基于遥感和GIS的城市景观格局演变与水文效应关系研究

随着工业化与城市化步伐的加快，城镇建设用地高速扩张，带来一系列城市生态问题，尤其是城市湿地大面积萎缩,功能随之退化,城市水文效应呈显著增强趋势。本研究将以无锡市为研究区，以生态环境遥感、生态学理论和城市水文学理论为基础，基于多时相Landsat TM/ETM+卫星影像和航空遥感影像，构建基于地物波谱特征和专家知识的决策树分类模型，对城市景观进行分类，提取不透水层和湿地等专题信息，解译得到城市多年土地利用、植被指数、地表亮温、湿地分布、不透水面分布等专题图。在此基础上研究：①城市土地利用、植被覆盖、湿地格局和地表亮温等景观指数的空间异质性分析，挖掘景观格局指数集合对城市水文效应的解释能力；②定量研究城市景观格局演变与水文过程之间的关系，探索城市空间开发历程和人类活动强度影响的景观变化差异对降水、径流变化的作用。③仿真城市发展情景模式，运用水文分析模型，预测城市景观格局与水文效应变化的趋势。

随着工业化与城市化步伐的加快，城镇建设用地高速扩张，带来一系列城市生态问题，尤其是城市湿地大面积萎缩，功能随之退化，城市水文效应呈显著增强趋势。本研究以无锡市为研究区，以生态环境遥感、生态学理论和城市水文学理论为基础，基于多时相Landsat TM/ETM+卫星影像和航空遥感影像，构建基于地物波谱特征和专家知识的决策树分类模型，对城市景观进行分类，提取不透水层和湿地等专题信息，解译得到城市多年土地利用、植被指数、地表亮温、湿地分布、不透水面分布等专题图。在此基础上研究：.①研究区解译得到了1989、1999和2010年3景土地利用专题图；以多期遥感影像为主要数据来源，结合社会经济数据，采用土地利用变化模型和土地利用转移矩阵方法对无锡市城镇建设用地时空特征和扩展驱动因素进行了分析。结果表明：无锡市城镇建设用地发展经历了由点到面、由中心向外围环形扩展的过程。1989- 2010年间，耕地的变化幅度最大，面积减少了2012.59km2；城镇建设的土地利用变化率为8.59%，主要由耕地和村镇转化而来；林地的土地利用变化率为13.43%，增加了671.12 km2，主要由耕地转变而来。城市扩展的驱动因素中，政策导向起到首要的引导作用，经济增长成为直接拉动因素，人口增长是间接的推动因素。.②城市土地利用、植被覆盖、湿地格局和地表亮温等景观指数的空间异质性分析，挖掘景观格局指数集合对城市水文效应的解释能力；定量研究城市景观格局演变与水文过程之间的关系，探索城市空间开发历程和人类活动强度影响的景观变化差异对降水、径流变化的作用。.③仿真城市发展情景模式，运用水文分析模型，预测城市景观格局与水文效应变化的趋势。基于系统动力学模型SD模拟了在现状延续型、经济发展型、节水型、协调发展型4种方案条件下2005~2025年无锡市水资源承载能力的动态变化，模拟了水污染指标在一定时间的指标序列数据。