一种基于车辆轨迹数据的城市建成区边界识别方法

城市建成区边界是城市土地资源管理和城市扩张管理的重要依据。本文提出了基于出租车轨迹数据，利用多分辨率下规则格网对比分析法及Densi-Graph阈值确定法，来自动提取城市建成区边界的方法。试验采用北京市2008年出租车GPS轨迹点数据，依据该方法模型计算提取城市建成区并进行结果准确度评价，将提取结果与北京市2008年土地覆盖空间分布图进行比对，所提取建成区边界范围与城镇、建设用地区域范围基本相符；将提取结果与中国城市统计年鉴数据进行比对，该年鉴中给定2008年北京市建成区总面积为1 310.94 km²，本文方法提取建成区总面积约为1 077.33 km²，提取准确度约为82.18%，表明本文方法可以获得准确的建成区范围。     

遥感影像与POI数据相结合的城市建成区提取适用性研究——以沈阳市为例

城市建成区的发展状况是地理国情监测的重要内容，本文基于遥感影像数据和POI数据对城市建成区进行提取，针对二者的适用性问题进行了研究。试验以沈阳市为研究区域，在研究区域内选择2016年遥感影像数据和POI数据作为数据源进行对比分析。首先，对遥感影像数据和POI数据进行预处理；其次，通过监督分类的方法对遥感影像进行建成区的提取；然后，采用核密度估计法分析POI数据并提取出建成区；最后，利用叠加分析法对比分析这两种数据的适用性。试验结果表明：使用遥感影像数据作为数据源可以较为全面客观地反映城市建成区的发展现状；利用POI数据提取出的城市建成区具有较强的经济属性，能够很好地反映出城市中的经济活跃区。     

基于NPP/VIIRS数据的重庆市城市空间发展变化分析

基于NPP/VIIRS夜间灯光遥感数据,采用阈值法结合统计数据提取了城市建成区范围,并通过图斑综合与边界平滑等方法对城市建成区进行了筛选和边界优化.将NPP/VIIRS数据分别与POI核密度、不透水面产品进行耦合性分析发现,虽然NPP/VIIRS空间分布与POI核密度、不透水面具有一定重叠度,且变化趋势一致性较高,但整体相关性不高.选取扩展速率、扩展强度、紧凑度、分形维数、用地增长弹性系数和标准差椭圆等指标对城市空间结构和变化趋势等进行了定量研究.结果表明,重庆市2013-2019年城市扩张趋势明显,扩展速率和扩展强度呈年际波动趋势;城市以外部扩张为主,重心整体向东南方向偏移;紧凑度水平和不规则程度整体较低,且呈逐年降低的趋势;可能存在人口增长与用地比例失调的情况,但变化趋势逐渐变好.通过对城市空间格局变化的分析,以期能为未来城市建设布局提供一定参考.     

基于地理国情监测的建成区扩张分析研究

以2015年、2016年和2017年南京江北新区地理国情数据为参考数据,基于高分辨率遥感影像,提取了2015年、2016年和2017年的城市建成区范围。结果表明:(1)江北新区成立前后城市建成区扩张明显,主要集中在北、东北和西南方向;(2)其他方向扩张不明显,且城市边界趋于复杂化;(3)城市紧凑度较低,合理的城市布局有待完善。在新区建成区空间格局分析的基础上,揭示其内在动力,为地理国情监测在城镇化发展研究方面的应用提供参考。     

粤港澳大湾区建成区扩张时空特征分析

本文首先基于1992-2019年的夜间灯光数据(DMSP-OLS、NPP-VIIRS),参考粤港澳大湾区建成区面积数据,对比确定灯光阈值,提取出大湾区建成区边界;然后从扩张模式、扩张速度、扩张程度3个方面定量分析了大湾区建成区扩展时空特征;最后结合景观生态学方法分析了大湾区建成区扩展的时空格局特征。研究表明:①粤港澳大湾区城市群重心1992年位于东莞市内,2019年迁移至广州市,形成了以广州市为中心的珠三角地区发展核心区域;②整区扩展区域一体化,蔓延速度有所下降,蔓延程度增强,珠三角地区向周围城市的辐射能力不断增强;③城市扩展主要以珠三角地区为中心沿交通线呈倒"V"发展。     

