基于多源多时相数据集的喀什市近70a城区空间扩展遥感研究

使用民国34年（1945年）1∶1×10⁴地形图、1968年CORONA影像及近期Landsat5和2015年GE影像数据,使用遥感技术以多元多时相遥感数据融合和GIS挖掘技术为支撑,采用等扇分析法和重心转移矩阵分析了喀什市70a城市空间形态整体扩展特征,各方向上的扩展速度、强度以及空间重心转移的方向、强度。结果表明：1945-2015年间喀什市空间形态经历了带状扩展向团状扩展的转变,城市整体空间扩展强度不断加剧,空间扩展速度呈先上升后下降再上升的趋势,空间重心向东南方向绿洲腹地转移1009m,侵占甚多绿洲耕地,城市空间扩展模式粗放,亟待调整。     

库尔勒市城市空间扩展特征及其驱动因素研究

以库尔勒市1990年、1995年、2000年、2005年、2010年以及2015年6个时期的Landsat TM/ETM+影像作为基础数据,借助ENVI 4.5、Arc GIS 10.1等专业软件对影像进行监督分类和空间分析。在此基础上,分析库尔勒市近25 a来土地利用时空变化规律、城市空间扩展趋势及演变过程、城市重心转移方向及距离和城市空间扩展形态变化特征等。研究表明:近25 a间库尔勒市建设用地面积大幅度增加,所占比例不断上升,年均增加速率为15.18%。耕地和未利用地对城市建设用地扩展贡献较大。城市向东南方向扩展,城市重心向东南方向转移了总共2 118.46 m。城市空间扩展紧凑度呈下降趋势,分形维数呈上升趋势,表明城市空间扩展趋于结构疏散化、形状复杂化。针对于以上特征及扩展趋势,分析了库尔勒市城市空间扩展的驱动因素并提出一些对策建议,为城市可持续发展提供科学依据。     

城镇用地动态扩展及驱动力分析——以天津市为例

使用1980年代中后期、90年代中期和2000年土地利用数据以及2007年覆盖天津市的中巴资源02星影像,采用人机交互式解译2007年影像得到整个研究期的城镇动态扩展变化信息,分析了天津小同时期城镇扩展的过程、特征、速度和强度.通过计算天津各个区县的城市扩展强度指数(UII)并采用自然断裂点分类来分析城镇扩展的空间分异,采用分维数分析了城镇扩展的形状特征演变,围绕新城和主要交通线建立缓冲区总结出一些城镇扩展的结论和建议.最后,分析了天津近20多年来城镇扩展占用周边土地的情况,并粗略探讨了影响天津城市扩展的自然与社会经济因素.     

基于分形理论和Kohonen网络的城镇体系的非线性研究——以长江三角洲地区为例

结合长江三角洲地区，探讨分形理论、人工神经网络（Kohonen网络）在城镇体系研究中的应用问题：运用分形理论，计算长江三角洲地区城镇体系规模结构分形分布的分维数和城镇体系空间结构的关联维数，并分析其规模结构和空间结构的分形结构特征；运用Kohonen神经网络模型，对长江三角洲地区的城市进行城市职能分类，分析其职能结构；提出长江三角洲地区城镇体系的发展对策，同时分别评述分形理论和Kohonen网络方法在城镇体系研究中存在的优势与不足，并提出其改进方法。     

紊流对粘性细颗粒泥沙絮凝影响

以分形聚集生长模型为基础,通过三维模拟泥沙颗粒在布朗运动、重力沉降和紊流作用下的碰撞、粘结和破碎过程,探讨了紊流对粘性细颗粒泥沙絮凝速度、絮团平均粒径及分形维数的时空影响。试验结果表明:紊流作用下,泥沙絮凝及絮团平均粒径的变化可分为加速段、等速段和减速段,絮凝等速段的作用时间及粒径等速增长段的速度均随紊动强度呈先增后减的规律,且中部区域的絮凝速度和絮团平均粒径较小;泥沙絮团分形维数随水流紊动强度的增加逐渐增大,最终趋于稳定,随时间呈先减后增的规律。模拟空间下部区域分形维数最大,上部次之,中部最小。     

区域滑坡空间分布的变维分形特征研究

定量研究滑坡的空间分布特征对研究滑坡灾害的孕育发展具有重要意义。以陕西省宁强县滑坡为例,采用变维分形方法,探讨滑坡在空间分布上的变维分形特征。结果表明：区域滑坡与不同影响因子,即高程、起伏度、坡度、距河流距离、距断裂带距离和地层岩性之间全部呈一阶累积和变维分形分布特征,且分形维数分别是0.511 1、1.135 7、1.290 6、0.903 8、1.189 5、0.979 9。由此可见滑坡对于不同影响因子的敏感度由高到低分别是坡度＞距断裂带距离＞起伏度＞地层岩性＞距河流距离＞高程。上述研究表明用变维分形理论来研究滑坡的空间分布特征是完全可行的,它能够定量地反映滑坡的空间分布与各影响因素之间的敏感性关系,特别是对于GIS空间叠加分析时权重的确定有着重要的意义。     

