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中国城市扩展遥感监测图集张增祥赵晓丽刘芳等编制徐进勇温庆可胡顺光星球地图出版社北京·2014内容简介《中国城市扩展遥感监测图集》是在依据遥感卫星数据进行我国主要城市扩展监测与分析的基础上编制完成的。
图集反映了我国包括直辖市、省会（首府）和其他城市等60个城市从20世纪70年代至2013年的扩展过程，归纳了中国城市扩展的总体特点，比较了不同类型、不同规模和不同地域城市扩展的时空差异，分析了城市扩展对区域土地利用，特别是对耕地的影响。
并采用图、表与遥感影像结合的方式，系统展现了60个城市扩展过程的用地规模、扩展速度、建成区空间格局及其扩展的主要土地来源。
本书可用于了解中国城市扩展的时空特点及土地利用影响，或作为资源环境、遥感应用等相关研究与教学的参考。
图书在版编目（CIP）数据中国城市扩展遥感监测图集/ 张增祥等编著. －北京：星球地图出版社，2014.9ISBN 978–7–5471–1891–7Ⅰ.①中…Ⅱ.①张…Ⅲ.①城市建设－城市扩展－遥感图像－中国－图集Ⅳ.①F299.2–64中国版本图书馆CIP数据核字（2014）第202564号中国城市扩展遥感监测图集作者张增祥等责任编辑宋二祥封面设计张增祥出版发行星球地图出版社地址邮编北京北三环中路69号100088网址印刷北京科信印刷有限公司经销新华书店开本787毫米×1092毫米1/16印张26版次印次2014年11月第1版2014年11月第1次印刷印数0001–1000定价298.00元审图号JS(2014)01–191如有残损随时调换（发行部电话：010–62035038）版权所有侵权必究《中国城市扩展遥感监测图集》编制人员总体设计：张增祥方案编制：张增祥赵晓丽刘芳遥感监测数据库：张增祥赵晓丽刘芳刘斌徐进勇胡顺光易玲温庆可李娜李敏敏施利锋史娟娟汪潇图形编辑：刘斌徐进勇胡顺光数据汇总：刘芳温庆可刘斌报告撰写：张增祥赵晓丽温庆可刘芳徐进勇易玲胡顺光李娜李敏敏施利锋遥感影像图：张增祥扩展过程图：温庆可刘芳徐进勇胡顺光年均扩展面积图：刘芳土地利用影响图：徐进勇刘芳胡顺光温庆可数据表格：刘芳温庆可图文统编：张增祥赵晓丽温庆可刘芳徐进勇【作者简介】张增祥，男，1963年3月生于河北。
遥感影像在城市绿地变化监测中的应用在当今城市化进程加速的时代，城市绿地对于改善城市生态环境、提升居民生活质量具有至关重要的作用。
而准确、及时地监测城市绿地的变化情况，对于城市规划、生态保护和可持续发展决策的制定具有重要意义。
遥感影像技术作为一种高效、大范围、多时相的数据获取手段，为城市绿地变化监测提供了有力的支持。
一、遥感影像技术简介遥感影像，简单来说，就是通过卫星、飞机等遥感平台上的传感器获取的地球表面的图像信息。
这些影像包含了丰富的地物特征和光谱信息，能够反映出不同地物的类型、分布和状态。
遥感影像具有多个显著的特点。
首先，它能够实现大面积同步观测，在短时间内获取大范围的地表信息，这对于监测城市这样的大面积区域非常有利。
其次，遥感影像具有多光谱和高光谱的特性，可以捕捉到不同波段的电磁波信息，从而区分出不同类型的植被和土地覆盖。
此外，遥感影像还具有多时相的特点，能够定期获取同一地区的影像，便于进行变化监测。
二、城市绿地变化监测的重要性城市绿地是城市生态系统的重要组成部分，它具有多种生态服务功能。
城市绿地可以吸收二氧化碳、释放氧气，改善空气质量；能够调节城市气候，降低气温、增加空气湿度；还能减少雨水径流，防止水土流失，减轻城市排水系统的压力。
然而，随着城市的快速发展，城市绿地面临着诸多威胁。
城市扩张导致大量绿地被侵占，用于建设住宅、商业和工业设施；不合理的城市规划和管理可能导致绿地分布不均、质量下降；此外，自然灾害和人为破坏也会对城市绿地造成损害。
因此，对城市绿地的变化进行监测，有助于及时掌握绿地的现状和变化趋势，为城市规划和管理部门提供决策依据，保护和优化城市绿地资源。
三、遥感影像在城市绿地变化监测中的数据获取为了有效地监测城市绿地变化，首先需要获取高质量的遥感影像数据。
目前，常用的遥感数据源包括卫星影像（如 Landsat 系列、SPOT系列、高分系列等）和航空影像。
卫星影像具有覆盖范围广、重访周期短、成本相对较低等优点。
