基于歷史衛(wèi)星遙感影像對(duì)城區(qū)空間形態(tài)演變的研究

張現(xiàn)峰 劉乾忠 宮昌華 楊先連 錢淑君 肖艷麗 郭志謙

摘要：基于濰坊市近50年來(lái)歷史遙感影像，通過(guò)人機(jī)結(jié)合的方式，對(duì)歷史影像進(jìn)行中心城區(qū)范圍提取，并開展面積變化、擴(kuò)張速度和擴(kuò)張強(qiáng)度、緊湊度、分形維數(shù)、重心遷移等相關(guān)指數(shù)的統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)濰坊市中心城區(qū)擴(kuò)張的歷史演變規(guī)律。通過(guò)提取水系、道路等城市發(fā)展相關(guān)要素，分析對(duì)其歷史變化情況進(jìn)行專題分析，以此為城市發(fā)展和規(guī)劃提供數(shù)據(jù)和決策支撐。研究發(fā)現(xiàn)，濰坊市中心城區(qū)的空間形態(tài)演變規(guī)律初期向東側(cè)發(fā)展，與寒亭區(qū)、坊子區(qū)形成三角狀星型結(jié)構(gòu)。后發(fā)展形成東西一體相連的單中心城區(qū)結(jié)構(gòu)，最終形成濰坊市中心城區(qū)東西、南北十字結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞：遙感影像；空間形態(tài)；歷史演變；動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；山東濰坊

中圖分類號(hào)：P208

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??? doi：10.12128/j.issn.1672-6979.2023.07.007

引文格式：張現(xiàn)峰，劉乾忠，宮昌華，等.基于歷史衛(wèi)星遙感影像對(duì)城區(qū)空間形態(tài)演變的研究——以山東省濰坊市為例［J］.山東國(guó)土資源，2023，39（7）：39-45.ZHANG Xianfeng， LIU Qianzhong， GONG Changhua， et al . Study on Urban Spatial Morphology Evolution Based on Historical Satellite Remote Sensing Images——Setting Weifang City in Shandong Province as an Example［J］.Shandong Land and Resources，2023，39（7）：39-45.

0 引言

濰坊是環(huán)渤海地區(qū)重要節(jié)點(diǎn)城市，是連接山東半島和內(nèi)陸地區(qū)的重要交通樞紐，已列入全國(guó)性綜合交通樞紐城市。伴隨濰坊市市政府駐地的遷移，在市委市政府的大力支持下濰坊高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)建設(shè)走上了快車道，濰坊市中心城區(qū)也不斷向東側(cè)發(fā)展，特別是坊子新區(qū)和高鐵新片區(qū)的建設(shè)落地，促進(jìn)了城市格局向南北兩側(cè)發(fā)展，中心城區(qū)發(fā)展形態(tài)主要向東南和東北方向擴(kuò)張，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展新形勢(shì)下，研究中心城區(qū)歷史演變規(guī)律，為濰坊市進(jìn)一步城市發(fā)展規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐和決策依據(jù)。

衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)是獲取地球資源與環(huán)境信息的重要手段，具有一定的歷史記錄性，其監(jiān)測(cè)范圍廣、重訪周期較短，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、海洋、氣象、水文、軍事、環(huán)保等各領(lǐng)域［1］，是較為完整記錄城市發(fā)展變遷過(guò)程的歷史資料。本研究充分挖掘海量歷史影像的潛在價(jià)值，依據(jù)濰坊市近50年來(lái)的歷史衛(wèi)星影像，基于衛(wèi)星遙感技術(shù)，提取濰坊市中心城區(qū)歷年邊界范圍，將50年分為4個(gè)階段進(jìn)行分析，分別為建國(guó)建設(shè)階段、改革開放階段、房產(chǎn)改革階段、新時(shí)代階段，通過(guò)這四個(gè)具有代表性的階段開展濰坊市城區(qū)變遷工作的研究，再現(xiàn)濰坊市城區(qū)演變過(guò)程，為下一步城市建設(shè)規(guī)劃提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。國(guó)土空間規(guī)劃是謀劃空間發(fā)展和治理的重要工具［2］，本研究可為濰坊市國(guó)土空間規(guī)劃提供思路，為提高城市治理能力和體系現(xiàn)代化發(fā)展打下基礎(chǔ)。

