^mmmm2021年第04期
钟浩，续宇彤
(江西理工大学土木与测绘工程学院，江西務州341000)
摘要：文章使用2004、2010年Landsat7和2016年Landsat8数据利用监督分类进行箭州市5种土地利用类型的提取，然后算出不同时段提取的土地类型面积，进行对比和分析赣州市在12年间的城市扩张土地类型变化、特性和驱动因素。结 果表明：2004-2016年赣州市建筑用地面积增加了 1042.76km2,2016年的建筑面积是2004年的2.79倍，城区扩张显著。在 2004-2010年赣州市发展偏西北、西南方向，发展迅速;2010-2016年西北、西南方向发展放缓，更加注重整体的发展。
关键词：城市扩张；遥感技术；赣州市
中图分类号:TU984.2 文献标识码:A文章编号=2096-9759(2021)04-0109-03
Analysis of urban expansion based on Remote Sensing: a case study of Ganzhou
ZhongHao,XuYutong
(School o f c ivil and Surveying&Mapping Engineering,Jiangxi University o f S cience and Technology,Ganzhou,Jiangxi341000, China)
A bstract:This article xised the Landsat7 data from2004,2010 and2016 Landsat8 to use the supervision classification to extract5 land
use types in Ganzhou,then calculated the area o f land types extracted at different time periods for comparison and analysis.The types, characteristics and drivers o f urban expansion land types.The results show that the construction land area o f G anzhou C ity increased by 1042.76km2from2004 to2016. The construction area in2016 was2.79 times that o f2004, and the urban area expanded significantly.
From2004 to2010, Ganzhou C ity developed in the northwest and southwest directions,and developed rapidly;from2010 to2016, the development in the northwest and soutiiwest directions slowed down,paying more attention to the overall development
Keywords:Urban expansion;Remote Sensing Technology;GanZhou
〇引言
城市的发展和扩张都需要有合理，有计划，有预测的进行。城市在扩展过程中，如果能合理科学地规划城市建设，不仅能 对自然资源和生态环境起到保护作用，而且还能防止城市杂乱无章随意扩展，减少城市空地的闲置和浪费，避免后面出现 有些土地资源无法使用和加大后期建设成本。现在中国正处 于高速发展阶段，城区建筑用地面积日新月异，城市规划必不 可少，因此基于遥感的城市扩展分析就显得更加重要。
收稿日期:2021-03-03
作者简介：钟浩（1995-)，男，浙江宁波人，硕士研究生，研究方向为摄影测量与遥感。
图4地图模块
看其他地点的城市，但是却不想加入到常看的城市中，那 么此功能将显示它的价值。当用户长按地图上的某个点时，此界面将显示此地点的天气信息。此模块实现的原理是：首 先，嵌入百度地图和定位数据并显示到用户界面；然后添加地 图长按事件，在此事件中，软件将用户按下位置的经纬度经过地理位置反编译，得到该点的城市区域信息；最后根据该点的
城市，通过申请中国气象局的A P I接口，返回后通过一个显示
框显示给用户。地图模块如图4所示。
4结语
本文设计和实现了基于A ndroid平台的天气预报系统，设
计和开发过程严格遵循了面向过程的基本原理，完成了需求
分析、总体设计、用户界面和数据库的设计。用户可以使用以
后可以随时随地获取天气信息，具有操作简单，功能丰富，界
面友好等特点，为人们的出行和工作提供了极大的便利。
参考文献：
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小型振动器
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109
