基于遥感与GIS技术的城镇体系空间特征的分形分析.doc

基于遥感与gis技术的城镇体系空间特征的分形分析【摘要】如今我们国家发展飞快，但是人口加剧城镇土地不断扩展但是又遇到了土地资源越来越少的问题，所以说就必须要更好的进行城镇空间特征的分型分析才能够为城镇规划，国家城镇化发展规划提供有效的数据基础保证。本文主要就是以绍兴市为例子，通过资料分析的方法来对基于遥感与gis技术的城镇体系空间特征分析做了一个简要的探究。【关键词】城镇空间；遥感；gis；分型分析一、前言随着电子信息的技术的高速发展确实为我们各个领域都带来了许许多多的好处，其中也为遥感技术和gis技术带来了很多的发展空间；也正是因为遥感技术的快速发展以及gis技术的快速发展，我们的地理信息采集科学技术也就得到了快速的发展，为如今的国家地理信息分析以及城市城镇的分型分析工作带来了更多的手段，加快了国家城市化发展的速度。二、基于遥感的gis技术概述简单的说基于遥感技术的gis技术也是新的一种，依靠先进计算机技术尤其是硬件技术的支持，进行地理信息采集的技术，这样一种技术能够有效地对地信息进行采集分析，储存等等，而且能够对这些数据进行合理的表达，对于一个城市的规划工作来说，重要的就是通过准确的地理数据信息进行的城市发展决策计划，所以说gis的应用也有着极高的必要性，如今的gis技术开始在越来越多的国家地区发挥作用了，我们国家也已经在很多城市的规划过程中应用了基于遥感技术的gis技术。其中最gis技术在城市规划城镇分型分析工作中的几个主要的功能：1、gis技术能够发挥有效的数据管理的功能，而且这个数据管理的功能不仅仅是地理信息这样的单一信息管理，而是包含了城市发展的社会信息经济信息等广阔的综合信息管理；能够对不同的数据类型应用不同的处理软件进行数据的处理，进行数据的关联从而为规划分析工作提供最为有效的支持。2、gis技术也展现出其十分强大的数据分析功能，能够对所得到的所有数据进行准确科学的分析，能够对海量的信息进行更为准确的把握，从而为城市的规划和分型分析工作带来帮助。3、gis技术的数据处理成果表达功能也非常的成熟，而且gis技术的成果表达非常准确形象生动对于地理信息的描述同样能够准确的进行，同时能够实现一些三维模拟的功能，加之和多种多媒体手段都能够有效的结合从而能够提高gis技术的作用效果。三、gis技术的城镇体系空间特征的分形分析过程1、建立地理信息属性数据库 在利用gis技术进行城镇的分型分析时，由于能够采集的数据量是非常巨大的，所以说必须要对这些数据归以一个属性，才能够有效的进行分析工作，gis的城镇分析分析中主要就是把这些数据都分为“点线面”这三种类型，以为城镇的分型分析数据中，主要就是这样的三种类型数据，然后通过不同属性的数据进行不同的分析就能够得到准确的数据，最后再把得到的数据进行总和，进行筛选，也就能够得到有效的信息，对于城镇分型分析所需要的地理信息，人文信息，还有经济社会信息都进行相应的处理，然后进行数据的分属性储存建立数据库，为后续的遥感与gis分析分析工作打下基础。2、空间辅助分析 由于遥感技术和gis技术虽然发达可利用面广，但是还是存在一定的局限性和不足之处，所以说在进行城镇的分型分析工作中不能单一的依靠gis技术和单一的一开遥感技术，要在他们充分结合的基础上，结合其他的一些技术手段来进行数据的分析工作，所以主要就是需要利用以下的一些手段辅助gis技术和遥感技术对城镇体系空间进行分型分析：首先就是必须要利用到计算机技术，利用其分析显示，还有制图和数据处理的功能，更好地来处理和表达分型分析的结果；然后就是能够有效地通过gis技术来分析整个城镇空间的分布类型，来了解城镇的分布情况，能够对城镇的聚集性进行很好的分析和判断。3、规划成果的编制 对于一个城镇体系空间分型分析工作来说，重要的就是通过调查到的数据来进行一个成果的编制工作，主要的编制过程就是以下的一个内容：（一）基础资料的收集：主要就是对所有的基础数据结果进行整理收集，收集的资料要丰富要全面才能够反应一个城镇的体系空间的情况，才能够尽可能准确的帮助到后续的工作。