1 研究現(xiàn)狀

城市形態(tài)變化是評(píng)價(jià)城市發(fā)展擴(kuò)張的重要指標(biāo)，城市空間結(jié)構(gòu)識(shí)別是城市規(guī)劃和城市資源空間優(yōu)化的一項(xiàng)重要手段和基礎(chǔ)性工作［3-4］。目前基于衛(wèi)星遙感技術(shù)，已開展部分城市演變研究，主要基于擴(kuò)張速度和擴(kuò)張強(qiáng)度、緊湊度、分形維數(shù)、重心遷移等各項(xiàng)指數(shù)反應(yīng)城市形態(tài)。羅家東等［5］基于Landsat TM影像，分析2000—2018年宜春市主城區(qū)城市擴(kuò)張?zhí)卣骱托螒B(tài)演變。何麗麗等［6］基于2006年、2012年、2014年和2017年高分辨遙感影像，利用遙感、GIS技術(shù)對(duì)禪城區(qū)自行政區(qū)劃調(diào)整以來(lái)城市形態(tài)演變的特征和驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行分析。于曉歆等［7］以2000—2013年多源遙感影像為數(shù)據(jù)源，提取了重慶市主城區(qū)4個(gè)時(shí)相的城區(qū)范圍，并分析了城市空間擴(kuò)展的時(shí)空變化情況和城市外部形態(tài)特征演變等。毛禹等［8］利用三期遙感影像，對(duì)重慶市主城區(qū)土地利用演變情況進(jìn)行了分析，并綜合景觀指數(shù)分析了人類活動(dòng)的影響程度。周在輝等［9］利用1990—2016年遙感影像，從城市空間擴(kuò)展和城市外部形態(tài)的時(shí)空特征兩方面，借助地理信息技術(shù)和遙感技術(shù)分析酒泉城市空間形態(tài)演化規(guī)律，并進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)力分析。杜軍等［10］基于歷史遙感影像、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，開展北京城區(qū)邊界信息提取，從城市擴(kuò)展過(guò)程、空間形態(tài)、擴(kuò)展類型、空間結(jié)構(gòu)演變4個(gè)方面對(duì)北京市城區(qū)空間演進(jìn)過(guò)程進(jìn)行了分析。石婷婷等［11］依據(jù)潛江市5個(gè)不同年代的基礎(chǔ)地理信息資料，通過(guò)對(duì)潛江市建成區(qū)的范圍、面積、延伸率、形狀比、緊湊度等監(jiān)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。彭媛媛等［12］基于Landsat影像和夜光數(shù)據(jù)，采用緊湊度擴(kuò)張速度重心遷移等指標(biāo)分析了1993—2010年廣州建成區(qū)時(shí)空擴(kuò)張?zhí)攸c(diǎn)及其驅(qū)動(dòng)因子。劉曉等［13］以8期歷史遙感影像，研究聊城市1987年以來(lái)空間擴(kuò)展特征，并進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)力分析。

目前基于濰坊市對(duì)中心城區(qū)歷史演變研究趨于空白，本文對(duì)濰坊市中心城區(qū)歷史演變規(guī)律和發(fā)展變化情況進(jìn)行了較為系統(tǒng)的分析，并且充分利用了連續(xù)50年遙感影像數(shù)據(jù)，保持了較好的數(shù)據(jù)連續(xù)性，增加了分析結(jié)果的可靠性。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)源

