基于DMSP/OLS数据的城市扩张研究

燕 群, 薛林福, 王海俊, 冉祥金, 丁 可

(吉林大学 地球科学学院, 长春 130062)

0 引 言

城市建设用地的扩张状况是评价和分析城市化进程的重要因素, 建设用地在数量、 结构以及空间格局上的变化直接影响城市发展的模式和速度[1-2]。DMSP/OLS(Defence Meteorological Satelite Program/Oprational Linescan System)夜间灯光数据作为一种新的数据源, 为研究大时空尺度的城镇扩张提供了一种新的数据获取手段, 其不仅可以直接反映城市化进程, 也可以评估城市化过程中导致的生态和环境问题[3],以及人口密度[4]和经济发展状况等,成为人类活动良好的监测数据源[5-7]。该数据与常用的遥感数据相比, 有如下优势: 1) 数据量非常小, 并且下载十分方便, 不需要进行分幅拼接处理[8]; 2) 综合性强, 反映了人类活动包括交通、 人口以及土地利用等相关信息。

目前, 国内外学者利用夜间灯光数据在研究城市建成区提取方面普遍采用经验阈值法[9]、 突变检测法[10]、 统计数据法[11]和较高分辨率影像数据空间比较法[12]。21世纪以来, 城镇空间扩张大致分为两个方向： 1) 城市空间形态定量测度; 2) 城市空间扩张边界划分。我国的城市空间扩张对西部省份相较中东部的城市密集区市或单一的城市要少[13], 而且多采用中等分辨率的影像作为数据源, 但由于该类数据的数据量大, 计算繁琐, 难以简便地获取城市扩张数据, 故夜间灯光数据在研究大范围区域动态变化监测方面具有良好的实时性和有效性[14], 便于城镇信息的提取以及城镇时空演变规律的研究。基于此, 笔者以DMSP/OLS数据为数据源, 利用灯光指数的变化对太原市1992～2012年的城市扩张动态变化展开研究。……