随着城市经济的发展、城市人口的不断增长和城市规模的不断扩大,人们往往只关心环境资源的经济价值,忘却了作为人类赖以生存的环境组成所固有的生态学意义,造成城市对环境的冲击越来越严重,从而产生城市发展与恶化的因果关系。因此要想达到城市与环境的和谐发展,必须认识到环境因子的生态作用以及城市扩展与环境如何相互影响的,然后才能有的放矢的对这个矛盾进行协调。在GIS、GPS技术的支持下,利用遥感(RS)数据能快速高效的获取和分析全面、系统、真实的地表空间动态变化信息,能为资源和环境的监测、优化管理、规划发展提供完整的决策依据,是资源与环境监测中的重要技术手段和发展方向。本研究在收集、总结国内外同类研究成果的基础上,以正在高速发展的首都—北京市作为研究对象,利用1994年7月1日和2004年7月6日两个时相的陆地卫星TM数据,首先选用合适的方法对城市主要土地利用类型进行自动(半自动)提取,然后对北京市城区扩展与环境变化进行动态监测及分析。在对遥感影像进行几何校正、裁剪、增强和融合处理的基础上,研究了城市主要地物信息快速准确提取的原理和方法。通过对归一化差异型指数构成原理的分析,选取了归一化差异建筑指数(NDBI)、修正归一化差异水体指数(NMDWI)和土壤调节植被指数(SAVI)来代表城市建成区的三种土地利用类型—建筑物、水体和植被;同时吸取了多重滤波处理对线性地物提取方面的优势,提出了在大区域的卫星遥感影像中道路特征半自动提取的一种方法;通过目视判读的方法解译研究区域内的垃圾卫生填埋场信息。完成了城区主要地物信息的提取以后,对各项提取指标进行动态变化识别及分析。首先分析北京市城镇建设用地变化、水体信息变化、植被覆盖信息变化、城市垃圾填埋场分布及交通道路网扩展的变化趋势;然后对北京市边缘区进行动态研究,同时结合北京市社会经济指标,寻求北京市城市扩展的驱动因子;最后分析北京市环境变化情况:首先进行北京市总体环境变化分析和时空变化划区分析,得出城市扩展带来的环境变化以及影响环境变化的主要驱动力,最后得出北京市城市扩展与其环境变化的规律。