Оценка спрола городских территорий Санкт-Петербурга на основе спутниковых изображений Landsat
DOI:
https://doi.org/10.21638/spbu07.2023.303Аннотация
В контексте процессов урбанизации и территориального расширения городских территорий для обозначения «феномена пространственного роста городов» употребляется термин «urban sprawl» или «спрол» («расползание города»). Он представляет собой сложный географический процесс, который можно исследовать на основе современных данных дистанционного зондирования Земли (ДДЗЗ), включая использование мультиспектральных космических снимков проекта Landsat. В исследовании актуализирован процесс обработки и анализа снимков с использованием современных ГИС-комплексов. В результате была представлена и апробирована методика дешифрирования, картографирования и расчета изменения динамики роста урбанизированных территорий для Санкт-Петербурга. Каждый снимок классифицирован с помощью машинного обучения по эталонам местности. Отдельно был выделен класс урбанизированных территорий для каждого года анализа. В рамках проведенной работы была построена картосхема динамики городских территорий за исследуемый период, количественно рассчитан прирост площади территорий за анализируемый период. В результате космические снимки проекта Landsat, полученные благодаря возможностям базы данных Геологической службы США, оказались достаточно эффективны для распознавания городских районов, водных объектов, неиспользуемых земель и растительному покрову. Апробация методики на примере Санкт-Петербурга позволила увидеть результаты расширения застроенной площади в периферийных (пригородных) зонах, в том числе засчет субурбанизации. За 25 лет урбанизированные зоны расширились за счет строительства инфраструктурных дорожных объектов и жилого строительства как малоэтажных проектов и ИЖС, так и крупных жилых комплексов. Дальнейшее развитие данного исследования будет включать контактную зону Ленинградской области в пределах Санкт-Петербургской городской агломерации.
Ключевые слова:
спрол, расползание, землепользование, агломерация Санкт-Петербурга, геоинформационные системы, спутниковые снимки, дистанционное зондирование космические снимки Landsat, пространственное развитие города
Скачивания
Библиографические ссылки
Аксенов, К. Э., Брадэ, И., Рох, К. (2010). Социально-пространственная дифференциация в районах массовой жилой застройки Ленинграда - Санкт-Петербурга в постсоветское время. Известия РАН. Серия географическая, 1, 42-53.
Артемьева, О. В., Бакулев, А. С., Данилова, О. И. (2021). Опыт создания карт динамики городской застройки по материалам данных дистанционного зондирования. Современные проблемы географии, 5, 7-12.
Браде, И., Махрова, А. Г., Нефедова, Т. Г., Трейвиш, А. И. (2015). Особенности субурбанизации в Московской агломерации в постсоветский период. Известия Российской академии наук. Серия географическая, 2, 19-29.
Верещака, Т. В., Зверев, А. Т., Сладкопевцев, С. А, Судакова, С. С. (1990). Визуальные методы дешифрирования. М.: Недра.
Готманн, Ж. (1965). Мегалополис или урбанизация северо-восточного побережья США. В: География городов. М.
Дохов, Р. А. и Синицын, Н. А. (2020). Спрол в России: рост и структурная трансформация пригородов Белгорода. Известия Российской академии наук. Серия географическая, 2, 191-206.
Дохов, Р. А., Алов, И. Н., Шубина, Д. О., Волков, М. С., Мацур, В. А., Умнова, Т. Н., Шерстнева, А. Р. (2020). Пространственные структуры постсоциалистических пригородов: функциональные и социальные центры субурбии Махачкалы. Городские исследования и практики, 5 (4), 35-53. https://doi.org/10.17323/usp54202035-53
Засядь-Волк, В. В. (2013). Земельные ресурсы как основа эффективного развития территории. Вестник СПбГУ. Серия 7, 2, 145-152.
Карачурина, Л. Б., Мкртчян, Н. В., Петросян, А. Н. (2021). Пространственные особенности миграционного прироста пригородов региональных столиц России. Вестник Московского университета. Серия 5. География, 6, 123-134.
Лачининский, С. С. и Логвинов, И. А. (2022). Зарубежный опыт использования данных дистанционного зондирования Земли при изучении развития городов. Псковский регионологический журнал, 18 (3), 132-146. https://doi.org/10.37490/S221979310021246-3
Лачининский, С. С. и Сорокин, И. С. (2021). Пространственная структура и особенности развития поселений Санкт-Петербургской агломерации. Балтийский регион, 13 (1), 48-69.
Лосин, Л. А. и Солодилов, В. В. (2020). Стратегическое транспортное планирование развития Санкт-Петербургской городской агломерации. Экономика Северо-Запада: проблемы и перспективы развития, 1 (60), 84-93.
