Αξιολόγηση της αστικής επέκτασης και αλλαγής χρήσεων γης στη Shijiazhuang στην Κίνα, με χρήση GIS και τηλεπισκόπησης

Από RemoteSensing Wiki

Αναθεώρηση της 07:06, 13 Μαΐου 2014

Αντικείμενο Εφαρμογής: Ανίχνευση μεταβολών αστικής γης Πρωτότυπος Τίτλος: «Evaluating urban expansion and land use change in Shijiazhuang,China, by using GIS and remote sensing» Συγγραφείς: Jieying Xiaoa, Yanjun Shenb, Jingfeng Gec, Ryutaro Tateishia, Changyuan Tanga, Yanqing Liangd, Zhiying Huange Πηγή:ELSEVIER, Landscape and Urban Planning 75 (2006) 69–80 Λέξεις Κλειδιά: GIS, τηλεπισκόπηση, αλλαγή κάλυψης γης, αστική επέκταση, TM, Shijiazhuang

Αυτή η εργασία παρουσιάζει μια ολοκληρωμένη μελέτη των τάσεων αστικοποίησης στην πόλη Shijiazhuang , Hebei επαρχία της Κίνας , με τη χρήση Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών ( GIS) και τηλεπισκόπησης. Η μελέτη διερευνά τις χρονικά και χωρικά χαρακτηριστικά της αστικής επέκτασης την περίοδο 1934-2001 , και την αλλαγή χρήσεων γης / κάλυψης την περίοδο 1987-2001. Οι χωρικές κατανομές των αστικών ανάπτυξης μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις τύπους : ειδικούς στόχους προσανατολισμό , τύπου κοινωνική - πολιτική παρέμβαση , και η κανονική αστική τύπο ανάπτυξης.

Οι στόχοι της παρούσας μελέτης είναι :

• να διερευνήσει τις χρονικά και χωρικά χαρακτηριστικά της αστικής επέκτασης σε 70 χρόνια
• να εντοπίσει και να αξιολογήσει τις χρήσεις γης και την αλλαγή της κάλυψης γης λόγω της αστικοποίησης μεταξύ του 1987 και του 2001, και να δημιουργήσει τελικά χάρτες κάλυψης γης
• να αναλύσει τους κύριους παράγοντες που διέπουν την αστικοποίηση και τις χρήσεις γης και την αλλαγή του κάλυψης γης.

Δεδομένα

Σε αυτή τη μελέτη, πολυετή κοινωνικο-οικονομικών στατιστικά δεδομένα, πολύχρονικοι χάρτες της πόλης, και δύο σκηνές της δορυφορικής πολυφασματικής εικόνας συλλέχθηκαν για την αξιολόγηση των χρονικών και χωρικών χαρακτηριστικών της αστικής επέκτασης κατά την περίοδο 1934-2001 και των χρήσεων γης.

Επεξεργασία χαρτών

Οι πέντε χάρτες των διαφόρων ιστορικών περιόδων μετατράπηκαν σε ψηφιακοί και επεξεργάστηκαν με λογισμικό GIS (MapInfo5.0) και μετατράπηκαν σε “Universal Transverse Mercator” χάρτη προβολής. Ο τοπογραφικός χάρτης του 1981 χρησιμοποιήθηκε ως χάρτης-βάση. Τα σύνορα της αστικής περιοχής στις διάφορες περιόδους προσδιορίστηκαν για τον υπολογισμό του ρυθμού επέκτασης. Το ΣΧ. 2 δείχνει την αστική περιοχή της πόλης Shijiazhuang σε διαφορετικές ιστορικές περιόδους. Η χρήση των ιστορικών χαρτών για να εξαχθούν τα όρια της πόλης, έτσι ώστε να διερευνηθούν τα πρότυπα της αστικής επέκτασης είναι σχετικά απλή και μπορεί να συλλέξει πληροφορίες από τα προ-δορυφόρου χρόνια. Ακόμα κι αν μπορεί να έχει κάποια πιθανά σφάλματα στην ακρίβεια, επειδή οι χάρτες έχουν καταρτιστεί με διάφορους βαθμούς ακρίβειας, η επίδραση αυτής της μεταβλητότητας θα είναι ελάχιστη λόγω των σχετικά χονδρών κλιμάκων χρόνου που χρησιμοποιούνται στην παρούσα μελέτη.

Ετήσιος ρυθμός ανάπτυξης των αστικών περιοχών

  Προκειμένου να αξιολογηθεί η χωρική κατανομή της έντασης της αστικής επέκτασης,  προσαρμόσαμε ένα δείκτη που ονομάζεται ετήσιος αστικός ρυθμός ανάπτυξης ( AGR ) για την αξιολόγηση της ταχύτητας «αστικοποίησης» ανά μονάδα επιφάνειας . Ορίζεται ως εξής :

AGR =[ ( UAn+i – Uai ) /nTAn+i ] × 100%

όπου Tan + i είναι η συνολική έκταση της μονάδας στόχου και πρέπει να υπολογίζεται κατά τη χρονική

              στιγμή της i + n.

Uan + i και UAI είναι η αστική περιοχή ή κατοικημένη περιοχή στη μονάδα στόχου κατά το χρόνο i + n και θ , αντίστοιχα, και το η είναι το χρονικό ή περίοδος υπολογισμού (σε έτη).

Δορυφορική εικόνα (προ-επεξεργασίας)

Δύο σκηνές από εικόνες Landsat συλλέχθηκαν για την ανάλυση των χρήσεων γης της αλλαγής της κάλυψης γης μεταξύ των ετών 1987 και 2001. Η μία ήταν Landsat 5 TM εικόνα και καταγράφηκε στις 29, Ιουνίου, 1987 και η άλλη ήταν Landsat 7ETM + εικόνα και καταγράφηκε στις 10 Μαΐου του 2001. Και οι δύο εικόνες είναι χωρίς σύννεφα. Πρώτον, η εικόνα το 1987 διορθώθηκε γεωμετρικά στο Universal Transverse Mercator σύστημα προβολής του χάρτη. Στη συνέχεια, η εικόνα το 2001 επίσης γεω-κωδικοποιήθηκε και ταίριαξε στην εικόνα TM με το συνολικό σφάλμα RMS του λιγότερου από το μισό-εικονοστοιχείο. Και οι δύο εικόνες διήθηκαν με 3 × 3 διάμεσο πυρήνα ώστε να αποκλειστεί ο θόρυβος.

Χρήσεις γης καιταξινόμηση της κάλυψης γης

Πριν την ταξινόμηση της κάλυψης γης, μια 9-κλάσεων ταξινόμηση (Μέγιστης Πιθανοφάνειας) σχεδιάστηκε με την εξέταση των ιδιοτήτων των χρήσεων γης της περιοχής μελέτης. Σύμφωνα με το χάρτη χρήσεων γης του 1991 και του μεγάλης κλίμακας χάρτη του 2001, δημιουργήσαμε δύο σειρές δειγμάτων εδάφους αλήθειας για κάθε εικόνα, ένας εκ των οποίων χρησιμοποιείται ως σύνολο δεδομένων εκπαίδευσης και ο άλλος χρησιμοποιείται ως στοιχείο για τις δοκιμές που καθορίζονται για την εκτίμηση της ακρίβειας.