安阳矿区双全井田岩性结构与煤体变形的关系

煤体变形程度控制着煤与瓦斯突出和煤层气的可开发性,煤体结构空间展布预测是人们长期关注的焦点。以岩体力学和分形几何学基本理论为指导,以安阳矿区双全井田为例,通过计算岩体强度因子和分形维数,系统探讨了岩性结构对煤体变形的影响。研究表明,岩体强度因子和分形维数与断层和测井曲线判识的煤体结构之间存在密切关系:低强度因子和分形维数区,煤体易发生韧性变形,软煤发育;高强度因子和分形维数区,煤体(和岩体)以脆性变形为主,以断层发育为特征。这一结论为井田构造发育特征和软煤空间展布所证实。岩体力学和分形几何学的引入,为煤体结构空间展布区域预测提供了一种新途径。     

矿物微观结构的多重分形

分形与多重分形已广泛地应用于不同领域, 不同尺度下的各种分布特征研究更是受到广泛关注.以云南个旧松树脚矿田中2件含矿矽卡岩样品中黄铁矿颗粒为研究对象, 通过分形与多重分形方法研究了黄铁矿颗粒在二维空间上的分布特征.结果显示, 黄铁矿在微观尺度空间上的分布不均一, 具有明显的分形与多重分形分布特征.所选研究区外接触带黑绿色含硫化物矿石矽卡岩和接触带矽卡岩型块状硫化物矿石显微照片分析结果显示, 前者黄铁矿颗粒分布的盒子维数D₀、信息维数D₁、关联维数D₂及广义多重分形维数D_q的变化范围均较小, 而后者较大; 前者外接触带黑绿色含硫化物矿石矽卡岩含矿性相对较弱, 而后者矿石矿物相对富集.从这个意义上说, 分形与多重分形维数与样品含矿性有一定的对应关系, 因此, 分形与多重分形分析有望进一步为岩石含矿性的定量化评价提供微观尺度上的证据.      

贵州省城镇用地扩展强度时空分异及影响因素

以贵州省1995年、2000年、2007年TM遥感影像资料为数据源,利用Er-das软件对该三期影像进行矫正和监督分类,应用ArcView进行修改。然后,再以ArcGIS空间分析模块,提取贵州省1995年、2000年、2007年三个时期的城镇土地利用数据。在此基础上,运用城镇扩展强度指数公式计算城镇扩展强度指数,并从交通、经济和自然环境等方面对贵州省城镇土地利用扩展的影响因素进行分析研究。结果表明:(1)2001-2007年,高速扩展城镇16个,高于1995—2000年期间的5个;(2)从空间上看,南北(遵崇公路、贵遵公路、贵新公路及国道210)沿线、东西(凯麻公路、贵黄公路以及国道320)沿线大城市扩展较快,并以交通十字交点为中心形成中高速扩展区域,而且这种由节点城镇向轴线发展的趋势表现日益突出。(3)从扩展强度等级上看,存在扩展强度等级逐渐递增的规律,即由低速扩展→低中速扩展→中速扩展→中高速扩展→高速扩展。道路等级与城镇扩展强度成正比例关系,即道路等级越高,其沿线城镇土地利用扩展强度越大;经济是城镇扩展的重要影响因素,经济的快速增长能提高城镇扩展强度;平坦开阔的地形地貌将利于城镇扩展,而山高坡陡等崎岖的地形地貌将阻碍城镇的扩展。      

基于分形维数和信息熵的土地利用景观格局变化研究——以西安市为例

信息熵和分形理论为研究地理学中系统的有序性和复杂结构现象的不稳定性提供了一条新途径,为研究土地利用景观格局变化提供了新的思路。以信息熵和分形理论为指导,在遥感和GIS技术支持下,对西安市土地利用景观格局演变的分形特征和信息熵进行分析,结果表明:1999-2008年,西安市土地利用景观结构趋于简单化,景观类型在空间上的稳定性逐渐增大;土地利用景观结构信息熵总体上呈逐渐下降趋势,即土地利用有序度逐渐上升,而无序度逐渐降低。     

基于夜间灯光的1992-2012年甘肃省城市空间扩展研究

利用1992年、2002年和2012年DMSP/OLS 夜间灯光遥感影像、MODIS NDVI产品、LandsatTM/ETM影像和统计数据,提取甘肃省县级及以上城市的建成区轮廓,对比分析了统计-植被指数法与现有基于DMSP数据中普遍采用的4种常规方法在快速提取城市轮廓中的优劣。结果表明：统计–植被指数法较好地集成了统计数据法的高效、计算简便、数据量小的特点,以及较高分辨率空间数据法对细节反映好的优势,提取的结果误差较其余4种方法低。对提取的城市建成区以DMSP灰度值为权重计算了城市重心轨迹,并采用城市扩展强度和城市紧凑度指数,分析了近20a甘肃省主要城市空间形态的变化特征,城市建成区的扩展模式主要表现为“圈层式”延伸和“跳跃式”新城区的建立。     

