劉 佳，辛 鑫，劉 斌，邸凱昌，岳宗玉，王承安

(1.中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所遙感科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100101； 2.內(nèi)蒙古師范大學(xué)遙感與地理信息系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，呼和浩特 010010)

0 引言

改革開(kāi)放以來(lái)，內(nèi)蒙古自治區(qū)各個(gè)盟市利用資源與能源優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展； 同時(shí)也帶來(lái)了城市擴(kuò)張和土地利用與覆蓋的改變。其中最典型的城市為鄂爾多斯市。鄂爾多斯市地處內(nèi)蒙古自治區(qū)西南部的鄂爾多斯高原腹地，東、北、西3面為黃河所環(huán)繞，分別與山西省忻州市，內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市、包頭市、巴彥淖爾盟、阿拉善盟及寧夏回族自治區(qū)隔河相望； 南臨古長(zhǎng)城與內(nèi)蒙古自治區(qū)烏海市、陜西省榆林市接壤。地理坐標(biāo)為E106°42′40″～111°27′20″，N37°35′24″～40°51′40″。全市土地總面積約8.68萬(wàn)km2，總?cè)丝跒?94.07萬(wàn)人(數(shù)據(jù)來(lái)源于全國(guó)第6次人口普查)[1]。近年來(lái)，鄂爾多斯市經(jīng)濟(jì)進(jìn)入飛速發(fā)展的階段，特別自2010年至今， 鄂爾多斯市國(guó)民生產(chǎn)總值始終位居內(nèi)蒙古自治區(qū)第一，占全區(qū)國(guó)民生產(chǎn)總值的23%。能源以及礦產(chǎn)資源的優(yōu)勢(shì)拉動(dòng)著鄂爾多斯市經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，從而帶動(dòng)了其城市建設(shè)與城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快。然而，2011年全球煤炭?jī)r(jià)格下跌，使得主要依靠煤炭資源發(fā)展經(jīng)濟(jì)的鄂爾多斯市遭遇到前所未有的沖擊。面臨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的停滯與城市轉(zhuǎn)型，亟需獲取鄂爾多斯市建成區(qū)信息并進(jìn)行城市空間擴(kuò)張研究，以便為鄂爾多斯市的城鎮(zhèn)化發(fā)展規(guī)劃提供參考信息。

遙感技術(shù)可快速獲取城鎮(zhèn)信息，在時(shí)效性和經(jīng)濟(jì)性方面具有優(yōu)勢(shì)，可幫助獲得城市在某一時(shí)段的發(fā)展情況，滿足獲取建成區(qū)信息并進(jìn)行城市空間擴(kuò)張研究的需求。DMSP/OLS夜間燈光(nighttime light，NTL)影像是美國(guó)軍事氣象衛(wèi)星計(jì)劃(defense meteorological satellite program，DMSP)衛(wèi)星搭載的OLS(operational linescan system)傳感器獲得的空間分辨率為1 000 m的全球NTL影像數(shù)據(jù)。DMSP/OLS NTL影像自發(fā)布以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者基于NTL影像展開(kāi)了大量的研究，包括城市面積提取、城市擴(kuò)張分析、城鎮(zhèn)化水平估計(jì)和人口建模分析等[2-4]。范俊甫等[5]利用DMSP/OLS NTL影像對(duì)環(huán)渤海城市群空間格局變化分析的研究中發(fā)現(xiàn)，NTL數(shù)據(jù)提取結(jié)果的噪聲水平較低，更能直觀地反映地表人類(lèi)活動(dòng)密集的空間范圍； 在大時(shí)空尺度下進(jìn)行城市區(qū)域范圍提取時(shí)，用DMSP/OLS NTL數(shù)據(jù)提取照亮區(qū)域并估算城市建成區(qū)面積是一種簡(jiǎn)便、可行的方法。另外，Zhou等[6]提出采用訓(xùn)練最優(yōu)閾值法來(lái)提取城市建成區(qū)面積，找出潛在的城市群，并對(duì)其進(jìn)行分割繪制； 用像元均值和城市群分割值建立對(duì)數(shù)模型進(jìn)行擬合，從而評(píng)估最優(yōu)閾值； 利用線性回歸方法分析閾值的精度； 應(yīng)用最優(yōu)閾值法繪制城市擴(kuò)張輪廓圖。結(jié)果表明，最優(yōu)閾值隨著城市群分割值的增大而增大； 對(duì)數(shù)模型解決了傳統(tǒng)運(yùn)用單一經(jīng)驗(yàn)閾值過(guò)小或過(guò)大評(píng)估城區(qū)面積的弊端，而且利用對(duì)數(shù)模型判斷美國(guó)和中國(guó)的城市群，閾值相關(guān)性強(qiáng)、精度高。綜合諸多研究成果發(fā)現(xiàn)，NTL數(shù)據(jù)在研究城市擴(kuò)張方面具有數(shù)據(jù)量小和以城鎮(zhèn)為靶區(qū)的優(yōu)勢(shì)，能夠很好地探測(cè)城市燈光，有效避免植被等信息引起的光譜干擾，使燈光像元明顯的城區(qū)與黑暗的鄉(xiāng)村區(qū)分開(kāi)來(lái)，為城鎮(zhèn)的擴(kuò)張監(jiān)測(cè)與分析研究提供了直接、省時(shí)、精確的方法[7-10]。

隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展，NTL數(shù)據(jù)產(chǎn)品的精度不斷提高，近年發(fā)布的NTL數(shù)據(jù)均消除了云、水光及火光等噪聲的干擾，不需要人為控制即可直接進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間序列的城市監(jiān)測(cè)和擴(kuò)張分析； 同時(shí)，NTL數(shù)據(jù)在夜間獲取，不受自然光照的影響，能夠很好地用于對(duì)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。由于不同城市的區(qū)域環(huán)境背景不同，城市的發(fā)展模式也不盡相同，因此采用的數(shù)據(jù)處理和分析方法也有所不同。本文利用DMSP/OLS NTL影像并與Landsat光學(xué)影像相結(jié)合，應(yīng)用閾值法、結(jié)合支持向量機(jī)(support vector machine，SVM)算法，對(duì)內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市2000—2013年間的建成區(qū)面積進(jìn)行提??； 并進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間序列的多元線性回歸分析，得到鄂爾多斯市在經(jīng)歷了經(jīng)濟(jì)發(fā)展黃金時(shí)期及能源危機(jī)后的城市空間擴(kuò)張情況及其驅(qū)動(dòng)因子。

1 數(shù)據(jù)源及其預(yù)處理

1.1 數(shù)據(jù)源

1.1.1 DMSP/OLS NTL影像

DMSP/OLS NTL數(shù)據(jù)主要包含穩(wěn)定燈光數(shù)據(jù)、輻射定標(biāo)夜間燈光強(qiáng)度數(shù)據(jù)及非輻射定標(biāo)夜間燈光強(qiáng)度數(shù)據(jù)3種產(chǎn)品，傳感器包含62 bit的可見(jiàn)光、近紅外通道和82 bit的熱紅外通道，并且每一個(gè)傳感器每天都能獲得覆蓋全球的黑夜和白天的影像，整個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)每天能提供全球黎明、白天、黃昏和夜晚4個(gè)時(shí)段的觀測(cè)數(shù)據(jù)[11]。本文使用的數(shù)據(jù)是從NOAA網(wǎng)站(http: //www.ngdc.noaa.gov/dmsp/download.html)下載的去除噪聲的平均DN值影像，DN值范圍為0～63，時(shí)間序列為2000—2013年。在獲取內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市NTL影像后，將其重投影為摩爾韋德等面積投影，以便于建成區(qū)面積提取與分析。

