【文章內(nèi)容簡介】 第三部分 ： 研究區(qū) 域 遙感影像分類和城鎮(zhèn)信息的提取 。 對研究區(qū) 域 的遙感影像進 行計算機分類處理并提取城鎮(zhèn)用地信息 。 第四部分 ： 研究區(qū) 域 城鎮(zhèn)擴展分析 。 分析研究區(qū) 域 城鎮(zhèn)用地現(xiàn)狀 ， 對比分析不基于遙感衛(wèi)星影像的城市拓展研究 第 6 頁（共 32 頁） 同 時期的城鎮(zhèn)用地信息 ， 獲取研究區(qū) 域 的城 鎮(zhèn)用地擴展變化信息 ， 并結(jié)合區(qū)域其他資 料分析其變化原因和規(guī)律 ， 進一步總結(jié)研究區(qū)城鎮(zhèn)擴展的驅(qū)動機制 。 對研究區(qū)城鎮(zhèn)用地擴展情況進一步分析出擴展模式 。 第五部分 ： 結(jié)論與展望 。 論文主要工作 1． 專題信息的提取 。 包括城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴展信息的提取、 城市水體信息的提取、植被覆蓋信息、 未 利用土地 信息的提取 。 2． 動態(tài)變化識別及分析 。 分析城鎮(zhèn)建設(shè)用地變化，對城市邊緣區(qū)進行動態(tài)研究，同時結(jié)合社會經(jīng)濟指標(biāo)，尋求城市擴展的驅(qū)動因子。 論文技術(shù)路線和方法 研究以遙感為主要技術(shù)手段，并輔以地理信息系統(tǒng)技術(shù)對 武漢 市城 市擴展及其環(huán)境變化進行綜合研究的。其中遙感技術(shù)主要包括數(shù)字圖像預(yù)處理技術(shù)、專題信息提取技術(shù)，地理信息系統(tǒng)技術(shù)主要包括空間分析、疊加嵌套 。 技術(shù)路線以遙感 衛(wèi)星 影像為主要數(shù)據(jù)信息源，配合一定的社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)，應(yīng)用到的專業(yè)軟件： 和 Arc 。 圖 1 論文技術(shù)路線流程圖 2 研究區(qū)域概況和數(shù)據(jù)預(yù)處理 第 7 頁（共 32 頁） 2 研究區(qū) 域 概況和數(shù)據(jù)預(yù)處理 研究區(qū)域概況 自然地理情況概況 地理位置 ： 武漢位于 江漢平原 東部，地處東經(jīng) 113176。41′115176。05′，北緯 29176。58′31176。22′。最東端位于 新洲區(qū) 徐古鎮(zhèn) 將軍山村，最西端位于 蔡甸區(qū) 侏儒街 國光村，最南端位于 江夏區(qū) 湖泗鎮(zhèn) 均堡村，最北端位于 黃陂區(qū) 蔡店鄉(xiāng) 李沖村。形似一只自西向東的彩蝶。在中國經(jīng)濟地理圈內(nèi)，武漢處于優(yōu)越的中心位置，被譽為中國經(jīng)濟地理的 “心臟 ”。 地貌： 地貌屬鄂東南丘陵經(jīng)漢江平原東緣向大別山南麓低山丘過渡地區(qū)。地形屬殘丘性沖擊平原， 全市低山、丘陵、壟崗平原與平坦平原分別占土地總面積的%、 %、 %和 %，海拔高度在 米至 米之間，大部份在 50米以下。 面積： 2021 年末，武漢全境面積 平方公里，為 湖北省 面積的 %；市域周長 公里， 7 個 中心城區(qū) 面積 863 平方公里， 建成區(qū) 面積 平方公里。擁有 公園 70 個，公園綠地面積 公頃，人均公園綠地面積 平方米，建成區(qū)綠化覆蓋率 %，濕地自然保護區(qū)面積 萬公頃，森林面積 萬公頃 ，森林覆蓋率 %。 水域： 武漢全境 水域 面積 平方公里， 覆蓋率 為 %，人均占有地表水 萬平方米，人均占有地表水量居世界大城市之首，是全世界水資源最豐富的特大城市及中國最大的淡水中心。武漢河網(wǎng)水系縱橫交錯，世界第三大 河 長江 及其最長支流 漢江 在此交匯，境內(nèi) 5 公里以上河流 165 條，水面面積 平方公里。武漢現(xiàn)有大小 湖泊 166 個，被稱 為 “百湖之市 ”，在正常水位時，湖泊水面面積 平方公里，居中國城市首位。 東湖 是中國最大最美的城中湖（水域面積達 平方公里）， 梁子湖 是全國生態(tài)保護最好的兩個內(nèi)陸湖泊之一。 濕地： 武漢濕地資源居全球內(nèi)陸城市前三位。截至 2021 年，武漢市 濕地 面積 平方公里，占全市國土面積的 %，其中天然濕地面積 平方公里，人工濕地面積 平方公里，享有 “濕地之城 ”的美譽?