基于空间句法耦合SLEUTH模型的新老城区扩展模拟研究——以开封市为例

在快速城镇化背景下,历史文化名城常扩建新区并形成新老城区联动发展格局,新建城区以“飞地”形式扩张,不易被传统的元胞自动机方法准确模拟。空间句法是基于空间拓扑的整体性交通网络研究方法,其自上而下的建模策略与元胞自动机自下而上的邻域转换规则起到了互补,两种模型相结合提供了解决上述问题的途径。本文在验证交通土地空间关联的基础上,将句法变量融入SLEUTH模型的排除图层,对开封城市扩张进行了综合模拟。研究结果表明：① 交通增量与用地扩张具有显著的正相关,其关联度随研究单元粒度的扩大而提升。② 在城市从飞地新区扩建到后续填补开发的过程中,与用地扩张关联最高的交通类型由穿行性交通转向到达性交通,且遍历全局的计算结果方位指向性特征更加明显,遍历局部的计算结果片区集聚性特征更加明显。③ 将空间句法与SLEUTH模型松散耦合,可以有效捕捉飞地型城市新增团块,开封市中心城区空间扩张类型可被解读为老城区边缘型增长和新城区飞地型增长并存的模式。④ 空间句法模型不仅能够反演城市交通流,而且对城市产业布局、规划现状与演化轨迹具有间接指向性,这对城市增长模拟十分重要。     

权衡城市扩张与永久基本农田保护的城市增长边界划定——以武汉市为例

城市增长边界划定是优化城市空间结构和管理格局、增强城市综合承载力的有力手段。然而,由于城市周边的耕地质量较高,城市增长边界与永久基本农田保护在空间上存在显著的冲突。已有的城市增长边界划定研究大多忽略了城市扩张与永久基本农田保护的冲突,不利于城市周边优质耕地的保护。针对这一问题,该文利用土地系统模拟与优化模型(LANDSCAPE),以武汉市为例,开展了权衡城市扩张与永久基本农田保护的城市增长边界划定研究。结果表明:LANDSCAPE模型在城市增长边界划定过程中能够权衡城市扩张与永久基本农田保护,既能满足城市增长的需求,又有效避让了城市周边的优质耕地和重要生态用地,实现了城市扩张与永久基本农田保护的空间协调;该文提出的城市增长边界划定方法可以为快速城市化地区合理划定城市增长边界、实现区域土地资源的合理有效利用提供方法支撑。建议相关部门应同步划定城市增长边界与永久基本农田边界;同时在城市扩张与耕地保护冲突激烈区域设置耕地保护弹性区,并在该弹性区权衡城市扩张与优质耕地保护。     

北京市住宅用地开发压力与城市扩张预景——基于阻力面的分析

基于城市经济学的一般理论,从市场机制下的供给方视角出发,提出了预测大都市区住房建设区位选择的一个新模型,并利用2005～2009年北京市新增住宅项目的抽样空间数据进行了实证研究,进而应用阻力面模型模拟了北京市未来住宅建设用地开发压力和城市扩张的空间格局。研究表明:北京市的新增住房用地区位选择总体上符合单中心同心圆的基本模型,但正在逐渐向等级制特征下的多中心格局演化,北部、西北部区县的中心城区以及南部新城、新开发区周边更有可能成为潜在的下一轮住宅建设核心区,从而成为城市扩张的重点区域。     

