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[摘要]近些年来，随着城市化进程的加快，各地区的土地利用和土地覆盖发生显著的变化。为了获取当下土地发展状况及程度，更好的进行下一步城市发展规划，扩大城市化范围，就有必要对地区的LULC变化研究，做出定性、定量的分析。本研究采用RS和GIS相结合的办法研究关天地区的LULC变化，分析LULC变化的驱动因素，并对LULC变化所反映出来的城市扩张现象进行阐述。
[关键词]土地利用 土地覆盖 驱动因素 城市扩张
[中图分类号] F293.2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-1-92-3
0引言
西部大开发以来，我国西部的城市化进程加快，大中城市的扩张，对其周边地区的农耕地侵占加剧，已深刻地影响着城市的周边环境。如何有效的获取城市边界信息，动态监测城市扩张过程，分析城市扩张的驱动力机制，对科学合理地指导城市规划、控制城市用地规模，保护有限的耕地资源和生态环境具有十分重要的意义。
利用不同时相的遥感影像结合数字图像处理的方法对于获取研究区的城市扩张现象，进行城市扩张监测是一种比较方便快捷的方法，自20世纪70年代美国的地球资源卫星发射以来，国内外学者在城市及城乡结合部的研究进行了许多有益的尝试。国外的研究，如Cieslewicz（2003）通过利用美国历年来的统计数据及实证案例系统分析了城市用地扩张所产生的通勤率上升对环境产生的影响[1]。Jargowsky（2001）具体分析了城市用地扩张所带来的美国城市中心衰退、贫困滋生，以及由此带来的一系列社会问题[2]。Ewing等人受美国理性增长协会的委托，做了题为《度量城市蔓延及其影响》的报告。他们利用主成分分析法从众多相关因素中筛选出了22个高度相关的变量。并在此基础上组成四个因素：住宅密度、居住和工作及就业的混合程度、中心区的活力、城市道路的通达性，然后将四项因素的得分合并。再按照所辖人口标准化得到其蔓延指数。国内的研究，薛亮等人做了题为《基于遥感与GIS的西安市土地利用时空变化研究》，利用不同时相的TM遥感影像，结合相应数字图像处理方法，计算出西安市土地利用类型的动态转移矩阵：构建了土地利用程度变化指数、土地利用变化类型的多度和重要度指数等区域土地利用变化的指数模型，定量分析西安市土地利用时空变化，揭示了西安市土地利用差异以及土地利用空间变化的主要类型、分布特征和区域方向，阐明了西安市土地利用变化的区域特点。吴建国等人做了题为《西安城市及其驱动力分析》，作者分别采用了监督分类法和归一化裸露指数（NDBI）法提取了西安市的城市边界信息，认为西安市城区快速扩张与西部大开发以来西安市固定资产投资额的大幅增加以及经济的快速发展有密切的关系，此外人口的增加、交通等基础设施的发展也是重要的驱动因素。
1资料来源与研究方法
1.1研究区概况
关中—天水经济区包括陕西省西安、铜川、宝鸡、咸阳、渭南、杨凌、商洛（部分区县：商州、洛南、丹凤、柞水一区三县）和甘肃省天水所辖行政区域，面积7.98万平方公里，2007年末总人口为2842万人。关中天水经济区地势总体以渭河河谷为中轴线，南部和北部高，中部低，地形呈东西槽状展开，海拔在400-3700之间。陇山南北纵贯天水与关中之间，形成渭河上狭窄的谷地—宝鸡峡。本区大部分属大陆暖问带半湿润气候。年均气温在11-13℃之间，降水量约在500-900mm之间，多年平均降水量约550mm。
1.2数据来源和研究路线
结合西部大开发战略实施时间以及发展阶段，本文选取了2000年、2005年、2010年3个时相的TM影像。便于分析在各五年规划期内扩展规律，对西部大开发以来成果做以简要分析。辅助数据包括各年份统计数据，谷歌影像图，研究区土地利用现状图。
本文的研究思路是：
2关中—天水经济区各市边界信息提取
2.1数据预处理及边界提取思路
2.2影像数据处理结果
3统计分析
根据所得数据，我们对关天经济区的建成区面积，该区域国内生产总值（gdp），固定资产投资（fixed investment），及该区域常住人口之间的关系通过eviews软件做了基于计量经济学上的分析。