Махрова, А. Г. и Нефедова, Т. Г. (2021). Сможет ли пандемия COVID-19 стимулировать субурбанизацию в центральной России? Вестник Московского университета. Серия 5. География, 4, 104-115.
Овсепян, М. В. (2018). Проблемы развития Санкт-Петербургской агломерации. Проблемы развития территории, 4 (96), 72-86.
Свириденко, М. В. (2020). Пространственное развитие муниципальных образований Ленинградской области, находящихся в зоне интенсивной урбанизации Санкт-Петербургской агломерации: основные тенденции и вызовы. Экономика Северо-Запада: проблемы и перспективы развития, 1 (60), 69-76.
Ходачек, А. М. (2017). О Петербургской агломерации на основе концепции градостроительного развития. Экономика Северо-Запада: проблемы и перспективы развития, 1 (53-54), 35-47.
Anokhin, A. A., Lachininskii, S. S., Zhitin, D. V., Shendrik, A. V., Mezhevich, N. M., Krasnov, A. I. (2017). Post-Soviet Urban Environment: The Experience of St. Petersburg. Regional Research of Russia, 7 (3), 249-258.
Batchaev, A. R. and Zhikharevich, B. S. (2014). Saint-Petersburg in the post-soviet time: economic strategies and development. Economic and Social Changes: Facts, Trends, Forecast, 4 (34), 68-83.
Bhatta, B. (2012). Analysis of Urban Growth and Sprawl from Remote Sensing Data. New York: Springer Publ.
Bollens, S. (2005). Urban growth boundary. In: R. W. Caves, ed., Encyclopedia of the City, Routledge (Tylor & Francis Group). NY, London.
Cities in the World: A New Perspective on Urbanization (2020). Paris: OECD Urban Studies.
Duany, A., Plater-Zyberk, E., Speck, J. (2001). Suburban Nation. The Rise of Sprawl and the Decline of the American Dream. New York: North Point Press.
Dadashpour, H. and Salariyan, F. (2015). Analyzing the impact of urban sprawl on land use changes in the region of Sari. Geographical Studies of Urban Planning, 3 (2), 145-163.
Estoque, R. C. and Yuji, M. (2015) Classification and change detection of built-up lands from Landsat-7 ETM+ and Landsat-8 OLI/TIRS imageries: A comparative assessment of various spectral indices. Ecological Indicators, 56, 205-217.
Ewing, R. (1997). Is Los Angeles-style sprawl desirable? Journal of the American Planning Association, 63 (1), 107-126.
Ewing, R. (2008). Characteristics, Causes, and Effects of Sprawl: A Literature Review. Urban Ecology, 519-535. https://doi.org/10.1007/978-0-387-73412-5_34
Ewing, R. and Hamidi, S. (2014). Measuring Sprawl 2014. Smart Growth America. 51. Available at: https://smartgrowthamerica.org/wp-content/uploads/2016/08/measuring-sprawl-2014.pdf [Accessed 10.01.2023].
Ewing, R., Hamidi, S., Grace, J., Wei, Y. (2016). Does urban sprawl hold down upward mobility? Landscape and Urban Planning, 148 (1), 80-88. https://doi.org/10.1016/j.landurbplan.2015.11.012
Feng, Li (2009). Applying remote sensing and GIS on monitoring and measuring urban sprawl. A case study of China Revista Internacional Sostenibilidad, Tecnología y Humanismo, 4, 47-56.
Fenglei, F., Yunpeng, W., Maohui, Q., Zhishi, W. (2009). Evaluating the Temporal and Spatial Urban Expansion Patterns of Guangzhou from 1979 to 2003 by Remote Sensing and GIS Methods.International Journal of Geographical Information Science, 23 (11), 1371-1388. https://doi.org/10.1080/13658810802443432
Franz, M. J., Van Wormer, J. J., Crain, A. L., Boucher, J. L., Histon, T., Caplan, W., Bowman, J. D., Pronk, N. P. (2007). Weight-loss outcomes: A systematic review and meta-analysis of weight-loss clinical trials with a minimum 1-year follow-up. J Am Diet Assoc. 107(10), 1755-1767. https://doi.org/10.1016/j.jada.2007.07.017
Fujita, M. and Ogawa, H. (1982). Multiple equilibria and structural transition of non-monocentric urban configurations. Regional Science and Urban Economics, 12 (2), 161-196.
Fulton, W., Pendall, R., Nguyen, M., Harrison, A. (2001). Who sprawls most? How growth patterns differ across the U.S. Washington: Brookings Institution.
Gargiulo, V., Sateriano, A., Di, Bartolomei R., Salvati, L. (2012). Urban sprawl and the environment. Geography, Environment, Sustainability, 5 (4), 46-62. https://doi.org/10.24057/2071-9388-2012-5-4-46-62
Gerten, C., Boyko, D., Fina, S. (2022). Patterns of Post-socialist Urban Development in Russia and Germany. Frontiers in Sustainable Cities, 4, 846956. https://doi.org/10.3389/frsc.2022.846956
Geyer, H. S. and Kontuly, T. A. (1993). Theoretical foundation for the concept of differential urbanization. International Regional Science Review, 15 (2). 157-177.