，F(xiàn)擁有國家住建部批準(zhǔn)設(shè)立的 金銀湖國家城市濕地公園 和 國家林業(yè)局 設(shè)立的東湖國家濕地公園、 藏龍島 國家濕地公園，以及沉湖、杜公湖、 后官湖 等濕地公園及濕地保護區(qū)。 基于遙感衛(wèi)星影像的城市拓展研究 第 8 頁（共 32 頁） 氣候： 武漢屬北 亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候 區(qū)，具有雨量充沛、日照充足、四季分明，夏高溫、降水集中，冬季稍涼濕潤等特點。一年中， 1 月平均氣溫最低，為 ℃ ；7 月平均氣溫最高，為 ℃ ， 夏季 長達 135 天；春秋兩季各約 60 天。初夏梅雨季節(jié)雨量較集中，年降水量為 1205 毫米。武漢活動積溫在 5000℃ ～ 5300℃ 之間，年無霜期達 240 天。 社會經(jīng)濟概況 武漢是中國 內(nèi)陸 地區(qū)的 經(jīng)濟 中心、金融中心、商業(yè)中心，是內(nèi)陸中部地區(qū)最大的工商業(yè)綜合性城市。新中國成立后， 武鋼 、武重、武鍋、武船、肉聯(lián)等一大批企業(yè)陸續(xù)建成，極大地提升了武漢的經(jīng)濟地位和城市實力。 20 世紀(jì) 90 年代，武漢建立了位于漢陽 沌口 的 武漢經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū) 、位于武昌的武漢東湖高新技術(shù)開發(fā)區(qū) 、位于漢口 東西湖 的 武漢吳家山經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū) 等國家級開發(fā)區(qū)，省級及以上開發(fā)區(qū)18 個。 2021 年，武漢 GDP 以 達到 億元 。 武漢是中國重要的 工業(yè)基地 ，擁有 鋼鐵 、 汽車 、 光電子 、 化工 、 冶金 、 紡織 、 造船 、 制造 、 醫(yī)藥 等完整的 工業(yè)體系 。2021 年，武漢規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值 億元，增長 %。其中，輕工業(yè) 總產(chǎn)值 億元，增長 %；重工業(yè)總產(chǎn)值 億元，增長 %。年末規(guī)模以上工業(yè)企業(yè) 1893 家。產(chǎn)值過 100 億元的企業(yè) 12 家，過 10 億元的企業(yè) 95 家。在規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)中，全年 11 大工業(yè)行業(yè)完成工業(yè)總產(chǎn)值 億元，占規(guī)模以上工業(yè)的 %。其中 5 個行業(yè)產(chǎn)值超千億元，分別是汽車及零部件產(chǎn)值 億元，能源及環(huán)保產(chǎn)值 億元，裝備制造產(chǎn)值 億元，電子信息產(chǎn)值 億元，食品煙草產(chǎn)值 億元。兩大開發(fā)區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值 億 元，增長 %。其中，東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū) 億元，增長 %；武漢經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū) 億元，增長 %。 2021 年，全年社會消費品零售總額 億元，比上年增長 %。其中限額以上企業(yè)零售額 億元，增長 %。按行業(yè)分，批發(fā)零售業(yè)零售額 億元，增長 %；住宿餐飲業(yè)零售額 億元，增長 %。按用途分，吃的商品零售額 億元，增長 %；穿的商品零售額 億元，增長 %；用的商品零售額 億元，增長 %。武漢共有 武商集團 、 中商集團 、 中百集團 、 漢商集團 四家純商業(yè)上市公司，同濟堂藥房、馬應(yīng)龍大藥房 2 家藥店入圍中國藥店銷售 30 強。武漢有達標(biāo)百貨店 11 家，金鼎百貨 6 家，僅次于廣州，居全國第二。 武漢廣場 曾創(chuàng)造了全國零售單體經(jīng)濟效2 研究區(qū)域概況和數(shù)據(jù)預(yù)處理 第 9 頁（共 32 頁） 益 “十連冠 ”的中國零售業(yè)記錄，至今也仍是中西部第一百貨。武漢也是 國際獨立零售商聯(lián)盟 (IGA)中國總部。 