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第33卷第11期农业工程学报Vbl_33No．11

2722017年6月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculmmlEngineeringJun．2017

基于遥感和GIS的城市扩张稳态指数及其应用

赵国梁，郑新奇※，刘东亚，刘飞

(中国地质大学(北京)信息工程学院，北京100083)

摘要：城市扩张是当今世界的全球化趋势，如何衡量城市扩张状态是城市扩张研究的热点问题。该文从道路网络与城

市扩张的互动机制出发，提出一种计算城市扩张稳态的指数(urbanexpansionsteady—stateindex，UESI)。选取纽约、伦

敦、东京等13个世界级城市，利用核密度分析计算道路网络密度，通过遥感解译与空间分析提取近30a城市扩张信息，

最后建立路网密度．城市扩张模型。通过样本UESI指数计算开展比较分析，并对北京2025年城市扩张状态进行了预判。

结果表明，UESI能够有效表征城市扩张状态，当UESI达到0．30，城市扩张处于稳定状态。该指数能够有效量化城市扩

张状态和潜力，丰富了当前城市扩张量化研究。对于快速发展中城市具有重要的参考价值。

关键词：土地利用；遥感；网络；城市扩张；稳态指数；扩张周期；特大都市

doi：10．11975~．issn．1002—6819．2017．11．035

中图分类号：F301．2文献标志码：A文章编号：1002—6819(2017)～1卜0272—10

赵国梁，郑新奇，刘东亚，刘飞．基于遥感和GIS的城市扩张稳态指数及其应用[J]．农业工程学报，2017，33(11)：

272—281．doi：10．11975~．issn．1002—6819．2017．11．035http：／／www．tcsae．org

ZhaoGuoliang，ZhengXinqi，LiuDongya，LiuFei．Urbnaexpansionsteady—stateindexofurbanexpansionbasedonremote

sensingandGISanditsapplications[J]．TrnasactionsoftheChineseSocieytofAgriculturalEngineering(Transactionsofthe

CSAE)，2017，33(11)：272～281．(inChinesewihtEnglishabstract)doi：10．11975~．issn．1002～6819．2017．11．035

http：／／www．tcsae．org

句法等[12-15]。YehAgo等基于遥感和GIS利用信息熵测

0引言

度和监测了珠江三角洲地区城市扩张_1。Jaeger等提出了

城市扩张是全球城市化发展的共同现象与必经阶城市扩散加权(weightedurbanproliferation，wuP)来量

段，因其引致的土地粗放利用、侵占耕地、农地撂荒、化城市扩张值1。刘小平等将景观空间分布格局与其变

环境破坏等问题而受到国内外专家学者的广泛关注L1。】。化过程相结合，提出一种新的景观指数．景观扩展指数用

当前，不仅发达国家受到城市扩张的困扰，中国、印度、于动态量化表征东莞市1988—2006年期间城市景观扩展

巴西等发展中国家也出现了广泛严重的城市扩张问题。过程I】引。王海军等从交通网络对城市扩张的驱动作用入

城市扩张具有周期性、规律性，是城市发展的空间表现_4]。手，基于空问句法，提出一种新的扩张强度指数——基于

根据城市发展周期理论，城市不会持续扩张：当扩张到空间句法的扩张强度指数，分析了广东省棉湖镇2002—

一定阶段，城市用地会进入一个相对稳定的阶段I。。]，甚2014年