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摘 要：在西部大开发的背景下如何准确地把握城市扩张信息，并对其驱动力机制进行深刻的探讨，有利于缓解人地矛盾和贯彻可持续发展战略政策。西安市作为陕西省对外开放的出口，在国家西部大开发战略中占有有利的战略地位，所以有关于西安城市扩张课题的探讨，对指导整个陕西省甚至是整个西部地区城市的发展具有重要义。
关键词：TM影像；西安市；城市扩张
一、背景
由于我国城市发展进程节奏较快，相对应的在土地的利用这一方面也相应的出现了巨大的变化，各大城市城市化水平日渐提高导致城建区日益扩大，因此造成了城市周边大量的林地与耕地强制性的转变为城市建设用地，越来越多的人口和对正常生活空间的强烈需求造成了耕地的减少与建设用地扩张之间的矛盾日渐尖锐。如何快速获取城市扩展信息，对指导城市规划、预测城市未来发展趋势和政府制定合理的调控政策提供依据具有重要的意义。
通过对不同时相的卫星遥感影像数据化处理来获得城镇信息，并全方面监测城市的各项信息，研究城市扩张的主要方法是通过研究城市建设用地扩张的动态变化。相对而言传统的政府部门利用大量的统计资料进行城市扩张分析就不具有其可靠性和实时性。自上世纪70年代美国发射地球资源卫星并取得成功以后，国内外学者就城乡这一问题的研究上提出了大量假设并大胆地付诸实践，同时也取得了不错的反响。在国际方面外国学者们对城市与郊区之间的土地利用变化这一研究方面进行了大量的尝试，韦尔奇对图像做了目视判读的处理，取得了城市建成区扩展的图像，更近一步的对城市建成区面积增涨与与人口的增涨两者间的关系进行了分析。Bany haack等人解译Landsat MSS和TM影像数据并对当地的土地覆盖进行了分类，对两种影像所带来的结果做了详细的比较后分析得出了一个重要结论，认为在土地利用比较单一的城郊之间的分类时TM遥感数据较MSS遥感数据要好，反之在土地利用比较单一的城郊之间的分类时TM遥感数据则比MSS遥感数据要差。
本文将以近20年来三个不同时相的遥感影像作为研究基础，并结合已经到手的西安市统计资料，对1988年到2008年西安城市扩张这一问题进行探讨分析。主要分析西安城市建设区的扩展特征。
二、研究材料及技术路线
以不同时相TM影像为基础数据，成像时间分别为1988年8月23日、1998年10月22日和2008年11月2日的TM影像，其分辨率为30 m。
城市边界的获取需采用监督分类，对图像进行分类，为保证城市分类的正确性选择训练区应保证足够的训练区数量，进行遥感影像分类时采用最大似然法，得出不同时相西安市土地覆盖分类图，仔细分析分类图，由于城区范围内夹杂着林地、水流湖泊等不利分类的因素，故经分类得到的信息并不符合实际，同时为了便于栅格向矢量的转化，所以对分类图进行了滤波，进行了整体化合并，最后将各类别进行合并，对1988年、1998年和2008年西安市市土地覆盖分类图进行二值化处理，将图中的城市区域的城区赋1值，非城区类别则赋0值，并对图像进行处理将城区内的干扰因素消除，将非城区内不利于分类的因素合并为非城区，由此西安城市边界就能正确的显示于图上，进一步将之进行栅格矢量转换，很轻松的就可以得到三年的城市边界线图。
三、城市扩张分析
通过测量工具模块计算出1988年面积约为171.90平方千米，1998年面积约为255.0平方千米，2008年面积约为441.28平方千米，1988年与1998年城区面积增加约83.10平方千米，1998年与2008年城区面积增加约186.28平方千米，利用ARCGIS 9.3平台的叠加分析功能将图3中的1988年和1998年两年的城区用地图进行叠加分析，并改变两年图像的城区颜色，城市的扩张情况可以很清晰的看出。1988年到2008年城市面积每年要增长8.31平方千米，每年都比上一年扩展4.83%，利用ArcGIS 9.3平台的分析功能，将1998和2008两年使用地图的城市覆盖分析堆栈，变化的两个图色彩，如图3中图像，城市的扩张情况可以很清晰的看出。年平均增长面积为18.63平方千米，以年平均增长率为7.31%的速度迅速扩展。
