2000-2016年中国地级以上城市高精度城区边界遥感提取及时空扩展分析

城区边界和城区面积是城镇化的重要表征和扩展分析的基础。然而城区边界存在概念和提取标准不统一、精度较低、可比性较差等问题。为此,提出了基于高分辨率影像和地理信息资料辅助的城区半自动化提取方法,充分利用高分辨率影像上的城市景观特征、先验地理信息知识和一系列标准规则,以得到精度高、一致性强的数据。以中国337个地级以上城市为研究区,采用该方法得到了2000年、2005年、2010年、2016年4期城区边界成果,并开展了城区时空扩展及用地效率等相关分析。结果表明:①16年间城区扩展迅速,城区主要集中分布在东部和中部,东西部地区差异大;②城市用地效率与城镇化发展水平显著相关,城区扩展以外延型为主;③大多城市城区扩展超前于人口增长,少量城市城区扩展滞后于人口增长;④城区扩展以占用耕地为主。     

西咸一体化过程与城市扩展研究

随着国家"一带一路"倡议的推进和"新型城镇化建设"战略的实施,中西部城市群建设的步伐大大加快,坚持"集约、节能、生态"的绿色发展理念和落实"以人为本"的城市发展核心价值已经成为具有中国特色城市发展的新潮流,中国中西部大城市群的时空扩展过程及其驱动力分析已经成为热点研究课题。本研究以丝绸之路起点大城市—西安市为研究对象,利用近30年来的多时相(1985年、1990年、1995年、2000年、2005年、2010年、2015年)Landsat卫星遥感数据,提取城市化扩展过程的时空变化信息。通过引入扩展强度指数、扩展速率指数、紧凑度等定量变化指数,从时间和空间尺度上分析西安市城市化扩展的数量及几何学特征。同时,选取西安市相应的社会经济统计数据,从人口、国内生产总值(GDP)、宏观政策(包括西咸经济一体化规划)、道路交通4个方面对城区扩展的驱动力进行了综合分析。研究结果表明:(1)城市面积的变化方面:西安市城区从1985年的107.44 km2增长到2015年的724.19 km2,30年间城区面积扩展了6.74倍。扩展强度和扩展速率都呈现先降后升的趋势,在2005年—2010年达到了最大值。(2)空间特征方面:1985年至2000年西安市主要向东部、北部及西北部扩展,2000年至2015年城区则转变为主要向西部、南部与西南部扩展。(3)紧凑度方面:1985年至2000年城市紧凑度呈快速下降趋势,由紧凑型(0.367)转变为较紧凑型(0.262),2000年之后表现为缓慢下降,15年间下降了0.07。(4)城市扩展驱动因子方面:GDP和人口是城市扩展的关键因素,城区面积与GDP呈现出二次幂关系,而城区面积与人口数量则表现为线性正相关关系;此外,"西咸一体化"政策决定了西安市扩展和发展的宏观格局和规模;道路交通基础设施的配套建设也对城市发展起到牵引作用。西安市作为中国中西部"新型城镇化建设"的引领示范城市,城市发展面临着人口快速增长、水资源不足、生态环境脆弱等问题。因此,在今后的城市化发展过程中,应当秉持"绿色、生态、低碳"可持续发展理念,要加强生态功能区的规划,加快生态屏障区建设;统一渭河、泾河、灞河等主要河流的协调管理,合理配置水资源;优化产业结构,大力发展旅游等绿色产业,提高城市竞争力。     

青神县城市空间扩展及土地利用变化研究

以青神县为例,利用2001年和2014年两期Landsat遥感数据和相关GIS数据提取了城市用地信息,并进行了城市空间扩展和土地利用变化研究;同时从经济、人口承载力以及政策导向等方面分析了城市扩展的驱动力,为城市土地转移变化和城市发展规划提供了理论依据。     

