过去十几年，中国经历了城市建成区的快速扩展，在促进区域经济发展的同时，带来人地矛盾等问题。为解决人地冲突，保证经济社会的可持续发展，需要对建成区的扩展情况进行动态监测和分析[1]。
夜间灯光数据通过检测微弱灯光获取信息，与社会经济活动密切相关，可用于提取建成区[2]。本文用2000-2020年间夜间灯光数据，通过修正紧凑度、分形维数和标准差椭圆空间方法，对成都市建成区面积变化的空间特征进行分析，研究建成区时空演变规律，为实现城市绿色和高质量发展提供依据[3]。
1数据获取与预处理
DMSP-OLS为2000、2005数据，NPP-VIIRS为2015、2020数据；建成区统计数据来自《四川统计年鉴》。本文研究区为成都市，采用不变区域法对DMSP/OLS进行校正；最佳阈值法对NPP-VIIRS进行去除异常值处理，结合区域特征建立合适的拟合函数进行校正。
2研究方法
2.1紧凑度
建成区紧凑度指数能够反映城市边缘轮廓形态在空间上的集聚程度。
式中，C为灯光紧凑度；A为灯光面积；P为灯光外围周长。
2.2分形维数
分形维数描述图形分形结构的特征指标，城市群分形维数St值分布于1-2区间内。
式中，St为城市群分形维数。
2.3重心迁移轨迹与标准差椭圆
重心迁移轨迹以地理要素加权为基础，对时空演化规律进行表达。标准差椭圆分析通过单位区域中心坐标与该区域特征值的空间权重，计算重心坐标。
式中，为权重；和为标准化椭圆重心坐标。
3结果分析
3.1建成区提取与精度验证
本文采用二分法设定动态建成区阈值，通过抽取不同阈值的建成区面积与官方统计面积数据进行对比，计算两者之间的绝对差异值，作为当前建成区的最佳阈值，用多阈值法提取建成区（图1）。
图1 建成区范围
3.2扩张形态特征分析
根据紧凑度指数和分形维数，计算成都市2000-2020年建成区的扩张形态变化面积。成都市建成区发展趋势为向外扩展，结构形态紧凑，外围轮廓简单。分形维数在1.054-1.259之间，先下降后上升最终趋于稳定，城市建设经历了先集聚后发散的过程。紧凑度在0.351-0.758之间，建成区变化趋势较大，整体呈现先上升后下降，说明中心城区建设先集中主城区后向外扩张过程。
3.3扩张格局分析
标准差椭球的重心运动轨迹表示，2000-2010年重心偏移轨迹整体由青羊区向东北移动至锦江区，2010-2020年整体重心由锦江区向东南移动至武侯区，东南地区建成区开发与利用的趋势领先其他区域。
整体上看，2000-2020年成都市灯光规模标准差椭圆呈现空间扩张，建成区的标准差椭圆重心偏移距离在不断增加，表明“中心-外围”的区域发展格局在不断改进。
4结论
本文以成都市为研究区，采用2000-2020年间DMSP/OLS和NPPVIRS夜间灯光数据，对成都市建成区进行提取，通过建成区紧凑度、分型维数、标准差椭圆等各项指标探究城市空间扩张格局特征。结果表明，成都市重心总体向东南方偏移。城市空间形态格局正处快速变迁过程，通过分析成都市各片区具体情况，借助中心较大城市的虹吸效应，制定总体发展规划。
参考文献：
[1]关靖云等.中国区域DMSP-OLS与NPP-VIIRS夜间灯光影像校正[J].测绘通报,2021(09):1-8.
[2]余柏蒗,王丛笑等.夜间灯光遥感与城市问题研究:数据、方法、应用和展望[J].遥感学报,2021,25(1):342-364.
[3]图尔荪阿依·如孜等.基于DMSP/OLS和NPP/VIIRS数据天山的北坡城市群城市扩展研究[J].地理空间信息,2022,20(04):20-25.