典型海岸带城市扩张的多源遥感监测与预测——以青岛市为例

本文利用自1995年以来的4期DMSP-OLS、NPP-VIIRS夜光遥感影像与Landsat多光谱遥感影像,分析了青岛市近25年的城市建成区范围、各市区边界形态与扩展趋势,并结合土地利用分类、路网、POI、DEM等多源驱动因子及元胞自动机-马尔可夫（CA-Markov）模型,模拟并预测了2027年青岛市土地利用分类。结果表明,近25年青岛建成区扩展主要以外延式为主,其他城区总体上沿胶州湾方向扩展,四周向青岛主城区汇集,主城区建设用地向西北侧发展。本文验证了夜光遥感在监测与预测典型海岸带城市扩张方面的适用性,为城市化发展进程管理与决策提供了重要依据。     

基于多源遥感数据的南宁市建成区动态监测与驱动力分析

为了解南宁市建成区空间和时间的扩张特征,本研究选取美国国防气象卫星（DMSP）得到的DMSP/OLS和美国的“索米”国家极轨卫星伙伴卫星（Suomi NPP）得到的NPP-VIIRS两类夜间灯光遥感影像数据,以及Landsat系列遥感影像作为基础数据,提出了一种基于多源数据融合法结合统计数据比较法快速提取城市建成区的方法,基于该方法对2000—2020年南宁市建成区的面积扩张变化、面积重心变化、面积扩张速度和扩张强度变化进行了动态监测和驱动力分析。结果表明：(1)南宁城区扩张幅度明显,扩张速度呈增强趋势;(2)南宁市建成区形态以向外扩张、向内填充为主,空间紧凑程度不断下降,空间形态趋于稳定;(3)建成区重心由西北向东南转移,东南方向为南宁市建成区的主导发展方向;(4)人口增长和经济发展是城市建成区扩张的直接驱动力和根本驱动力,城市交通运输的发展对建成区扩张具有牵引力与指向性。     

基于矢量数据的城市建成区范围提取方法

城市建成区在城市规划中具有重要的研究价值,目前建成区的提取方法局限在"两证一书"和遥感技术提取。基于此,依据城市建成区概念核心要求,本文提出了一种基于矢量数据的城市建成区范围提取方法,为城市建成区范围提取探索新思路。试验以1:5万的矢量基础地理数据为例,对经过预处理后的城市面状居民地要素进行基于密度的聚类分析,将密度较大的居民地地区作为建成区主体部分,并经过膨胀和腐蚀等栅格处理得到模板。使用模板得到用于表示城市建成区范围的新居民地要素,经过基于TIN的边界提取和优化,得到最终的城市建成区范围。     

基于NPP-VIIRS夜光遥感的杭州市建成区结构发展变化分析

为探索杭州市城市结构发展变化,本文基于NPP-VIIRS夜光遥感数据,结合GIS与Fragstats技术分析杭州市城市建成区动态变化以及结构发展演变分析。结果表明：1)研究期间,杭州市建成区面积持续扩张,以原有区域为基础向四周蔓延式增长;2)通过构建城市扩张指数分析,杭州市年均扩张速率、扩张强度持续降低,联合光强度和夜光均值评价指标,分析城市建成区内部的经济发展水平;3)景观格局指数显示,杭州市建成区景观破碎度变大,景观形态复杂度提高。杭州市应充分发挥地理资源优势,统筹全域均衡发展,有效提升用地合理性。该研究对提高城市规划管理水平具有参考价值,可为杭州市城市用地规划、建设及可持续发展提供科学依据。     

基于地理国情数据的天津滨海新区建成区动态监测

以天津滨海新区地理国情数据、遥感影像为数据源,提取2004—2015年间8期建成区信息,结合建设用地、社会经济等数据,利用相关模型分析城市建成区形态演变特征和规律,揭示建成区扩张驱动力,为城市发展提供技术和数据支持。     