成都市城市扩展时空变化研究

为了揭示成都市在城市发展过程中产生的变化,该文以成都市多时相、多源空间数据为基础,采用RS与GIS技术提取城市扩展信息,基于空间叠置和缓冲分析技术、运用城市扩展模型对1978年—2010年成都市城市扩展的时空分异特征与城市扩展的驱动力进行分析。结果表明:1978年—2010年,成都市城市扩展呈快速增长的态势,呈"紧凑型圈层式"扩展模式,中心城区扩展主要方向是西北、西和西南;1978年—2002年和2002年—2010年两时段城市扩展时空差异显著;经济发展和城市化发展是成都市城市扩张的主要驱动力。     

西部地级城市城区扩展变化监测与分析——以甘肃省地级城市为例

为了统计甘肃省地级城市城区空间扩展变化趋势及规律，为西部城市的规划建设和可持续性发展提供空间地理信息参考依据，本文以甘肃省地级城市为研究对象，利用城市多年航空航天遥感影像及城市规划、统计等相关资料，采用遥感监测及地理信息空间技术，通过研究城市城区空间扩展的范围、速度及强度等指标因素，对甘肃省地级城市2000—2020年间城市城区扩展变化原因进行分析，结果表明：在近20年时间里，甘肃省地级城市空间格局在政策引导、经济发展、城市建设规划布局、人口增长等因素的作用下不断扩展，城市建设也得到了前所未有的发展，其分析结果可以为甘肃省地级城市的规划建设、城市的科学管理决策以及区域发展战略与规划实施提供重要的空间地理信息依据和参考信息。     

ERDAS软件支持下的昆明市城区扩展对比

在ERDAS软件中,通过数据导入、波段合成、几何校正、图像增强等处理,得到高质量的昆明地区2000年和2004年两时相遥感图像。用AOI种子扩展工具在图像上生成昆明市城区范围,做出城区扩展动态叠加图,并用测量工具测量统计得到:2004年昆明市城区面积已达180平方千米,而在2000年图像中这个数仅为130平方千米。在这四年内昆明市城区以年增长率1.64%的速度迅速扩展。且对比得出昆明市城区的扩展趋势,即城区主要向东南呈贡县方向,和东北金殿、松华坝水库方向发展,为城市土地资源的规划和治理提供依据。     

江西省地级以上城市空间格局变化监测研究

城区空间格局是城市发展的骨架,是由城市的空间要素在城市地域上分布和相互交织而成的空间关系[1-2]。利用2000、2005、2010、2015、2016年5期高分辨率正射影像提取江西省地级以上城市城区边界,对提取成果进行城市空间格局研究及空间结构分析。结果表明:江西省城市空间格局整体呈现出"北紧南松、一核南北双中心"的结构,研究成果为解决城市发展面临的"老城区交通拥堵,新城区粗放型扩展"等空间结构优化问题,提供了合理的规划建议以及技术支撑。     

京津冀城市群1990—2015年城区时空扩展监测与分析

城区作为城镇化表征的重要指标,在城镇化时空扩展分析中有着重要的意义。然而,目前城区边界存在相关概念混杂导致对其认识缺乏统一、划定标准和数据来源缺乏一致性、遥感监测所用影像分辨率较低、以建设用地（不透水面）替代城区等问题。针对上述问题,参考住房和城乡建设部的建成区概念和城区地域分布范围,充分挖掘高分辨率遥感影像展现的城市景观和形态等空间可视化特征,从城市实际建设完成情况出发,本文提出了基于高分辨率影像和地理信息资料辅助的城区半自动化提取方法。获取了京津冀城市群153个县级以上城市的1990、2002、2015年的遥感影像、多元地理信息参考资料,开展了该区域的城区边界提取,并从时空扩展过程、城区空间形态及结构变化、城区扩展协调性、城区扩展占用土地类型4个方面对京津冀城市群1/4世纪的城镇化过程进行了统计分析。提出的技术方法和监测分析结果对于城镇化发展监测和城市规划实施评估具有重要的参考价值。     

