gis的宜兴市城镇扩展时空特征研究(附件)
：本文在分析总结国内外同类研究的基础上，以极具代表性的宜兴市为研究对象，在地理信息系统和遥感技术支持下，利用2000年、2005年和2010年的LandsatTM影像，提取了宜兴市城市扩展进程中城镇用地等土地利用变化遥感信息，分别运用扩展速率、弹性系数、紧凑度以及分形维度等指标对城镇用地扩展的时空变化速率进行了定量分析。结果表明:（1）宜兴市土地利用动态变化较为明显，农用地大量减少，总面积减少141.518㎞2，城镇用地逐年增加，10年间增加面积129.117㎞2。（2）2000-2005年的城镇用地年均扩展速率稍稍大于2005-2010年的年均扩展速率，分别为12.22%和11.80%；扩展弹性为26.1，说明这十年间宜兴市城镇用地扩张速度过快，大大高于城镇人口增长速度。紧凑度逐年增加，分形维度逐年减小，城市空间形态趋于紧凑且稳定。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract. 1
Key words 1
绪论 1
1 研究区概况及城市用地信息提取 2
1.1 研究区概况 2
1.2 城市用地信息提取 2
1.2.1 Landsat TM 数据 2
1.2.2 其他辅助数据 3
1.3 数据预处理 3
1.4 研究区土地利用分类系统确定及图像处理 3
2 城市扩展进程中土地利用变化分析 7
3 城市扩展时空变化特征分析 8
3.1 城镇扩展的时间过程分析 12
3.1.2 扩展速率变化分析 12
3.1.2 扩展弹性分析 13
3.2 城镇拓展空间变化过程分析 13
3.2.1 紧凑度指数 13
3.2.2 分形维数指数 13
4 结论 14
致谢 15
参考文献： 15
基于GIS的宜兴市城镇扩展时空特征研究
引言
绪论
城市是集人口、资源、环境、社会和经济等元素合成的综合体，这使得城市具有强大的生命力，向周围不断扩展。这种扩张是时间上的动态过程，反映在它的自然、经济、人文和其
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
他因素上的发展具有时间上的不可逆性、顺序性以及阶段性。与此同时，城市的空间扩张也体现了这一地区在特定发展阶段中城市的空间格局的一定变化，具有特殊的空间性。随着经济和社会的快速全面发展，城镇用地的空间拓展逐渐成为当今以及未来土地利用变化的主要特征之一；城市的发展在世界各地，也基本都是城镇空间扩展和变化的过程，城镇空间扩展过程中导致土地资源面临极大的改变，人类与土地之间的矛盾日益突出，使得本就稀缺的耕地资源进一步紧张，所以城镇空间扩展对社会和经济的可持续发展的影响是直接性的。[1]
改革开放以来，我国经济飞速发展，社会生产力水平大大提高。伴随着经济的发展，农村人口大量涌入城镇，城镇的规模也在持续的扩大；与此同时，国家也新设置了一批新的市、镇。这种现象就是我们常说的城市化，城市的空间扩展就是城市化最明显的特征之一。中国如今土地资源相对稀缺与城镇空间的快速扩展的矛盾愈发尖锐，城镇用地盲目扩展占据农业用地，耕地资源数量急剧降低，给我国的粮食安全带来严重的威胁，城镇用地的空间扩展理因引起社会普遍关注。通过对城镇空间扩展的具体特征分析，能够得到城镇空间扩展的演变规律，更好的为城市的可持续发展提供帮助。联系城市的发展情况，研究城镇空间扩展规律，发现此中存在的问题，为城市的良好发展奠基。
