基于遥感和GIS的新疆绿洲城市扩展时空动态变化分析

以新疆16座城市为研究对象,运用多时相卫星遥感资料,利用遥感和GIS技术提取城市的空间特征信息,并通过城市扩展强度、扩展速率以及城市空间形态紧凑度和分形维数等指标定量分析了1990-2010年以来新疆城市扩展时空动态变化的过程和特征.结果表明:新疆城市的空间分布由其独特的自然环境和绿洲经济所决定,许多城市的发展依托于绿洲,城镇的形成具有"亲水性"的特点,由于新疆地域辽阔,交通干线附近往往形成城镇相对集中的城市带或城市群.南北疆城市之间在扩展速度及强度上存在较明显的差异,位于北疆天山北坡经济带上的城市大多属于扩展速度相对较快、扩展强度相对较大的扩张类型,而南疆城市的扩展速度则相对较慢、扩展强度也相对较小.通过对城市紧凑度和分维数变化的分析发现,新疆城市平均紧凑度呈下降趋势,而分形维数呈增长的趋势,说明整体上新疆城市空间结构有趋于松散化的趋势,城市的空间结构不够合理,有待改善.

“一带一路”背景下新疆城镇交通优势度与区域经济发展水平的关系分析

交通与经济是"一带一路"战略的主要动力机制,其协调发展有利于战略推动。以新疆86个县级及以上行政单位为研究对象构建出区域交通优势度综合评价数理模型,并以三方面12个主要经济指标定量分析出区域经济空间格局,另对"新丝绸之路经济带"新疆北、中、南三通道交通优势度与经济发展水平的特点及空间结构规律进行了分析。结果表明:新疆交通优势度两级分化严重,较好城镇个数占总体的33.48%,并以乌鲁木齐为中心向南北疆递减,呈现"中心-外围"的格局;新疆区域经济格局在空间上东西分异明显,东部地区总体优于西部,乌鲁木齐及其毗邻的东部地区优势较高;全区内地理交通与经济发展空间格局吻合度偏低,但耦合程度良好;北、中、南三通道交通优势度与经济发展耦合协调程度受到区位与地形条件的限制表现为高耦合低协调性,交通对经济发展的支撑能力不足。

基于DMSP/OLS夜间灯光数据的天山北坡城市群人口分布空间模拟

针对城市群中小尺度资源环境研究领域对空间型人口分布数据的需求,以DMSP/OLS夜间灯光卫星数据为依据,借助土地利用/覆盖矢量数据集提取居住用地信息,采用GIS与SPSS相结合的方法,分析夜间灯光像元DN值与人口统计数据的相关性,构建天山北坡城市群2002和2012年份人口分布的空间化模型,并制作1km格网尺度的人口密度专题图。采用重心模型和偏移-分享模型识别人口分布的时空变化格局及内部差异。结果表明:1.基于DMSP/OLS最佳阈值分割法提取的居住区用地,与同期NLCD数据匹配精度达93.94%、94.90%,匹配度较高;2.灯光像元DN值与人口数量存在明显的线性回归关系,根据该模型得到的人口空间化数据,经校验能较贴合反映实际分布情况;3.2002~2012年,天山北坡城市群人口分布重心呈向乌鲁木齐市靠近的变动态势,迁移直线距离约8.15km,乌鲁木齐人口增长相对快速、呈集聚趋势,其他9市/县人口增长缓慢、呈扩散趋势。分析认为,空间化模拟的人口密度能够较为贴切地反映天山北坡城市群人口分布现状,可为今后区域人地关系研究和社会发展政策制定提供一定的依据。

基于遥感数据的中亚五国城市时空扩展变化研究

借助遥感与GIS技术,以1990年LandsatTM和2000年Landsat ETM+遥感影像为数据来源,提取中亚5国首都城市建设用地信息。计算1990年和2000年中亚5国首都城市的城市扩展强度、城市年扩展速率及城市形状紧凑度,对中亚地区五国城市扩展的时空变化进行定量分析。结果表明:1990年和2000年,中亚5国首都城市扩展强度指数和城市扩展速度差距较大,其中阿什哈巴德的扩展强度指数和城市扩展速度最大,分别为0.93、4.6,而最小的是杜尚别,分别只有0.001、2.6,二者相差悬殊。而紧凑度变化幅度不大,2000年,杜尚别、塔什干的紧凑度较大,分别为0.6、0.46,其城市结构更为紧凑,用地集约程度增大,而阿斯塔纳、比什凯克和阿什哈巴德城市结构相对较为松散。同时,中亚五国首都城市空间向外扩张、向内填充的强度、方向各不相同,从而呈现出各自的扩展特点。