（二）背景图层建立工作：要对收集阶段收集到的所有资料进行一个分析扫描，尤其是遥感摄影得到的图像数据都必须要进行仔细的扫描，要利用一些图像处理软件对这些扫描图像中的瑕疵进行处理，保证能够满足gis软件的使用需求，建立一个合适的背景图层再开始进行数字化的处理工作。（三）利用图层间的拓扑叠加初步生成目标图件：因为gis数据不是简单地图纸分析而是一个空间数据的处理，所以不是单一的而且不同的数据有着不同的文件，所在不同的结构，所以必须要按照准确的顺序进行准确的叠加才能够保证数据运用的合理和数据使用的有序。（四）信息数据反馈的修改;由于得到的这样一些数据其中有很多都是处于一个变化的过程，儿研究人员又不可能面面俱到无一遗漏，所以就有可能产生一定的错误，那就需要实时进行数据的反馈修改，保证gis分析的准确性和实效性。四、以绍兴市为例的基于遥感与gis技术的城镇体系空间特征的分形分析1、城镇空间信息的提取首先是绍兴的简介：绍兴位于中国的东南沿海地区距离上海也不过230公里，自古以来就是中国的历史文化名称，截止2010年绍兴一共有超过400万人口，总占地面面积超过了8200平方公里，市区的面积也超过300平方公里。但本文所选取的遥感和gis调查资料为1998年时的遥感资料，当时绍兴的城市化水平33%，共有103个城镇在市区内。资料选取的是1985年和1998年的遥感数据，通过两次的摄影影响分析来进行的数据处理，采用1:50000的地图来进行的影像几何修正，和数字化处理。所选用的城镇信息提取模型如下：对所有的数据进行处理和矢量化处理，再进行了修正以后得到了如下的城镇空间信息图：其中右图为1985年的绍兴城镇空间信息图，左图为1998年。2、城镇空间结构特征的分形分析由于聚集维数和空间关联维数能够满足本文的需要，所以就选用这两个为维数进行分析公国，来体现绍兴城镇发展分布的趋势，也就能够有效的展现空间地理体系的信息。（一）聚集维数采用的是回旋半径法来分析绍兴的城镇体系分布，所得到的随机分形维数也就是聚集维数，公式如下：其中：由lnn(r)ln(r)的对数线性回归即可求得d。实际测算中考虑到r的单位影响,定义平均半径rs代替r。公式：通过计算得到了以下的数据：年份样本数分形维数d相关系数rf检验值1985291.36040.99273683.711998271.75190.98782026.35这说明绍兴的城镇结构趋于均匀优化，城市的分布更加均匀。也得到了绍兴市的城镇体系的随机聚集特征图，如下：（二）关联维数通过关联维数也就能够了解空间各个结构之间的管理按情况，主要的关联模型公式如下：但为了方便利用以下公式进行计算：从而得到了以下的数据：年份样本数分形维数d相关系数rf检验值1985201.14450.9587418.26031998201.1480.964482.34同样的得到了空间关联维数图：这就说明绍兴市的城镇的核心要素在不断地向市中心进行聚集，也向着重要的交通要道萧勇公路和铁路开始聚集。3、城镇空间形态特征的分析城市形态的变化,是城市发展过程中空间布局和结构变化的综合反映，可通过公式计算：其中：得到空间形态的分形维数：年份样本数分形维数d相关系数rf检验值1985291.3430.966763.71998271.5880.965681.3结合以上所有数据（具体分析过程不做详细介绍）最后通过分析得到了：绍兴市加快城市化进程，新的经济发展环境下,全市经济高度增长,促进了产业规模的扩大和产业结构的调整,引起了城市迅速向外延伸和膨胀。五、结束语通过本文对遥感和gis技术使用下的，绍兴市的资料调查式的城镇体系空间分心分析来看，绍兴市的的城镇体系空间结构是非常合理的；但是绍兴市的发展越来越迅速，所以依旧在发展越来越复杂而城市稳定性越来越低的一个发展走向中在发展，但是城镇化的发展又确实难以离开这样的一个格局；不过确实也从研究中看到利用遥感和gis技术越是能够对城镇的体系空间分心分析工作带来巨大的帮助，遥感和gis技术在未来确实有很大的利用空间价值。参考文献1 高翔,宋相奎. 分形理论视角下的无棣县城镇体系随机聚集度研究j. 西北师范大学学报(自然科学版). 2010(06) 2 陈玲玲. 基于gis的安徽省交通网络可达性研究j. 科技创新导报. 20