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随着全球变化研究的深入和发展,各种土地利用/覆盖变化越来越受到各国科学家的关注,而由于城市扩展而导致的大规模的土地利用/覆盖变化最为引人注目.北京市作为全国的政治、经济和文化中心,是全国城市地域扩展最迅速的城市之一,其城市扩展的规律及形式在全国城前扩展中具有一定的代表性.因此,该文以北京市为例,利用1984年、1988年、1991年、1994年、1997年和2001年六个时相的遥感影像作为数据源,对北京市1984年~2001年近二十年的土地利用/覆盖变化进行了遥感监测,并应用GIS对城市扩展进行全面深入的研究.在论文中,采用的研究方法主要包括以下两个方面:1)利用多时相遥感数据,对土地利用/覆盖变化进行遥感监测.主要体现在多时相土地利用/覆盖变化遥感监测技术流程的确定.2)利用GIS空间分析技术,结合遥感监测数据对城市扩展过程中的土地利用/覆盖变化进行分析,主要包括传统的土地利用/覆盖变化分析方法-马尔柯夫链和转移矩阵;根据多时相遥感监测特点进行土地利用/覆盖变化轨迹分析;通过样带研究土地利用/覆盖时空变化.对城市扩展模式的研究主要包括对城镇用地时空分布规律和城市扩展的时空分异规律进行的定量研究,应用GIS的缓冲区分析方法进行城市扩展模式空间影响因子研究.论文主要结论包括以下几个方面:(1)确定了多时相土地利用/覆盖变化遥感监测技术流程.该文提出的技术流程如下:首先,对遥感影像进行预处理,包括几何校正、图像配准、相邻时相图像匹配等三个步骤;其次,图像分类主体采用最大似然分类法进行分类,特殊地物采用纹理分析方法进行提取;再次,利用分区分类法、分层分类法及常规的后处理方法进行分类后处理,得到各时相的分类图,并对此进行精度检验,结果表明符合精度要求;最后,采用分类后比较法进行动态监测.(2)研究区的城市扩展轨迹主要为两种:耕地转为城镇用地和菜地转为城镇用地.前者的比例为60.40﹪,远大于后者的比例37.20﹪;并且二者的空间分布存在较大差异.耕地转为城镇用地的区域64﹪位于远郊区县,36﹪位于近郊区;而菜地转为城镇用地则87﹪位于近郊区,仅有13﹪位于远郊区县.(3)样带分析研究表明,从城市中心到郊区,在土地利用/覆盖变化上呈现较强的时空梯度变化,总体城市扩展程度东部略高于西部,东部样带的城市扩展主要是通过占用耕地来实现的,而西部样带的城市扩展主要是通过占用菜地来实现的.(4)研究区的城市扩展模式以同心圆式蔓延为主,同心圆式蔓延,廊道式辐射、飞地式增长和轴间填充等多种方式并存.当研究区总体城镇面积比例较低,城市扩展较强的区域主要位于中心市区周围时,城市扩展以中心市区的同心圆式蔓延为主;当研究区内各乡镇的城镇面积比例有了较大发展,城市扩展较强的区域进一步向中心市区外围发展时,城市扩展以同心圆式蔓延为主,同时兼有飞地式增长和廊道式辐射;随着城镇面积比例的继续增大,城市扩展较强的区域在远郊区县的分布比例加大,城市扩展以同心圆式蔓延和廊道式辐射并存;当研究区内的城镇面积比例达到一定程度,城市扩展扩展模式则兼有同心圆式蔓延、廊道式辐射和轴间填充.城市扩展形成三大区域,分别是三环路以内的中心市区,三环以外到五环的城乡过渡区,更远的远郊区县.(5)城市扩展核心和交通干线是城市扩展的空间影响因子.各城市扩展核心的面状扩展和交通干线的线状扩展在研究区的城市扩展中起主导作用.研究表明,应用多时相遥感影像进行城市扩展的土地利用/覆盖变化监测,以GIS空间方法进行城市扩展模式的定量研究是城市扩展研究的有效手段.通过多时段的监测和时间序列规律的研究,有助于进行不同阶段研究城市发展及其影响因素的研究.