干旱区遥感图像目视解译的常见问题

遥感图像的解译标志反映着地物信息遥感图像的特征,这些特征能够帮助解译者识别影像上的目标地物,不同种类、不同地区的遥感像片所建立的解译标志虽然可以借鉴其经验,但由于地域、季节等差异并不能生搬硬套,文章针对我国干旱区遥感图像目视解译中应注意的问题作初步的探讨。

新疆克拉玛依市产业结构调整对策研究

克拉玛依市是专业化的石油城市。克拉玛依市在西部地区扮演者增长极的重要角色,同时也面临着十分紧迫和艰巨的产业结构调整任务,文章探讨新疆克拉玛依市的产业结构特征,产业结构调整的制约因素,并提出了相应的对策。

新疆博斯腾湖水污染现状评价

运用主成分分析法和系统聚类法对新疆博斯腾湖近10年的水污染状况进行评价,分析结果可知,近10年博斯腾湖的水污染程度总体呈下降趋势,这与政府有关部门的环保措施和政策是分不开的,但从聚类上不难发现,10年间改善幅度并不大,有关部门治理博斯腾湖水污染的力度还有待提高.

基于ALOS数据的乌鲁木齐市绿地景观格局研究

以乌鲁木齐市2009年的ALOS卫星影像为研究数据,在地理信息系统(GIS)及遥感(RS)技术的支持下,提取绿地信息,建立乌鲁木齐市区绿地景观的空间数据库,应用景观生态学的理论和研究方法,选取景观分维数、破碎度、分离度等景观指数来定量分析乌鲁木齐市区的绿地景观格局。结果表明,整个研究区内的绿地类型以公园绿地和单位附属绿地为主,市区绿地景观多样性较低,各类型绿地景观所占比例不均匀,公共绿地数量少,趋于团聚分布,形成许多绿化服务盲区;各类型绿地景观分维数较高,形状较不规则;单位附属绿地和居住绿地的破碎度较高,因为它们受人类的影响较大、形状相对多样、不规则。

基于遥感数据的塔什干市城市扩展时空特征分析

随着城市化进程的快速推进,中亚城市化的发展成为近些年来该领域关注的新的研究重点。以中亚第二大城市一塔什干市1989、2000、2010年的遥感图像为数据源,获取塔什干市城市用地信息,并借助城市年均扩展速度、扩展强度指数及城市用地分形维数等参数,对塔什干市时空变化进行分析。结果表明:近21年来塔什干市的土地利用类型有明显的变化,其中建设用地的变化比较明显,呈现不断扩张的趋势,在1989-2000年期间平均扩展面积约为4.55km2/a,年扩展率为1.99%;2000-2010年平均扩展面积约为7.38km2/a,年扩展率为2.55%。其中增加的建设用地主要由周围的草地和未利用地转移而来;从分析可得:2000-2010年的扩展强度比1989-2000年的要高0.68%;分形维数逐渐增大,城市空间形态日益复杂化。

“遥感数字图像处理”课程教学改革探析

本文根据国内外大学的教学改革模式,结合多年教学经验,在分析遥感数字图像处理课程教学现状与存在问题的基础上,主要从教学内容的组织、教学方法和实践教学等方面提出了几点建议,为该课程教学提供借鉴与参考。

干旱区国情监测地表覆盖数据类型解译分析

文章通过研究第一次全国地理国情普查工作中国家制定的相关技术要求,结合干旱区自然条件和区域发展特色,以占我国干旱区面积一半以上的新疆维吾尔自治区为例,进一步对国情监测时内业目视解译地表覆盖影像数据中常见的误差对象、干旱区特色地表覆盖误差来源、判别方法与易混淆地物所造成的误差加以总结,旨在为具有干旱区地方特色的各种不同用途、比例尺和类型的遥感影像目视解译提供参考。

近40年台特玛-康拉克湖泊群水域变化遥感监测

车尔臣河下游自1989年改道以来,河道北边形成若干小湖,使台特玛湖-康拉克地区的水域格局发生了很大变化.干涸30多年的台特玛湖,随着自2000年起塔里木河下游应急生态输水工程的实施开始形成大片水域,且水域面积呈扩大趋势.2002年车尔臣河改道结束后康拉克地区的湖泊格局基本形成,而台特玛湖地区的水域则继续大幅变化.本文在1972-2012年102期遥感影像及其相关辅助数据基础上进行各项定量分析,详细描述台特玛湖-康拉克地区的水域变化过程,总结变化趋势,试图找出变化主导因素.笔者认为台特玛湖-康拉克地区的湖泊水域景观格局变化自1970s-2000年主要受车尔臣河径流量年际变化的控制,而21世纪以来则主要受塔里木河下游应急生态输水工程措施的影响.