1.1.2 Landsat TM影像

美國(guó)陸地衛(wèi)星計(jì)劃發(fā)射的Landsat系列衛(wèi)星，其獲取的影像空間分辨率為30 m，每景影像對(duì)應(yīng)實(shí)地面積均為185 km×185 km。Landsat系列衛(wèi)星主要用于研究地貌和植被生長(zhǎng)狀況、預(yù)報(bào)自然災(zāi)害和環(huán)境污染、拍攝各種目標(biāo)影像和繪制各種專(zhuān)題圖等。本文從中科院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心創(chuàng)建的地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)(http: //www.gscloud.cn/search)下載的2000—2013年間云量最少、質(zhì)量較好的Landsat4/5TM衛(wèi)星數(shù)字產(chǎn)品，通過(guò)輻射定標(biāo)和大氣校正處理，選擇TM影像B5(R)，B4(G)，B3(B)假彩色合成影像； 并對(duì)鄂爾多斯市建成區(qū)面積進(jìn)行感興趣區(qū)選取和樣本訓(xùn)練，然后來(lái)用SVM算法進(jìn)行分類(lèi)。其結(jié)果用于對(duì)DMSP/OLS NTL影像動(dòng)態(tài)二分閾值法提取的建成區(qū)面積進(jìn)行精度驗(yàn)證，并輔助實(shí)現(xiàn)最優(yōu)閾值的控制和選取。

1.2 DMSP/OLS數(shù)據(jù)輻射校正

最初獲得NTL影像的OLS傳感器沒(méi)有做星上定標(biāo)[11-13]，因而使多個(gè)衛(wèi)星獲取的長(zhǎng)時(shí)間序列數(shù)據(jù)缺乏可比性。為了更好地對(duì)2000—2013年間獲取的NTL數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，本文利用劉斌等[14]提出的基于穩(wěn)定映射點(diǎn)的NTL影像間相互輻射校正方法對(duì)NTL影像進(jìn)行校正。

該方法通過(guò)概率統(tǒng)計(jì)，選擇影像間穩(wěn)定的映射點(diǎn)作為校正參考點(diǎn)，并結(jié)合更加符合NTL數(shù)據(jù)間相對(duì)特性的有理函數(shù)模型擬合計(jì)算校正參數(shù)； 該有理函數(shù)作為校正線性回歸模型，能有效表征城區(qū)亮度飽和區(qū)域等特殊情況下NTL數(shù)據(jù)的輻射對(duì)應(yīng)關(guān)系，使校正精度更高。通過(guò)穩(wěn)定映射點(diǎn)相互輻射校正進(jìn)行各個(gè)年份的年際校正和年間校正，從而實(shí)現(xiàn)所有年份的數(shù)據(jù)都能夠放在相同的投影坐標(biāo)系下進(jìn)行像元灰度值(DN值)的提取和分析。有理函數(shù)模型公式為

(1)

式中：n為年份，n=2000，2001，…，2013；DN(c，i)為參考影像中穩(wěn)定映射點(diǎn)的灰度值數(shù)據(jù)；DN(n，i)為待校正年份影像對(duì)應(yīng)穩(wěn)定映射點(diǎn)的灰度值數(shù)據(jù)；P1,P2,P3,Q1和Q2分別為輻射校正參數(shù)。

同一年份輻射校正前、后的DMSP/OLS NTL影像對(duì)比如圖1所示。

(a) 原始影像 (b) 輻射校正后影像

圖1研究區(qū)原始DMSP/OLSNTL影像和輻射校正后影像

Fig.1OriginalandradiometricallycorrectedDMSP/OLSNTLimagesinstudyarea

2 城市擴(kuò)張遙感制圖

2.1 建成區(qū)面積提取

利用DMSP/OLS NTL數(shù)據(jù)提取城市建成區(qū)面積的主要方法包括閾值法和分類(lèi)法[5-10]。閾值法是通過(guò)對(duì)NTL數(shù)據(jù)選取合適的閾值來(lái)提取建成區(qū)信息； 分類(lèi)法則是將建成區(qū)信息的提取過(guò)程看成是城鎮(zhèn)和非城鎮(zhèn)地區(qū)的分類(lèi)過(guò)程。閾值法需要對(duì)表征建成區(qū)的最優(yōu)閾值進(jìn)行確定； 分類(lèi)法則要訓(xùn)練建成區(qū)與非建成區(qū)樣本，采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)或者半自動(dòng)分類(lèi)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)建成區(qū)面積的提取，二者側(cè)重點(diǎn)不同且各有優(yōu)缺點(diǎn)。同時(shí)，隨著研究區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、人口基數(shù)等因素的不同，采用不同方法提取建成區(qū)信息的精度也不能一概而論。

