基于ZY-3影像的北京市六環(huán)以內(nèi)城市用地信息提取及特征分析.pdf

1、改革開放以來，我國城市化進程加快，2014年城鎮(zhèn)化率已達54.77％。隨著城市化發(fā)展，城市空間擴展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級以及居民生活水平提高，城市內(nèi)部結(jié)構(gòu)和空間格局發(fā)生重大變化，改變了城市功能布局，直接影響著城市經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。而近年來高分辨率衛(wèi)星影像的應(yīng)用為快速、精確提取城市內(nèi)部用地信息、研究城市內(nèi)部用地特征提供了便利。因此，基于高分辨率衛(wèi)星影像，快速、精確提取城市內(nèi)部用地信息，分析其用地結(jié)構(gòu)及空間格局特征，對于科學(xué)管理城市土

2、地、改善城市生態(tài)環(huán)境及促進城市可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
　　北京市是我國的首都，六環(huán)以內(nèi)區(qū)域是北京市的核心區(qū)，是北京市政治、經(jīng)濟、文化、科教和國際交往中心的聚集區(qū)，同時工業(yè)企業(yè)較多，環(huán)境污染嚴重。其用地類型復(fù)雜多樣，有工業(yè)用地、生活用地、交通用地、綠地、水面等。本文基于ZY-3衛(wèi)星影像，采用面向?qū)ο蠓椒?，提取北京市六環(huán)內(nèi)用地信息，并分析其用地結(jié)構(gòu)及空間特征，以期為北京市用地管理及城市規(guī)劃提供依據(jù)。主要研究內(nèi)容和結(jié)果為：
　　

3、1、基于ZY-3影像和面向?qū)ο蟮谋本┦辛h(huán)以內(nèi)用地信息提取
　　采用資源三號衛(wèi)星遙感影像，基于eCognition軟件，采用面向?qū)ο蠓诸惙椒ㄖ械碾`屬度函數(shù)分類法，采用多尺度分割，構(gòu)建分類層次，選取光譜特征包括亮度值（Brightness）、第4波段均值（Mean Layer4）、歸一化植被指數(shù)（NDVI），幾何特征包括長寬比（Length/Width）、面積（Area），紋理特征中的灰度級差矢量對比度（Gray Level Dif

4、ference Vector Contrast，GLDV Contrast）、灰度共生矩陣對比度（Gray Level Co-occurrence Matrix Contrast，GLCM Contrast）、135度方向，輔助與鄰域?qū)ο蟮年P(guān)系特征包括類型是否發(fā)生（Existence ofClass）、對類型的距離（Distance to Class）、與類型的相反相似性（Invert Similarity to Classes）等其他

5、特征，針對不同地物類型，設(shè)置合理閾值，精確提取。
　　不僅準(zhǔn)確提取出研究區(qū)內(nèi)水體、植被、建設(shè)用地和待開發(fā)用地，更剔除了陰影的影響，創(chuàng)新區(qū)分了城市建設(shè)用地內(nèi)部各種地物類型，包括工業(yè)工地，低密度和高密度生活用地和交通用地。分類精度可達到89.09%，Kappa系數(shù)達到0.8800，提取效果較好。研究結(jié)果表明基于面向?qū)ο蠓椒ㄌ崛「叻直媛视跋裰谐鞘袃?nèi)部用地信息是可行的，可為城市內(nèi)部用地的快速、準(zhǔn)確提取提供有效的技術(shù)手段。
　　2、北

6、京市六環(huán)內(nèi)城市用地特征分析
　?。?）高、低密度生活用地占地面積分別為669.89和86.06平方公里，分別占六環(huán)總面積29.55%和3.80%。低密度生活用地主要分布在四環(huán)以內(nèi)，旅游用地附近低密度生活用地分布較多；高密度生活用地分布較廣，主要集聚在醫(yī)院、學(xué)校、銀行及商業(yè)中心附近。結(jié)合土地集約利用原則，高密度生活用地應(yīng)布局在三環(huán)至五環(huán)之間，二環(huán)以內(nèi)為旅游用地及老城區(qū)，低密度生活用地應(yīng)布局在此，對比分類圖，布局較為合理。
　　

7、（2）農(nóng)村居民點和農(nóng)用地分別占地229.26和239.50平方公里，占六環(huán)總面積比重分別為10.11%和10.56%。農(nóng)村居民點主要分布在五環(huán)與六環(huán)之間，與城鎮(zhèn)構(gòu)成近郊城鄉(xiāng)交錯地帶，是中心城市與鄉(xiāng)村的過渡地帶，呈半城市、半鄉(xiāng)村狀態(tài)。農(nóng)用地主要圍繞農(nóng)村居民點分布。
　?。?）工業(yè)用地占地439.19平方公里，約占六環(huán)總面積的21%。根據(jù)北京市風(fēng)向、水流方向、遠離居民區(qū)噪聲等，海淀區(qū)位于城市順風(fēng)軸及風(fēng)向旋轉(zhuǎn)處，也位于河流上游，因此不適

8、宜布局空氣污染型和水源污染型工業(yè)用地；豐臺區(qū)、石景山區(qū)和大興區(qū)位于城市順風(fēng)軸及風(fēng)向旋轉(zhuǎn)處，不適宜布局空氣污染型工業(yè)用地。
　　（4）湖泊、植被、河流和待開發(fā)用地分別占地面積約為27.89平方公里、378.64平方公里、14.84平方公里和46.27平方公里。湖泊主要分布在頤和園、奧體森林公園、后海公園、前海公園等公園；植被主要分布在石景山區(qū)和豐臺區(qū)，以及公園；農(nóng)用地圍繞農(nóng)村居民點周圍；永定河貫穿豐臺區(qū)和大興區(qū)，北沙河由沙河水庫左側(cè)