20世纪90年代以来,中国经历了快速城市化过程。城市迅速扩张,城市周边大量的耕地、林地、水体等转用地变为硬化不透水表面,对区域人居环境、空气质量、区域气候造成一系列的负面影响。了解和掌握区域及全球尺度不透水面扩张过程,对于城市总体规划、区域生态保护、水资源优化配置以及远景战略规划等,具有重要意义。本文以我国干旱区为重点研究区,基于DMSP夜间灯光数据和NDVI数据,构建了适用于干旱区不透水面提取的植被调节不透水指数(VAISI),并根据部分城市中分影像不透水面分类结果作为参考数据,利用回归向量机(SVR)建立VAISI与参考数据间的关系模型,由此估算出干旱区城市ISP,完成了1992年-2013年干旱区不透水面提取、制图与时空变化分析。在以上基础上采用聚类分析方法,对过去22年间干旱区主要城市或地区不透水面演化过程进行聚类分析,完成了城市扩张速度、幅度、强度等定量指标分析。主要结论如下:(1)利用DMSP/OLS夜间灯光影像和NDVI数据,结合区域内植被覆盖率构建的植被调节不透水指数,在干旱区不透水面提取过程中表现较好,能够满足大尺度不透水面监测的要求,对今后大尺度城市不透水面研究具有借鉴作用。(2)干旱区城市根据不透水面扩张方向可分为四周延伸型、单向延伸型和双向延伸型。四周延伸型城市包括乌鲁木齐、银川等,以城市老城区为核心向四周扩展,单向延伸型城市包括克拉玛依、石河子等,城市不透水面主要向某一方向扩张,双向延伸型城市包括阿克苏、巴彦淖尔等,城市不透水面双向扩张。(3)干旱区城市或地区不透水面均处于持续扩张状态,但是不同城市或地区不透水面扩张幅度与速度相差较大,根据1992年-2013年干旱区不透水面面积统计结果可分为高速扩张型、快速扩张型、中速扩张型、低速扩张型。高速扩张型城市乌鲁木齐,1992年面积为67.54平方公里,年平均扩张面积为13.81平方公里,年平均扩张8.37%,2013年扩张至357.46平方公里,为干旱区最大的城市;低速扩张型城市或地区包括克孜勒苏、五家渠等8个城市或地区,1992年不透水面平均面积仅为1.31平方公里,年平均扩张0.57平方公里,2013年扩张至28.03,年平均扩张24.93%,与高速扩张型城市相差较大。快速扩张型、中速扩张型城市不透水面积、扩张幅度介于高速和低速扩张型城市之间。