陈升无锡研究聚落形态信息提取的地学分析.ppt

聚落形态信息提取的地学分析 南京师范大学地理科学学院 内容提要 背景综述 1 聚落形态信息提取 2 相关地学分析描述 3 结论及讨论 4 背景综述 人文地理学对聚落的研究要解决如何从空间尺度上确定研究区并给予显现，对此问题的探讨从最初定性地言语关系描述，到利用行政边界或专题地图信息来确定，或者在相关影像资料基础上的人工判读，抑或通过对社会属性的分析来确定空间属性信息等等不一而足。 这样也带来了一些不足，如由于定性带来的部分不确定性与不可重复性以至于很难进行规范的横向比较研究，空间信息与社会属性信息的衔接困难，难以进行更深入的定量研究等。 在遥感影像基础上借助RS技术建立较为规范的聚落形态信息提取范式，依据提取的聚落形态信息利用GIS空间分析工具结合社会属性及其他空间流属性构建复杂关系数据库模型，以此做进一步的地学定量分析，进而探讨聚落形态发展演变的规律以及与其他要素之间的关系。 聚落形态信息提取 利用LANDSAT-5空间分辨率为30米的TM影像作为遥感数据来源进行研究，过程可表述如下： 遥感影像的标准化校正及光谱特征分析 利用空间建模工具生成二值图并进行领域分析 借助GIS手段进行聚落形态提取及后续分析 聚落形态信息提取 遥感影像的标准化校正：采用相同的参照系，相同的投影类型及参数设置建立纠正模型，便于多源影像的叠置及对比分析。 光谱值分析：在对TM影像的7个波段进行光谱值分析时，发现不同时相的遥感影像光谱均值表现差异，有些差异甚至很大。如对无锡市1998年的TM影像利用TM5及TM4两个波段即能很好区分聚落用地与其他用地，而对于2005年TM影像则很难区分，为此我们采用TM5与TM4区分聚落与绿地一类（1），水体一类（0），TM4与TM3区分水体与建筑一类（0），绿地一类（1），之后想减即得到聚落与其他用地的区分。 图1无锡1998年遥感影像 图2无锡2005年遥感影像 聚落形态信息提取 在地物光谱值特质分析基础上，利用空间建模工具构建不同模型生成（0，1）二值图（图3）。 形成的二值图过于细碎化，可对其做进一步邻域分析，遥感影像是30×30的矩形栅格数据，故选择矩形分析窗口，统计类型选择平均值，窗口大小的选择若过小则效果不明显，过大则数据失真严重，经过实验选取7×7的分析窗口较合适，结果如图4。 图3 图4 聚落形态信息提取 GIS支持下聚落形态提取及分析：把栅格数据类型转成矢量格式，与其他多源数据叠置，并为构建与属性数据相关的数据库做准备。 图5 无锡三个年份的聚落形态 图6无锡2005年聚落形态 聚落形态信息提取 图7无锡2008年聚落形态 从图5可以看出无锡市1998年以前城镇聚落形态较规则紧凑，而05、08年聚落形态则很不规则，且新城区中间夹杂大量空地。为进一步定量化描述这种变化可以引入形状指数、紧凑度等指标描述，或结合基于属性数据的聚落形态做对比研究。 聚落形态信息提取 Method1：RS,GIS的应用过程及其结果 6个时段的建成区RS提取结果： 相关地学分析描述 城镇聚落形态提取后在GIS技术支持下可以做大量的地学分析工作，如可以结合路网结构观察城镇空间扩展与路网关系（主要道路导向、路网密度等）；结合行政边界变化研究与城镇发展关系；与人口、经济等社会属性的结合构建复杂关系数据进行相关研究等。以下结合路网、行政边界做简单介绍： 图8 镇区沿主要道路扩展 图9 镇区向高路网密度扩展 S228 甘露镇 港下镇 至江阴 甘厚公路 锡甘公路 至苏州 相关地学分析描述 行政边界调整与城镇聚落发展： 以无锡市安镇镇为案例，安镇镇由原查桥镇、安镇镇、厚桥镇于03年前后合并而成，未合并前的1991、1998镇区形态如图10， 合并后发展至2008年的镇区形态如图11所示： 图10 图11 从图10中可以看出未合并之前各镇区发展无明显变化，行政边界调整后发展速度及范围出现明显变化，安镇作为合并后镇政府所在地发展迅速，查桥镇受无锡市区辐射影响发展也很快，而厚桥镇区则出现相对衰落迹象。 结论及讨论 1、在遥感影像基础上可以采用规范且较为客观的范式提取聚落形态。 2、聚落形态的提取结合其他属性数据在3S技术支持下可以做更为复杂 的定量化研究。 3、研究结果具有较强的实践意义，如在撤并乡镇的总体规划中，被撤 并乡镇的发展定位一般应是“控制发展”，而非“全面发展”。