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基于TM的重庆山地都市区建设用地扩展与地表特征参数时空变化研究

2014-09-21王福海马泽忠向敬华

水土保持研究 2014年4期
关键词:都市区土壤湿度特征参数

王福海, 马泽忠,2, 向敬华, 焦 欢

(1.重庆工商大学 旅游与国土资源学院, 重庆 400067; 2.重庆市国土资源和房屋勘测规划院,重庆 400021; 3.重庆市石柱县国土资源和房屋管理局, 重庆 409100)

基于TM的重庆山地都市区建设用地扩展与地表特征参数时空变化研究

王福海1, 马泽忠1,2, 向敬华3, 焦 欢1

(1.重庆工商大学 旅游与国土资源学院, 重庆 400067; 2.重庆市国土资源和房屋勘测规划院,重庆 400021; 3.重庆市石柱县国土资源和房屋管理局, 重庆 409100)

近年来随着城市建设用地的不断扩展,城市生态环境问题越来越突出,因此,进行建设用地扩展对地表特征参数的影响研究显得十分重要。以重庆都市区为研究对象,采用1988,2000,2011年 LandsatTM遥感数据和1∶50 000DEM数据,基于人机交互解译和定量遥感技术相结合的方法,提取了土地利用现状数据和三个地表特征参数:地表温度、NDVI、土壤湿度,并分析建设用地扩展对地表特征参数的影响。研究结果表明:从1988—2011年,重庆都市区建设用地主要向西部和北部扩展,地表温度中的高温区主要向北迁移,NDVI和土壤湿度在建设用地扩展的区域呈下降趋势;城市建设用地扩展与地表特征参数的变化趋势呈现出明显的相关性,其中,建设用地的扩展与热环境呈正相关且在扩展方向具有高度的一致性,与NDVI和土壤湿度呈负相关关系。研究成果旨在为改善城市地表热环境效应、优化城市生态环境提供科学依据与参考。

建设用地扩展; 地表特征参数; 重庆都市区; TM

当城市规模发展到一定程度,由于其下垫面的变化,会对地表特征参数产生影响[1-2]。随着我国城市化的加快,城市规模越来越大,对建设用地扩展与地表特征参数的时空变化进行研究具有理论与实践意义[3-4]。目前,有关建设用地扩展对地表特征参数的影响研究已取得一定成果,主要集中在减少用地扩展对地表热环境、植被覆盖、土壤湿度和土壤侵蚀等单一地表参数的影响研究,对多参数的影响研究相对缺乏[5];同时,在研究区域上,主要集中于东部和沿海城市,对典型山地组团状城市的研究较少[6]。

遥感技术是快速获取地表特征参数的重要手段,目前的研究中可以从CBERS、SPOT、Modis和TM等遥感数据获取这些地表特征参数[7]。基于TM数据的高光谱特性,能快速、准确地反演多种1∶100 000地表特征参数[8]。

本文以重庆都市区为研究对象,采用1988,2000,2011年 LandsatTM遥感数据和重庆都市区25 m×25 m的DEM数据,在RS与GIS技术的支撑下,提取建设用地扩展数据和地表温度、NDVI、土壤湿度地表特征参数,分析建设用地扩展与地表特征参数的时空变化过程,以及两者变化过程中的相关性,并揭示建设用地扩展对地表特征参数影响过程。研究成果可以为城市生态保护和区域可持续发展提供参考。

1 研究区概况

重庆位于四川盆地的东南部,长江的上游,与湖北、湖南、贵州、四川、陕西等省接壤,地跨东经105°11′—110°11′、北纬28°10′—32°13′的四川盆地与长江中下游平原的过渡地带。辖区总面积为8.24万km2,属于中国面积最大的内陆城市。有长江和嘉陵江两江流经区内,气候湿润温和。其都市区主要包括重庆主城九区,即:渝中区、大渡口区、江北区、南岸区、沙坪坝区、九龙坡区、北碚区、渝北区、巴南区;主要分布在长江沿线,四面环山,以丘陵,低山为主,地形起伏较大,平均高程为400 m。研究区总面积为5 465 km2,占全市总面积的6.63%,截止2011年常驻人口为772.31万人;研究区属中亚热带湿润季风气候区,具有气温高,日照少,雨季长,湿度大,云雾多,霜雪少,蒸发量和空气湿度大,风速小,无霜期长等气候特点,全年平均气温18℃,7—8月最热,35℃以上高温天气多达30~40 d,最多达68 d,绝对高温温值44℃,极端低温为零下2℃,无霜期310 d以上。平均雾日70 d,最多达148 d。年降雨量1 100~1 400 mm,四季变化特点是春早,夏热,秋雨,冬暖。研究区从南北面向长江嘉陵江河谷倾斜,起伏较大,呈现“一山一槽二岭”的自然景观,是典型的特大山地城市。