1数据来源与研究方法
鏡州市位于东径113。54 "~116。38 "，北纬24。29 "~27。09 "，总 面积39379.64km2，坐落于江西省南部。赣州市拥有5个区、15 个县，乡镇数量很多，是江西省中面积最大、人口最多的城市。
1.1数据来源
遥感数据源：地理空间数据云Landsat7和Landsat8 (h坤:/ /www.gscloud/)[1]〇
表1研究需要的遥感数据
数据获取时间多光ig分辨率令分辨率landsat7ETMSLC-OfT2004.1230m I5ra
landsai7F.TMSLC-Off2010.1230m ISm
正弦波发生器
Iandsat8 OL1-T1R S2016.0730ro ISra
统计数据源：中国统计信息网(/)。
2004年赣州市国民经济和社会发展统计公报、2010年赣 州市国民经济和社会发展统计公报、2016年赣州市国民经济 和社会发展统计公报。
1.2研究方法
(1)回归分析法。回归分析法的原理是利用数据统计，通 过对一定数据进行计算，建立一个相关系数较强的线性回归 方程，根据自变量通过方程预测、推算出以后因变量的数值的 方法。并且根据自变量和因变量的不同关系分为一元和多元 回归分析，自变量与因变量表达函数关系，可以分为线性和非 线性回归分析[8]。本文利用一元线性分析对赣州市进行分析。
回归分析法的公式如下：
y=a+bx(1)
6 = _n.Z;c£y/[EJ;&'T U P2 _ n.CJ j〇8l S U p2](2)
〇=Z y-*S*/n(3)
图l一元线性回归分析图示例
(2)城市扩张在空间上的分析。它包括城市的扩张强度和 速度。城市扩展强度指数是指在某一定空间单元一定时间内 的城市土地利用扩展面积占其土地总面积的百分比，百分比 越大，表示扩展越快。城市的扩张速度是指在一段时间内某 市的城区用地的平均年增长速度。它们的公式分别如下：
s,=!!^7f!lx,00% (4)
表示城市扩张的强度，f/双+1和f/双分别表示第i+1年 和第i年城市的面积，T为时间的间隔。S表示城市扩张速度，A 的表示某城市第i时间到第j时间，城市面积的变化量，A7；•为时间间隔'
(3)城市扩张建筑用地面积变化。城市扩张建筑用地的面 积变化能从时间跨度上展示城市扩张整个过程，城市扩张在空间上的特点、扩张情况等。面积的増长率计算公式如下：
au=u2-i/i (6)
v=!hu r(7)
A t/是时间1到时间2建筑用地面积增长量，是时间1到时间2建筑用地面积增长率，K是时间2建筑用地的面积, tA是时间1建筑用地面积'
(4)象限方位分析法。以中心为象限的原点，通过ArcGIS 掩膜提取功能，将研宄区域划分为八个方向，
分别是西北、正西、西南、正南、正北、东北、正东、东南，在分别分析各个方向城市建 筑用地的扩张强度，扩张面积和扩展速度。
(1) 坐标匹配
将鏡州市的行政边界面和Landsat7和Landsat8遥感影像 统一到同一坐标系中，通过A rcG IS坐标投影功能将边界面坐 标改为 WGS_1984_UTM_Zone_49N。
(2) 数据^处€
对数据依次进行几何配准、辐射定标、大气校正和影像裁 剪等处理，操作流程如图2所示。
_j—li
m m—
多舰8
_..«i
—7=J
图2数据预处理步骤
(3) 监督分类
监督分类是根据已经知道的样本类别和自己对类别的先 验知识，明确样本判别函数和对应的判别规则，其中要利用一 定数量已经知道类别样本的观测值去求未知参数的过程，然 后就是将待定类别的样本观测值代入到判别函数，最后根据 判断准则对该样本的类别做出判断。监督分类又分为最大似 然法，平行六面体法，最小距离法，马氏距离法和神经网络法[4]。本文通过最大似然的方法对赣州市的遥感影像进行不同用地 类型的提取，最大似然法公式如下：
P(a|x)= P(a)x P{x\a)/l.P{ti)x P(x|ii)(8)公式中:p(a|x)是归属的概率,X是等待分类的像元,P G c| fl)是从分类的类别a中察看到关于x的条件概率，P(a)是分 类后类别k提前验证的概率，鉴于类别和类别没有相关性，即在不同类型间相互比较时可以不管[1]。
(4) 精度评定
2016年Landsat8遥感影像分类结果的总精度为98.90%, Kappa系数为0.9784，精度较高;2010年Landsat7遥感影像分 类的结果为 83.16%, Kappa系数为 0.7555; 2004 年 Landsat7 遥感影像分类的结果为91.64%, Kappa系数为0.8031。分类 结果能够满足研宄需求。
3结果与分析
本文利用E N V I和A rcG IS等软件对3个时段，即2004 年、2010年、2016年的赣州市遥感影像进行分析。
3.1赣州市建设用地面积分析