1979～2008年徐州市城市空间扩展及驱动因素分析

以遥感和GIS为技术支撑,基于1979～1988,1998～2008年遥感影像资料,对徐州市近30年城市扩展信息进行提取,并分析该时段城市空间扩展特征及其驱动因素。结果显示：自1979年至2008年,徐州市建成区面积以每年5.57km2高速扩展,其中1998～2008年的扩展强度最大。主要扩展方向为从西北到东南轴向,紧凑度与分形维数都有逐渐缩小的趋势。城市扩展弹性指数与合理值的差值有扩大趋势。经济因素、人口因素、交通因素是影响城市扩展的主要驱动因素。     

重庆市主城区城市空间扩展遥感监测研究

以2000~2013年多源遥感影像为数据源,结合专题资料,根据一定的判别原则提取了重庆市主城区4个时相的城区范围。通过对主城区城市扩展强度、城市用地增长弹性系数的计算,分析了城市空间扩展的时空变化情况;通过对主城区城市扩展空间象限方位、分形维数、紧凑度、重心转移的计算,分析了城市外部形态特征的演变。结果表明,重庆市主城区外部城市空间形态保持健康稳定的发展趋势;城市空间形态变化受政策和制度因素引导和调控;城市空间扩展形态受多种影响因素综合作用。     

丝绸之路沿线节点城市扩张空间演变分析研究--以西安、兰州和乌鲁木齐为例

基于"一带一路"倡议构想,以丝绸之路沿线重要节点城市西安、兰州、乌鲁木齐为研究对象,采用1990-2015年6期TM/ETM影像数据,运用RS/GIS空间分析方法,综合城市建设用地扩张强度、扩张类型、扩张弹性等指标,系统分析了近25年来三大城市扩张的时空演变特征。结果表明:1)三大城市均呈快速扩张趋势,空间上扩张强度表现为西安>乌鲁木齐>兰州。2)三大城市扩张类型均以边缘式扩张为主,其次为内填式,飞地式扩张面积最少。3)西安市土地扩张速度快于人口增长速度,兰州市土地扩张和人口增长速度呈均衡发展趋势,而乌鲁木齐城市扩张弹性介于二者之间。     

基于RS和GIS的哈尔滨市城市空间扩展研究

准确掌握城市空间发展情况及过程,判别城市空间发展的趋势,为城市整体发展制订合理规划有重要的现实意义。本文选取1995~2015年间4个时段的影像数据,提取不同时间段的城市空间范围,利用GIS空间分析技术对哈尔滨市城市空间扩展情况进行监测。分析结果显示,哈尔滨城市空间较为离散,主城区面积逐年增加,年均增长保持在10%以上,2005年后增速明显加快,2015年城区范围趋于稳定。     

基于遥感数据SOFM网络分类的五种城市增长方式鉴别方法应用研究

使用了自主研发的自组织神经网络分类(SOFM)方法，选择了1988、1994、2001和2003年5～6月份TM^ 时间序列多光谱遥感数据，对北京城市增长方式进行了30m分辨率遥感时序数据的鉴别，包括填充式增长方式、扩张式增长方式、独立式增长方式、线状式增长方式和簇状增长方式，并绘制了三个时期的城市增长图。在此基础上，根据北京城市增长环线驱动的特点，分别对四环内、四环至五环、五环至六环1988～1994年、1994～2001年、2001～2003年的5种城市扩展方式面积进行了统计。     

逻辑回归元胞自动机模型的鸡西市城市扩张分析及预测

城市的快速扩张导致人地矛盾激化,土地利用效率下降.分析并预测城市发展状态,可以实现土地资源的合理配置,为城市发展提供合理规划.本文以鸡西市市辖区为例,利用Logistic-CA模型进行城市扩张模拟及趋势特征分析.结果表明:1)鸡西市在2005—2015年间城市处于低速扩张阶段,土地利用效率较低,城市发展较为分散;2)通...     