基于FLUS-UGB模型的城镇开发边界预测研究——以滨州市为例

引入POI数据和手机信令数据作为反映城市功能设施分布数据以及居民行为活动的数据,改进FLUS模型以提高城镇开发边界划定精度;基于改进后的模型,对滨州市多种情景下的边界增长进行模拟研究。结果表明:1)改进FLUS模型后的模拟精度提高;2)在多情景预测方面,滨州市在不同情景下的城市新增面积不同,其中耕地保护情景下滨州市城市新增面积最大;3)为保证滨州市城市建设用地有序可持续发展,建议滨州市根据不同区域特点进行因地制宜规划。     

基于DMSP/OLS和NDVI数据的浙江省城市建成区扩张研究

城市建成区是城市化建设的主要区域,以DMSP/OLS夜间灯光数据为主要数据源,首先利用NDVI数据和土地利用现状数据对夜间灯光数据进行预处理,以减小灯光溢出的影响;再提取浙江省各市的城市建成区域,并从建成区扩张速度、扩张强度、土地利用变化以及与城区人口增长的协调性等方面对各市的建成区发展演变情况进行了分析.结果 表明,...     

基于夜间灯光影像的太原市城市扩张特征及驱动力分析

随着城市化进程的推进,城市建成区范围不断扩大,在此过程中也出现了诸多问题。为更好地了解城市发展规律,本文选取1992、1997、2002、2007、2012年5期的DMSP/OLS数据和2017、2019年2期的NPP-VIIRS两种夜间灯光影像作为数据源,采用统计数据比较法提取太原市建成区范围,通过对太原市建成区形态扩张指数的分析,得出城市扩张规律。研究结果表明:①太原市建成区从1992-2019年太原市建成区面积增长了249.73km²,扩大了2.7倍,且建成区增长的面积主要集中在太原市的东南部。②2002-2012年和2017-2019年进入加速型扩张模式,扩张的速度快;1992-2019年太原市重心偏移距离为5676.42m,平均偏移速度为202.73m/a,重心位置总体向东南方偏移。③太原城市扩张的驱动力主要是受经济发展因素、人口因素、交通因素和政策规划因素的影响。本文为太原城市规划和空间结构调整提供理论依据和数据支撑。     

基于肯尼亚城市扩张分析推进“一带一路”建设

肯尼亚的蒙内铁路建设之初是基于"一带一路"倡议的发展。基于为"一带一路"倡议今后在肯尼亚的建设与发展更明确为目的,以2006年和2016年Landsat影像为主要数据源,选取肯尼亚53个主要的城市作为研究对象。通过面向对象方法提取城市建成区边界作为研究区。根据肯尼亚独特的区域特征,将研究区分为荒漠区、农业区和沿海区三部分来具体分析城市扩张模式,得出了"一带一路"倡议在肯尼亚建设的参考性建议,同时为"一带一路"向非洲进军提供坚实的理论基础。     

基于DMSP-OLS和珞珈一号夜光遥感影像的粤港澳大湾区城市空间格局演变

夜光遥感影像数据可有效反映城市空间格局变化。本文基于1992—2012年的DSMP-OLS夜光遥感影像和2018年的珞珈一号遥感影像,利用分层阈值法提取粤港澳大湾区内各城市建成区;通过计算平均灯光强度、平均灯光增长速率、城市建成区面积、城市建成区增长速率、城市重心、城市重心偏移距离等一系列指数,揭示区内各城市的空间格局演变过程。研究结果表明:①1992—2018年,粤港澳大湾区的城市规模大幅增长,沿珠江口两侧形成了以澳门、广州、深圳和香港为核心的倒“U”形城市群,并呈辐射状向周边扩张。②以珠江口为界,粤港澳大湾区东部各个城市的发展水平整体高于西部各个城市,广州、深圳、香港等核心城市发展水平明显高于江门、肇庆、惠州等外围城市。③1992—2018年,粤港澳大湾区建成区的增长速率由小变大,最后逐渐趋于稳定,2002—2007年是城市扩张最迅猛时期。④1992—2018年,粤港澳大湾区的各城市重心迁移方式表现为3种类型:持续向区域中心迁移;持续向相邻城市邻接区迁移;持续向海洋方向迁移。大部分城市的重心迁移方向呈“震荡”特征。     

