基于遙感圖像的城市形態(tài)分維計算的實現(xiàn)——以北京市為例.pdf

1、分形理論最初是由著名科學(xué)家Mandelbrot于1975年在他的專著《分形：形態(tài)、機遇和維數(shù)》中提出。分形幾何學(xué)是研究破碎而不規(guī)則的事物或現(xiàn)象的理論。分形理論有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。城市地理學(xué)家們將分形理論應(yīng)用于城市的研究。他們發(fā)現(xiàn)城市是不規(guī)則的幾何體，城市的很多復(fù)雜問題可以通過分形理論來解決。 在進行分形研究時，很多學(xué)者都會計算城市形態(tài)的分形維數(shù)。如中國的學(xué)者馮健在其論文《杭州城市形態(tài)和土地利用結(jié)構(gòu)的時空演化》中對杭州的城市形態(tài)進

2、行了分維計算；以色列學(xué)者Benguigui在他的論文《Whenandwhereisacityfractal?》中對TelAviv市做了分維計算。在他們的論文中，這些學(xué)者會介紹分維的計算方法，并用計算得到的分維數(shù)對城市的分形特征進行描述，但是，很少有人會介紹分維計算的具體實現(xiàn)步驟。如Benguigui在上述論文中介紹了他用網(wǎng)格法計算分維數(shù)的方法，但是，具體如何得到計算網(wǎng)格法所需的數(shù)據(jù)(非空網(wǎng)格數(shù))他并沒有闡明。事實上，獲得網(wǎng)格法的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

3、工作量還是很大的。所以，實現(xiàn)網(wǎng)格法基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的自動獲得對分形城市的研究還是非常有意義的。 基于此，本文將介紹2種實現(xiàn)網(wǎng)格法的方法，根據(jù)其在操作過程中使用到的文件格式，稱它們?yōu)槭噶糠ê蜄鸥穹?。本文將以計算北京城市形態(tài)的分維數(shù)為例來介紹這兩種方法的實現(xiàn)過程。使用的數(shù)據(jù)源為LandsatETM遙感數(shù)據(jù)。矢量法將在ArcView平臺下通過疊加分析實現(xiàn)。柵格法是在Matlab環(huán)境下通過編程實現(xiàn)的。文章還將從實現(xiàn)過程、適用程度和計算結(jié)果3個方