重庆市作为年轻的直辖市,是西南地区经济发展的中心之一,对于带动西南片区经济飞速的发展具有重要的作用。重庆市经济发展迅猛,城市化进程进一步加快,建设用地扩展进一步加快,城市生态环境问题日益突出。选取重庆山地都市区作为研究对象,对于城市建设用地扩展与地表特征参数的影响研究具有理论与实践意义。

2 数据来源与方法

2.1 数据来源

研究主要采用1988,2000,2011年三期LandsatTM遥感数据作为影像数据源,所有影像数据采用Albers投影,中央经线为东经105°,双标准纬线分别为北纬25°和47°。LandsatTM影像数据1,2,3,4,5,7波段的空间分辨率均为30 m,6波段分辨率为120 m(表1)。

表1 Landsat TM影像数据源

2.2 研究方法

2.2.1 城市建设用地提取 城市建设用地的准确提取是本研究进行的前提条件,利用1988,2000,2011年 LandsatTM遥感数据,通过人机交互提取研究区建设用地信息,确定出重庆都市区1988,2000,2011年建设用地范围。

2.2.2 归一化植被指数反演 对于Landsat TM数据而言,归一化植被指数通常可表示为:

(1)

式中:R3和R4——分别是TM影像波段3和波段4的行星反照率。

利用公式(1),可反演出1988,2000,2010年的归一化植被指数,再根据自然断点分级的方法将标准化后的归一化植被指数分为低NDVI区域、较低NDVI区域、中NDVI区域、较高NDVI区域和高NDVI区域。利用式(2)可得到1988—2000年和2000—2011年研究区归一化植被指数变化分布图。

NDVIc=NDVIn-NDVIn-1

(2)

式中:NDVIc——前后两个目标年份之间的NDVI变化值;NDVIn——n年份研究区的NDVI值;NDVIn-1——前一个年份研究区的NDVI值。

(3)

(4)

(5)

根据公式(3)、(4)和(5),可以对重庆都市区不同研究时段内的植被覆盖情况进行总体分析。

2.2.3 地表温度反演 对于TM数据的热红外波段来说,通常像元的亮度值越大,陆面温度越高。研究采用单窗算法计算像元亮度温度值[9],从而获取重庆都市区亮度、温度分布专题图和相关统计数据。利用TM6计算亮度温度的过程就是把图像灰度值(DN值)先转化为相应的热辐射强度值,然后再利用热辐射强度值推算出所对应的亮度温度值[11-12]。

L(λ)=0.1238+0.005632156QDN

(6)

式中:L(λ)——TM传感器接收到的辐射强度 ;QDN——图像像元的DN值。

(7)

式中:T6——TM6的像元亮度温度;K1,K2——常量:K1=60.776 mW/(cm2·sr·μm),K2=1260.56。

2.2.4 地表特征参数中心模型模拟 本研究通过对地表特征参数反演的结果设置一个阈值,提取地表特征参数中心范围。首先以Landsat TM数据为基础,再分别反演1988,2000,2011年地表特征参数。其具体的判定模型如下所示:

ROIi∈HI(LSTROI>(LSTmean+Std))

(8)

式中:ROIi——研究区中某一兴趣区;HI——地表中心区域;LSTROI——兴趣区的平均地表特征参数值;LSTmean——计算地表特征参数平均值;Std——地表特征参数标准差。并根据如下公式计算出地表特征参数重心[13]:

(9)

2.2.5 城市建设用地重心迁移模型 土地利用类型的重心变化能具体反映出土地利用的空间分布变化,其研究的计算模型如下[14]:

(10)

(11)

式中:X,Y——某时期建设用地重心的X,Y坐标值;ti+1-ti分——地类重心转移的时间间隔;Vti+1-ti——时间为ti+1-ti内的地类重心年迁移率。

2.2.6 土壤湿度反演 土壤湿度指数是反映土壤中水分含量和作物水分状况的一个指标,土壤湿度也是各类生态系统中的重要因素之一。土壤湿度指数可用缨帽变换的湿度分量TC3或土壤湿度指数求取[15],其公式为:

(12)

式中:TM2和TM5——TM影像的第2波段图像第5波段图像的亮度值。

3 结果与分析

3.1 重庆山地都市区建设用地扩展分析

通过对重庆都市区的建设用地进行分析,得出重庆都市区建设用地的扩展的趋势,从表2可知,重庆都市区建设用地扩展的趋势呈现外延式和多核心扩展。其中,重庆都市区各区均以建制镇为中心向外扩展,同时部分区域沿长江和嘉陵江两岸扩展。由于缙云山、中梁山、铜锣山和明月山横贯于重庆都市区,跳跃式的建设用地扩展方式也是重庆都市区建设用地扩展的一个重要类型。

表2 重庆都市区建设用地面积表统计

重庆都市区1988—2011年,建设用地扩展在时间上呈现明显的阶段性,空间上呈现明显的区域差异性。其中,1988—2000年间的城市建设用地扩展面积和扩展速度明显低于2000—2011年,这跟2000—2011年经济的飞速发展和城市人口的增长是紧密相连的。其中在1988—2000年间,江北区和九龙坡区是建设用地扩展最为迅速的区域,特别是紧靠渝中区的区域;而在2000—2011年间,各个区县的建设用地扩展都很迅速,其中渝北区的建设用地扩展尤为明显,这主要是由于两江新区的成立与发展导致渝北区建设用地快速扩展。

总体而言,重庆都市区建设用地以渝中区为中心,沿着东北和东南方向向四周扩展,其中2000年以来,渝北区的建设用地扩展趋势最为明显。

3.2 地表特征参数的变化分析

3.2.1 地表温度变化分析 利用公式(6)和(7),对重庆都市区1988年、2000年和2011年地表温度进行反演,获得三个年份地表温度分布图(附图3),可以看出,重庆都市区地表温度不同时间的空间分布呈现出明显的差异性,这种差异随时间而改变并呈现出一定规律性。

从空间分布来看,重庆都市区的中高温区分布范围逐年扩大。高温区的分布较为集中,主要以渝中区以及各区的建成区所在区域为分布中心;中温区类似同心圆分布,围绕在高温区的四周,并向各个方向延伸;低温区主要分布在长江与嘉陵江流域以及森林覆盖率较高的四条山脉:缙云山、中梁山、铜锣山和明月山。除此之外,从地表温度的分布结构能够发现重庆都市区内存在明显的热岛现象。

从时间序列上看,地表温度随时间而发生改变,呈现出一定的阶段性与规律性。总体而言,1988—2011年间中高温区空间分布范围逐年扩大,主要以渝中区为中心向西南和东北方向逐年扩张,特别是2011年在城市新扩展的区域(两江新区以及南岸茶园新区)出现明显的高温区。其中,1988—2000年高温区空间分布主要集中在重庆市嘉陵江和长江交汇地带,在此期间,重庆都市区的高温区域呈现下降趋势,但渝北区西南部和沙坪坝北部出现了较为明显的新的热中心;在2000—2011年期间,高温区分布范围呈现明显上升趋势。从中温区分布看,1988—2000年间,中温区处于缓慢减少阶段,特别是沙坪坝区与大渡口区;2000—2011年期间处于快速发展阶段。低温区分布范围呈波动式变化,1988—2000年期间,低温区分布范围减少;2000—2011年期间,低温区分布范围增加,主要分布在较大型山脉及水域的两侧。

由以上分析可以看出,重庆都市区在1988—2011年间,城市热环境问题日益凸显、呈现出热岛效应。城市热岛效应是城市综合问题,是城市生态环境问题的主导因素之一,随着研究区的中高温度区范围不断扩大,热岛效应严重加剧且有继续恶化的趋势,会对人们的日常生活造成极大的影响。