本研究采用Landsat系列衛(wèi)星影像為數(shù)據(jù)源，影像時(shí)間為1973—2022年，共計(jì)50年。盡可能選取每年度春季或秋季無(wú)云影像，其中1973—1983年使用Landsat 1-4 MSS衛(wèi)星影像，1984—2012年使用Landsat 4-5 TM影像，2013—2022年使用Landsat 7 ETM+和Landsat 8 OLI影像。Landsat系列衛(wèi)星參數(shù)詳見表1。

2.2 城區(qū)擴(kuò)張演變分析方法

主要采用城區(qū)擴(kuò)張速率和擴(kuò)張強(qiáng)度指數(shù)分析濰坊市城區(qū)擴(kuò)張的演變規(guī)律［14-15］，采用緊湊度、分形維數(shù)和重心遷移模型進(jìn)行城區(qū)形態(tài)演變規(guī)律分析。

（1）擴(kuò)張速率計(jì)算公式

AGA=UA（n+i）-UAin（1）

式中：UAi為第i年中心城區(qū)面積；UA（n+i）為第n+i年的中心城區(qū)面積;n以年為單位的時(shí)間間隔。

（2）擴(kuò)張強(qiáng)度的計(jì)算公式

M=ΔUijΔtij×ULAij×100%（ 2）

式中：ΔUij為i到j(luò)時(shí)期中心城區(qū)面積變化值；Δtij為i到j(luò)時(shí)期的時(shí)間跨度；ULAij為時(shí)間i內(nèi)中心城區(qū)面積。

擴(kuò)張速率表示不同階段中心城區(qū)擴(kuò)展面積的年增長(zhǎng)率，用以表征各個(gè)階段中心城區(qū)擴(kuò)展的總體規(guī)模和趨勢(shì)。擴(kuò)張強(qiáng)度反映的市擴(kuò)張面積占總面積的百分比，常用來(lái)衡量和表達(dá)城區(qū)的擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)，擴(kuò)張強(qiáng)度數(shù)值越大表明中心城區(qū)擴(kuò)張?jiān)娇欤粗當(dāng)U張較慢。

（3）緊湊度

緊湊度常用來(lái)反映區(qū)域形狀的特征。當(dāng)平面形狀不同時(shí)，相同的投影面積往往也能反映出不同的空間緊湊度。通常采用Batty提出的計(jì)算公式（3）［16］：

BCI=2πAP（3）

式中：A為中心城區(qū)的面積；P為研究區(qū)中心城區(qū)的周長(zhǎng)；BCI數(shù)值一般是在0～1間，越大則形狀越緊湊，也越接近于1，形狀則更接近于圓形［17］。

（4）分形維數(shù)

分形維數(shù)的數(shù)值可以對(duì)城市在不斷擴(kuò)張的過(guò)程中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過(guò)中心城區(qū)周長(zhǎng)和中心城區(qū)面積計(jì)算獲得。當(dāng)分形維數(shù)增大時(shí)說(shuō)明研究區(qū)中心城區(qū)的發(fā)展擴(kuò)充以向外擴(kuò)張為主；而當(dāng)分形維數(shù)在減小時(shí)則說(shuō)明在該研究區(qū)間內(nèi)中心城區(qū)的擴(kuò)張以內(nèi)部填充為主。一般以1.5為參考界限，分形維數(shù)的計(jì)算公式如下［18］：

D=2ln（P/K）ln（A）（4）

式中：P代表中心城區(qū)周長(zhǎng);A代表中心城區(qū)斑塊的空間面積值;K為常數(shù)，通常取4。不同分型維數(shù)的圖形特征如表2所示。

（5）遷移重心模型

城市重心是城市能夠保持均勻分布的平衡點(diǎn)，是衡量城市結(jié)構(gòu)在空間分布上的一個(gè)重要指標(biāo)，通過(guò)研究城市重心遷移距離和偏移角度能夠描述出中心區(qū)域的擴(kuò)展方向和主要變化路線。