Ghazaryan, G., Rienow, A., Oldenburg, C., Thonfeld, F., Trampnau, B., Sticksel, S., Jürgens, C. (2021). Monitoring of Urban Sprawl and Densification Processes in Western Germany in the Light of SDG Indicator 11.3.1 Based on an Automated Retrospective Classification Approach. Remote Sens. 13, 1694. https://doi.org/10.3390/rs13091694.
Gottlieb, P. D. (1999). Do economists have anything to contribute to the debate on urban sprawl? Forum for Social Economics, 28 (2), 51-64.
Harvey, R. O. and Clark, W. A. V. (1965). The nature and economics of urban sprawl. Land Economics, 41 (1), 1-9.
Huzui, A. I., Abdellaoui, A., Ileana, P.-S. (2013). Analysing urban dynamics using multi-temporal satellite images in the case of a mountain area, Sinaia (Romania).International Journal of Digital Earth, 6 (6), 563-579.
Ismael, H. M. (2021). Urban form study: The sprawling city-review of methods of studying urbansprawl. GeoJournal, 86, 1785-1796. https://doi.org/10.1007/s10708-020-10157-9
Johnson, M. (2001). Environmental impacts of urban sprawl: A survey of the literature and proposed research agenda. Environment and Planning, 33, 717-735.
Kurichev, N. K. and Kuricheva, E. K. (2018). Relationship of housing construction in the Moscow urban agglomeration and migration to the metropolitan area. Regional Research of Russia, 8, 1-15.
Li J., Li Ch., Zhu F. (2013). Spatiotemporal pattern of urbanization in Shanghai, China between 1989 and 2005. Landscape ecology, 28 (8), 1545-1565.
Li, X., He, H. S., Xiu, C., Li, B., Shendrik, A. (2020). Twenty years of post-Soviet Union urban land use change of St. Petersburg. Applied Spatial Analysis and Policy, 13 (4), 1019-1033.
Melchiorri, M., Pesaresi, M., Florczyk, A. J., Corbane, C., Kemper, T. (2019). Principles and Applications of the Global Human Settlement Layer as Baseline for the Land Use Efficiency Indicator - SDG 11.3.1. ISPRS Int. J. Geo-Inf., 8, 96. https://doi.org/10.3390/ijgi8020096
Perez, J., Fusco, G., Moriconi-Ebrard, F. (2019). Identification and quantification of urban space in India: Defining urban macro-structures. Urban Studies, 56 (10), 1988-2004.
Sechi, G., Zhitin, D., Krisjane, Z., Berzins, M. (2022). Post-Soviet Suburbanization as Part of Broader Metropolitan Change: A Comparative Analysis of Saint Petersburg and Riga. Sustainability, 14, 8201. https://doi.org/10.3390/su14138201
Schiavina, M., Melchiorri, M., Corbane, C., Florczyk, A. J., Freire, S., Pesaresi, M., Kemper, T. (2019). Multi-Scale Estimation of Land Use Efficiency (SDG 11.3.1) across 25 Years Using Global Open and Free Data. Sustainability, 11, 5674. https://doi.org/10.3390/su11205674
Yi, H., Peng, D., Haowen, Y., Lifeng, Z., Shuwen, Y. (2018). Quantifying the main urban area expansion of Guangzhou using Landsat imagery.International Journal of Remote Sensing, 39:21, 7693-7717. https://doi.org/10.1080/01431161.2018.1478465
Ying, S., Xinchang, Z., Yuan, Z. Qinchuan, X. (2017). Monitoring annual urbanization activities in Guangzhou using Landsat images (1987-2015).International Journal of Remote Sensing, 38:5, 1258-1276. https://doi.org/10.1080/01431161.2016.1268283
Zhitin, D. V., Lachininskii, S. S., Mikhaylov, A. A., Shendrik, A. V. (2020). Urban transformation of a post-soviet coastal city: the case of Saint-Petersburg. Geography, Environment, Sustainability, 13 (1), 145-158.
Zhongchang, S., Sisi, Y., Huadong, G., Cuizhen, W., ZengXiang, Z., Ru, X. (2021). Assessing 40 years of spatial dynamics and patterns in megacities along the Belt and Road region using satellite imagery.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Статьи журнала «Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле» находятся в открытом доступе и распространяются в соответствии с условиями Лицензионного Договора с Санкт-Петербургским государственным университетом, который бесплатно предоставляет авторам неограниченное распространение и самостоятельное архивирование.