多源遥感数据的城市边界提取及动态变化研究

针对城市用地无序扩张,城镇结构不合理等问题,在生态文明建设背景下,国家和地方政府提出划定城市边界管控城市扩张.该文综合白天光学遥感和夜光数据各自的优势,提出一种快速、精确的城市边界提取方法.一方面解决白天光学遥感数据提取城市边界的不连续问题,另一方面提高了基于夜光数据提取城市边界的精度.通过构建VANUI夜光指数,建立...     

利用夜间灯光POI的城市建成区提取精度研究——以珞珈一号01星和NPP/VIIRS夜间灯光影像为例

近年来,夜间灯光影像被广泛应用于城市建成区提取,但由于数据分辨率低以及灯光溢出效应的影响,提取的建成区结果精度有待提高。基于中国珞珈一号01星(Luojia 1-01)和美国国家极地轨道伙伴卫星搭载的可见光红外成像辐射仪(national polar-orbiting partnership.s visible infrared imaging radiometer suite,NPP/VIIRS)提供的两种夜间灯光影像,提出了夜间灯光兴趣点(nighttime lightpoint of interest,NTLPOI)综合指数,首先利用阈值法实现了NTLPOI综合指数处理前后的建成区提取,然后与参考建成区进行对比分析。结果表明,NTLPOI综合指数在反映建成区整体形态的同时,也保留了其边界等细节信息;景观格局指数表明,建成区提取结果有更好的连通度和复杂度;查准率、查全率和F1分数证明NTLPOI综合指数有效提高了建成区的提取精度,Luojia 1-01结果提升了约5%,NPP/VIIRS结果提升了约3%,且在发展程度不一的主城区和非主城区均取得良好的效果。相较于NPP/VIIRS,Luojia 1-01融合POI后,能在保证高精度的同时,在建成区边界和细节信息方面表现更优,具有广阔的应用前景。     

一种夜光遥感数据去饱和方法及应用

城市建成区是人口、经济、文化等聚集的巨大系统。DMSP/OLS夜光数据在刻画城市建成区方面的研究效果明显,但由于传感器的不足,导致夜光数据具有严重的过饱和问题。本文旨在基于CORNTL指数的方法对夜光遥感数据进行去饱和研究,进而了解不同时相下的北京市空间分布格局及城市化进程。研究表明:1)CORNTL指数对于城市中心细节的差异区分十分明显,在一定程度上解决原始夜光数据的过饱和问题; 2) 2000—2010年期间北京市建成区面积不断扩大,能够进一步带动周边乡镇发展,向东部扩张的速度较快,而西部的发展速度相对缓慢。     

广州市建成区空间扩张与驱动因子研究

利用Landsat与DMSP/OLS相结合的建成区提取方法分析了1993-2010年广州市建成区扩张的时空特点及其驱动因子。首先采用突变检测法提取DMSP/OLS夜间灯光数据的建成区范围,并对利用SVM监督分类方法提取的Landsat影像建成区进行过滤,得到广州市城市建成区空间分布;再通过统计数据的相关性分析验证该方法的有效性;然后采用紧凑度、扩张速度、重心迁移等指标分析了广州市建成区扩张的时空特点;最后通过建成区面积与统计数据中经济参量的回归分析探讨了建成区扩张的驱动因子。     

基于土地利用模型的沈阳市建成区扩展分析预测

近年城市化迅猛发展对土地资源的可持续发展形成了制约,为了能够有效平衡城市建成区和社会发展的关系,本文利用ArcGIS从沈阳市两期影像数据入手,联合统计数据进行城市扩展分析,提取出扩张强度指标、城市重心坐标、城市紧凑度指标、城市用地分形维数等一些指标,并利用灰色关联模型确定影像建设用地规模的主要因素,分析沈阳市建成区扩张规律,利用土地利用模型(MLU)预测得到沈阳市建设用地规模将在2084年到达极限,从而为政府决策和城市发展提供科学的依据。