长春市城市建设用地演进的空间识别及影响机制研究

随着城市化进程的加快,城市建设用地扩张成为人地关系及可持续发展面临的重要问题,社会各界对城市化与建设用地扩张的关注也越来越多。以长春市中心城区为研究对象,利用1800~1995年统计资料,1995年、2000年、2005年和2010年的遥感影像图及规划统计数据,运用GIS技术提取城市建设用地规模、形态、增长幅度、平均中心等信息,建立一种在空间上有效识别城市建设用地扩张的简便方法,对研究区1995~2010年不同阶段的城市建设用扩展进行空间识别,计算城市建设用地扩张速度、强度、形态紧凑度、分维指数等空间特征量,归纳长春市1995年以来,随城市化发展,城市建设用地空间扩张现象和特征。并结合经济社会统计相关数据及区域分析方法,分析城市建设用地扩张与其各类驱动要素之间的关系。结果表明,长春市建设用地空间扩张与形态演化既具有一般规律又具备特殊性,表现出建设用地总量增加、产业拉动性强、扩张速度快、强度高、空间形态不规则、城市中心迁移方向与建设用地扩张基本一致等特征。这些现象和特征形成的主要影响因素为快速城市化背景下开放式交通系统的高密度开发。     

政府规划约束下的城市空间增长多智能体模拟模型

构建政府规划约束下的包含多种类型智能体和环境因素的城市空间增长多智能体模拟模型,通过居民、开发商和政府三类智能体之间以及智能体与环境之间的相互作用模拟了城市空间增长情况。模型将城市建设用地规划区纳入政府的土地利用政策,探讨了政府规划因素对城市建设用地增长的影响,并根据土地集约利用的原则对模拟结果进行了优化。在Repast和ArcGIS的实验环境下,以南京市中心城区(长江以南)为研究区设置了四组土地利用情景,模拟了2001-2007年研究区的城市建设用地增长情况,对比不同情景下模型的模拟精度,说明正确合理的政府规划引导对城市空间增长的重要作用以及对模拟结果进行优化的必要性。该模型有助于揭示城市空间增长机制,为政府宏观调控政策和规划制定提供参考。     

基于分区FA-MLP-CA模型的城市扩张模拟——以成渝地区双城经济圈为例北大核心CSCD

空间异质性主要表现为时空非平稳性,引入空间异质性用于提取用地变化转换规则是学术界一直探讨的热点问题。该文针对城市群空间扩张模拟过程中的空间非平稳性和建模过程中的因子优化问题,运用K-means空间聚类算法和因子分析(FA)方法,耦合多层感知机(MLP)与元胞自动机(CA),构建基于城市扩张速率分区的FA-MLP-CA模型,并利用该模型预测2030年成渝地区双城经济圈城市扩张。研究结果显示:模型总体精度(OA)和品质因数(FoM)分别达到0.9785和0.3801,相较于未引入因子优化的常规分区MLP-CA模型和城市扩张速率分区MLP-CA模型,总体精度分别提高0.0043和0.0014,FoM分别提高0.0298和0.0091;相较于未分区的传统模型,OA和FoM分别提高0.0076和0.0992;城市扩张速率分区MLP-CA模型与常规分区MLP-CA模型相比,OA和FoM分别提高0.0029和0.0207。研究表明,分区建模能改善常规建模过程中因空间异质性导致的对局部特征学习不充分的问题,其中采用城市扩张速率分区能在一定程度上提升模拟效果;而引入因子分析后不仅可提升模型精度,而且能很好地增强模型可解释性。     

规划控制要素视角下城市热环境的测度与优化——以广州中心城区为例

传统的遥感与CFD方法在定量评价及优化城市热环境的影响时存在时间和空间上的局限，规划师缺少精细化管理城市热环境的定量方法。基于局地气候分区（Local Climate Zone, LCZ）体系，梳理规划控制要素与城市热环境的关联，定量分析广州中心城区热岛强度的时空分异特征，发现不同LCZ的热岛强度存在差异，调整规划控制要素可以对热岛强度产生不同程度的影响。通过对比广州中心城区的实测数据，对简化数值模拟方法 （Urban Weather Generator, UWG）预测热岛强度的适用性进行检验，结果表明：1）该方法的精度（R2=0.956,RMSE=1.10℃，MBE=-0.28℃）较好，计算速度快，适用于城市地块热岛强度精细化评估。2）研究选取与规划控制要素相关的11个参数进行全局敏感性分析，发现建筑密度、建筑高度、建筑功能及占比是影响广州中心城区热岛强度的关键性因素，对热岛强度的控制可在规划初期介入，UWG和LCZ相结合是快速准确评估热岛强度的定量化工具。3）通过合理规划土地使用、环境容量与建筑建造，引导城市设计，可有效缓解城市热岛，优化城市热环境。     