Xt=∑ni=1（Cti×Xi）∑ni=1Cti（5）

Yt=∑ni=1（Cti×Yi）∑ni=1Cti（6）

式中：Xt，Yt分別表示在t年的中心城區(qū)重心坐標(biāo);Xi，Yi分別為第i個(gè)地塊的幾何中心坐標(biāo);Cti為第i個(gè)地塊的面積［19］。

提取各個(gè)年份建成區(qū)的重心［20］，對(duì)各種分析結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，最終得到濰坊市中西城區(qū)歷史演變綜合分析結(jié)果。

2.3 數(shù)據(jù)處理

對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正、幾何校正、影像融合、鑲嵌裁剪等處理。

3 中心城區(qū)歷史演變研究

3.1 中心城區(qū)歷史演變過(guò)程研究

3.1.1 中心城區(qū)空間范圍歷史演變

依據(jù)4個(gè)階段進(jìn)行演變分析，中心城區(qū)范圍擴(kuò)張圖（圖2）。

建國(guó)建設(shè)階段：基于1973年衛(wèi)星遙感影像中心城區(qū)面積約6km2。1978年面積約10.67km2。

改革開放階段：即1978—1992年，整體增長(zhǎng)較為平穩(wěn)，呈緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)，1986年中心城區(qū)面積出現(xiàn)明顯增加，約31.89km2。

房產(chǎn)改革階段：即1992—2012年，中心城區(qū)面積快速增長(zhǎng)，呈階梯增長(zhǎng)趨勢(shì)。此階段2000年為分水嶺，2000年之前濰坊市中心城區(qū)擴(kuò)張速率一直較為緩慢，主要向東側(cè)和南側(cè)擴(kuò)張。2000年后中心城區(qū)面積開始大幅擴(kuò)張，東西一體相連的單中心城區(qū)結(jié)構(gòu)形成。

新時(shí)代階段：即2012—2022年，中心城區(qū)整體面積勻速向東西2個(gè)方向擴(kuò)張。2022年中心城區(qū)面積達(dá)302km2，中心城區(qū)范圍東西較南北方向略長(zhǎng)，整體呈東西、南北十字結(jié)構(gòu)。

3.1.2 中心城區(qū)擴(kuò)張分析

通過(guò)城區(qū)擴(kuò)張速率和擴(kuò)張強(qiáng)度指數(shù)分析濰坊市城區(qū)擴(kuò)張的演變規(guī)律。以擴(kuò)張速率≥10km2、6～10km2、2～6km2、≤2km2，劃分?jǐn)U張速率類型為高速、快速、中速和低速。以擴(kuò)張強(qiáng)度≥19.2%、10.5%～19.2%、5.9%～10.5%、≤5.9%，劃分強(qiáng)度類型為高速擴(kuò)張、快速擴(kuò)張、中速擴(kuò)張和低速擴(kuò)張（表3）［21］。

建國(guó)建設(shè)階段即1973—1978年擴(kuò)張速度為低速擴(kuò)張類型，擴(kuò)張強(qiáng)度相對(duì)較大。改革開放階段即1978—1992年為中低速擴(kuò)張交替類型，在1986年擴(kuò)張強(qiáng)度出現(xiàn)少量增大。房產(chǎn)改革階段即1992—2012年為由中低速擴(kuò)張至高速擴(kuò)張變化發(fā)展類型，2000—2005年擴(kuò)張速率和強(qiáng)度都呈大幅度增加，自2005年擴(kuò)張速率和擴(kuò)張強(qiáng)度都開始轉(zhuǎn)為下降趨勢(shì)，到2011年，下降趨勢(shì)減緩，逐漸趨于平穩(wěn)。新時(shí)代階段即2012—2022年為快速擴(kuò)張類型，擴(kuò)張強(qiáng)度降低，為低速擴(kuò)張類型（圖3）。