行政區(qū)劃及人口狀況 武漢市現(xiàn)有 13 個轄區(qū)，其中江岸區(qū)、江漢區(qū)、硚口區(qū)、漢陽區(qū)、武昌區(qū)、洪山區(qū)、青山區(qū) 7 個為中心城區(qū)，東西湖區(qū)、蔡甸區(qū)、江夏區(qū)、黃陂區(qū)、新洲區(qū)、漢南區(qū) 6 個為新城區(qū) 。 2021 年 5 月第六次人口普查，統(tǒng)計得出武漢市常住人口 萬；如果包括81 所高校及暫居人口的話，武漢市總?cè)丝谝淹黄?1250 萬大關(guān)，雄踞全國第六。武漢市 60 周歲以上老齡人口 萬，占總?cè)丝诘?%； 65 歲及以上占總?cè)丝诒戎貫?%，與 2021 年相比上升了 個百分點，人口死亡率為 ‰ 。 交通狀況 武漢是中國高鐵客運專線網(wǎng)主樞紐，中國四大鐵路樞紐、六大鐵路客運中心、四大機車檢修基地之一。 武漢是華中地區(qū)航空中心， 武漢天河國際機場 是中部地區(qū)首個 4F級機場 ， 中國民航總局 指定的 華中地區(qū) 唯一的綜合樞紐機場，華中地區(qū)最大最先進的航空港和飛機檢修基地，華中地區(qū)唯一一個有獨立國際航站樓的機場及唯一可辦理落地簽證的出入境口岸 。 武漢是中國內(nèi)河的重要港口，是 長江 中游航運中心， 交通部 定點的水鐵聯(lián)運主樞紐港。武漢還是我國內(nèi)河通往沿海、近洋最大的啟運港和到達港，武漢至上海 洋山港 “江海直達 ”航線是長江中上游地區(qū)首條通江達海的優(yōu)質(zhì)航線，陽邏港是國內(nèi)首個也是唯一一個試行啟運港退稅政策的長江沿線港口。 2021 年年末，武漢 公路 通車?yán)锍? 公里，其中，等級公路 公里，高速公路 公里。公路路網(wǎng)密度 公里 /百平方公里。 相關(guān) 數(shù)據(jù)處理軟件介紹 ERDAS ERDAS IMAGINE 是一款遙感 圖像處理 系統(tǒng) 軟件 。 ERDAS IMAGINE 是 美國ERDAS 公司開發(fā)的 遙感圖像處理 系統(tǒng)。它以其先進的 圖像處理 技術(shù)，友好、靈活基于遙感衛(wèi)星影像的城市拓展研究 第 10 頁（共 32 頁） 的用戶界面和操作方式，面向廣闊應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)品模塊，服務(wù)于不同層次用戶的模型開發(fā)工具以及高度的 RS/GIS（遙感圖像處理和 地理信息系統(tǒng) ）集成功能，為遙感及相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的用戶提供了內(nèi)容豐富而功能強大的圖像處理工具，代表了遙感圖像處理系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢。該 軟件 功能強大，在該行業(yè)中是最好的一款軟件。目前 ERDAS IMAGINE 軟件 已經(jīng)成為世界上占最 大市場份額的專業(yè) 遙感圖像處理 軟件 ！ 。 ERDAS IMAGINE 產(chǎn)品套件：它是一個用于影象制圖、影象可視化、影象處理和高級遙感技術(shù)的完整的產(chǎn)品套件。 ERDAS IMAGINE 擴展模塊： ERDAS IMAGINE 是以模塊化的方式提供給用戶的，可使用戶根據(jù)自已的應(yīng)用要求、資金情況合理地選擇不同功能模塊及其不同組合，對系統(tǒng)進行剪裁，充分利用軟硬件資源，并最大限度地滿足用戶的專業(yè) 應(yīng)用要求。 Arc View ArcGIS 是一款可提供地理數(shù)據(jù)顯示、制圖、管理、分析、創(chuàng)建和編輯的 GIS 桌面軟件 。用它可以創(chuàng)建許多不同來源數(shù)據(jù)的智能化的、動態(tài)的地圖，用戶可利用 ArcView 帶有的工具和數(shù)據(jù)立即進行 GIS 分析和地圖創(chuàng)建，它也是 ArcGIS 的入門軟件， ArcGIS 是一個綜合的、可擴展的 GIS 軟件產(chǎn)品系列 。 其產(chǎn)品特 點： 1． 數(shù)據(jù)可視化 以行列表格顯示的數(shù)據(jù)與以地圖形式表示的數(shù)據(jù)存在巨大的差別， ArcView 提供了完整的可用來創(chuàng)建產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)級別地圖的功能選項，包括直觀的地圖組合工具和向?qū)?、一系列諸如調(diào)色板、圖標(biāo)、字體、版面模板的地圖功能、高級的標(biāo)注和文本放置工具及全面的報告創(chuàng)建選項；而且在 ArcView 中用戶也可以用圖標(biāo)、報告、 3D及時間來顯示數(shù)據(jù)。 