3.2.2 NDVI变化分析 附图4表示不同年份NDIV分布,可以看出,重庆都市区NDVI分布在空间上呈明显的差异性,这种差异随时间的变化呈现出一定的规律性。在水平空间分布上,重庆都市区低NDVI的区域面积总体呈现增加的趋势。此外,低NDVI的区域主要集中在长江嘉陵江流域和建设用地集中分布区及其周边自然植被或园地的交接地带,少量分布在一些大型基础设施所在地。

在垂直空间分布上,重庆市山地丘陵区的NDVI与较平坦地区的NDVI呈现出明显的垂直地带性。在山地丘陵地区,植被覆盖率保持相对稳定,且海拔越高,植被覆盖率越高。这主要是由两个方面的原因造成的,一方面是由于高海拔地区地势陡峭,不利于土地的开发和利用;另一方面,都市区各大山脉都划入了限制建设区或禁止建设区,使植被得以较好的保护。地势平缓区域为人类活动和建设用地扩展的主要区域,是植被覆盖率变化最大的区域,说明建设用地扩展对农田和园地的大规模替代能显著改变地表植被的覆盖状况。重庆都市区NDVI分布在时间上呈现出明显的阶段性。从1988—2011年,低NDVI值的区域面积逐渐扩大,特别是渝北区、南岸区、九龙坡区、北碚区和巴南区增速最快。这主要是由于直辖以来,这几个区的经济发展迅速,建设用地面积急剧增加,城市绿化的速度跟不上建设用地扩张的速度,导致低NVDI区域面积不断增加。1988—2011年,高NDVI区域基本保持稳定,只有局部区域产生变化。

附图2表示不同时段NDVI分布,可以看出重庆都市区NDVI值在行政区域上的分布呈现明显的差异性。1988—2000年间,巴南区和北碚区的NDVI无显著变化区域面积较大,说明这两个区植被保护较好;渝北区、江北区和南岸区呈负向变化的面积比较大,表明这几个区的植被覆盖度呈逐步退化的状态,这与建设用地扩张的趋势基本一致;九龙坡区、沙坪坝区、大渡口区和渝中区NDVI呈正向变化,这说明这几个区的植被覆盖呈逐步恢复的状态。2000—2011年间,巴南区和北碚区的NDVI无显著变化的区域面积比重大致相同;渝中区、九龙坡区、沙坪坝区和大渡口区NDVI未发生明显变化的区域比重加大,这说明这几个区的植被覆盖率已经趋于稳定;渝北区和南岸区则表现为显著的负向变化,说明这两个区的植被覆盖率正在下降。

都市区城市外围植被覆盖负向变化的集中分布区几乎相同,主要分布在大型基础设施、工业区和物流区所在地,其中,由于大型工业区多数分布在都市区城市外围,导致都市区的城乡过渡带成为植被显著负向变化的集中分布区之一。总之,不同区域植被面积的比重和低绿化覆盖率的建设用地面积比重,是导致都市区外围NDVI显著正、负向变化的主要原因。

3.2.3 土壤湿度变化分析 从总体而言,重庆都市区土壤湿度在不同时间节点上的空间分布呈现出明显的差异性,这种差异随时间而发生改变并呈现出一定规律性。重庆都市区的土壤湿度逐年降低,但在1988—2000年间,缙云山、中梁山、铜锣山和明月山为主的四条山脉的土壤湿度则有少量升高的趋势;在2000—2011年间,整个重庆都市区的土壤湿度呈现总体下降的趋势。从土壤湿度的空间分布情况分析,都市区建成区的土壤湿度较低,都市区各大山脉(缙云山、中梁山、铜锣山和明月山)的土壤湿度较高(附图5)。