国外对城镇空间扩展的研究过程大致可以分为研究起步阶段、研究发展阶段和研究综合发展三个阶段。[2]在研究起步阶段，国外学者对于城市的研究偏重于新兴城市空间结构的形成机制和改造模式。在研究发展阶段，西方对于城镇空间扩展研究开始由对城市的定性描述转为定量化分析；由研究城市结构关系逐渐转为研究城市空间机制；由研究单个城市转为研究城市与区域的关系。在研究综合发展阶段，西方开始对跨国、跨区域的城市体系进行研究。对于当今的城镇空间扩展的研究开始侧重于与其他相关学科的融合借鉴、综合治理。科学技术的发展极大的推动了城镇空间扩展的研究，由于遥感技术的出现，城镇空间扩展的研究开始进入腾飞期，研究也越来越深入，随着3S技术逐渐进步、融合发展，对于城镇空间扩展的研究信息越来越充足，研究也进一步的深入。
我国对于城镇空间扩展的研究起步相对稍晚，但是发展却很快。从20世纪八十年代开始，城市规划、地理学、建筑学的学者开始对于城市空间的研究有一定的关注，此时主要是对城市演变阶段、城市扩展模式和速度、城市扩展的驱动机制以及城市扩展展望等方面进行研究。[3]到九十年代后期，对于城镇空间扩展的研究开始侧重于城市郊区化以及大城市边缘区的扩展过程与模式，已经有学者想要从城镇空间扩展的表现方式和动力机制的角度进行研究，也在一定程度上展现出了城镇空间扩展的研究雏形，为下一阶段的研究奠定了基础。21世纪以来，我国对于城镇空间扩展的研究全面开展。随着RS与GIS技术的普及，将RS与GIS技术相结合，通过数理研究方法，运用指标与模型来解释城镇空间扩展是这一时期的主要特色。在研究城市扩张的驱动机制、扩张效益和对策时，部分学者也会使用RS和GIS技术，来获取基础的研究数据。[4]当前我国城镇空间扩展的研究偏重研究城镇空间扩展的影响因素与驱动机制、城镇空间扩展模式以及城镇空间扩展的效益对策等方面。
本文以宜兴市为例，利用多时相卫星遥感数据，通过运用遥感和GIS手段提取城市的空间特征信息，并结合城镇空间扩展指标、空间形态变化指标方法，定量分析19902010年以来城镇空间扩展的时空动态变化过程和特征。研究内容主要包括（1）城市化进程中土地利用、覆盖变化信息提取及分析，以及对林地、农用地、城市用地以及水体的提取结果的统计分析。（2）城市扩展的时间过程分析，是指研究期始末城市用地规模数量在时间上的变化特征，常用扩展速率、扩展弹性系数等来表征。通过宜兴市的城镇空间扩展速度反映宜兴市用地空间扩展的总体趋势；通过城镇空间扩展弹性系数用来描述宜兴市的城镇空间扩展速度与常住人口增长速度之间的协调关系，主要用于衡量城镇用地扩展的合理程度。通过这两个测度指标来衡量宜兴市城镇空间扩展的时间过程。（3）城市扩展的空间变化过程分析，是指研究期始末城市用地规模在空间分布上的变化特征，多选取紧凑度、分形维度等测度指标。紧凑度和分形维度是研究城市形态演变的重要指标，它们有相对稍强的独立性和相互验证的效果。[5]紧凑度是反映地物形状的参数，可以表征城市空间形态的变化特征；城市用地分形维数可以表示城市边界形状的复杂性以及不规则性，它在一定程度上表现了土地利用受干扰的程度。[6]通过这两个测度指标来衡量宜兴市城镇空间扩展的空间变化过程。
1 研究区概况及城市用地信息提取
1.1 研究区概况
