基于Landsat影像的广州市不透水面提取及时空演化分析

摘要

随着全球城市化进程的不断加速，城市土地利用和覆盖发生了显著变化，其中不透水面的快速扩张是最为突出的特征之一，广州作为中国重要的经济中心和国际化大都市，改革开放以来经历了快速的城市化发展。选择1994-2024年间对广州的不透水面进行研究，能够全面、系统地了解广州在快速城市化进程中不透水面的演变特征，进而为城市的可持续发展提供科学依据。首先，依据归一化水体指数(MNDWI)、植被指数(NDVI)、归一化建筑指数(NDBI)等特征波段，同时引入影像PCA主成分分析后的B1~B3及最小噪声分离MNF变换后的B1~B3波段，共9个特征波段组合成不透水面特征波段，然后利用随机森林算法提取不透水面，研究表明，随机森林算法提取不透水面具有较高的精度和稳定性。最终，对不透水面时空变化特征进行了分析发现，1994-2014年间不透水面呈现高速扩张的阶段，扩张模式由单核中心向多中心扩张转变的模式，2014-2024年间广州市不透水面增长速度显著减弱，并且不透水面重心有向东南偏移的趋势，这与广州市“南拓-东进”的城市规划总体发展战略保持一致，取得了较好的研究效果。