城市化是20世纪以来最为显著的人类活动特征,随着人口的快速增长以及科技的飞速进步,人类对区域土地的改造速度与需求与日俱增,城市化进程日益加剧。不透水面作为高速城市化进程中人为改造地表活动的特征产物,其面积的迅速增加很大程度上影响着区域生态环境变化并主导着城市景观格局演变过程。作为城市的基质景观及典型地表类别,不透水面常被用于地表覆被动态监测、城市水文模拟、非点源污染负荷估算、热环境效应、区域气候变化、城市扩张监测以及城市生态系统评价等多个方面。本文以昆明市为研究区,在遥感、GIS以及景观格局分析软件等支持下,采用改进决策树方法提取不透水面信息并应用皮尔逊卡方检验、香农熵等统计分析模型进行空间扩张定量分析,从政策导向、地形等方面进行扩张驱动力分析并从城市生态景观层面进行区域景观格局分析。文章基于研究区2002、2006和2010年三期Landsat ETM+影像开展研究,选取影像的3、4、5、7波段以及图像增强处理过程中主成分分析后的第一波段和归一化植被指数运算后的植被信息增强波段共6个波段进行影像组合。采用基于CRUISE算法的决策树分类方法进行研究区土地覆被类别解译,并采用改进归一化水体指数以及基于植被覆盖度的不透水面密度分割图进行掩膜处理,进一步提高解译精度,得到研究区三个时期的土地利用分类信息。利用空间象限法将研究区划分为8个方向区域,引入皮尔逊卡方检验、香农熵、优势度、扩张强度指数等分析模型从方向区域、发展阶段及总体情况等三个层面进行研究区不透水面空间扩张定量分析。结果显示,各方向区域不透水面扩张速度和扩张趋势存在较大差异,体现出空间扩张的不均衡性。2002～2006年间,城市不透水面扩张受政策、规划等因素的约束较小,发展较为自由但扩张速度相对缓慢。2006～2010年间,其增长速度有所加快,扩张优势度有较为明显的提升,但自由性和蔓延性有明显下降,表明城市在快速发展的同时逐渐向紧凑型、集约型方向靠拢。从区域扩张的总体情况来看,研究区有较高的总体自由度和蔓延度,但两者都呈减缓趋势,此外其扩张优势度较低,表明区域土地仍未得到有效利用。利用研究区DEM数据与不透水面信息进行叠加分析。从高程分布看,绝大部分的不透水面位于1803米到2022米高程范围内,其扩张趋势为由发展趋于饱和状态的低海拔区域逐渐转向开发难度较大的较高海拔地区,但目前低海拔区域仍是主要扩张区域。从坡度分布看,绝大部分的不透水面位于2°到15°范围内,并表现出不透水面面积随坡度的上升而下降的总体趋势。2-6°为主要扩张区域,15°以上的土地建设开发难度明显增加,范围内不透水面面积增长较少。选取斑块类型和景观水平指数进行研究区景观格局分析。从景观水平看,研究区斑块总数由2002年的63395上升到2006年的77244继而下降到2010年的69629,区域经历了斑块破碎加剧进而逐渐聚合的过程。其中,水体、植被和夹杂稀疏植被的裸地部分的斑块数为先上升后下降,无植被覆盖的裸地部分的斑块数呈持续下降趋势。区域内不透水面斑块数先下降后上升,其经历了从众多离散分布的较小面积到逐渐趋于集中的较大面积斑块区域的变化过程,此外其在发展过程中与其他景观的临接关系减弱,毗邻的景观类型趋于单一,较大程度影响了区域生态多样性。