资源枯竭型城市不透水层时空变化研究 ——以铜川市为例

资源枯竭型城市不透水层时空变化研究 ——以铜川市为例

论文摘要

城市化进程中的大规模不透水层扩展已对城市生态环境造成重要影响,例如:地下水补给不足、引发热岛效应和碳岛效应等。利用长时间序列遥感影像快速、准确的获取城市不透水层分布信息,有助于及时反映城市发展形态与不透水层扩展趋势,对城市空间规划、城市环境评价及区域可持续发展等具有重要意义。论文基于时间序列landsat数据和统计年鉴数据,以资源枯竭型城市陕西省铜川市为研究区,综合运用数理统计、遥感、地理信息系统等多种方法和技术提取铜川市1986年、1991年、1996年、2002年、2007年、2012年、2017年城市不透水层,分析其扩展趋势,并探讨影响铜川市不透水层空间变化的因素。具体研究结果如下:(1)论文采用决策树分类模型法结合生物物理成分指数(Biophysical Composition Index,BCI)和改正后的裸土指数(Modified Bare Soil Index,MBSI)提取铜川市的不透水层信息,采用数理统计中的相关性分析法进行不透水层提取的精度验证,结果表明:论文研究方法对于研究区的不透水层提取适用性良好,且论文采用的精度验证方法具有便捷性、高效性。(2)利用7期遥感数据,对长达31年的铜川市不透水层提取结果分析发现,铜川市不透水层分布总体特征呈现“两区一廊”带状组团城市形态,城市发展方向为“南拓西展,北疏中控”。铜川北市区的城市建设沿漆水河与王家河川道呈现带状发展,其城市空间形态呈Y字型,老市区居民向南、向西转移,南市新区成为城市主中心,且近年新区城市空间形态呈片状快速向外延伸。(3)通过对铜川市不透水层扩展面积分析可知,在过去的31年间铜川不透水层净增长达到55.85 km2,城市处于持续扩展的状态。1986-2007年,城市不透水层扩展面积达到17.15 km2,占31年间扩展总面积的30.7%,扩展速度较慢,且扩展区域多处于北市区;2007-2017年,城市不透水层扩展速度处于较高水平,扩展面积达到38.7km2,占31年间扩展总面积的69.3%,非城市用地向城市建筑用地转化程度很高,扩展区域大多处于铜川新区。(4)铜川市不透水层扩展变化主要受社会经济因素、自然因素、政策规划三个方面影响,社会经济因素是影响城市扩展的核心要素,经过多元线性逐步回归得出经济社会因素中第三产业生产总值、总人口数、农村居民人均纯收入、在岗职工平均工资影响作用较大;自然因素中涉及的矿产因素、地形地貌及生活环境三个因素限制了铜川市转型发展期的城市空间布局发展;政策规划在很大程度上引导了城市发展的空间结构,并可以加快城市空间布局的形成。通过铜川市不透水层时空变化研究,为铜川市城市规划、生态建设与环境管理提供理论依据,同时对我国其他资源枯竭型城市不透水层的提取分析具有一定的借鉴意义。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 1 绪论
  •   1.1 研究背景及意义
  •   1.2 国内外研究现状
  •     1.2.1 资源枯竭型城市发展及现状
  •     1.2.2 资源型城市遥感监测研究现状
  •     1.2.3 不透水层提取方法研究现状
  •   1.3 论文研究内容及技术路线
  •     1.3.1 研究内容
  •     1.3.2 技术路线
  •   1.4 论文组织结构
  • 2 研究区概况及数据预处理
  •   2.1 研究区概况
  •     2.1.1 地理位置
  •     2.1.2 地形地貌
  •     2.1.3 气候特征
  •     2.1.4 社会和经济条件
  •     2.1.5 矿产资源
  •     2.1.6 文化资源
  •   2.2 数据来源
  •     2.2.1 遥感数据
  •     2.2.2 统计数据获取
  •   2.3 遥感影像预处理
  •     2.3.1 landsat-7影像去条带
  •     2.3.2 表观反射率TOA计算
  •     2.3.3 影像裁剪
  •   2.4 本章小结
  • 3 城市不透水层提取方法
  •   3.1 不透水层提取原理与方法
  •     3.1.1 BCI指数
  •     3.1.2 MNDWI水体指数
  •     3.1.3 TC变换
  •     3.1.4 MBSI裸土指数
  •     3.1.5 阈值选取方法
  •     3.1.6 决策树分类法
  •   3.2 铜川市长时间序列不透水层时空变化制图
  •   3.3 精度评价
  •     3.3.1 相关分析法
  •     3.3.2 提取结果精度评价
  •   3.4 本章小结
  • 4 铜川市长时间序列不透水层时空变化分析
  •   4.1 铜川市扩展整体趋势研究
  •     4.1.1 扩展指标
  •     4.1.2 城市扩展趋势分析
  •   4.2 城市扩展影响因素分析
  •     4.2.1 社会经济因素
  •     4.2.2 自然因素
  •     4.2.3 规划布局
  •   4.4 本章小结
  • 5 总结与展望
  •   5.1 研究结论
  •   5.2 论文特色
  •   5.3 不足与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • 攻读硕士期间取得的成果
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 马春笑

    导师: 胡荣明,黄远程

    关键词: 资源枯竭型城市,不透水层,铜川,相关分析

    来源: 西安科技大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 自然地理学和测绘学

    单位: 西安科技大学

    分类号: P237

    总页数: 71

    文件大小: 5706K

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