本文對(duì)研究區(qū)建成區(qū)面積的提取方法結(jié)合了閾值法和分類(lèi)法2種方法的優(yōu)點(diǎn)。首先，在TM影像上選取2類(lèi)感興趣區(qū)，訓(xùn)練城市建成區(qū)樣本和非建成區(qū)樣本，其中建成區(qū)樣本主要包括市區(qū)集中連片的開(kāi)發(fā)區(qū)以及郊區(qū)有完善公共設(shè)施的城市建設(shè)用地(如機(jī)場(chǎng)、污水處理廠等)，而非建成區(qū)樣本主要選擇除建成區(qū)用地以外的區(qū)域(如水體、裸地和沙漠等)； 然后，運(yùn)用SVM算法進(jìn)行分類(lèi)，對(duì)分類(lèi)后的影像進(jìn)行聚類(lèi)處理和真實(shí)建成區(qū)像元判定，得到城市建成區(qū)面積； 接著對(duì)處理過(guò)的DMSP/OLS NTL數(shù)據(jù)進(jìn)行不斷的動(dòng)態(tài)二分閾值處理來(lái)提取建成區(qū)面積，在這個(gè)過(guò)程中，提取的建成區(qū)面積會(huì)逐步逼近SVM分類(lèi)后的建成區(qū)面積； 當(dāng)用TM影像與DMSP/OLS NTL影像提取的建成區(qū)面積無(wú)限逼近，達(dá)到最大程度的重疊時(shí)，此時(shí)的閾值就作為該年NTL數(shù)據(jù)的最優(yōu)閾值。具體操作流程如圖2所示。

圖2 城市擴(kuò)張制圖流程Fig.2 Flowchart of urban expansion mapping

采用SVM分類(lèi)可以使城市建成區(qū)面積的提取更加精確。通過(guò)TM影像輔助選取的閾值避免了單純采用統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)控制下選取閾值的誤差，最優(yōu)閾值的確定使計(jì)算速度加快，并為應(yīng)用NTL數(shù)據(jù)提取建成區(qū)面積提供了可靠的保障。選取鄂爾多斯市東勝區(qū)部分圖斑效果較好的影像進(jìn)行SVM分類(lèi)，并與用動(dòng)態(tài)二分閾值法提取的建成區(qū)面積進(jìn)行空間疊置對(duì)比，如圖3所示。

(a) 閾值為48 (b) 閾值為53

圖3DMSP/OLSNTL影像閾值法與Landsat影像SVM分類(lèi)提取建成區(qū)結(jié)果對(duì)比

Fig.3Comparisonofextractedbuild-upareasbetweenthresholdingofDMSP/OLSNTLimageandSVMclassificationofLandsatimage

當(dāng)閾值等于53時(shí)，用2013年獲取的DMSP/OLS NTL影像與同年TM影像提取的建成區(qū)面積最為相近，因此選取53為2013年的最優(yōu)閾值； 若采用48作為閾值，則建成區(qū)面積比SVM訓(xùn)練樣本提取的建成區(qū)面積大得多，如此提取的建成區(qū)誤差很大，因此不予選取。

利用上述方法確定2000—2013年間研究區(qū)每年的最優(yōu)閾值，分別進(jìn)行建成區(qū)面積提??； 并計(jì)算、統(tǒng)計(jì)2000—2013年間研究區(qū)建成區(qū)面積，繪制城市擴(kuò)張的空間疊置圖(圖4)。

圖4 2000—2013年間研究區(qū)城市擴(kuò)張空間形態(tài)Fig.4 Spatial form of urban expansion in study area from 2000 to 2013

從圖4可以看出，2000年研究區(qū)建成區(qū)范圍主要分布在鄂爾多斯市東部； 到2013年建成區(qū)圖斑逐步向東南方向增多，中部地區(qū)也有小幅增加。2009—2011年間建成區(qū)圖斑大量增加，當(dāng)時(shí)鄂爾多斯市正處于煤炭發(fā)展的黃金時(shí)期，東勝區(qū)和康巴什新區(qū)建設(shè)了大量的樓房與公園，大量投資商與開(kāi)發(fā)商參與經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)與城市建設(shè)，致使建成區(qū)面積迅速膨脹。建成區(qū)面積擴(kuò)張趨勢(shì)如圖5所示。