基于系统聚类分析的西部地区环境污染程度评价

随着社会经济的不断发展,环境污染问题在西部地区经济发展中越来越凸显出来,不同省区受到不同程度的影响.同时,不同地区的环境污染问题有一定的相似性.应用系统聚类分析方法,通过提炼选取11类指标,对西部地区12省区环境污染程度的距离相似情况进行了评价.结果表明:贵州、甘肃、广西、云南、重庆和陕西等省区的距离相似归为第一类聚类;内蒙古和四川归为第二类聚类;西藏、宁夏和青海等省区的距离相似属于第三类聚类;新疆归为第四类聚类.要处理好生态系统和社会经济发展之间的关系,需要对二者进行协调,并坚持走可持续发展的道路.

库尔勒市城市空间扩展特征及其驱动因素研究

以库尔勒市1990年、1995年、2000年、2005年、2010年以及2015年6个时期的Landsat TM/ETM+影像作为基础数据,借助ENVI 4.5、Arc GIS 10.1等专业软件对影像进行监督分类和空间分析。在此基础上,分析库尔勒市近25 a来土地利用时空变化规律、城市空间扩展趋势及演变过程、城市重心转移方向及距离和城市空间扩展形态变化特征等。研究表明:近25 a间库尔勒市建设用地面积大幅度增加,所占比例不断上升,年均增加速率为15.18%。耕地和未利用地对城市建设用地扩展贡献较大。城市向东南方向扩展,城市重心向东南方向转移了总共2 118.46 m。城市空间扩展紧凑度呈下降趋势,分形维数呈上升趋势,表明城市空间扩展趋于结构疏散化、形状复杂化。针对于以上特征及扩展趋势,分析了库尔勒市城市空间扩展的驱动因素并提出一些对策建议,为城市可持续发展提供科学依据。

基于夜间灯光数据的天山北坡城市群第二、三产业GDP空间化模拟

针对城市群中小尺度资源环境研究领域对空间型社会经济数据的需求,对天山北坡城市群10个主要县市的第二、三产业国内生产总值(gross domestic product, GDP)进行空间化模拟.采用相关分析与回归分析方法,定量分析2002年和2012年DMSP/OLS(defensemeteorological satellite program/operational line scan system)夜间灯光数据与天山北坡城市群统计型数据的关系,建立天山北坡城市群1 km的GDP密度图,GDP空间分布模拟结果在分产业水平上拥有较高精度.结果表明:1)两期夜间灯光指数与第二、三产业值具有明显相关性,第二产业相关系数为0.75、0.83;第三产业相关系数为0.86、0.87;2)从GDP空间分布来看,高值区主要集中在乌鲁木齐-昌吉-石河子-奎屯-克拉玛依一线;各县市GDP密度由城市核心区向周围区域辐射递减,城郊和农村地区的GDP密度显著低于建成区的GDP密度;3)基于夜间灯光数据模拟的GDP空间分布结果十分可信,尤其是第二产业2002年和2012年的GDP模拟结果与统计值的相对误差分别为0.58%、0.01%.通过对比两期的GDP空间化模拟结果发现:该方法在一定程度上反映了天山北坡城市群经济发展的动态变化,对后期更加准确地预测此区域经济走势具有实用价值.

新疆阿克苏市城市化发展与耕地资源协调性

为了正确认识干旱区绿洲城市化与耕地资源之间的矛盾,对推进城市化进程提供科学依据,以新疆阿克苏市为研究对象,以阿克苏市社会经济统计数据和1990、2000、2010、2014年4期Landsat TM、ETM+、OLI遥感数据为基础,研究阿克苏市城市化水平和耕地资源的动态变化情况,并通过回归模型和协调度分析法分析二者间的相关性与协调性。近26年(1989—2014年)数据的分析结果表明:阿克苏市的城市化水平处于"增长—下降—增长"的波动性增长态势,年均增长率达到0.36%,其中2001年后的增长是第二和第三产业的迅速发展而引起;耕地面积也处于"增长—下降—增长"态势,其中2004年前后耕地面积下降的主要原因是部分耕地资源被划归于阿拉尔市,2007年后回升的原因是阿克苏市社会经济发展需求的增加;耕地资源与城市化之间的关系1989—2003表现为正相关,2004—2014年表现为负相关。它们之间的协调性主要体现出基本协调和不协调的更迭式发展状态。

