南四湖流域历史上受河道袭夺的影响河网系统异常复杂，且人为干扰极其严重，流域水系具有特殊性，但是相关研究比较薄弱。 改革开放以来，流域社会经济得到一定程度发展，但是由于多种因素，一直滞后于沿海其他地区，是我国东部沿海经济发展的低谷区，2012 年流域城市化水平为 32%,低于同期山东省（ 41.5%） 和全国（ 52.6%） 的城市化水平。 与已经高度城市化地区城市化对自然水系造成较强的不可逆性特征相比，南四湖流域人水关系的可塑性比较大。
2 数据与研究方法。
2.1 数据来源及处理。
城市化进程主要基于土地利用变化特征来衡量，数据来源于 1987 年 9 月16 日、2000 年9 月 10 日、2014年 5 月 12 日 3 个时期的 Landsat TM 4-5 影像 15 景，3 个时期各 5 景，空间分辨率均为 30 m. 遥感影像进行辐射校正、几何校正、直方图匹配、图像拼接和裁切及图像滤波和增强等一系列预处理工作，综合利用多种遥感影像解译处理方法，结合实际地物类型，以监督分类法为主，神经网络、机器学习等为辅，建立相对应的地物数据库，进行影像的解译分析，将土地利用类型解译为耕地、林地、草地、建设用地、水域和未利用地 6大类，其中建设用地包括城镇建设用地、农村居民点和其他建设用地（ 图 2a） . 3 期影响精度评价的 Kappa 值分别为 0.91、0.89 和 0.93,分类精度能满足研究要求。
水系结构的数据源为南四湖流域 1980s 的 1∶100000 纸质地形图和 2003 年、2014 年的 1∶100000 电子地图。 对原始地形图进行矢量化，经过对矢量数据的编辑、拓扑检查、构造 TIN,最后生成分辨率为 30 m 的DEM 图。 对生成后的 DEM 进行洼地填充、流域阈值划分、洼地匹配等过程，提取 3 个时期的流域水系图。 基于 3 期遥感影像图、谷歌地图和实地考察等对所提取的水系图进行检验、修正，最终得到流域的水系变化图（ 图 2b） ,其中湖泊、水库、池塘等为面状水系。
2.2 水系分级。
南四湖流域湖西、湖东的河网类型不同，给水系的分级造成一定的难度，在实际的水系分级中主要考虑河网密度高的湖西地区的水系特征。 平原河网区的特点为河网交错密布，河道之间汇入关系不清，流向也常常发生变化，加之高强度的人工干扰，河流改道现象普遍存在，并不存在明确的规律。 借鉴 Strahler 河流分级方案的思想和自然河流地貌学的分类方法[14],参考已有文献中关于平原河网地区的河流分级研究[15],最终确定根据河流宽度对流域水系进行分级： 河宽大于 20 m 的河道定为 1 级、河宽 10~20 m 为 2 级、5~10 m 为3 级。 3 级以下的河道在地形图和遥感影像中与农田中的灌渠等水利设施很难区分，文中不做统计。 河道的面积由长度乘以宽度得到，1、2 和 3 级河道的宽度分别取平均值 20、15 和 7.5 m.
2.3 参数指标。
从数量参数、结构参数和连通性参数 3 个角度表达不同时期的河网特征： 数量参数包括河网密度和河网水面率，反映水系河网的长度、面积等数量变化情况； 结构参数包括河流发育系数、河网复杂度和河网结构稳定度[10],反映各级河流构成与河流整体发育程度、结构稳定程度； 连通性参数包括连接率 β 和实际结合度 γ[16],反映河网的通达度与空间上的连续程度。 城市化进程用城市扩展强度指数和城市建设密度表示[17-18],各参数的含义及计算公式见表 1.