3.2 中心城區(qū)空間形態(tài)演變規(guī)律

3.2.1 緊湊度分析

濰坊市中心城區(qū)緊湊度整體趨勢(shì)為緊湊到松散的反復(fù)交替，說(shuō)明中心城區(qū)一直處于內(nèi)部發(fā)展和向外擴(kuò)張的循環(huán)狀態(tài)。1973年左右城市處于發(fā)展初期階段，緊湊度指數(shù)較高，是由于中心城區(qū)面積較小，城區(qū)內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。1973—1978年，緊湊度指數(shù)大幅度下降，城市正處在發(fā)展階段。1978—1986年，城市出現(xiàn)一定程度的擴(kuò)張，緊湊度指數(shù)下降；1986—1992年，又轉(zhuǎn)為內(nèi)部發(fā)展。1992—2000年緊湊度指數(shù)變化較小，相對(duì)穩(wěn)定，城區(qū)處在緩慢擴(kuò)張和內(nèi)部建設(shè)階段；2000—2012年緊湊度指數(shù)波動(dòng)明顯，中心城區(qū)處于快速發(fā)展階段。2012—2022年，中心城區(qū)緊湊度指數(shù)持續(xù)在0.3左右上下浮動(dòng)，在2018年出現(xiàn)程度較小的城區(qū)范圍擴(kuò)張，其后基本都處于城區(qū)范圍內(nèi)部發(fā)展建設(shè)階段（圖4）。

城市在前期的發(fā)展過(guò)程中主要為外延式擴(kuò)張，當(dāng)城市發(fā)展到成熟的階段城市由外延性擴(kuò)張為主轉(zhuǎn)向內(nèi)部更新和填充為主的擴(kuò)張方式，城市更加緊湊［22］。

3.2.2 分形維數(shù)分析

由圖4可知，1973年—1978年，分形維數(shù)出現(xiàn)較大波動(dòng)，在1975年出現(xiàn)一次明顯下降。1978—1992年期間，1986年以前，分形維數(shù)指數(shù)相對(duì)較高，基本均大于1.5，說(shuō)明1986年以前，濰坊市中心城區(qū)整體處在外延式擴(kuò)張階段，城市形態(tài)較為復(fù)雜。1986年后，分形維數(shù)指數(shù)開始下降，持續(xù)在1.4左右上下波動(dòng)，城區(qū)基本以內(nèi)向填充的發(fā)展方式為主。1992—2012年期間，在2000—2006年分形維數(shù)出現(xiàn)較大波動(dòng)，幾次下降至1.3。說(shuō)明城市內(nèi)部發(fā)展明顯。2012—2022年，分形維數(shù)基本穩(wěn)定在1.4左右，城市形態(tài)逐漸趨于穩(wěn)定發(fā)展階段。

3.2.3 重心遷移分析

1973—1994年，中心城區(qū)重心主要在濰城區(qū)，并不斷向東遷移。1994年以白浪河為界，將白浪河以東劃分為奎文區(qū)，中心城區(qū)重心從濰城區(qū)轉(zhuǎn)至奎文區(qū)。90年代后期，濰坊市政府駐地向東搬遷約3km，遷址后城區(qū)重心持續(xù)向東南發(fā)展，重心遷移發(fā)展變化如圖5所示。

3.3 專題動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)分析

3.3.1 水系動(dòng)態(tài)變化分析

以2022年中心城區(qū)為提取范圍，提取河流水系分布情況。1973—2022年，濰坊市中心城區(qū)水系分布面積整體呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，1973年水系分布面積1.8km2，2022年較1973年，水系面積增加約4.5km2。