宜兴简称宜，位于江苏南部、沪宁杭三角区的中央地带，无锡市下辖的县级市。宜兴市辖宜城街道等4个街道、14个镇,总面积1996.6平方千米（其中太湖水域面积242.29平方千米）；城市建成区面积70平方千米，城市化率60.54%。宜兴位于北纬31°07’~37°31’，东经119°31’~120°03’。宜兴是华东地域水陆交通要道。东西宽49.8km，南北长54.2km。东南连接到浙江长兴、西南相连安徽广德，西部是溧阳，西北与金坛相接，北与武进相邻。连接新长铁路、宁杭高速公路、锡宜高速公路、芜申运河，是华东地区水陆交通要道。宜兴市内有山川、湖泊、平原等地貌，地形是南高北低，南部多为丘陵地貌，北部是平原，东部为太湖渎区，西部是低洼圩区。宜兴境内河流密布，河道纵横交错，交通和灌溉都十分便利。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract. 1
Key words 1
绪论 1
1 研究区概况及城市用地信息提取 2
1.1 研究区概况 2
1.2 城市用地信息提取 2
1.2.1 Landsat TM 数据 2
1.2.2 其他辅助数据 3
1.3 数据预处理 3
1.4 研究区土地利用分类系统确定及图像处理 3
2 城市扩展进程中土地利用变化分析 7
3 城市扩展时空变化特征分析 8
3.1 城镇扩展的时间过程分析 12
3.1.2 扩展速率变化分析 12
3.1.2 扩展弹性分析 13
3.2 城镇拓展空间变化过程分析 13
3.2.1 紧凑度指数 13
3.2.2 分形维数指数 13
4 结论 14
致谢 15
参考文献： 15
基于GIS的宜兴市城镇扩展时空特征研究
引言
绪论
城市是集人口、资源、环境、社会和经济等元素合成的综合体，这使得城市具有强大的生命力，向周围不断扩展。这种扩张是时间上的动态过程，反映在它的自然、经济、人文和其
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
他因素上的发展具有时间上的不可逆性、顺序性以及阶段性。与此同时，城市的空间扩张也体现了这一地区在特定发展阶段中城市的空间格局的一定变化，具有特殊的空间性。随着经济和社会的快速全面发展，城镇用地的空间拓展逐渐成为当今以及未来土地利用变化的主要特征之一；城市的发展在世界各地，也基本都是城镇空间扩展和变化的过程，城镇空间扩展过程中导致土地资源面临极大的改变，人类与土地之间的矛盾日益突出，使得本就稀缺的耕地资源进一步紧张，所以城镇空间扩展对社会和经济的可持续发展的影响是直接性的。[1]
改革开放以来，我国经济飞速发展，社会生产力水平大大提高。伴随着经济的发展，农村人口大量涌入城镇，城镇的规模也在持续的扩大；与此同时，国家也新设置了一批新的市、镇。这种现象就是我们常说的城市化，城市的空间扩展就是城市化最明显的特征之一。中国如今土地资源相对稀缺与城镇空间的快速扩展的矛盾愈发尖锐，城镇用地盲目扩展占据农业用地，耕地资源数量急剧降低，给我国的粮食安全带来严重的威胁，城镇用地的空间扩展理因引起社会普遍关注。通过对城镇空间扩展的具体特征分析，能够得到城镇空间扩展的演变规律，更好的为城市的可持续发展提供帮助。联系城市的发展情况，研究城镇空间扩展规律，发现此中存在的问题，为城市的良好发展奠基。
国外对城镇空间扩展的研究过程大致可以分为研究起步阶段、研究发展阶段和研究综合发展三个阶段。[2]在研究起步阶段，国外学者对于城市的研究偏重于新兴城市空间结构的形成机制和改造模式。在研究发展阶段，西方对于城镇空间扩展研究开始由对城市的定性描述转为定量化分析；由研究城市结构关系逐渐转为研究城市空间机制；由研究单个城市转为研究城市与区域的关系。在研究综合发展阶段，西方开始对跨国、跨区域的城市体系进行研究。对于当今的城镇空间扩展的研究开始侧重于与其他相关学科的融合借鉴、综合治理。科学技术的发展极大的推动了城镇空间扩展的研究，由于遥感技术的出现，城镇空间扩展的研究开始进入腾飞期，研究也越来越深入，随着3S技术逐渐进步、融合发展，对于城镇空间扩展的研究信息越来越充足，研究也进一步的深入。