基于随机森林的元胞自动机城市扩展模拟——以佛山市为例

本文提出一种基于随机森林的元胞自动机城市扩展(RF-CA)模型。通过在多个决策树的生成过程中分别对训练样本集和分裂节点的候选空间变量引入随机因素,提取城市扩展元胞自动机的转换规则。该模型便于并行构建,能在运算量没有显著增加的前提下提高预测的精度,对城市扩展中存在的随机因素有较强的容忍度。RF-CA模型可进行袋外误差估计,以快速获取模型参数;也可度量空间变量重要性,解释各空间变量在城市扩展中的作用。将该模型应用于佛山市1988-2012年的城市扩展模拟中,结果表明,与常用的逻辑回归模型相比,RF-CA模型进行模拟和预测分别能够提高1.7%和2.6%的精度,非常适用于复杂非线性特征的城市系统演变模型与扩展研究;通过对影响佛山市城市扩展的空间变量进行重要性度量,发现对佛山城市扩张模拟研究而言,距国道的距离与距城市中心的距离具有最重要的作用。     

广州市海珠区高密度城区扩展SLEUTH模型模拟

高密度城区是城市的核心区,也是城区扩展的源,对该区域的精确识别以及扩展模拟研究,具有重要的意义与价值。以广州市海珠区1979、1990、2000、2008 年4 期Landsat 影像为数据源,运用非渗透表面端元选取模型(V-I-S) 与归一化混合光谱分析模型(NSMA) 相结合的方法,辅以单窗算法反演地表温度数据(LST),高精度提取非渗透表面丰度,进而设置合适阈值表征研究区高密度城区范围。在此基础上基于SLEUTH模型设置4 种场景模拟和预测海珠区高密度城区扩展,并用景观指数分析方法对研究区1979-2050 年长达70 年的空间扩展状况进行分析。主要结论为：① SLEUTH模型同样适用于小尺度区域的扩展模拟。② SLEUTH模型模拟中基于自然、人文以及城市扩展内在动力机制等条件参数的设置,促使模拟结果精度更高。③ SLEUTH模型模拟结果表明,自1979 至今,海珠区高密度城区以较快扩展速率扩张,尤以1990-2004 年间变动增长最快;未来的20 年其增长速率减缓,并于2030 年前后趋于稳定。这种扩张格局与变化状况与研究区产业结构、经济政策、土地规划决策等因素密不可分。     

城市住宅空间分布模拟研究

构建城市住宅开发模拟模型（FDM）,并以北京市为案例,模拟城市住宅规模时空演化。FDM综合考虑了政策限制和市场规律模拟开发商决策行为,分4个步骤预测城市住宅面积的空间分布格局演变过程： ①假设无政府限制条件、开发商追求最大利润的前提下,预测城市住宅开发总面积;②在政府限制条件下,对上述预测结果予以修正,预测实际住宅开发总面积;③根据各区块的利润以及政策许可对住宅开发面积进行空间配置;④确定各个区块的建筑规模总量。北京案例表明,延续近几年住宅开发模式,未来住宅规模的增长主要发生在五环外,尤其是五环到六环的区域,而中心城区的开发程度较弱。一方面是由于城市中心地带已经被高度开发,土地利用空间较小;另一方面与政府疏解中心人口、缓解交通阻塞的政策有关。FDM模型的开发为城市土地利用政策的制定提供了良好的模拟分析工具,为城市空间模拟分析研究提供方法上的参考。     

Multidimensional visualisation of degrees of relevance of geographic data

The ever‐increasing number of spatial data sets accessible through spatial data clearinghouses continues to make geographic information retrieval and spatial data discovery major challenges. Such challenges have been addressed in the discipline of Information Retrieval through ranking of data according to inferred degrees of relevance. Spatial data, however, present an additional challenge as they are characteristically made up of geometry, attribute and, optionally, temporal components. As these components are mutually independent of one another, this paper suggests that they be ranked independently of one another. The representation of the results of the independent ranking of these three components of spatial data suggests that representation of the results of the ranking process requires an alternative approach to currently used textual ranked lists: visualisation of relevance in a three‐dimensional visualisation environment. To illustrate the possible application of such an approach, a prototype browser is presented.     