1981年—1990年，濰坊市中心城區(qū)水系呈現(xiàn)枯水狀態(tài)。自1990年開始恢復(fù)庫(kù)容，其后分布面積一直相對(duì)穩(wěn)定。至2005年，水系分布面積開始出現(xiàn)較大量增加，2005年濰坊市開始對(duì)白浪河流域開展綜合治理，經(jīng)過(guò)治理后，中心城區(qū)水系面積增加至6km2左右，并保持相對(duì)穩(wěn)定。

3.3.2 道路動(dòng)態(tài)變化分析

基于1984—2022年遙感影像，提取影像中大于一個(gè)像元寬度的中心城區(qū)道路分布。

1984年，濰坊市中心城區(qū)僅有幾條相互交錯(cuò)的主干道，并且道路集中分布，長(zhǎng)度較短。

1992年開始，高速公路不斷落成，主干道路增加，并快速向四周延伸，濰坊中心城區(qū)主要道路基本穩(wěn)定，東風(fēng)街在10年間持續(xù)向四周延伸，東西兩側(cè)增加部分南北路，完善了高速路口的通達(dá)性，建設(shè)多處匝道。

2012年已形成較為完善的中心城區(qū)交通路網(wǎng)，多處道路取消環(huán)島，設(shè)立高架橋和地下通路，以減輕道路壓力。

2019年，濰坊市著手打造“四縱四橫一干線”快速化通行網(wǎng)絡(luò)，4條“內(nèi)圈”主干道和主干線在1992年基本建設(shè)完成，4條“外圈”主干道在2012年基本建設(shè)完成，寶通街、濰縣中路等在2021年至2022年進(jìn)行了進(jìn)一步建設(shè)，提升了跨區(qū)域道路的通達(dá)性，有效緩解中心城區(qū)交通擁堵（圖6）。

3.3.3 人口變化分析

根據(jù)人口統(tǒng)計(jì)資料顯示，濰坊市市區(qū)人口一直在不斷增長(zhǎng)過(guò)程中，根據(jù)濰坊市城區(qū)擴(kuò)張面積情況分析，2004年前濰坊城區(qū)面積緩慢增加，2005年左右，城區(qū)面積開始出現(xiàn)大幅擴(kuò)張，擴(kuò)張速率激增，同時(shí)在2005—2010年期間，緊湊度指數(shù)和分形維數(shù)指數(shù)波動(dòng)較大，說(shuō)明城區(qū)處在內(nèi)部發(fā)展階段，對(duì)應(yīng)人口增長(zhǎng)過(guò)程，2008年以前，濰坊市區(qū)人口一直處于緩慢增長(zhǎng)狀態(tài)，2008年前后城區(qū)人口出現(xiàn)較大幅度增長(zhǎng)，與分析結(jié)果較為一致，說(shuō)明在此時(shí)間段內(nèi)，城市內(nèi)部發(fā)展，人口數(shù)量增幅較大。此后城區(qū)擴(kuò)張速率下降并逐漸趨于平緩，人口增長(zhǎng)速率也逐漸降低。

4 ?結(jié)論

（1）濰坊市作為歷史文化名城，但對(duì)其歷史演變機(jī)制的研究甚少，本文分析了濰坊市近50年的歷史演變過(guò)程，相較于傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析和調(diào)查、調(diào)研分析，充分利用歷史遙感影像的可追溯性和客觀記錄性，匯集濰坊市近50年衛(wèi)星遙感影像，通過(guò)遙感技術(shù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和變化分析能力，開展了50年長(zhǎng)時(shí)序逐年監(jiān)測(cè)分析，以城市“老照片”的方式重現(xiàn)了濰坊市中心城區(qū)近50年的空間形態(tài)變化，更真實(shí)地反映和記錄了城市的歷史變化格局，填補(bǔ)了濰坊市歷史演化機(jī)制研究的空白。

（2）在影像分析的同時(shí)，結(jié)合相關(guān)指數(shù)加以統(tǒng)計(jì)分析，直觀展示了城區(qū)空間格局變化，通過(guò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的形式對(duì)其變化規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行進(jìn)一步分析，在此基礎(chǔ)上又增加了水系、道路專題變化檢測(cè)分析，更好地把握濰坊市城區(qū)發(fā)展變化的整體規(guī)律。

