遥感技术在监测城市扩张变化中的研究与应用——以天津为例<br/>

遥感技术在监测城市扩张变化中的研究与应用——以天津为例

2012-07-30段毅钱乐侯怡

影像技术 2012年6期

段毅，钱乐，侯怡

（1.天津市测绘院，天津 300381；2.天津市规划局，天津 300070）

1 引言

城市的扩张，城市人口的膨胀，必将随之产生诸如城市建设侵吞耕地、城市生态环境恶化等一系列城市化问题。为了整治城市化带来的城市生态环境问题，保证城市健康、持续发展，近年来，随着空间定位技术、地理信息技术、卫星遥感技术、测绘和数据处理技术等一系列空间数据信息采集、量测、处理、分析、管理、存储技术的不断发展，所获得的数据的分辨率、精确度和可靠性不断增强，处理和管理手段日益先进。目前城市扩张主要是以遥感数据为数据源，以地理信息技术为技术手段，配合遥感数据处理技术等来进行研究。

天津市是环渤海地区经济中心，也是中国北方最大的沿海开放城市。随着天津市社会经济的快速发展，天津市城市扩张重心发生着巨大的变化，卫星遥感技术以其快速、准确、实时、周期性短等优点，在城市扩张监测方面具有明显的优势。本文以天津市建成区2008-2010年近10年的变化为例，利用遥感技术进行动态变化监测，以期提供基于遥感技术的城市扩张变化研究方法。

2 研究区概况

天津市地处华北平原东北部，海河流域下游，南北长189km，是中国4个直辖市之一，区位优势明显，距离北京约137km。它不仅毗邻首都，还是华北、西北广大地区的出海口，是中国北方对内对外开放2个扇面的轴心，是欧亚大陆桥中国境内距离最短的东部起点，重要的国际港口城市以及生态城市，是中国北方的经济中心，天津市位于北纬38°34′～40°15′，东经116°43′～118°04′。全市面积11916.2平方公里，市区面积4334.72平方公里，建成中心城区面积530平方公里，滨海新区城区面积平方公里。天津市南北长189km，东西宽117km，海岸线长156km。

本次研究天津市市区的城市扩张问题，因此研究区主要包括天津市市内6区、环城4区的中心城区。

3 数据来源与研究方法

3.1 数据来源

为达到研究的目的，揭示近2年来天津市城市扩张的变化规律，收集了覆盖研究区域2008年、2010年四个年度的卫星影像图、土地利用数据、天津市行政区划图等。

3.2 研究方法

基于多时相航空遥感数据，结合天津市行政区划图，辅助以GIS等相关技术，对遥感图像进行包括遥感影像的预处理、遥感影像解译等方面的处理。其中遥感影像的预处理包括空中三角测量、几何校正、影像裁剪等。

3.3 技术路线

主要使用ArcGIS9.0、Erdas2011等软件，采用遥感解译与GIS结合的方法监测建成区变化。研究所采用的影像不需要进行辐射校正，只需要进行其他几步操作。在进行几何校正时采用二次多项式模型对控制点进行平差计算，采用双线性内插法进行像元重采样，得到具有地理参考的影像数据。在进行影像分类时，首先建立遥感解译标志，再进行监督分类，结合人工解译的方法最终确定分类图。技术路线如下图1。

4 建成区变化监测应用案例

建成区指城市行政范围内，实际建成或正在建成的、相对集中分布的地区，包括市区集中连片的部分，以及分散到近郊区内、但与城市有着密切联系的其他城市建设用地，城市近郊的一些建成地段，尽管未同市区联成一片，但同市区的联系十分密切，已成为城市不可分割的一部分，均视作城市建成区［4］。下表是从遥感影像提取的全天津市2008年至2010年主城区和环城新四区建成区演变如图2所示，建成区面积统计表1。