中国城市扩张的遥感调查步骤先进中国正处于高速发展阶段，其中最显著的表现就是城市的迅速扩张，城市化几乎反映一个地区的开发和进步,也标志着一个时代的文化和文明。
对于城市扩张速度的研究有助于对城市现状、发展及规划有所评定。
要想获得城市的图像，遥感是最佳的方法。
日新月异更趋复杂的城市系统,需要航空和航天遥感来进行动态监测,而只有城市,才最具承担遥感监测和地理信息系统的高投入和高产出的人材和资金的能力。
一般情况下，遥感分辨率越高越好，能够详细显示城市的各个方面的景象。
对于城市遥感应选用可见光谱波段，空间分辨率，有时也需要采用红外遥感数据，来检测城市环境，可以采用quick bird遥感卫星，产品分辨率：全色波段分辨率0.61米，彩色多光谱分辨率2.44米。
标准景覆盖面积：272平方公里（基础产品）、64平方公里（标准产品）。
遥感数据的处理数据的校正处理:包括图像的辐射纠正：主要消除大气辐射的影响；几何纠正：主要消除由于各种原因如地球曲率、地球自转、遥感平台位置和运动状态、大气折射的影响等影响。
图像的几何配准:精校正：利用地面控制(GroundControlPoint,GCP)，通过建立目标空间与原图像空间的仿射变换关系，进行几何校正。
用地形图校正或用DEM进行校正，即与地形图配准。
主要是为了两幅图像所对应的地物吻合，方法是从两幅影像上选取一定数量的同名点，用多项式拟合的方法进行配准。
直方图调整：将两个时相的图像尽可能地调整成一致地直方图，使图像亮度值趋于协调，以便于比较。
遥感图像的监督分类遥感图像分类的本质就是根据每个像元在不同波段的光谱亮度、空间结构特征等,按照某种规则或算法将像元划分到不同类别的过程。
遥感图像的分类按人工参与程度可分为监督分类和非监督分类两大类。
由于监督分类可以根据不同的应用目的和研究区域的特点，有选择地决定分类地类别和选择训练样本。
扩展区域的提取通过典型变换，我们就可以得到差值图像。
---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---摘要随着我国经济发展和城镇化进程的推进，涌现出了一系列城市病。
城市建成区的信息，可以反映一个城市发展的概况，准确提取分析城市建成区信息是解决这些城市问题的关键。
本文以聊城市东昌府区2003，2018年2期Landsat 遥感影像数据为基础，采用监督分类和叠加分析技术对其进行了城市扩展监测。
研究结果表明：2003年到2018年东昌府区建成区面积增加了387.96km2，年增长率为25.86 km2/a，为东昌府区城市扩展监测和发展规划提供了数据支持。
关键词：Landsat遥感影像；东昌府区；监督分类；建成区扩展；AbstractWith the economic development and advancement of China's urbanization process, a series of problems keep emerging. The range of urban built-up information can reflect the general situation of a city's development, and the accurate extraction and analysis of urban built-up information is the key to the study of solving those city problems. The research based on Dong Chang Fu district of Liao Cheng Landsat remote sensing image data in 2003 and 2018, using the supervised classification and overlay analysis technology of image to monitor urban expansion. The results show that the built-up area of Dong Chang Fu district increased by 387.96 km2 