上海城市用地扩展强度、模式及其空间分异特征

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1、第%+卷第&期自然资源学报!"#$%&’"$(!""#年N月EFGHIJKFLIJMGHJKH51FGH/51)*#+,-../上海城市用地扩展强度、模式及其空间分异特征李晓文%O!O方精云%O朴世龙%(%C北京大学环境学院，北京%""+N%；!C中国科学院地理科学与资源研究所，北京%""%"%,摘要：基于多时段MP遥感影像资料，通过有关城市扩展度量指标和网格样方法等空间分析手段的综合应用，论文对上海地区城市扩展规模、强度和空间分异特征进行了研究，结果表明：!上海市区各时期城市用地扩展相对集中于宝山$

2、闵行、嘉定$浦东等方向，并分别构成城市扩展的南北轴向和东西轴向，不同时期各轴向城市用地扩展性质和强度有明显差异，从而使各时期城市扩展表现为以城镇用地为主（%’+N3%’’"）到城镇用地与工业开发区并存（%’’"3%’’Q）以及以工业开发区扩展为主（%’’Q3!"""）的形式；"整个上海地区城市化扩展模式在不同时期也发生了很大变化，由较简单的以中心市区及周边区域为主的“单核扩展”为主的模式，逐渐转变为较复杂的包括中心城区、卫星城、郊区城镇以及交通干道等周边区域的“多核扩展”和“点—轴扩展”模式，整个区域

3、城市网络体系发育得更为完善，城市土地利用的功能也由简单趋于复杂和多元化；#从城市土地利用扩展的两种类型看，城镇用地与新开发区的扩展规模和速度及对城市土地利用扩展的贡献率等数量特征各时期存在着极为显著的差异。关键词：上海地区；城市用地；扩展强度与模式；空间分异；网格样方法中图分类号：L#"%C!&文献标识码：J文章编号：%"""$#"#N(!""#,"&$"&%!$%%上海地区是我国近%"年来城市化过程最为剧烈的地区，其快速城市化过程为相关的研究提供了良好的素材R%3NS。目前，从人文地理、城市地理角度

4、，对上海城市空间结构及其功能演化等方面的研究较多，而对其城市化过程的另一方面，即城市用地扩展的规模、强度、模式等方面的研究则不多见，而城市用地扩展的时空特征是城市内部空间结构及其功能不断完善和发展的基础。本研究利用&期MP45MP遥感数据，依托)T1技术对%"多年来上海地区城市扩展时空特征进行分析和描述，为进一步城市化过程的机制研究提供依据。%研究区域和研究方法!"!研究区域由于本研究关注的是上海地区城市化过程及其相关的土地利用问题，故选择以上海市区为中心，包括周边大部分郊县城市化最为剧烈的区域为研究

5、对象。采用固定样窗法，以上海中心市区为中心，在其城市化过程最典型的区域内设置矩形固定样窗，观察不同时期该区域内土地利用的变化状况（图%）。固定样窗总面积为Q!Q"U7!(NQU7VN"U7,，占上海市辖区总面积的+"W以上，包括上海市行政区域内大部分的陆域（不包括崇明岛以及金山区和奉贤县靠近海岸的部分区域）。收稿日期：!""#$"%$!%；修订日期：!""#$"&$"’。基金项目：国家重大基础科研发展项目()!""""&*+"%,；中国科学院知识创新工程重要方向性项目(-./0.$12$#%+$"#,

6、。第一作者简介：李晓文(%’*+3,，男，副研究员，主要从事人地关系及景观生态学、土地利用4土地覆盖等方面研究，发表有关论著!"余篇。56789:;:9<=>9?@ABBC8DCDA!期李晓文等：上海城市用地扩展强度、模式及其空间分异特征!&.图&研究区的地理位置与范围;<=>&"?@ABCDE

7、年（,***年）的卫片进行几何校正，并完成图幅间的拼接。然后以校正后的图幅为基准，采用.次多项式及最近邻域插值法对其他.个时期的/幅卫片分别进行了图幅间的配准和拼接，经检验配准误差控制在&0,个像元之内。最后，在几何校正及配准后的遥感图像上分别提取矩形样窗所代表的研究区域（+,+*12,）。采用光谱直接分类法，通过目视解译对各时期遥感影像进行监督分类，并提取两类城市土地利用类型，即：城镇用地（主要为高密度居住用地和其他城市用地类型）与新开发区（以工业用地形式为主，包括部分建筑密度较低的城市新区）。!"

8、$城市土地利用扩展特征的度量指标——城市扩展强度指数%&’()*+,)-+.*/*-0*1+-2/*3045!""6本文采用城市扩展强度指数%!""-用以比较不同研究时期城市土地利用扩展的强弱和快慢，其实质就是用各空间单元的土地面积对其年平均扩展速度进行标准化处理，使不同时期城市土地利用扩展的速度具有可比性3(4。!""#5$0$6%73%!&’#5$6%、8!&’#5$-9%4:&**9(&’#（&）式中，!""#5$0$6%、!&’#5$6%、!&’