基于多时相卫星遥感数据的上虞城市用地动态扩展分析

采用地形图和MSS/TM,SPOT5卫星遥感数据,提取城市建成区范围,计算多种城市扩展指数,研究分析了1976~2010年上虞城市用地扩展情况。研究发现,20世纪70年代至21世纪10年代,上虞城市用地扩展面积和强度在最初爆发性增长后,保持高位稳定。城市紧凑度指数持续降低,城市分形维度在大幅下降后保持稳定,城市发展日益复杂化,边缘日益曲折、破碎化。今后市政规划建设应着力发展建设城市用地边缘离散曲折之处,提高城市紧凑度,降低分形维度,从而提高城市区域市政服务职能效率。     

重庆市主城区城市路网演变分析及与城市扩张耦合性研究

研究结合重庆市主城区2011-2017年高分辨率遥感影像和相关地形图、规划资料及交通专题资料信息等,提取城市路网和城市建设用地数据,基于GIS操作平台,采用空间核密度方法分析主城区城市路网时空演变特征,探索城市路网空间分布规律,以街道(镇)为研究单元分析城市道路与城市用地扩张之间的耦合关系,为合理规划交通道路布局,促进城市扩张与道路网络的协调发展提供了重要参考依据。结果表明,主城区城市路网分布具有空间不均衡性特征,路网演变有明显的方向性,以东西两翼带状区域变化为主,路网密度变化集中在低密度区。与城市用地扩张相关性研究中发现,城市路网是城市扩张的主要驱动力之一,路网中密度区域对城市扩张的驱动效应最明显。     

Spatiotemporal changes of urban impervious surface area and land surface temperature in Beijing from 1990 to 2014

This study examined changes in urban expansion and land surface temperature in Beijing between 1990 and 2014 using multitemporal TM, ETM+, and OLI images, and evaluated the relationship between percent impervious surface area (%ISA) and relative mean annual surface temperature (RMAST). From 1990 to 2001, both internal land transformation and outward expansion were observed. In the central urban area, the high-density urban areas decreased by almost 7 km², while the moderate- and high-density urban land areas increased by 250 and 90 km², respectively, outside of the third ring road. From 2001 to 2014, high-density urban areas between the fifth and sixth ring roads experienced the greatest increase by more than 210 km², and RMAST generally increased with %ISA. During 1990–2001 and 2001–2014, RMAST increased by more than 1.5 K between the south third and fifth ring roads, and %ISA increased by more than 50% outside of the fifth ring road. These trends in urban expansion and RMAST over the last two decades in Beijing can provide useful information for urban planning decisions.     

烟台市城市群空间扩展特征分析

准确判别城市扩展规律、剖析演化过程,对于预测城市未来演化趋势、制定合理的调控政策具有重要的意义。本文以1989年TM、2000年ETM+、2009年TM影像为依据,应用RS和GIS手段提取了山东半岛北部烟台市城市群的实体边界,分析了烟台地区1989年-2009年间城市扩展的面积、方向以及城市扩展的导向规律。研究结果表明:烟台市城市群在近20年一直处于城市扩展的快速发展阶段,并受到地形、临港产业、交通干线以及政府调控等方面的影响。     

基于GIS城镇扩展的空间格局分析

以城镇扩展为核心内容的城市土地利用/土地覆盖变化已经成为目前国内土地利用/土地覆盖变化(LUCC)研究的热点.基于某地2002年至2007年土地利用数据,提取城镇用地信息,利用全局和局部空间关联模型,分析了区域城镇扩展的空间分布特征,得出了相关研究成果.     

基于高分一号卫星的城市扩张变化监测研究

廊坊是京津冀城市群的地理中心,位于京津两个国际都市之间。本文选取廊坊市中心为研究对象,利用高分一号卫星数据和航空影像,分析廊坊市2010~2016年的城市扩张变化情况,为京津冀协同发展制定政策并为城市制订规划提供依据。首先对遥感影像进行预处理,对高分一号卫星影像,按用地类型分别采用监督分类、面向对象和植被指数法提取城市2016年地表现状信息,并进行精度评价;对2010年的航空影像进行数字化,两类数据结合进行基于分类的变化检测和精度评价,分析城市空间变化特征。结果表明,厂房、建筑和未建成区分别采用监督分类、建筑阈值分类和面向对象法分类效果较好;廊坊市城市扩张的驱动力主要为经济发展、政策因素、历史条件、地形等。