（3）濰坊市中心城區(qū)的空間形態(tài)演變規(guī)律大體由初期的濰城區(qū)向東側(cè)發(fā)展，與寒亭區(qū)、坊子區(qū)形成三角狀星型結(jié)構(gòu)。再到奎文區(qū)、高新區(qū)的快速發(fā)展形成東西一體相連的單中心城區(qū)結(jié)構(gòu)。伴隨寒亭區(qū)高鐵新城及坊子新區(qū)的大力建設(shè)，最終形成濰坊市中心城區(qū)東西、南北十字結(jié)構(gòu)。中心城區(qū)的擴(kuò)張水平與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度高度契合基本體現(xiàn)出中心城區(qū)空間形態(tài)演變的規(guī)律。

致謝：感謝美國(guó)地質(zhì)勘探局（United StatesGeological Survey ， USGS）提供的Landsat系列遙感數(shù)據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 于國(guó)強(qiáng)，宋君陶，于軍令，等.面向遙感影像分類的時(shí)延權(quán)重及群體分類PSO改進(jìn)方法［J］.山東國(guó)土資源，2022，38（8）：28-33.

［2］ 胡由之，王勇，劉德成.淺談如何在國(guó)土空間規(guī)劃編制中找準(zhǔn)縣級(jí)市的空間發(fā)展格局：以龍口市為例［J］.山東國(guó)土資源，2022，38（11）：65-70.

［3］ 王新生，劉紀(jì)遠(yuǎn)，莊大方，等.中國(guó)特大城市空間形態(tài)變化的時(shí)空特征［J］.地理學(xué)報(bào)，2005（3）：392-400.

［4］ 吳啟倩，錢樂(lè)祥，吳志峰.基于多源數(shù)據(jù)的特大城市空間結(jié)構(gòu)識(shí)別及空間形態(tài)研究［J］.地理信息世界，2020，27（5）：32-38.

［5］ 羅嘉東，華怡凱，熊光康，等.基于遙感的宜春主城區(qū)城市空間擴(kuò)展時(shí)空特征及形態(tài)演變［J］.安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2021，27（21）：182-185.

［6］ 何麗麗.佛山市禪城區(qū)形態(tài)演變特征及驅(qū)動(dòng)機(jī)制分析［J］.測(cè)繪地理信息，2022，47（4）：114-118.

［7］ 于曉歆，李芹，陽(yáng)春花.重慶市主城區(qū)城市空間擴(kuò)展遙感監(jiān)測(cè)研究［J］.地理空間信息，2018，16（1）：68-70.

［8］ 毛禹，張嬌嬌，郭瑾，等.基于GIS遙感平臺(tái)的重慶市主城區(qū)土地利用演變分析［J］.水利水電快報(bào)，2020，41（8）：74-79.

［9］ 周在輝，馬靜，馮曉剛.酒泉市1990—2016年城市空間形態(tài)及驅(qū)動(dòng)力分析［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2020，20（29）：12104-12111.

［10］ 杜軍，寧曉剛，劉紀(jì)平，等.基于遙感監(jiān)測(cè)的北京市城市空間擴(kuò)展格局與形態(tài)特征分析［J］.地域研究與開發(fā)，2019，38（2）：73-78.

［11］ 石婷婷，李雪梅，馬宏君.基于3S的潛江市城市空間形態(tài)動(dòng)態(tài)演化研究［J］.地理空間信息，2017，15（10）：57-59.

［12］ 彭媛媛，吳慶雙.廣州市建成區(qū)空間擴(kuò)張與驅(qū)動(dòng)因子研究［J］.地理空間信息，2020，18（5）：76-82.

