摘  要：夜间灯光数据近年来被广泛地应用于经济与人口密度估算以及城镇空间扩展的研究。本研究利用DMSP/OLS夜间灯光影像，通过二分阈值法提取了1996-2010年苏州大市范围内城镇建成区地域边界并由此展开研究，揭示了苏州城市地域扩张的时空规律和扩展模式。结果表明：1996-2010年苏州市城市建成用地扩张方向呈现出以苏州市中心城区逐步与昆山相连的面状发展模式，扩张方向受上海经济辐射影响表现为由西向东扩展。在苏州市城镇化扩张过程中，城市建成区面积越来越大，不同县级城市之间的聚集程度也越来越高。乡镇斑块形状由原来的零星点状分布逐渐向外围扩散。

关键词：DMSP/OLS，城市扩张，阈值法，苏州市

Abstract:Night lighting data have been widely applied in recent years to the study of economic and population density and urban spatial expansion. In this study, using the DMSP/OLS night light image, the two threshold method was used to extract the regional boundary of the urban built-up area of Suzhou for 1996-2010 years, and the study was carried out to reveal the spatial and temporal pattern and expansion pattern of the urban regional expansion in Suzhou. The results show that the expansion direction of urban built-up area in Suzhou city in the past 1996-2010 years shows a face like development model connected with Kunshan in downtown Suzhou, and the expansion direction is expanded from west to east by the influence of Shanghai's economic radiation. In the process of urbanization expansion in Suzhou, the built-up area of cities is becoming larger and larger, and the degree of aggregation between different county-level cities is getting higher and higher. The patch shape of villages and towns gradually spread from the original sporadic distribution to the periphery.

Keywords: DMSP/OLS, urban expansion, threshold method, Suzhou

目  录

1  引言 4

2  研究过程 5

2.1 研究区概况 5

2.2 数据来源 5

2.3 研究方法 7

2.3.1 经验阈值法 7

2.3.2 参考比较法 7

2.3.3 空间分析法 7

2.4 技术路线 8

3  苏州市城市扩张分析 8

3.1 城市建成区范围提取 8

3.2 城市扩展方向分析 9

3.2.1 时间尺度扩展特征 9

3.2.2 城市扩展模式分析 10

3.3 城市扩张特征分析 11

4  苏州市城镇扩张影响因素 11

4.1 经济增长 11

4.2 人口增长 12

4.3 交通线的发展 13

4.4 政策扶持 13

结 论 14

参考文献 15

致 谢 18

1  引言

城市扩张状况能够直观地反映出一个地区的人口密度、城镇化水平以及经济发展规模等一系列社会指标。作为经济社会发展的重要依据，城市的规模是否合理、分布结构是否完善，直接关系到城市体系功能的发挥和竞争力提升。因此，研究城市扩张对于全面提升地区区域竞争力和影响力具有重大现实意义。

不同于传统传感器如LANDSAT、AVHRR 和SPOT，它们的工作原理通常是利用地物对太阳光的反射特征来监测地物信息，一般只适合在有太阳光的白天工作。DMSP/OLS 夜间灯光数据的传感器却能够检测到低强度的城市灯光，除此之外，它还具有与 AVHQQ 相近的时空分辨率，比较适合对城市化进程进行动态监测[1][2]，可以更加真实地反映出人类的行为活动，这对于研究城市空间格局的演化、提取城市扩张形态以及城市中心转移等方面具有重要的意义。除此之外，由于长时间序列的DMSP/OLS夜间灯光影像数据兼具经济性和时效性[3]，并且时空跨度和空间覆盖范围也较为广泛，所以近年来，该数据也被广泛地运用于经济活动评价[4-6]、人口密度估算与监测[7-9]、光污染灾害评价[10]等方面。

如今，国内外通过利用 DMSP/OLS 夜间灯光数据对城市空间扩展等方面进行的研究也逐步走向成熟，如昌亭、吴绍华[11]利用灯光数据对长三角城市群地域扩张的时空特征进行实例分析；李靖业等[12]提出了一种基于NDVI修正的阈值提取法，利用景观格局指数、重心迁移模型等方法，系统分析了近16年武汉城市扩张的时空特征；占欣等[13]利用Landsat遥感影像数据和夜间灯光数据为基础运用GIS和RS分析手段通过城市扩张速度、全域空间自相关系数、弹性系数等指标对城市扩展过程中的时空特征、形态演变及其与经济发展之间的协调性进行测度。以上研究都充分证明了基于该数据提取城镇空间信息的可行性和科学性。