哈尔滨市可持续发展的趋势分析

可持续发展评判的指标体系是对可持续发展进行科学评判和决策的一个重要组成部分.从经济、社会、人口、资源、环境5个方面构建了由35个指标构成的哈尔滨市的可持续发展指标体系,并对其1995～2004年的可持续发展趋势进行了分析.分析结果表明,哈尔滨市从1995～2004年经济发展一直呈现稳步上升的趋势,社会、人口、环境和资源子系统呈现比较波动的趋势.2000年后,逐渐进入环境质量提高、资源消耗量下降的时期,环境污染、资源消耗与发展的综合指数越来越低,发展趋势也渐好,说明哈尔滨市的可持续发展的能力在不断提高.     

新丝绸之路形成背景下哈萨克斯坦城市群发展研究（英文）

在伟大丝绸之路复兴的新历史阶段背景下,结合全球和区域市场一体化,文章分析了城市群这一最为重要增长极形成的关键因素和先决条件,在此基础上研究了区域空间组织问题。在欧亚地缘战略中哈萨克斯坦具有横贯中西的区位优势,文章综合评估了哈萨克斯坦城市群发展的可能方向、可能存在的负面影响及其影响范围。研究表明,哈萨克斯坦当前的城市化过程具有多维特征,城市群地区人口占总人口比重明显上升,城市的集聚形式预示着定居形式的成熟,并塑造着特有的社会经济空间,如区域核心、对外经济联系的节点、内部基础设施最重要的连接点等。城市群将扮演区域一体化的特殊平台,以城市群为基础,哈萨克斯坦将在新丝绸之路建设中恢复其重要历史地位,它将成为中亚地区贸易、交通、商业与金融、科技创新和旅游的枢纽,以及链接欧亚的桥梁。     

西藏公路沿线河流丁坝局部冲刷深度计算

分析了丁坝局部冲刷的过程和特征。以量纲理论为基础，通过对国内外公开发表的试验资料采用多元回归的方法。建立了不漫水丁坝清水冲刷的局部最大冲刷深度的计算公式。公式考虑了水深、流速、坝长、丁坝与水流夹角、坝头边坡、泥沙不均匀性等对冲深有影响的因素。其中，对于泥沙的非均匀性，传统方法很少考虑，一般是将均匀沙、非均匀沙的资料一起来分析，在此对其进行了定量的讨论。最终通过西藏地区公路沿线河流丁坝冲刷的实测数据对理论公式检验，发现计算值与实测值吻合较好，其公式可应用于西藏干线公路沿河路基防护工程丁坝局部冲刷深度计算。     

泥石流流域的形态特征

泥石流是特殊的流域侵蚀作用,同其他流域过程一样,密切联系着流域的形态特征.一般说来,泥石流都发生在小流域(102km2以下),而经典的流域形态研究所涉及的流域范围却达到107km2的尺度.我们想知道泥石流小流域是否具有特殊的数量特征.通过流域特征量的统计,我们看到,与一般流域相比,泥石流小流域的特征参数之间的关系形式上相同,而在数值上不同,这从一个方面肯定了流域演化存在着普遍规律(如自组织临界性),同时也证明泥石流是流域演化历史的"特殊一幕".     