2． 數(shù)據(jù)管理 數(shù)據(jù)管理是所有 GIS 工程的一個關(guān)鍵方面 。 ArcView 包括許多可用于地理數(shù)據(jù)、表格數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)管理、創(chuàng)建和組織的工具，它也支持很多 數(shù)據(jù)類型 諸如人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)、 CAD 數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)及多媒體數(shù)據(jù)。 ArcView 能夠直接讀取或輸入 70 多種不同格式的數(shù)據(jù)，用戶也可以通過數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)來查找其他地方的數(shù)據(jù)。 2 研究區(qū)域概況和數(shù)據(jù)預(yù)處理 第 11 頁（共 32 頁） 3． 空間分析 地理處理功能是任何 GIS 軟件的基本功能之一， ArcView 帶有數(shù)百種可進行空間分析和地理處理任務(wù)的工具，地理處理任務(wù)包括諸如 圖層 疊加、 緩沖區(qū)分析 和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等常規(guī)的 GIS 操作。通過運用向?qū)Щ?ModelBuilder 連接數(shù)據(jù)集與數(shù)據(jù)處理過程的交互式建模方式，用戶可以在 ArcView 地理處理模式下很容易地進行地理處理。 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 遙感數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 根據(jù)武漢市區(qū)域類型特點，同時為了滿足城市拓展和城市用地動態(tài)變化的研究對數(shù)據(jù)源的實時、準(zhǔn)確的要求，又考 慮到本文研究對影像分辨率等方面因素的要求，本次研究采用的遙感數(shù)據(jù)源是不同時相的 Langsat TM/ETM 影像。影像的時間和類型分別為： 1990 年的 TM 影像、 2021 年的 ETM 影像和 2021 年的 TM 影像。三個不同時相的遙感影像，有一定的時間間隔，從研究城市拓展的角度來看，基本能夠滿足本文城市拓展研究的需求。 Landsat 系列衛(wèi)星是美國 NASA(美國國家航天和宇宙航行局 )于 1972 年發(fā)射的地球觀測衛(wèi)星，地面分辨率為 30m。其基本參數(shù)如下表 1 所示。 表 1： Landsat5 TM 數(shù)據(jù)參數(shù) 傳感器： 主題成像傳 感器（ TM） 軌道： 近圓形近極軌太遠(yuǎn)同步衛(wèi)星 運行高度： 705km 傾角： 運行周期： 穿越赤道時間： 10:00am 掃描帶寬度： 2185km 重復(fù)周期 : 16days 表 2： Landsat 系列衛(wèi)星 TM 傳感器波段參數(shù) 波段號 波段類型 波譜范圍（μ m） 地面分辨率 (m) TM1 BlueGreen 30 TM2 Green 30 TM3 Red 30 TM4 Near IR 30 TM5 SWIR 30 TM6 LWIR 120 TM7 SWIR 30 基于遙感衛(wèi)星影像的城市拓展研究 第 12 頁（共 32 頁） 需要特別指出的是， Landsat 系列衛(wèi)星中最新發(fā)射的 Landsat7，其基本參數(shù)與Landsat5 相同，但是增加了一臺增強型專題繪圖儀 ETM+。 ETM 是 Landsat7 攜帶的傳感器，是 TM 的增強型，具有八個波段的掃描式光學(xué)成像儀。其最大變化是：該設(shè)備增加了一個分辨率為 15m 的全色波段，波段 6 的空間分辨率提高到 60m。 相關(guān)統(tǒng)計數(shù) 據(jù) 本文對武漢市城區(qū)用地進行拓展分析，在研究分析過程中不僅用到了不同時相的 TM/ETM+遙感影像數(shù)據(jù)，而且還結(jié)合了武漢市自然環(huán)境、人口狀況、社會經(jīng)濟等方面統(tǒng)計數(shù)據(jù)作為參考，這些數(shù)據(jù)主要來源武漢市統(tǒng)計年鑒