中国大陆多尺度城市化进程遥感监测方法研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xielidan2005
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城市化是目前人类活动改造自然环境的主要方式之一,在给人类带来巨大福利的同时,它也带来了一系列社会、经济、环境问题。自改革开放以来,我国一直处于高速城市化阶段。在未来相当长一段时间内,城市化进程及其带来的各种问题将成为影响我国社会可持续发展的焦点问题。因此,及时准确地把握城市化进程信息,可以更好地借鉴其它国家在城市化进程中获得的经验和教训,充分应对城市化进程产生的负面影响,促进城市化与经济、社会、环境的协调发展。   本文以DMSP/OLS夜间灯光数据、社会经济统计数据为主要数据源,利用遥感及GIS技术、数学统计方法、景观生态学方法等,从城市化的“量”和“质”两方面对我国大陆多尺度下城市化进程遥感监测方法开展了研究。其中主要篇幅集中于城市化“量”的信息提取,即区域城市化综合水平估算,而辅以城市化“质”的研究,即城市化的景观格局特征提取。主要研究内容和结论如下:   1、在相关研究人员工作成果的基础上,从城市化的基本概念出发,构建涵盖人口、经济、土地三个方面信息的城市化综合水平评价指标体系。通过统计分析,选择城镇人口比重、建成区面积比重、二、三产业产值比重三个指标构建城市化综合水平指数U,并验证了其具有一定可靠性。   2、在广泛总结现有灯光指数优势与不足的基础上,对前人提出的复合灯光指数加以改进,并提出该指数公式参数的寻优算法,最终确定适合本研究的灯光指数N67。   3、利用前人提出的灯光指数N、本文提出的灯光指数N67与城市化综合水平指数U之间的线性关系,分别建立了省级、地级、县级尺度下的U-N、U-N67模型。其中,在地级、县级尺度下建模时,针对样本个数多、地区间差异大的情况,将研究区域划分为三个区:东部、中部与西部,分别建立东、中、西部U-N、U-N67模型以提高模型精度。建模结果表明在多个尺度下,N67均可比N更好地反映区域城市化水平。根据不同尺度下验证数据的可获取情况,分别对三级模型展开了跨年样本验证,验证结果表明U-N67模型具有较好的普适性和可靠性,可以应用这些模型开展后续研究。   4、利用文中构建的多尺度U-N67模型,基于DMSP/OLS时间序列数据估算多年区域城市化综合水平。在省级、地级、县级尺度下,分别分析了中国大陆城市化格局时空特征。此外,从城市群尺度出发,分别以长三角、珠三角、京津冀、辽中、成渝城市群为例,分析它们在1992-2009年间的城市化格局特征。   5、基于1992年,2000年,2009年的DMSP/OLS夜间稳定灯光影像,通过计算景观格局指数定量地描述与分析我国大陆及长三角、珠三角、京津冀、辽中、成渝五个典型城市群的城市化景观格局变化特征,从而展开城市化进程中的城市化景观格局动态变化监测。研究结果可为城市化进程遥感监测提供城市化综合水平估算之外的补充,对保证城市的可持续发展具有较为重要的意义。
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