from 2003 to 2018, with an annual growth rate of 25.86 km2/a, which provides data support for urban development planning in Dong Chang Fu district.Keywords:Landsat remote sensing image; Dong Chang Fu district; supervised classification; Expansion of built-up areas1引言在行政意义上，城市建成区是指市政区范围内经过征用的土地并实际建设发展起来的非农业的生产建设地段，包括市区集中连片的部分以及分散在近郊区与城市有着密切联系、具有基本完善的市政公用设施的城市建设用地（如水泥道路、机场、污水处理厂、通信电台）[1]。
遥感影像在城市建设用地监测中的应用在当今城市化进程不断加速的时代，城市建设用地的合理规划和有效监测变得至关重要。
遥感影像作为一种强大的技术手段，为城市建设用地的监测提供了丰富而准确的信息，成为了城市规划和管理领域的重要工具。
遥感影像具有覆盖范围广、获取信息快速、周期性强等显著优势。
通过卫星、飞机等平台搭载的传感器，可以在短时间内获取大面积的地表信息，包括土地利用类型、建筑物分布、道路网络等。
这些信息对于了解城市建设用地的现状和变化趋势具有重要意义。
在城市建设用地监测中，遥感影像的应用主要体现在以下几个方面。
首先，遥感影像能够用于城市建设用地的范围界定。
通过对影像的解译和分析，可以清晰地分辨出城市建设用地与非建设用地的边界。
不同的地物在遥感影像上呈现出不同的特征，例如建筑物的形状、色调和纹理与自然植被、水体等有明显差异。
利用这些特征，可以准确地勾画出城市建设用地的范围，为城市规划和土地管理提供基础数据。
其次，遥感影像可以监测城市建设用地的扩展情况。
通过对比不同时期的遥感影像，可以直观地看到城市建设用地的增加或减少，以及扩展的方向和速度。
这有助于及时发现城市无序扩张、违法占用土地等问题，为政府部门制定合理的土地利用政策和城市发展规划提供依据。
再者，遥感影像能够对城市建设用地的内部结构进行分析。
例如，可以了解不同功能区的分布，如商业区、住宅区、工业区等。
还可以分析建筑物的密度、高度和布局，评估城市建设用地的利用效率。
这对于优化城市空间布局、改善城市生态环境具有重要的指导意义。
此外，遥感影像在城市建设用地的动态监测中也发挥着关键作用。
通过定期获取遥感影像，可以实时跟踪城市建设用地的变化情况，及时发现新的建设项目和土地利用变化。
这有助于政府部门及时掌握城市发展的动态，加强对城市建设用地的监管，保障城市建设的有序进行。
为了更有效地利用遥感影像进行城市建设用地监测，需要一系列的技术支持和处理方法。
图像预处理是重要的第一步。
利用卫星遥感技术进行城市扩张监测与分析的案例分析随着人口的增加和城市化进程的加速，城市的不断扩张成为了当代社会的一个重要话题。
然而，城市扩张对自然资源的消耗和生态环境的破坏也带来了一系列的问题。
为了有效地监测和分析城市扩张对环境的影响，利用卫星遥感技术进行城市扩张监测与分析成为了一种有效的方法。
卫星遥感技术是指利用人造卫星获取地球表面上的信息。
通过卫星遥感技术，我们可以获取到高分辨率的影像数据，用来观测和分析城市扩张的情况。
在实际的案例分析中，我们以中国的某个城市为例，利用卫星遥感技术进行城市扩张监测与分析。
首先，我们使用卫星遥感技术获取到该城市一段时期内的高分辨率影像数据。
通过对这些影像数据的处理和分析，我们可以得到该城市在不同时间段的土地利用类型和分布情况。
接下来，我们使用遥感图像分类算法对影像数据进行分类。
通过将影像数据划分为建筑用地、耕地、森林等不同的土地利用类型，我们可以获得城市扩张的空间分布和趋势。
然后，我们可以计算不同土地利用类型的面积变化。
通过比较不同时间段的土地利用面积，我们可以得到城市扩张的速度和规模。
例如，我们可以发现城市扩张速度快的区域往往是经济发展较快的地区，而城市扩张规模较大的区域可能存在土地资源过度利用的问题。
除了土地利用面积的变化，我们还可以通过卫星遥感数据来分析城市扩张对生态环境的影响。