关键词：TM影像；西安市；城市扩张
一、背景
由于我国城市发展进程节奏较快，相对应的在土地的利用这一方面也相应的出现了巨大的变化，各大城市城市化水平日渐提高导致城建区日益扩大，因此造成了城市周边大量的林地与耕地强制性的转变为城市建设用地，越来越多的人口和对正常生活空间的强烈需求造成了耕地的减少与建设用地扩张之间的矛盾日渐尖锐。如何快速获取城市扩展信息，对指导城市规划、预测城市未来发展趋势和政府制定合理的调控政策提供依据具有重要的意义。
通过对不同时相的卫星遥感影像数据化处理来获得城镇信息，并全方面监测城市的各项信息，研究城市扩张的主要方法是通过研究城市建设用地扩张的动态变化。相对而言传统的政府部门利用大量的统计资料进行城市扩张分析就不具有其可靠性和实时性。自上世纪70年代美国发射地球资源卫星并取得成功以后，国内外学者就城乡这一问题的研究上提出了大量假设并大胆地付诸实践，同时也取得了不错的反响。在国际方面外国学者们对城市与郊区之间的土地利用变化这一研究方面进行了大量的尝试，韦尔奇对图像做了目视判读的处理，取得了城市建成区扩展的图像，更近一步的对城市建成区面积增涨与与人口的增涨两者间的关系进行了分析。Bany haack等人解译Landsat MSS和TM影像数据并对当地的土地覆盖进行了分类，对两种影像所带来的结果做了详细的比较后分析得出了一个重要结论，认为在土地利用比较单一的城郊之间的分类时TM遥感数据较MSS遥感数据要好，反之在土地利用比较单一的城郊之间的分类时TM遥感数据则比MSS遥感数据要差。
本文将以近20年来三个不同时相的遥感影像作为研究基础，并结合已经到手的西安市统计资料，对1988年到2008年西安城市扩张这一问题进行探讨分析。主要分析西安城市建设区的扩展特征。
二、研究材料及技术路线
以不同时相TM影像为基础数据，成像时间分别为1988年8月23日、1998年10月22日和2008年11月2日的TM影像，其分辨率为30 m。
城市边界的获取需采用监督分类，对图像进行分类，为保证城市分类的正确性选择训练区应保证足够的训练区数量，进行遥感影像分类时采用最大似然法，得出不同时相西安市土地覆盖分类图，仔细分析分类图，由于城区范围内夹杂着林地、水流湖泊等不利分类的因素，故经分类得到的信息并不符合实际，同时为了便于栅格向矢量的转化，所以对分类图进行了滤波，进行了整体化合并，最后将各类别进行合并，对1988年、1998年和2008年西安市市土地覆盖分类图进行二值化处理，将图中的城市区域的城区赋1值，非城区类别则赋0值，并对图像进行处理将城区内的干扰因素消除，将非城区内不利于分类的因素合并为非城区，由此西安城市边界就能正确的显示于图上，进一步将之进行栅格矢量转换，很轻松的就可以得到三年的城市边界线图。
三、城市扩张分析
通过测量工具模块计算出1988年面积约为171.90平方千米，1998年面积约为255.0平方千米，2008年面积约为441.28平方千米，1988年与1998年城区面积增加约83.10平方千米，1998年与2008年城区面积增加约186.28平方千米，利用ARCGIS 9.3平台的叠加分析功能将图3中的1988年和1998年两年的城区用地图进行叠加分析，并改变两年图像的城区颜色，城市的扩张情况可以很清晰的看出。1988年到2008年城市面积每年要增长8.31平方千米，每年都比上一年扩展4.83%，利用ArcGIS 9.3平台的分析功能，将1998和2008两年使用地图的城市覆盖分析堆栈，变化的两个图色彩，如图3中图像，城市的扩张情况可以很清晰的看出。年平均增长面积为18.63平方千米，以年平均增长率为7.31%的速度迅速扩展。