我国对于城镇空间扩展的研究起步相对稍晚，但是发展却很快。从20世纪八十年代开始，城市规划、地理学、建筑学的学者开始对于城市空间的研究有一定的关注，此时主要是对城市演变阶段、城市扩展模式和速度、城市扩展的驱动机制以及城市扩展展望等方面进行研究。[3]到九十年代后期，对于城镇空间扩展的研究开始侧重于城市郊区化以及大城市边缘区的扩展过程与模式，已经有学者想要从城镇空间扩展的表现方式和动力机制的角度进行研究，也在一定程度上展现出了城镇空间扩展的研究雏形，为下一阶段的研究奠定了基础。21世纪以来，我国对于城镇空间扩展的研究全面开展。随着RS与GIS技术的普及，将RS与GIS技术相结合，通过数理研究方法，运用指标与模型来解释城镇空间扩展是这一时期的主要特色。在研究城市扩张的驱动机制、扩张效益和对策时，部分学者也会使用RS和GIS技术，来获取基础的研究数据。[4]当前我国城镇空间扩展的研究偏重研究城镇空间扩展的影响因素与驱动机制、城镇空间扩展模式以及城镇空间扩展的效益对策等方面。
本文以宜兴市为例，利用多时相卫星遥感数据，通过运用遥感和GIS手段提取城市的空间特征信息，并结合城镇空间扩展指标、空间形态变化指标方法，定量分析19902010年以来城镇空间扩展的时空动态变化过程和特征。研究内容主要包括（1）城市化进程中土地利用、覆盖变化信息提取及分析，以及对林地、农用地、城市用地以及水体的提取结果的统计分析。（2）城市扩展的时间过程分析，是指研究期始末城市用地规模数量在时间上的变化特征，常用扩展速率、扩展弹性系数等来表征。通过宜兴市的城镇空间扩展速度反映宜兴市用地空间扩展的总体趋势；通过城镇空间扩展弹性系数用来描述宜兴市的城镇空间扩展速度与常住人口增长速度之间的协调关系，主要用于衡量城镇用地扩展的合理程度。通过这两个测度指标来衡量宜兴市城镇空间扩展的时间过程。（3）城市扩展的空间变化过程分析，是指研究期始末城市用地规模在空间分布上的变化特征，多选取紧凑度、分形维度等测度指标。紧凑度和分形维度是研究城市形态演变的重要指标，它们有相对稍强的独立性和相互验证的效果。[5]紧凑度是反映地物形状的参数，可以表征城市空间形态的变化特征；城市用地分形维数可以表示城市边界形状的复杂性以及不规则性，它在一定程度上表现了土地利用受干扰的程度。[6]通过这两个测度指标来衡量宜兴市城镇空间扩展的空间变化过程。
1 研究区概况及城市用地信息提取
1.1 研究区概况
宜兴简称宜，位于江苏南部、沪宁杭三角区的中央地带，无锡市下辖的县级市。宜兴市辖宜城街道等4个街道、14个镇,总面积1996.6平方千米（其中太湖水域面积242.29平方千米）；城市建成区面积70平方千米，城市化率60.54%。宜兴位于北纬31°07’~37°31’，东经119°31’~120°03’。宜兴是华东地域水陆交通要道。东西宽49.8km，南北长54.2km。东南连接到浙江长兴、西南相连安徽广德，西部是溧阳，西北与金坛相接，北与武进相邻。连接新长铁路、宁杭高速公路、锡宜高速公路、芜申运河，是华东地区水陆交通要道。宜兴市内有山川、湖泊、平原等地貌，地形是南高北低，南部多为丘陵地貌，北部是平原，东部为太湖渎区，西部是低洼圩区。宜兴境内河流密布，河道纵横交错，交通和灌溉都十分便利。
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