例如，通过对森林覆盖率、城市热岛效应、空气质量等因素的分析，我们可以评估城市扩张对生态环境的影响程度，从而提出相应的环境保护和规划建议。
最后，我们可以利用地理信息系统（GIS）技术对城市扩张的结果进行可视化展示。
通过将城市扩张的空间分布、土地利用类型和影响因素等图层叠加在地图上，我们可以直观地展示城市扩张的情况，从而为决策者提供科学的参考。
综上所述，在城市扩张监测与分析上，利用卫星遥感技术是一种高效且有效的方法。
通过该技术，我们可以获取到大量的数据，并从中提取出有价值的信息，为城市规划和环境保护提供科学依据。
中国城市扩张的遥感调查步骤先进中国正处于高速发展阶段，其中最显著的表现就是城市的迅速扩张，城市化几乎反映一个地区的开发和进步,也标志着一个时代的文化和文明。
对于城市扩张速度的研究有助于对城市现状、发展及规划有所评定。
要想获得城市的图像，遥感是最佳的方法。
日新月异更趋复杂的城市系统,需要航空和航天遥感来进行动态监测,而只有城市,才最具承担遥感监测和地理信息系统的高投入和高产出的人材和资金的能力。
一般情况下，遥感分辨率越高越好，能够详细显示城市的各个方面的景象。
对于城市遥感应选用可见光谱波段，空间分辨率，有时也需要采用红外遥感数据，来检测城市环境，可以采用quick bird遥感卫星，产品分辨率：全色波段分辨率0.61米，彩色多光谱分辨率2.44米。
标准景覆盖面积：272平方公里（基础产品）、64平方公里（标准产品）。
遥感数据的处理数据的校正处理:包括图像的辐射纠正：主要消除大气辐射的影响；几何纠正：主要消除由于各种原因如地球曲率、地球自转、遥感平台位置和运动状态、大气折射的影响等影响。
图像的几何配准:精校正：利用地面控制(GroundControlPoint,GCP)，通过建立目标空间与原图像空间的仿射变换关系，进行几何校正。
用地形图校正或用DEM进行校正，即与地形图配准。
主要是为了两幅图像所对应的地物吻合，方法是从两幅影像上选取一定数量的同名点，用多项式拟合的方法进行配准。
直方图调整：将两个时相的图像尽可能地调整成一致地直方图，使图像亮度值趋于协调，以便于比较。
遥感图像的监督分类遥感图像分类的本质就是根据每个像元在不同波段的光谱亮度、空间结构特征等,按照某种规则或算法将像元划分到不同类别的过程。
遥感图像的分类按人工参与程度可分为监督分类和非监督分类两大类。
由于监督分类可以根据不同的应用目的和研究区域的特点，有选择地决定分类地类别和选择训练样本。
扩展区域的提取通过典型变换，我们就可以得到差值图像。
前言
城市是国家的经济、政治、科技和文化教育中心，聚集了高密度的人口和高强度的社会经济活动，是人类活动对自然影响最为强烈和最为集中的地方。
城市扩展是城市化过程以及城市土地利用变化最为直接的表现形式之一，是城市化过程空间布局与结构变化的综合反映，已经成为国内外城市发展研究中的热点领域。
随着城市化与城市经济的快速发展，城市建设空前活跃，城市在空间上不断扩张蔓延，城市用地供需矛盾越来越尖锐。
研究表明，城市空间扩展引发的一系列社会、经济、环境问题，对城市环境中景观美感、能量效率、人类健康以及生活质量等具有日益明显的负效应。
如何推进城市发展与生态环境保护的和谐，已经成为可持续发展研究中亟待解决的问题。
根据对20世纪80年代后我国土地利用的遥感监测与研究，“改革开放”以来社会经济持续高速发展，导致我国土地资源的利用方式和强度发生了显著变化，包括城市用地在内的建设用地规模增大是土地利用变化中最显著的特点。
我国正处于快速城市化阶段，尤其是大、中城市长期处于高速扩张状态，且城市间存在显著差异。
国内外不乏对我国城市扩展的研究，但从群体上对不同地区、不同类型和不同规模城市的研究还有待加强，对城市扩展过程及其区域土地利用影响方面的研究也存在不足。
随着遥感技术的发展，不同分辨率、多时相的遥感数据得到越来越广泛的应用，这些数据真实记录了过去40年来的地球表层变化，为监测城市扩展过程奠定了基础。
我国自20世纪70年代以来，城市用地呈现出日益扩张的状态，并且在未来相当长的时期内，我国城镇化建设和美丽中国建设是社会经济建设的核心内容之一。
城市扩展关系到城市的健康发展，也关乎耕地保护、生态文明建设和中国的可持续发展，已经成为当代中国社会备受关注的热点问题之一。