基于多遥感数据的喀什市1972-2010年城市扩展研究

以Landsat MSS/TM/ETM+卫星遥感影像为数据源,采用决策树分类法提取建设用地、耕地、水体、林地和未利用地信息.通过引入城市扩展强度、扩展速率、重心坐标等指标和运用叠加、转移矩阵分析等方法,研究了新疆喀什市扩展的时空规律和形态特征,并选取社会经济、人口、基本建设投资等驱动因子对城市扩展进行驱动因子分析.结果表明:1972-2010年间喀什市城市用地增长呈明显的加快趋势,城市用地总体扩展速率与强度从1990年开始不断提高.转移矩阵计算表明,1972-2010年间建设用地扩展面积主要是占用耕地来的.研究期间城市重心主要以NW、S、NW、NE方向转移.城市扩展驱动分析可知,经济因子和人口因子是驱动喀什市扩展的主要因子.

基于网格单元的乌鲁木齐市土地覆被/利用时空变化

随着城市化进程在全球范围内的快速推进,对城市区域土地覆被/土地利用变化产生影响。采用1990、2000和2011年3期Landsat TM5遥感数据,提取乌鲁木齐市土地覆被/土地利用信息,并将各期用地分类数据分别转入250 m×250 m的矢量网格单元,计算每个网格单元内各类用地面积占网格单元面积比例的变化,探讨乌鲁木齐市1990—2011年土地覆被/土地利用时空变化特征及驱动因素,并通过相关和回归分析,研究1990—2011年各用地类型之间相互转移和替代的关系。结果表明:1)1990—2011年乌鲁木齐市城市快速扩展,大面积裸地和绿地转化为建设用地,建设用地持续增加,从1990年157.37 km^2增加到2011年的444.89 km^2,裸地持续减少,绿地先减少后增加,水体则呈现缓慢增长的趋势。2)研究区内不同区域和方向由于受到地形条件、政策、城市规划以及道路交通网络等因素的影响,土地覆被/土地利用呈现出不同的时空变化趋势,建成区老城区内部呈现挖潜的集约式增长,外围则是蔓延式扩展。该研究对该地区城市建设和发展具有借鉴意义。

干旱区典型城市下垫面特征及其与地表热环境的关系研究

基于2011年8月11日Landsat TM遥感影像,利用混合光谱线性分解模型提取乌鲁木齐市建成区下垫面不透水面丰度和植被覆盖度信息,利用单窗算法定量反演建成区地表温度,并通过分级方法分析两个要素的空间分布特征;在此基础上,利用回归模型对乌鲁木齐市建成区不透水面丰度、植被覆盖度与地表热环境之间的关系进行相关性分析。结果表明:(1)利用混合光谱线性分解方法,基于中等分辨率TM影像提取干旱区城市乌鲁木齐建成区不透水面,成本低,精度高(精度检验总体均方根RMS为0.003,远小于精度规定值0.02),且该方法可较好地区分光谱特性相似的城市建设用地和裸地,对干旱区城市用地信息提取具有一定的借鉴意义;(2)乌鲁木齐市建成区不透水面丰度与地表温度呈线性正相关,R^2为0.69,植被盖度与地表温度呈线性负相关,R^2为0.74;(3)裸地因具有极高的地表温度,形成局部的热岛中心,对干旱区城市地表热环境具有重要影响,因此减少和改变裸地对于缓解干旱区城市热岛效应,改善城市热环境具有重要意义。

基于DCW和GLCNMO数据的新疆绿洲城市时空变化特征分析

城市化是社会发展的必然过程。近年来,在新疆城市化发展进程中,城市用地明显向外扩张。本文使用低分辨率遥感影像数据和GIS技术,分别从宏观和中观尺度定量分析了新疆近40a来城市时空变化。利用DCW和GLCNMO数据分别计算了1960年和2003年新疆城市的城市用地比重和年城市增长率指数,从区域尺度和单个城市尺度分析了新疆城市扩张的时空变化过程。结果表明新疆城市结构体系不合理,城市等级规模差距较大;城市化进程存在明显的地域差异,北疆城市多,扩张强度大,南疆城市少,扩张强度较小;城市规模总体上不断扩大,外延式扩张明显,城市化进程正处于加速发展阶段。最后,本文在对新疆城市化进程分析的基础上,从科学构建城市体系,区域平衡角度着手,提出了未来新疆城市发展战略的一些对策和建议。