圖5 研究區(qū)建成區(qū)面積擴(kuò)張趨勢(shì)Fig.5 Trend chart of build-up area expansion in study area

對(duì)比統(tǒng)計(jì)年鑒得知，2009年鄂爾多斯市人口密度由2004年的481人/km2增加到3 451人/ km2，到2011年達(dá)到最大值(3 843人/ km2)，是2004年的近8倍。

2.2 城市擴(kuò)張方向與距離

空間重心是描述地理對(duì)象空間分布的一個(gè)重要指標(biāo)，常用于城市演變和土地利用類(lèi)型變化研究[15-17]。城市的空間重心遷移距離公式為

(2)

式中：ODn+1為空間重心轉(zhuǎn)移距離；X和Y分別為某一年地理單元重心的橫、縱坐標(biāo)。

空間重心轉(zhuǎn)移角度計(jì)算公式為

(3)

式中?n+1為空間重心轉(zhuǎn)移方向與正東方向的夾角。

利用ArcGIS10.2軟件提取歷年研究區(qū)建成區(qū)圖斑重心，并計(jì)算重心遷移方向和遷移距離(圖6)。

圖6 研究區(qū)建成區(qū)重心遷移方向及距離Fig.6 Migration direction and distance of gravity center of built-up areas in study area

圖6中2003年重心位置與2000年相差無(wú)幾，故計(jì)算2000—2004年間變化來(lái)顯示。綜合分析圖5和圖6可以看出，研究區(qū)城市擴(kuò)張主要分3個(gè)階段： ①2000—2006年間，建成區(qū)面積變化趨近一致，重心向東南遷移37 051 m，遷移方向與正東方向夾角62.37°； ②2007—2009年間，建成區(qū)面積擴(kuò)張接近2000—2006年間的一倍，此3 a間面積增加水平一致，重心未超過(guò)1°偏差(幾乎是水平)，向正西方向遷移了98 958 m； ③2010—2013年間，建成區(qū)面積迅速擴(kuò)張，重心逐步向東南方向遷移發(fā)展，遷移距離為66 889 m，遷移方向與正東方向夾角為26.68°。

3 城市擴(kuò)張驅(qū)動(dòng)因子分析

城市在發(fā)展過(guò)程中會(huì)受到社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素和政策方面等因素的影響，因此在多種影響因子作用下形成的城市空間形態(tài)也是多種多樣的。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動(dòng)著城鎮(zhèn)化的步伐，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整為城市建設(shè)增添了強(qiáng)勁的動(dòng)力，城市擴(kuò)張驅(qū)動(dòng)因子分析對(duì)研究區(qū)域經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境問(wèn)題具有重要意義[18-19]。

3.1 社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素

結(jié)合內(nèi)蒙古自治區(qū)和鄂爾多斯市近年來(lái)的發(fā)展情況，通過(guò)定性分析得出： 總?cè)丝跀?shù)(X1)、國(guó)民生產(chǎn)總值(X2)、電力消費(fèi)量(X3)、建成區(qū)面積(X4)、市區(qū)人口密度(X5)以及房屋建筑施工面積(X6)是影響鄂爾多斯市NTL影像明暗變化比較顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子。利用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件，將這6個(gè)因子與NTL影像DN值的均值進(jìn)行相關(guān)性分析，得到X1—X6與DN值均值的皮爾森相關(guān)系數(shù)R均大于0.75，顯著性(sig)檢驗(yàn)值都小于0.05，證明其間均呈顯著正相關(guān)[20]。圖7示出因子相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果，圖7中的R2為相關(guān)系數(shù)，其可以解釋為對(duì)于DN值均值的變化情況，X1—X6的貢獻(xiàn)率分別為86%，91.5%，89.9%，77.9%，85.2%和62%。

(a) 總?cè)丝跀?shù) (b) 國(guó)民生產(chǎn)總值 (c) 電力消費(fèi)量

(d)建成區(qū)面積(e) 市區(qū)人口密度(f) 房屋建筑施工面積

圖76個(gè)因子相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果

Fig.7Correlationtestresultsofsixfactors

在線性分析中，調(diào)整的判定系數(shù)考慮了平均的剩余平方和，克服了因增加驅(qū)動(dòng)因子造成判定系數(shù)也增加的弱點(diǎn)，所以在進(jìn)行擬合優(yōu)度檢驗(yàn)時(shí)，使用的都是調(diào)整后的判定系數(shù)(表1)。