从时间序列上看,重庆都市区土壤湿度随时间而发生变化,且表现出一定的阶段性与规律性。从总体上来分析,1988—2011年间低土壤湿度的区域分布范围逐年扩大,主要以渝中区为中心向北方逐年扩展,在1988年到2000年间,渝北区和大渡口区的土壤湿度明显降低,而渝中区的土壤湿度变化不大,这是由于渝中区已经达到了完全城镇化,建设用地没有继续扩展的空间。在2000—2011年间,城市建设用地扩展迅速,低土壤湿度的区域面积增长很快,在主城九区中沙坪坝区、江北区和渝北区尤为明显,沙坪坝区由于大学城的新建使得这一区域的湿度降低显著;而江北区和渝北区由于两江新区的新建致使土壤湿度的降低也十分明显。但是渝中区、九龙坡区和渝中区接壤区域的土壤湿度则有轻微上升的趋势,这主要是源于重庆市政府在全市的城市绿化建设的显著成果。

3.3 建设用地扩展对地表特征参数变化影响分析

3.3.1 建设用地扩展对地表温度影响分析 通过公式(7),(8)和(9)获取城市建设用地与城市热岛重心的坐标及分布图,如图1所示。从图可以看出,1988—2011年间建设用地重心与城市热重心都有较大的迁移且在方向上有高度的一致性,总体上两者的重心均向都市区的东北方向迁移。1988—2000年,建设用地重心向西偏移且偏移距离较小,而热重心向东北方向偏移且偏移的距离较大;2000—2011年间,建设用地重心急剧向东北偏移,说明这一阶段城市的扩展方向以向北发展为主,热重心仍然向北偏移且偏移量仍较大。

重庆都市区建设用地扩展方向经历了“西拓”和“北移”两个阶段。2000年之后,由于城市向西已扩展至中梁山下,发展空间较为有限,而随着重庆市交通条件的不断改善,城市的发展越过了嘉陵江的阻隔,向北寻求新的发展空间,使得嘉陵江以北的大片区域成为城市发展的主要方向。建设用地扩展方向和热重心偏移方向的这种变化特征与重庆市“两江四山”的地形地貌条件是密切相关的,且建设用地扩展与热重心偏移密切相关。因此热重心的偏移方向也是以“北移”为主,与建设用地的扩展方向基本一致。

3.3.2 建设用地扩展对NDVI影响分析 以上分析可以看出,重庆都市区NDVI分布在时空上变化明显,这种变化和建设用地扩张呈现出一定的相关性。对都市区3个时间点数据中的低植被覆盖率面积与建设用地面积,低植被覆盖区域的重心与建设用地重心进行对比分析,结果如表3和图2所示:

从表2和表3可以看出,重庆都市区低植被覆盖区面积在1988—2000年间增幅较小,而2000—2011年间增幅较大;重庆都市区的建设用地面积在1988—2000年间的增幅同样较小,且2000—2011年的增幅较大;其中低植被覆盖区域在2000—2011年的增幅达到1988—2000年增幅的5倍,而建设用地在2000—2011年的面积增幅是1988—2000年的3倍。就数量上而言,建设用地的扩展与NDVI的变化有着明显的相关性。

从图2中建设用地重心和低植被覆盖区域重心的迁移情况分析可以看出,1988—2011年间建设用地的重心与低植被覆盖区域重心的迁移的趋势呈显著的一致性,总体上两者的重心向都市区的东北方向迁移。在1988—2000年间,建设用地重心点向西偏移且偏移距离较小,植被覆盖区域的重心向北方向偏移且偏移的距离较小,在这段时间,重庆市的经济发展还处于起步阶段,建设用地的扩展还比较缓慢,由于低植被覆盖区域包括水域,因此这个阶段两者的相关性并不明显;2000—2011年,重庆都市区城市建设的加快,建设用地重心急剧向东北偏移,低植被覆盖区域的重心向东北方向偏移十分显著,在这个阶段两者之间的相关性十分突出。

图2 建设用地和低植被覆盖区重心点坐标

由以上分析可以得出,重庆都市区近23 a来建设用地扩展方向以及低植被覆盖区域扩展均向东北方向扩展,尤其是自2000年后,低植被覆盖区域面积的增加幅度与建设用地面积扩展幅度呈明显的正相关。城市建设用地扩展方向与NDVI在规模、方向和趋势上都呈现明显的相关性。

3.3.3 建设用地扩展对土壤湿度影响分析 对土壤湿度和建设用地数据进行分析和处理,提取重庆都市区偏干旱区域,并进一步统计分析,获取偏干旱区域的重心的变化趋势,如表4和图3所示。

