国际地圈-生物圈计划(IGBP)和全球环境变化人文领域计划(IHDP)在1995年联合提出了LUCC(土地利用与土地覆盖变化)研究计划。由于城市用地承载着极其复杂的人类活动,在城市化进程中,城市用地明显地向外扩张,这种扩张不仅影响着城市自身的发展,还对城市所处的区域生态环境有着深刻的影响,因此城市扩展成为目前研究的热点问题之一。此外,为了对城市建设用地和城市发展规模进行合理的调控,应该对城市的扩展进行动态监测。随着遥感和地理信息系统的发展,相对于传统的土地利用动态监测方法,利用遥感技术进行城市扩展的研究在技术上具有不可比拟的优势。本研究在收集、总结国内外同类研究成果的基础上,以河南省省会郑州市为研究对象,采用1988年3月11日、1992年10月16日和2002年9月2日三个时相的陆地卫星TM数据,对郑州市城区扩展动态变化及其驱动力机制进行了研究。本文主要研究内容包括:(1)城市扩展信息提取方法研究。对基于最大似然法的监督分类法、仿归一化植被指数(NDBI法)法和人工神经网络法进行对比研究,选择精度较好的一种分类方法进行信息提取。(2)城市扩展过程中城市土地时空变化研究。研究郑州市城市扩展的速度与方向,同时运用GIS软件的分析功能,总结近十五年来郑州市各区土地利用类型的变化情况。(3)城市扩展的驱动机制研究。分别选择人口类、经济产值类、人民生活类、交通类四大类十二个子类的社会经济因素,采用主成分分析以及逐步回归分析方法分析郑州市城市扩展驱动力机制。本文主要结论有:(1)在该研究区利用三种方法提取城市扩展信息,经过对比研究监督分类法效果较好。最后经检验,其总体精度为88.80%,KAPPA系数为0.8559,分类效果较好。(2)自1988年到2002年间,郑州市城市重心位置经历了先向东南方向偏移,继而又向东的一个过程,这也是郑州市城市扩展的一个变化过程。(3)随着经济的快速发展及城市化水平的不断提高,郑州市城市建成区面积也在不断增加。各个区在不同的阶段表现出不同的增长态势。(4)通过对郑州市1988-2002年间统计资料进行主成分分析和逐步回归分析,经济、交通、人口是促进郑州市城市扩展的主要驱动因子。