的東部起點，重要的國際港口城市以及生態(tài)城市，是中國北方的經(jīng)濟(jì)中心，天津市位于北緯38°34′～40°15′，東經(jīng)116°43′～118°04′。全市面積11916.2平方公里，市區(qū)面積4334.72平方公里，建成中心城區(qū)面積530平方公里，濱海新區(qū)城區(qū)面積平方公里。天津市南北長189km，東西寬117km，海岸線長156km。

本次研究天津市市區(qū)的城市擴(kuò)張問題，因此研究區(qū)主要包括天津市市內(nèi)6區(qū)、環(huán)城4區(qū)的中心城區(qū)。

3 數(shù)據(jù)來源與研究方法

3.1 數(shù)據(jù)來源

為達(dá)到研究的目的，揭示近2年來天津市城市擴(kuò)張的變化規(guī)律，收集了覆蓋研究區(qū)域2008年、2010年四個年度的衛(wèi)星影像圖、土地利用數(shù)據(jù)、天津市行政區(qū)劃圖等。

3.2 研究方法

基于多時相航空遙感數(shù)據(jù)，結(jié)合天津市行政區(qū)劃圖，輔助以GIS等相關(guān)技術(shù)，對遙感圖像進(jìn)行包括遙感影像的預(yù)處理、遙感影像解譯等方面的處理。其中遙感影像的預(yù)處理包括空中三角測量、幾何校正、影像裁剪等。

3.3 技術(shù)路線

主要使用ArcGIS9.0、Erdas2011等軟件，采用遙感解譯與GIS結(jié)合的方法監(jiān)測建成區(qū)變化。研究所采用的影像不需要進(jìn)行輻射校正，只需要進(jìn)行其他幾步操作。在進(jìn)行幾何校正時采用二次多項式模型對控制點進(jìn)行平差計算，采用雙線性內(nèi)插法進(jìn)行像元重采樣，得到具有地理參考的影像數(shù)據(jù)。在進(jìn)行影像分類時，首先建立遙感解譯標(biāo)志，再進(jìn)行監(jiān)督分類，結(jié)合人工解譯的方法最終確定分類圖。技術(shù)路線如下圖1。

4 建成區(qū)變化監(jiān)測應(yīng)用案例

建成區(qū)指城市行政范圍內(nèi)，實際建成或正在建成的、相對集中分布的地區(qū)，包括市區(qū)集中連片的部分，以及分散到近郊區(qū)內(nèi)、但與城市有著密切聯(lián)系的其他城市建設(shè)用地，城市近郊的一些建成地段，盡管未同市區(qū)聯(lián)成一片，但同市區(qū)的聯(lián)系十分密切，已成為城市不可分割的一部分，均視作城市建成區(qū)［4］。下表是從遙感影像提取的全天津市2008年至2010年主城區(qū)和環(huán)城新四區(qū)建成區(qū)演變?nèi)鐖D2所示，建成區(qū)面積統(tǒng)計表1。

圖2 市內(nèi)六區(qū)、環(huán)城四區(qū)和濱海新區(qū)建成區(qū)面積變化平面擴(kuò)張圖

表1 天津市主城區(qū)和環(huán)城四區(qū)區(qū)縣建成區(qū)面積統(tǒng)計

由表1可見，天津市建成區(qū)變化主要集中在天津市環(huán)城四區(qū)。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示：從2008年到2010年2年間，環(huán)城四區(qū)的建成區(qū)面積從2008年的552.28平方千米增加到2010年的582.69平方千米，建成區(qū)面積凈增30.41平方千米。

5 結(jié)論與討論

遙感監(jiān)測結(jié)果表明：通過對每兩個年度建成區(qū)的圖斑疊加分析可知，除中心城區(qū)外，天津市建城區(qū)多產(chǎn)生在比鄰交通干線的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，呈現(xiàn)帶狀擴(kuò)張?zhí)攸c。因天津市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)各自都在建立工業(yè)區(qū)和開發(fā)區(qū)，多不與主要交通主軸線相連，所以其空間擴(kuò)張形式主要表現(xiàn)為攤餅式為主，散開樹枝式的低密度蔓延。

［1］陳本清.利用多時相衛(wèi)星遙感影像對廈門市城市化進(jìn)程及環(huán)境變化進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測與分析［D］.福州大學(xué)，2002.

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