3.1建成区面积与固定资产投资的相关性分析
对建成区面积s及固定资产投资fi做格兰杰因果关系检验。
首先对数据取自然对数，得到lns，lnfi，由于p值没有小到足以拒绝原假设，同时也不大，故从统计学角度无法判断具体谁是谁的格兰杰原因，
从经济学的角度分析可知，由于固定资产投资既包括土地上的厂房建设，也包括工厂内运转的机械设备，故可以认为厂房的投资建设扩大了建成区面积，但同时之后的产业聚集效应及工厂需要后续的机械设备，导致了固定资产投资的进一步增加，故通过对滞后变量回归的格兰杰因果关系在此种情况下无法得出有效结论实属正常，但是从经济学的角度看，fi的增加是带动建成区面积增加的根本原因，故我们应将fi设为自变量，建成区面积设为因变量。
然后lnfi及lns进行回归，我们可初步得出有待验证的回归方程：
Lns=0.200975lnfi+4.81689
由p值及可决系数可知方程显著。，因为存在伪回归的可能，故对原方程进行engle-granger检验，先求出et，并对其进行Augmented Dickey-Fuller unit root检验，判断数据是否平稳。
由此结果可知lnfi及lns在百分之一的置信水平下通过ADF检验，故可判断出lnfi与lns是协整的，原回归不是伪回归，方程Lns=0.200975lnfi+4.81689成立，由方程可知固定资产投资lnfi每增加0.200975个百分比，lns增加1个百分比。 3.2建成区面积与国内生产总值的相关性分析
由格兰杰因果关系检验可知lngdp是lns的因变量。然后lngdp及lns进行回归，我们可初步得出有待验证的回归方程：lns=0.276869lngdp+4.072955，回归显著成立。为保证不出现伪回归，对lngdp与lns做协整检验，求出残差et，并对其做ADF单位根检验（见表2）。
可知在其在无截距与趋势项的情况下平稳，故可知之前的回归函数不是伪回归。
lns=0.276869lngdp+4.072955显著成立，可知lngdp每变动百分之0.2769lns变动百分之1。
3.3建成区面积及人口的相关性分析
首先，观察人口数据不难发现，从2001年之前的人口高速增长到之后的增速放缓，再到2009年的人口开始缓慢下滑不难看出人口的的变化并非与建成区的变化趋同。
通过统计分析，对人口数进行ADF检验。
由结果可得，人口数据是一个白噪声，而建成区面积则是有明显的趋势的，故明显可得人口与建成区面积没有显著关系。
3.4建成区面积与国家政策的关系分析
关中天水经济区的城市扩张与国家的大力支持分不开。关中—天水经济区是国务院为促进西部地区发展，对总面积6.96万平方公里，建设成为西部及北方内陆地区的“开放开发龙头地区、以高科技为先导的先进制造业集中地，以旅游、物流、金融、文化为主的现代服务业集中地，以现代科教为支撑的创新型地区，领先的城镇化和城乡协调发展地区，综合型经济核心区，全国综合改革试验示范区”。
4研究结论
分析可知，影响人口的因素很多，其中包括政策因素，经济因素，宗教信仰，人们的生活观念等，而反观人口对建成区面积的影响，若人口的增加单单是劳动力的增加则会降低劳动力市场的劳动力价格，促使资本家投资，如此建成区面积会扩张，而从住宅方面考虑，在如今大城市，诸如北京商品房百分之三十空置的情况下，商品房的多寡也实在不能算作反应人口数量的显著指标。而在现今社会城区面积不断扩大但却人口老龄化明显的情况下，人口与建成区面积关系并不显著。
通过对比分析可知建成区面积s与gdp及固定资产投资fi均显著相关而与人口不显著相关，从数据可知固定资产投资对建成区面积的推动作用高于国内生产总值，仔细分析也可得知，固定资产投资与建成区面积的相关度更高，而gdp这一综合数据中，有很可观的一部分与建成区面积关系并不显著，比如其中的金融业与建成区面积的扩大并无直接关系。
参考文献
[1]薛亮，王威，霍艳杰，卫海燕.2008.《基于遥感与GIS的西安市土地利用时空变化研究》[J].摇撼技术与应用.672-676.
