(西北师范大学 地理与环境科学学院,甘肃 兰州 730070)

1 引言

20世纪90年代以来,随着我国经济的高速发展,城市人口数量不断增加,城市规模增长迅速并呈持续扩张的态势[1,2],由此占用了大量的林地、河道和农业用地,生态环境遭到不同程度的破坏,对区域土地资源承载力与生态安全造成了巨大压力。在此背景下,城镇空间扩张及其动态变化过程成为城市研究的热点,现有成果主要集中在城市空间形态测度[3-6]、城市空间边界划分[7-10]、城市空间扩张的生态效应[11-13]等方面。

目前研究单个城市或某几个城市空间扩张的遥感影像主要来源于TM/ETM+数据,但由于高分辨率空间信息需要获取和处理的数据量大且在时间尺度上是不连续的,使利用高分辨率卫星数据对城市群空间扩张进行长时间数列研究的可行性差。美国军事气象卫星Defense Meteorological Satellite Program(DMSP)搭载的Operational Linescan System(OLS)传感器获取的夜间灯光数据为长时间序列的城市化及相关问题研究提供了可能。如Sutton等将夜间灯光数据和人口数据进行对比分析,分别以40%、80%和90%的阈值对低收入地区、高收入地区和一些特殊地区(如埃及尼罗河地区)的建成区进行了提取[14]。Imhoff通过利用夜间灯光数据对城市建成区光斑空间形态特征分析的基础上,提出利用突变检测法提取建成区的方法,并对夜间灯光数据与城市面积扩张之间的相关性进行了探讨[15];Henderson等通过提取旧金山、北京、拉萨3个不同发展水平城市的建成区边界,验证了夜间灯光数据作为提取城市建成区范围数据源的可行性[16]。……