［13］ 劉曉，于泉洲，劉煜杰，等.華北平原中小城市擴(kuò)展的時(shí)空特征研究：以聊城市為例［J］.廣西師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，35（4）：136-144.

［14］ 陳展鵬.基于城市空間格局監(jiān)測(cè)的城市發(fā)展分析［J］.地理空間信息，2018，16（6）：114-118.

［15］ 凌曉春，祝明然，鄭偉安，等.基于地理國(guó)情數(shù)據(jù)的濟(jì)南城市空間擴(kuò)展研究［J］.地理空間信息，2018，16（6）：27-31.

［16］ 張少楠，李小建，史焱文.基于GIS的鄭州城市建成區(qū)空間擴(kuò)張及影響因素［J］.河南科學(xué)，2017，35（11）：1883-1888.

［17］ 牟鳳云，張?jiān)鱿椋T文彬.基于遙感和GIS的重慶市近30年城市形態(tài)演化特征分析［J］.云南地理環(huán)境研究，2008（5）：1-5.

［18］ 李愛民.基于遙感影像的城市建成區(qū)擴(kuò)張與用地規(guī)模研究［D］.鄭州：解放軍信息工程大學(xué)，2009.

［19］ 劉盛和，吳傳鈞，沈洪泉.基于GIS的北京城市土地利用擴(kuò)展模式［J］.地理學(xué)報(bào)，2000（4）：407-416.

［20］ 蔣陳純.基于遙感的重慶市主城區(qū)空間形態(tài)演替研究［D］.重慶：重慶交通大學(xué)，2011：1-20.

［21］ 趙恒洋.基于Landsat影像的近50年太原市建成區(qū)時(shí)空演變特征分析［D］.太原：太原理工大學(xué)，2021：1-20.

［22］ 萬(wàn)典.遂寧市主城區(qū)城市空間形態(tài)演變研究［D］.成都：成都理工大學(xué)，2018：1-25.

Study on Urban Spatial Morphology Evolution Based on Historical Satellite Remote Sensing Images——Setting Weifang City in Shandong Province as an Example

ZHANG Xianfeng1， LIU Qianzhong2， GONG Changhua2， YANG Xianlian2， QIAN Shujun3， XIAO Yanli3， GUO Zhiqian3

（1. Changyi Bureau of Natural Resources and Planning ， Shandong Weifang 261300， China; 2. Weifang Planning Research Center， Shandong Weifang 261041， China; 3. No.4 Exploration Institute of Geology and Mineral Resources， Shandong Weifang 261021， China）

Abstract：Based on historical remote sensing images of Weifang city in the past 50 years， the scope of the central urban area from the historical images has been extracted by means of man-machine combination in this paper， and statistical analysis on the relevant indexes have been carried out， such as area change， expansion speed and expansion intensity， compactness， fractal dimension and center of gravity migration， so as to find the historical evolution law of central urban expansion in Weifang city. By extracting elements related to urban development， such as water system and road， and analyzing their historical changes， thematic analysis has been carried out to provide data and decision-making support for urban development and planning. It is found that the spatial pattern of Weifang city downtown developed eastward at the beginning， forming a triangular star structure with Hanting district and Fangzi district. It has developed into a single central urban structure connected with the east and the west， and finally formed a cross structure between the east and the south in the central urban area of Weifang city.

Key words： Remote sensing image; spatial form; historical development; change detection; Weifang city in Shandong province

收稿日期：2023-03-30；

修訂日期：2023-05-24；

編輯：陶衛(wèi)衛(wèi)

基金項(xiàng)目：濰坊市社會(huì)科學(xué)規(guī)劃研究課題

作者簡(jiǎn)介：張現(xiàn)峰（1986—），男，山東昌樂(lè)人，工程師，主要負(fù)責(zé)地籍與不動(dòng)產(chǎn)登記管理、衛(wèi)星遙感應(yīng)用研究工作；E-mail：shennong747@163.com