[2]吴宏安，蒋建军，周杰，张海龙，张丽，艾莉.2005.《西安城市及其驱动力分析》[J].地理学报.142-149.
[关键词]土地利用 土地覆盖 驱动因素 城市扩张
[中图分类号] F293.2 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-1-92-3
0引言
西部大开发以来，我国西部的城市化进程加快，大中城市的扩张，对其周边地区的农耕地侵占加剧，已深刻地影响着城市的周边环境。如何有效的获取城市边界信息，动态监测城市扩张过程，分析城市扩张的驱动力机制，对科学合理地指导城市规划、控制城市用地规模，保护有限的耕地资源和生态环境具有十分重要的意义。
利用不同时相的遥感影像结合数字图像处理的方法对于获取研究区的城市扩张现象，进行城市扩张监测是一种比较方便快捷的方法，自20世纪70年代美国的地球资源卫星发射以来，国内外学者在城市及城乡结合部的研究进行了许多有益的尝试。国外的研究，如Cieslewicz（2003）通过利用美国历年来的统计数据及实证案例系统分析了城市用地扩张所产生的通勤率上升对环境产生的影响[1]。Jargowsky（2001）具体分析了城市用地扩张所带来的美国城市中心衰退、贫困滋生，以及由此带来的一系列社会问题[2]。Ewing等人受美国理性增长协会的委托，做了题为《度量城市蔓延及其影响》的报告。他们利用主成分分析法从众多相关因素中筛选出了22个高度相关的变量。并在此基础上组成四个因素：住宅密度、居住和工作及就业的混合程度、中心区的活力、城市道路的通达性，然后将四项因素的得分合并。再按照所辖人口标准化得到其蔓延指数。国内的研究，薛亮等人做了题为《基于遥感与GIS的西安市土地利用时空变化研究》，利用不同时相的TM遥感影像，结合相应数字图像处理方法，计算出西安市土地利用类型的动态转移矩阵：构建了土地利用程度变化指数、土地利用变化类型的多度和重要度指数等区域土地利用变化的指数模型，定量分析西安市土地利用时空变化，揭示了西安市土地利用差异以及土地利用空间变化的主要类型、分布特征和区域方向，阐明了西安市土地利用变化的区域特点。吴建国等人做了题为《西安城市及其驱动力分析》，作者分别采用了监督分类法和归一化裸露指数（NDBI）法提取了西安市的城市边界信息，认为西安市城区快速扩张与西部大开发以来西安市固定资产投资额的大幅增加以及经济的快速发展有密切的关系，此外人口的增加、交通等基础设施的发展也是重要的驱动因素。
1资料来源与研究方法
1.1研究区概况
关中—天水经济区包括陕西省西安、铜川、宝鸡、咸阳、渭南、杨凌、商洛（部分区县：商州、洛南、丹凤、柞水一区三县）和甘肃省天水所辖行政区域，面积7.98万平方公里，2007年末总人口为2842万人。关中天水经济区地势总体以渭河河谷为中轴线，南部和北部高，中部低，地形呈东西槽状展开，海拔在400-3700之间。陇山南北纵贯天水与关中之间，形成渭河上狭窄的谷地—宝鸡峡。本区大部分属大陆暖问带半湿润气候。年均气温在11-13℃之间，降水量约在500-900mm之间，多年平均降水量约550mm。
1.2数据来源和研究路线
结合西部大开发战略实施时间以及发展阶段，本文选取了2000年、2005年、2010年3个时相的TM影像。便于分析在各五年规划期内扩展规律，对西部大开发以来成果做以简要分析。辅助数据包括各年份统计数据，谷歌影像图，研究区土地利用现状图。
本文的研究思路是：
2关中—天水经济区各市边界信息提取
2.1数据预处理及边界提取思路
2.2影像数据处理结果
3统计分析
根据所得数据，我们对关天经济区的建成区面积，该区域国内生产总值（gdp），固定资产投资（fixed investment），及该区域常住人口之间的关系通过eviews软件做了基于计量经济学上的分析。
3.1建成区面积与固定资产投资的相关性分析
对建成区面积s及固定资产投资fi做格兰杰因果关系检验。