库姆塔格沙漠梭梭沟区域(92°E)的风积地貌类型及分布

在2005年9月,对库姆塔格沙漠的梭梭沟区域(39°37'8"～40°25'02"N,92°12'59"～92°46'27"E)进行南北穿越,同时参考卫星照片和地形图,实地调查了库姆塔格沙漠的区域地貌形态.在纬向上,梭梭沟的沟头和沟尾分布有线形沙垄;沟谷区是沙垄相对高度最大的区域,也是沙丘类型最复杂的区域,复合型沙垄和综合型沙垄坐落在沟两侧的阶地上,沙丘类型有新月形沙丘链、金字塔型沙丘和波状线形沙垄,3条或4条小沙垄(链)组合成大沙垄,相对最大垄高为131 m."羽毛状沙丘"分布在梭梭沟以北为冲洪积平原上,沙漠的北缘分布新月形沙丘,最高达26 m.在经向上,40%的相对应样点的风沙地貌类型不同.地貌差异性较大的区域分布在梭梭沟的形状变化较大的区域.梭梭沟的形状变化,影响其两岸的沙丘形态.流水构筑了库姆塔格沙漠的下伏地貌,风沙地貌的分布受流水地貌影响强烈.     

Biomass production of different ecotypes of threegrass species of the semi-arid grasslands of southern Africa

Biomass production of different ecotypes within three ecological importantgrass species was determined during cultivation under uniform environmental conditions. Results obtained clearly indicate that ecotypes of these species exhibit a significant degree of variation with regard to biomass production. Furthermore, indications from this investigation are that no correlation exists between production ability of a species and long-term average rainfall, and the effect of both genetic and environmental factors on the production ability of a species determines the eventual biomass production of a species. Biomass production represents one of various ecologically important characteristics to be used in conjunction with other ecological characters to construct a usable, special purpose classification system. This system will assist rangeland ecologists in identifying functional ecotypes within grass species, thus facilitating the understanding and interpretation of vegetation dynamic models and rangeland condition assessments.     

区域中心城市生产性服务业的外向功能特征研究——以广州市为例

广州的生产性服务业经历了改革开放后20多年的发展,目前已具有基本经济活动功能。通过对广州的生产性服务机构的抽样问卷调查,阐述其在服务范围、服务对象及服务销量分布三方面的特征。并根据广州生产性服务业目前的发展水平,以及对珠三角制造业企业市场的抽样问卷调查,从供给水平和市场需求两个角度对广州生产性服务的外向功能特征进行了阐释。     

北京翠湖湿地水环境恢复效果

2010年、20111年和2012年7月对北京翠湖湿地水环境进行跟踪调查与监测,评估湿地恢复之后翠湖湿地水环境的改善效果。恢复区水体pH值、总氮(TN)、总磷(TP)、电导率(EC)和溶解氧(DO)等指标在3年间都表现为下降趋势。其中,pH值从2010年的8.36降到2012年的7.44;TN从2010年的1.94 mg/L降到2012年的1.76 mg/L;TP从2010年的0.129 mg/L降到2012年的0.117 mg/L。说明翠湖湿地经过湿地恢复后,总氮(TN)、总磷(TP)去除效果明显,湿地水环境良好改善,水体自净能力得到加强。本研究可为湿地水环境恢复评估及管理提供一定的科学依据。     

南苏丹独立进程和平顺利实现的原因分析

2011年7月9日南苏丹举行了开国庆典,世界上最年轻的国家诞生了,而苏丹履行了诺言,成为第一个承认南苏丹独立的国家。压倒多数赞成独立的民意,国际社会的普遍欢迎态度,苏丹摆脱自身困境的考量,中国建设性的调解作用等,都是导致南苏丹独立进程能够和平顺利完成的原因与条件。南苏丹共和国的诞生是苏丹南方人民的共同意愿和自主选择。苏丹北南双方坚持和平选择,铸剑为犁,结束非洲历史上时间最长的内战,和平进程开花结果的实践,为冲突不断的非洲大陆和平解决类似矛盾与争端,争取建立好邻居、好伙伴、好兄弟的和睦关系提供了范式。