Spatial Heterogeneity of Urban Expansion Structure Based on Spatial Clustering Method in Dongguan City
Received date: 2018-10-17
Revised date: 2019-01-24
Online published: 2025-04-29
Using ENVI to interpret the TM/ETM remote sensing image of Dongguan City from 1997 to 2013 and applying the landscape gradient analysis, the combination of the landscape expansion index(LEI) and the spatial hierarchical clustering algorithm of AMOEBA, this article detected spatiotemporal heterogeneity characteristics of clusters, the extent of urban expansion change and urban expansion type in the urban landscape and explored the variation characteristics of space structure in the process of urban sprawl. The results showed that the proposed method could identify and visualize different urban expansion clusters. During the period of 1997 to 2013, urban expansion in Dongguan showed a state of marginal expansion. Within a range of 10 km from the city center, a relatively mature urban area had been formed, and within a range of 10-40 km it was belonged to the active area of expansion. Affected by the relative distance from the city center and surrounding cities, and the extension of major traffic lines, the spatial configuration of newly added urban land formed several clusters with spatiotemporal heterogeneity characteristics. This study can be used to help relevant departments to guide targeted control measures for urbanization development.
WAN Yiliang , JIN Rui , TANG Jianbo , JIN Meihan . Spatial Heterogeneity of Urban Expansion Structure Based on Spatial Clustering Method in Dongguan City[J]. Economic geography, 2019 , 39(3) : 84 -92 . DOI: 10.15957/j.cnki.jjdl.2019.03.010
表1 Landsat TM/ETM+影像数据Tab.1 Landsat TM/ETM+ remote sensing image |
| 年份 | 影像 | 轨道号 | 日期 | 空间分辨率 |
|---|---|---|---|---|
| 1997 | Landsat 4-5 TM | 121/44 | 1996-03-03 | 30 m |
| 2001 | Landsat 4-5 TM | 122/44 | 2001-12-30 | 30 m |
| 2005 | Landsat 4-5 TM | 121/44 | 2005-07-18 | 30 m |
| 2009 | Landsat 4-5 TM | 121/44 | 2009-11-02 | 30 m |
| 2013 | Landsat 8 OLI_TIRS | 122/44 | 2013-12-31 | 30 m |
表2 遥感图像解译总体准确率及Kappa系数Tab.2 The overall accuracy and Kappa coefficient of remote sensing image interpretation from 1997 to 2013 |
| 1997 | 2001 | 2005 | 2009 | 2013 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 总体准确率(%) | 86.6 | 90.2 | 89.3 | 87.5 | 91.3 |
| Kappa系数 | 0.83 | 0.87 | 0.86 | 0.84 | 0.88 |
表3 拟采用的景观格局指数[24]Tab.3 Landscape metrics |
| 景观格局指数 | 说明(单位) | 公式 |
|---|---|---|
| 斑块类型面积(CA) | 某斑块类型中所有斑块面积总和(hm2) | |
| 斑块数量(NP) | 某斑块类型中所有斑块数量总和(无) | |
| 斑块密度(PD) | 单位面积上的斑块数量(块/100 hm2) | |
| 景观形状(LSI) | 某一景观类型所有斑块边的总长度与景观最小总长度的比值(无) | |
| 聚合指数(AI) | 所有类型的包括相关斑块类型在内的相似邻接的数量与最大可能的包括相关斑块类型在内的相似邻接的数量的比值(%) | |
| 蔓延度(CONTAG) | 描述景观里不同斑块类型的团聚程度或延展趋势(%) |
表4 东莞1997—2013年整体景观格局特征Tab.4 Overall landscape characteristics of Dongguan from 1997 to 2013 |
| 年份 | 景观格局指数 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| NP | PD | LSI | CONTAG | AI | |
| 1997 | 703 | 0.1736 | 45.21 | 77.4222 | 92.2077 |
| 2001 | 405 | 0.1000 | 35.95 | 66.2501 | 95.5861 |
| 2005 | 390 | 0.0963 | 35.46 | 62.2976 | 96.0415 |
| 2009 | 936 | 0.2311 | 40.66 | 53.7359 | 96.1794 |
| 2013 | 926 | 0.2286 | 39.88 | 49.0557 | 96.6319 |
表5 不同时间段LEI各个区间值数目所占百分比Tab.5 Proportion of LEI value in different level from 1997 to 2013 |
| LEI区间 | 1997—2001 | 2001—2005 | 2005—2009 | 2009—2013 |
|---|---|---|---|---|
| 0.034557 | 0.057937 | 0.133453 | 0.061438 | |
| 0.768819 | 0.663492 | 0.621917 | 0.665485 | |
| 0.196625 | 0.278571 | 0.24463 | 0.273076 |
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