Fractal study of sustainable proportions of natural and artificial oases

The sustained development of an artificial oasis depends critically on the stability of the natural oasis associated with it. This work theoretically investigates the most suitable ratio of natural oasis area to artificial oasis area in oasis ecosystems, as quantified by the percentage of artificial oasis (PAO). Based on data from oases observed in Xinjiang Province, China, this paper analyzes the PAO distribution for these oases via fractal theory. The results allowed us to draw the following conclusions. (1) The PAO distribution possesses fractal characteristics, and the fractal dimension of the PAO decreases as the oasis evolves. (2) The interval of the fractal dimension of the PAO is 0–1.7068, and the interval of the expectation of the PAO is 0–85.01%. This indicates that the natural oasis should occupy at least around 15% of the total oasis area. (3) The fractal dimension and the expectation of the PAO for the ecosystem of oases in Xinjiang Province, China, are currently 0.5369 and 53.51%, respectively. These results show that the development of artificial oases in Xinjiang Province should continue, although the corresponding natural oases should also be maintained and developed at the same time.     

中国地级及以上城市紧凑度的综合测度及其空间关联分析

从经济紧凑度、 土地利用紧凑度、 人口紧凑度和基础设施紧凑度等方面, 构建城市紧凑度的综合测度模型. 运用主成分分析法, 对2009年中国287个地级及以上城市紧凑度及其空间溢出效应进行综合测度. 结果表明: 紧凑度大致以"塔河-凭祥"一线为界, 以东区域的城市紧凑度水平较高, 以西的地区城市紧凑度水平低. 紧凑度Moran's I高值区连片集中在珠三角和长三角两个区域, 中心城市紧凑度的带动性和辐射性较强. 紧凑度呈现明显的热点-次热点-次冷点-冷点自东向西带状分布的格局. 经济发展、 土地利用结构和人口密度是目前中国地级以上城市紧凑度的重要决定因素, 城市土地利用因子表现相对较均衡, 而经济发展和人口密度两个主因子则表现出较强的不均衡性.     

基于Cobb-Douglas生产函数的新疆各地区典型作物生产水足迹驱动因素研究

水资源紧缺是限制我国西北干旱区农业发展的主要瓶颈,正确评估地区农业用水效率及其影响机制,可为提高农业用水效率提供理论依据。以新疆为研究区,基于1988-2015年的长系列数据,分别计算出历年北疆、南疆、东疆典型作物（小麦、棉花）生产水足迹,并采用Cobb-Douglas生产函数定量分析气象因素（年降雨量、年日照时数、年均温度、年均风速、年均湿度）和技术因素（农机总动力、有效灌溉率、化肥施用折纯量）对作物生产水足迹的影响贡献率。结果表明： 1988年至2015年,东疆小麦、棉花生产水足迹显著高于北疆和南疆,在气候变化和技术进步的综合影响下,各地区典型作物生产水足迹逐年降低,其中技术进步对新疆典型作物单产水足迹影响显著高于气候因素,是驱动新疆各地区典型作物生产水足迹变化的主要控制因素。地区尺度上,北疆、南疆、东疆气候变化和农业技术发展均呈现显著的地区差异,总体来看,北疆气候条件最适宜作物生长,东疆气候最为恶劣,北疆、南疆农业技术发展速率整体上高于东疆。     

Urban green resilience: Experience from post-industrial cities in Poland

De-industrialisation triggered economic, spatial and environmental changes in cities. Therefore, this study identifies whether there has been a reorientation of spatial development in post-industrial cities towards the creation of green spaces. The aim of the study is to analyse and evaluate the transformation of green spaces in 32 major cities in Poland, including 12 post-industrial cities. Data sources were vector land cover data models from the Urban Atlas for 2006 and 2018, administrative boundaries from the National Boundary Register and building layers from the Topographic Objects Database. The research procedure was carried out using the GIS environment, through spatial analysis, geoprocessing algorithms, and spatial statistics. The results have shown that post-industrial cities do not develop their urban resilience based on the expansion of green spaces and, consequently, do not build green urban resilience. In addition, the research has proven that the greatest loss of green spaces is noticeable in parts of post-industrial cities with medium and high development intensity, where there is an intensification of construction activity. The dominant direction of the transformation of green spaces has been the conversion of agricultural areas into green spaces (87.79%). In contrast, the main direction of loss in green space has been the creation of new industrial units (24.80%) and the expansion of the urban fabric (23.53%). The article is original due to the fact that there is a gap in the literature regarding the study of green spaces in post-industrial cities with regard to the concept of green urban resilience.     

A tale of Asia’s world ports: The spatial evolution in global hub port cities

Globalization and transport revolutions, logistics integration, and the consequent expansion of port area and hinterland in the maritime industry have redefined the functional role of ports in supply chains and have generated a new pattern of freight distribution. This phenomenon again requires a new approach towards port development and related urban planning. Such changes have inevitably influenced the spatial structure of hub port cities. As existing models on spatial and functional evolution of ports and cities are mainly derived from European and American cases, this paper attempts to introduce evidence from an Asian perspective, focusing on the particular case of global hub port cities such as Hong Kong and Singapore.