表1 驅(qū)動(dòng)因子組合分析結(jié)果Tab.1 Joint analysis results of driving factors

從NTL影像明暗與6個(gè)驅(qū)動(dòng)因子及其組合之間回歸分析結(jié)果可以看出，鄂爾多斯市NTL與建成區(qū)面積(X4)、房屋建筑施工面積(X6)的擬合優(yōu)度最差，與國(guó)民生產(chǎn)總值(X2)、電力消費(fèi)量(X3)的擬合優(yōu)度最好。在兩兩組合的多元線性回歸分析中，市區(qū)人口密度(X5)為增強(qiáng)因子。因此，利用NTL數(shù)據(jù)對(duì)鄂爾多斯市這種特殊發(fā)展階段的城市監(jiān)測(cè)其建成區(qū)面積與房屋建筑施工面積效果并不顯著，而監(jiān)測(cè)國(guó)民生產(chǎn)總值及電力消耗情況較為有效。市區(qū)人口密度作為增強(qiáng)因子，在兩兩組合中都能提高相關(guān)性，可見(jiàn)人口密度的變化也是導(dǎo)致鄂爾多斯市城市擴(kuò)張不可忽視的因素。

3.2 政策誘因

2004年煤炭?jī)r(jià)格暴漲使擁有全國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量1/6的鄂爾多斯市一夜暴富，各地的投資商和考察團(tuán)紛紛來(lái)到鄂爾多斯市參與煤炭開(kāi)采和城市建設(shè)。為了拉動(dòng)人氣和滿足日益增長(zhǎng)的人口需求，鄂爾多斯市政府決定環(huán)繞烏蘭木倫河建設(shè)康巴什新區(qū)。2006年鄂爾多斯市政府正式搬入康巴什新區(qū)，市直屬機(jī)關(guān)、學(xué)校和醫(yī)院等也陸續(xù)入駐康巴什新區(qū)，人員大量涌入新城并參與建設(shè)。從2006年開(kāi)始鄂爾多斯市建成區(qū)圖斑大量增加，城市擴(kuò)張迅速。

2009年?yáng)|勝區(qū)房地產(chǎn)“十二五”規(guī)劃計(jì)劃打造雙百城市(即百年鄂爾多斯、城市核心區(qū)(東勝區(qū)和康巴什新區(qū))達(dá)到百萬(wàn)人口)，該規(guī)劃直接導(dǎo)致城市的大面積建設(shè)與擴(kuò)張。由于政府的支持和政策的主導(dǎo)使鄂爾多斯市飛速進(jìn)入前所未有的擴(kuò)張與發(fā)展中。

4 結(jié)論

1)利用支持向量機(jī)分類(lèi)算法結(jié)合閾值法得到鄂爾多斯市建成區(qū)面積提取的最優(yōu)閾值，從而在長(zhǎng)時(shí)間序列上繪制出鄂爾多斯市城市擴(kuò)張空間形態(tài)圖。利用該圖能有效進(jìn)行城市建成區(qū)監(jiān)測(cè)及城市擴(kuò)張分析。

2)提出了多因子組合分析的方法進(jìn)行基于DMSP/OLS NTL衛(wèi)星數(shù)據(jù)的城市擴(kuò)張的驅(qū)動(dòng)因子分析。分析結(jié)果不僅證明了各社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子與夜間燈光明暗變化的相關(guān)性，而且發(fā)現(xiàn)在NTL衛(wèi)星數(shù)據(jù)相關(guān)性監(jiān)測(cè)中，最大的單因子是鄂爾多斯市國(guó)民生產(chǎn)總值，雙因子是國(guó)民生產(chǎn)總值加市區(qū)人口密度。以政府為主導(dǎo)的政策因子也對(duì)鄂爾多斯市城市擴(kuò)張?jiān)诤艽蟪潭壬掀鸬搅蓑?qū)動(dòng)作用。對(duì)城市擴(kuò)張驅(qū)動(dòng)因子的研究有助于對(duì)今后城市規(guī)劃以及資源配置和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等提供參考。

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