由表2和表4可知,偏干旱区域的面积总体上是呈明显的上升趋势,其中1988—2000年间由于重庆都市区的发展还处于发展的初期,其偏干旱区域面积的增长率为23%,而2000—2011年间,由于城市化发展迅速,这一阶段的偏干旱区域面积的增长较为迅速。这与上述城市建设用地增长、地表温度、NDVI指数都有着明显的相关性,且保持高度的一致性。

表4 重庆都市区偏干旱区面积统计

从图3中建设用地重心和偏干旱区域重心的迁移情况分析可以看出,在1988—2011年间建设用地的重心与偏干旱区域重心的迁移趋势呈现一致性,总体上两者的重心向都市区的东北方向迁移,与地表高温区和低植被覆盖区的迁移趋势也是一致的。在1988—2011年间,偏干旱区的重心迁移距离在1988—2000年和2000—2011年是较为均匀的。其中在1988—2000年间,建设用地和偏干旱区域的迁移方向呈现负相关,这由于这段时间,重庆市刚刚经历了直辖,在城市的建设上才处于起步阶段。在2000—2011年间,城市建设用地重心迁移方向与偏干旱区的迁移方向呈明显的正相关,均向东北方向迁移。

图3 建设用地和偏干旱区重心坐标分布

由以上分析可以得出,重庆都市区近23 a来建设用地扩展方向以及偏干旱区域扩展均向东北方向扩展。偏干旱区的扩展方向与建设用地、地表高温区和低植被覆盖区都具有一定的同向性,而且就变化数量上也呈明显的一致性。城市建设用地的扩展与土壤湿度的变化呈明显的相关性,且保持高度的一致性。

综上所述,建设用地扩展对于地表特征参数变化关系十分显著,建设用地扩展的方向与地表特征参数变化区域的扩散方向是大体一致的,而且城市新增建设用地区域的地表特征参数的变化是最为明显的。

4 结 论

本文基于RS和GIS技术,采用定量遥感的方法对重庆都市区1988—2011年的地表温度、NDVI和土壤湿度进行反演,并对重庆都市区的地表温度、NDVI和土壤湿度的时空分布差异、重心的迁移、城市建设用地重心迁移进行分析,探讨建设用地扩展与地表特征参数的响应关系。

(1) 在1988—2011年,重庆都市区中高温区空间分布范围逐年扩大,主要以渝中区为中心向西南和东北方向逐年扩张,与都市区建设用地的扩展方向基本一致,这表明重庆都市区地表温度的变化与城市发展密切相关,且都市区热环境问题日益凸显;

(2) 在1988—2011年,重庆都市区低NDVI区域分布在时空上呈现出明显的阶段性与差异性,低NDVI区域面积逐年扩大;在不同的海拔高度上呈现出明显的垂直地带性,海拔越高,NDVI越大;

(3) 在1988—2011年,重庆都市区低土壤湿度区域面积逐年扩大且主要沿东北方向扩展。都市区各大山脉和长江嘉陵江流域土壤湿度较稳定;

(4) 建设用地扩展是影响地表特征参数的重要因素。建设用地扩展与中高温区扩展方向呈正相关性,随着建设用地的环状扩展,地表的高、中、低温的区域呈明显的环状分布;建设用地扩展的趋势与植被覆盖度的扩展方向具有反向性,其中新增建设用地范围的NDVI变化是最为明显的,随着建设用地的环状扩展,NDVI降低的区域呈明显的环状分布;建设用地的扩展范围内的土壤湿度不断降低,且建设用地扩展的方向与土壤湿度降低的区域扩展方向具有明显的一致性。

[1] He Y P, Xie H, Cui P, et al. GIS-based hazard mapping and zonation of debris flows in Xiaojiang Basin, southwestern China[J]. Environmental Geology,2003,45(2):286-293.

[2] 马泽忠,周万村,江晓波,等.巫山县近三十年来土地利用动态变化及过程[J].山地学报,2002,20(增刊):105-109.

[3] 任霞,高超,张洁.城市热岛效应与地表特征参数的定量研究[J].科技信息,2011(12):440-441.

[4] 马耀明,刘东升,王介民,等.卫星遥感敦煌地区地表特征参数研究[J].高原气象,2003(6):531-536.