随着我国新型城镇化战略的实施，进行我国城市扩展的监测研究具有更强的现实意义。
中国科学院遥感与数字地球研究所长期坚持进行中国土地利用的遥感监测研究，并选择城市扩展为剖析土地利用时空特点的核心内容。
2005年，选择4个直辖市、28个省会（首府）和香港、澳门等34个城市，完成了城市扩展遥感监测与分析，编写并出版了《中国城市遥感监测》。
2009年，与中国发展研究会合作，增补了26个其他城市，完成了60个城市扩展的遥感监测与分析，相关内容支持了《中国发展报告2010-促进人的发展的中国新型城市化战略》的出版。
2013年，在中国科学技术部国家遥感中心“全球生态环境遥感监测2013年报”编制工作的统一安排下，组织实施了“全球生态环境遥感监测2013年度报告·中国主要城市扩展遥感监测”的编写，系统地开展了中国60个城市自20世纪70年代至2012年的扩展过程及其土地利用影响监测与分析。
《中国城市扩展遥感监测图集》编制过程中将监测时段延伸到了2013年。
《中国城市扩展遥感监测图集》包括上、下两篇。
上篇“中国城市扩展遥感监测及其时空特点”系统总结了中国城市扩展的整体特点，分析了不同类型、不同规模和不同地域城市扩展的时空差异，揭示了城市扩展的主要土地来源。
其中，第一节“城市扩展
遥感监测”由张增祥、刘芳、李娜等撰写，第二节“城市扩展的总体特点”由温庆可、张增祥、刘芳等撰写，第三节“不同类型城市的扩展”由徐进勇、温庆可、李敏敏等撰写，第四节“不同规模城市的扩展”由刘芳、李敏敏、施利锋等撰写，第五节“城市扩展的地域差异”由易玲、胡顺光、徐进勇等撰写，第六节“城市扩展的土地利用影响”由赵晓丽、刘芳、胡顺光、温庆可等撰写，第七节“中国城市扩展特征”由张增祥、赵晓丽、徐进勇、温庆可、刘芳等撰写。
下篇“20世纪70年代至2013年中国城市扩展过程”采用图、表和影像方式展现60个城市的扩展特点，包括城市扩展的个体特点及其建成区用地规模、扩展速度、空间形态和土地来源等。
其中，北京市、天津市、石家庄市、唐山市、南京市、无锡市、济南市和青岛市等8个城市的扩展特征由刘芳撰写，上海市、太原市、呼和浩特市、哈尔滨市、郑州市、拉萨市、日喀则市和西安市等8个城市的扩展特征由赵晓丽撰写，重庆市、合肥市、福州市、厦门市、成都市、贵阳市和台北市等7个城市的扩展特征由胡顺光撰写，大同市、杭州市、广州市、深圳市、珠海市、南宁市、海口市、昆明市、香港和澳门等10个城市的扩展特征由徐进勇撰写，沈阳市、大连市、长春市、齐齐哈尔市、长沙市和南昌市等6个城市的扩展特征由温庆可撰写，阜新市、蚌埠市、丽江市、武威市和克拉玛依市等5个城市的扩展特征由李敏敏撰写，宁波市、武汉市、兰州市、西宁市、银川市和乌鲁木齐市等6个城市的扩展特征由易玲撰写，宜昌市、湘潭市、衡阳市、防城港市和南充市等5个城市的扩展特征由施利锋撰写，包头市、赤峰市和吉林市等3个城市的扩展特征由李娜、李敏敏共同撰写，徐州市和枣庄市等2个城市的扩展特征由李娜、施利锋共同撰写。
北京市、天津市、上海市、石家庄、唐山市、呼和浩特市、哈尔滨市、南京市、无锡市、济南市、青岛市、拉萨市、日喀则市、西安市和乌鲁木齐市的城市扩展过程图、城市扩展的土地利用影响图由刘芳制作，太原市、大同市、杭州市、郑州市、衡阳市、广州市、深圳市、珠海市、南宁市、防城港市、海口市、南充市、昆明市、香港和澳门的城市扩展过程图、城市扩展的土地利用影响图由徐进勇制作，沈阳市、大连市、阜新市、长春市、齐齐哈尔市、宁波市、蚌埠市、南昌市、武汉市、丽江市、兰州市、武威市、西宁市、银川市和克拉玛依市的土地利用影响图由温庆可制作，重庆市、包头市、赤峰市、吉林市、徐州市、合肥市、福州市、厦门市、枣庄市、宜昌市、长沙市、湘潭市、成都市、贵阳市和台北市的城市扩展过程图、城市扩展的土地利用影响图由胡顺光制作。
60个城市的年均扩展面积图、建成区面积表、建成区动态及其土地利用影响表由刘芳制作，张增祥进行统一修编。
60个城市的遥感影像图由张增祥统一制作。
《中国城市扩展遥感监测图集》的编制方案和写作纲要由张增祥设计，全书统稿由张增祥、赵晓丽、刘芳、徐进勇、温庆可等共同完成。
我国城市数量众多，难以逐一展现。
60个城市扩展的遥感监测与分析众人分担，如有疏漏或不当，敬请批评指正。
张增祥
2014年6月。