首先对数据取自然对数，得到lns，lnfi，由于p值没有小到足以拒绝原假设，同时也不大，故从统计学角度无法判断具体谁是谁的格兰杰原因，
从经济学的角度分析可知，由于固定资产投资既包括土地上的厂房建设，也包括工厂内运转的机械设备，故可以认为厂房的投资建设扩大了建成区面积，但同时之后的产业聚集效应及工厂需要后续的机械设备，导致了固定资产投资的进一步增加，故通过对滞后变量回归的格兰杰因果关系在此种情况下无法得出有效结论实属正常，但是从经济学的角度看，fi的增加是带动建成区面积增加的根本原因，故我们应将fi设为自变量，建成区面积设为因变量。
然后lnfi及lns进行回归，我们可初步得出有待验证的回归方程：
Lns=0.200975lnfi+4.81689
由p值及可决系数可知方程显著。，因为存在伪回归的可能，故对原方程进行engle-granger检验，先求出et，并对其进行Augmented Dickey-Fuller unit root检验，判断数据是否平稳。
由此结果可知lnfi及lns在百分之一的置信水平下通过ADF检验，故可判断出lnfi与lns是协整的，原回归不是伪回归，方程Lns=0.200975lnfi+4.81689成立，由方程可知固定资产投资lnfi每增加0.200975个百分比，lns增加1个百分比。 3.2建成区面积与国内生产总值的相关性分析
由格兰杰因果关系检验可知lngdp是lns的因变量。然后lngdp及lns进行回归，我们可初步得出有待验证的回归方程：lns=0.276869lngdp+4.072955，回归显著成立。为保证不出现伪回归，对lngdp与lns做协整检验，求出残差et，并对其做ADF单位根检验（见表2）。
可知在其在无截距与趋势项的情况下平稳，故可知之前的回归函数不是伪回归。
lns=0.276869lngdp+4.072955显著成立，可知lngdp每变动百分之0.2769lns变动百分之1。
3.3建成区面积及人口的相关性分析
首先，观察人口数据不难发现，从2001年之前的人口高速增长到之后的增速放缓，再到2009年的人口开始缓慢下滑不难看出人口的的变化并非与建成区的变化趋同。
通过统计分析，对人口数进行ADF检验。
由结果可得，人口数据是一个白噪声，而建成区面积则是有明显的趋势的，故明显可得人口与建成区面积没有显著关系。
3.4建成区面积与国家政策的关系分析
关中天水经济区的城市扩张与国家的大力支持分不开。关中—天水经济区是国务院为促进西部地区发展，对总面积6.96万平方公里，建设成为西部及北方内陆地区的“开放开发龙头地区、以高科技为先导的先进制造业集中地，以旅游、物流、金融、文化为主的现代服务业集中地，以现代科教为支撑的创新型地区，领先的城镇化和城乡协调发展地区，综合型经济核心区，全国综合改革试验示范区”。
4研究结论
分析可知，影响人口的因素很多，其中包括政策因素，经济因素，宗教信仰，人们的生活观念等，而反观人口对建成区面积的影响，若人口的增加单单是劳动力的增加则会降低劳动力市场的劳动力价格，促使资本家投资，如此建成区面积会扩张，而从住宅方面考虑，在如今大城市，诸如北京商品房百分之三十空置的情况下，商品房的多寡也实在不能算作反应人口数量的显著指标。而在现今社会城区面积不断扩大但却人口老龄化明显的情况下，人口与建成区面积关系并不显著。
通过对比分析可知建成区面积s与gdp及固定资产投资fi均显著相关而与人口不显著相关，从数据可知固定资产投资对建成区面积的推动作用高于国内生产总值，仔细分析也可得知，固定资产投资与建成区面积的相关度更高，而gdp这一综合数据中，有很可观的一部分与建成区面积关系并不显著，比如其中的金融业与建成区面积的扩大并无直接关系。
参考文献
[1]薛亮，王威，霍艳杰，卫海燕.2008.《基于遥感与GIS的西安市土地利用时空变化研究》[J].摇撼技术与应用.672-676.
[2]吴宏安，蒋建军，周杰，张海龙，张丽，艾莉.2005.《西安城市及其驱动力分析》[J].地理学报.142-149.