[5] 郭建茂,于强,王连喜,等.宁南地区地表特征参数及辐射平衡区域分布[J].地理研究,2007(6):1127-1136.

[6] 钱乐祥,丁圣彦.珠江三角洲土地覆盖变化对地表温度的影响[J].地理学报,2005,60(5):761-770.

[7] 李一静,曾辉,魏建兵.基于归一化植被指数变化分级的深圳市植被变化[J].应用生态学报,2008,19(5):1064-1070.

[8] 田野,徐恒力,刘双,等.基于归一化植被指数变化分级的千山植被变化[J].中国水土保持,2010(1):25-28,60.

[9] 贾宝全,邱尔发,张红旗.基于归一化植被指数的西安市域植被变化[J].林业科学,2012,48(10):6-12.

[10] 覃志豪,Minghua Z, Karnieli A,等.用陆地卫星 TM6 数据演算地表温度的单窗算法[J].地理学报,2001,56(4):456-466.

[11] 邓玉娇,匡耀求,黄锋.基于Landsat/TM资料研究广州城市热岛现象[J].气象,2010,36(1):26-30.

[12] 李京忠,殷学勇,蔡清华,等.基于TM影像的地表温度遥感反演研究:以兰州市区为例[J].安徽农业科学,2008,36(18):7805-7807.

[13] 李建辉,周启刚,陈倩,等.基于RS和GIS的建设用地变化研究:以重庆市主城九区为例[J].重庆工商大学学报,2012,29(1):76-81.

[14] 高磊,覃志豪,卢丽萍.基于植被指数和地表温度特征空间的农业干旱监测模型研究综述[J].国土资源遥感,2007,19(3):1-7.

[15] 许丽娜,牛瑞卿,尚秀枝.利用温度植被干旱指数反演三峡库区土壤水分[J].计算机工程与应用,2011,47(25):235-238.

Temporal-spatialVariationoftheLandExpansionandtheGroundSurfaceParametersinUrbanAreaofChongqingMountainBasedonTM

WANG Fu-hai1, MA Ze-zhong1,2, XIANG Jing-hua3, JIAO Huan1

(1.SchoolofTourismandLandResources,ChongqingTechnologyandBusinessUniversity,Chongqing400067,China; 2.ChongqingInstituteofSurveyingandPlanningforLand,Chongqing400020,China; 3.ShizhuTujiaAutonomousCountyLandandResourcesandHouseingAuthority,Chongqing409100,China)

Along with the urban construction land expanded in recent years, Urban ecological environment has been becoming an outstanding problem. Therefore, the study on the construction land expansion effects on surface characteristic parameter is very important. This paper took the main urban district of Chongqing as research site. By using 1988, 2000, 1988 LandsatTM 1∶50 000 DEM data and remote sensing data, and based on the method of man-machine interactive interpretation and the technology of quantitative remote sense, the data of land use status and three surface characteristic parameters—land surface temperature, NDVI, soil moisture were obtained, and the influence of the urban construction land expansion characteristic parameters on the surface was analyzed.The results show that: from the 1988—2011, the construction land of the main urban district of Chongqing was mainly expand to the west and north, the high surface temperature has mainly migrated towards to north, NDVI and soil moisture in the area of construction land expansion declined; correlation bwtween the urban construction land expansion and the change trend of surface characteristic parameters was obvious, the positive correlation between thermal environment was significant, and the expansion of construction land was highly consistent with the extension direction, and the relationship between NDVI, soil moisture and the expansion of construction land was negatively correlated. The results can provide the scientific basis and reference for improving urban surface thermal environment effect, optimize the urban ecological environment.

expansion of construction land; terrestrial parameter; main district of Chongqing; TM

2013-08-15

:2013-10-22

国家自然基金项目(41101503);国家社科基金重大项目(11&ZD161)

王福海(1986—),男,重庆人,在读硕士生,主要研究3S理论与应用。E-mail:156938517@qq.com

马泽忠(1973—),男(土家族),重庆人,教授级高工,博士,硕士生导师,主要研究3S理论与应用。E-mail:mazezhong@yahoo.com.cn

F301.2

:A

:1005-3409(2014)04-0107-07

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