如图3所示。2004-2010年赣州市的建筑用地的扩展强 度为12.22%，扩展速度为71.17 km2/年，面积增加了 427.20 km2，增长率为73.34%; 2010-2016年赣州市的建筑用地扩展强度为 10.16%，扩张速度为102.59km7年，面积增加了 615.56km2，增 长率为60.97%; 2004-2016年赣州市的建筑用地扩展强度为 14.92%，扩展速度86.9km2/年，面积增加了 1042.76 km2，增长
110
率为179.04%。2010-2016年的扩张强度低于2004-2010年，但扩张速度髙于并且其基数大。
20 1
15- 10- 5-
^002,59
「120
r l〇〇
L28#H k m V年
城市的扩展强
•40度
-20
11
2004-2010 2010-2016 2004-2016镜片镀膜机
图3赣州市建筑用地的扩张强度和速度
3.2赣州市城市扩张空间特性
赣州市城市空间扩展特性如表2所示。2004-2010年，西 南、正西方向的扩展面积髙于其均值，其中正西方向的扩展最 显著，达到了 167.391575 km2，髙于平均水平113.987384 km2，而东南方向的城市扩张面积最少，只有16.542675km2，低于平 均水平36.861516 km2。2010-2016年各个方向的扩展面积相 比2004*2010都增加了，但扩展速度并不是各个方向都有增 加，并且空间发展的差异明显不同。东北、正东、正南的扩展 面积都大于其平均值，其中东北扩展勒突出，达到139.178875 km2，高于平均水平62.235166km2，扩张速度比2004-2010多了 19.787579 km2/年；西北方向扩展面积最少，仅仅只有9.5256 km2，比平均值少 67.418109 km2。
表2 2004*2016赣州市城市建筑用地各个方向扩展情况
方向2004-20102010-2016
扩展面枳扩展1度扩展面积扩展速度(knr1/
(km-/%-)Ikm2：)年〉正北21.166675 3.52777971.5858|1,93〇%7
东北20.4534 3.40S9139.178&7523.196479
正东20.170125336168895,84502515.974171
东南36.542675 2.75711355.712459.28540S
正南40.560756J60125103,45142517.241904
西南114.3067519.05112572.396512.066083
正西I67J9157527.89859667.85411.309
m t26,641575 4.4402639.52561.5S76
均值53.404191S.90069R76.94370912.823951
标准荖52.6447108.77411835,463201 5.910533
3.3赣州市城市扩张强度分析
图4 2004-2016年纊州市各个方向建筑用地扩张强度图4能清楚、直观地反映20M-2016年赣州市在各个方向 上城市扩展强度。2004-2010年西北、正西、西南、正南方向城市的扩张强度较高，其他地方都低于平均水平，扩展强度最低
的地方是东北：在2010-2016年，除西北、正西方向上的扩张强
度较低之外，其他地方都高于平均水平，东南方向的扩展强度
更是达到了 20.92。
书法教学系统4结语
本文采用不同时段的Landsat?和Landsat8遥感数据，运
用 E N V I、CAD、ArcGIS等软件对赣州市 2004、2010、2016 年
整个地区进行土地利用类型处理，然后对赣州市城市扩张进
行分析研宄•本文利用卫星遥感数据主要从以下几个方面进
行研宄：赣州市土地利用分类；赣州市城市扩张土地利用变化建筑防水剂
趋势；赣州市城市扩张的空间特性，包括城市扩张速递，城市
扩张的面积，城市扩张的强度。
(1)从赣州市土地利用分类，本文通过监督分类的最大似
然法对赣州市的林地、建筑用地、耕地、水体、未利用地分类，
运用目视解译、Je£&ies~Matusita,Transformed Divergence参数
的计算和原始图像对比得到2004、2010、2016年赣州市土地
利用类型分类。
⑵关于競州市城市扩张土地利用变化趋势，从2004-2016 年，赣州市建筑用地面积每年都在增加，且2010-2016年的增
长速度大于2004-2010。耕地每年都在减少，一部分用于建设
用地，另一部分用于退耕还林，在加上国家政策的保护，林地
的自我恢复能力,2016林地面积增加。
(3)从赣州市城市扩张空间特性来看，2004年到2016年
翰州市建筑用地面积増加了 1042.76km2，扩张速度为86.卯km2/年。2004>2010年正西、西南、正南方向扩张速度，强度和面积
显著大于平均值，发展较为集中；而2010-2016年注重整体的
发展，正西、西南、正南方向发展减缓，除西北方向外，其他方
向城市扩张面积都大幅度增加，比较接近均值，或者大于均 值，所以正北、东北、正东、东南、正南强度要显著大于其平均 值。
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