Ecological Effects of Remote Smallsand Descending on Urban Area:Deduced from the "Mud - Snow" in Changchun City

IntroductionContinued sandstorms occurring in North Chinaeally this year have attracted close attention of manyscientists from different aspects. It is recorded thatserious sandstorms occurred eight times in China in1960' s, thirteen times in 1970, s, fou…     

基于POI数据及四叉树思想的“三生空间”识别方法

城市区域内部建筑物较密集,外围建筑物逐渐稀疏,因此大多存在内部区域POI数据密度大,外围区域POI数据密度逐渐减小的现象,在使用均等网格作为识别单元进行城市“三生空间”的识别的过程中,就会出现网格尺度较大导致识别准确率较低或网格尺度较小导致无数据区较多两种情况。针对以上问题,本研究提出一种基于POI数据及四叉树思想的”三生空间”识别方法：综合利用互联网地图POI、行政区划、遥感影像等数据,引入四叉树思想对网格识别单元进行分级;将POI数据与城市建设用地分类和土地利用现状分类进行衔接,对POI进行重分类;综合各类POI的功能和面积,构建POI分类“三生功能”赋分体系,定量识别“三生空间”。以西安市中心城区为实验区进行实例验证,结果显示正确率在95%左右。通过与均等格网识别结果的对比,进一步证明引入四叉树思想对网格进行分级一方面能有效减少无数据区的存在,另一方面能使识别结果准确率大幅提高,为基于POI数据的城市三生空间的识别提供了一种新思路。     

基于独立成分分析和随机森林算法的城镇用地提取研究

城镇用地信息是联合国2030年可持续发展议程关注的重点之一。城市在世界范围内迅速扩张,快速准确地获取城镇用地信息对于政府决策具有重要作用。城镇土地覆盖信息非常复杂,包括人工建筑、树木、草地、水体等多种地表覆盖类型。基于传统人工测绘获取城镇用地信息费时费力并且难于及时更新。Landsat等遥感卫星数据为城镇用地信息提取提供了丰富的数据源。基于卫星遥感数据提取的城镇用地信息可以为未来城市的建设和管理提供基础的科学决策数据。基于监督分类方法和卫星遥感数据可快速地提取城镇用地信息,然而特征变量的选择对于高精度城镇用地信息提取尤为重要。为研究不同特征变量组合对于城镇用地信息提取的影响,以北京市为研究区,以2017年7月10日获取的Landsat 8 OLI影像为数据源,通过数据预处理、纹理提取、独立成分分析、主成分分析等得到4个维度的29个特征,选取了7种特征组合方案进行城镇用地提取。考虑随机森林算法性能稳定,分类精度高和可以方便进行特征重要性评价等优点,选择其作为监督分类算法以提取城镇用地信息,并进行了精度评定,以确定最优的城镇用地提取特征组合。研究发现：综合利用光谱特征和独立成分分析后的影像特征,提取城镇用地的总体精度为93.1%,Kappa系数为0.86,优于利用其他特征的提取结果;基于随机森林算法对数据进行训练后输出的各变量的归一化变量重要性与特征均值的标准差结果存在相似性,利用随机森林算法的变量重要性估计与特征均值折线图都可以进行变量重要性评价。     

“数字城市”及其关键技术

“数字地球”是一个可以嵌入海量地理数据的、多分辨率的、真实地球的三维表示。自美国前副总统戈尔提出“数字地球”概念以来 ,世界上许多国家都在探讨如何实施本国的“数字地球”战略 ,力争在当今科技制高点上占据一席之地。在实施“数字地球”战略时 ,作为地球表面人口、资源、环境、信息最密集的地区 ,城市必然成为主要切入点之一。“数字城市”研究是当前地理信息科学研究的一个热点。与“数字地球”不同 ,“数字城市”是在城市数字化基础上建立的一个能够实现城市综合管理与决策支持的、虚拟的、具有开放性的城市模型。     

“一联三生”体系下粤港澳大湾区智慧城市群的构建

自1978年以来,我国城镇化经历了外延粗放扩张式的快速发展模式,不具有可持续性。城市群作为推进后城镇化发展阶段的主体形态,其智慧化建设成为重要的研究内容。但智慧城市群建设如果缺乏理论指导,会陷入一定的盲目性。因此,本文力图通过对城市的“智慧”和城市群的空间概念体系的本质认知,构建“互联互通、生产、生活、生态”（简称为“一联三生”）体系下的智慧城市群理论框架。结果表明：① 智慧城市与智慧城市群的建设需要“命运共同体”的灵魂引领。在对心理学领域“智慧”充分认知的基础上,提出“以人为本的自主调节”的智慧城市灵魂。自主调节包括实时的智慧感知、智慧评估和智慧优化;② “一联三生”构成城市群空间概念体系,包含“一联”和“三生”等4个主题内容;③ 实现“一联三生”的智慧感知、智慧评估和智慧优化是智慧城市群构建的核心内容。结合粤港澳大湾区实际,提出了粤港澳大湾区智慧城市群的建设目标与内容,并探讨了地理空间信息在粤港澳大湾区智慧城市群建设中的支撑作用,为我国智慧城市群的框架构建提供理论参考。     

南昌市城市用地的扩展及其驱动力分析

本文通过解译多时相南昌市遥感影像,分析了28年间南昌市主要建成区扩展的时空特点,并对其驱动力进行了探讨。南昌市主要建成区的用地扩展目前处于快速增长阶段,扩展过程中分别受到了交通线和赣江的引导作用和限制作用,并且以占用耕地为主。人口、工业发展、利用外资以及政策等方面的因素构成了南昌市主要建成区用地扩展的软环境影响因子,交通区位、自然条件等硬件条件也不同程度地影响着主要建成区的扩展方向。     

基于知识的遥感影像居民地信息提取——以山东省蓬莱市为例

如何自动获得居民地信息是遥感专题信息提取研究的热点问题,该文以山东省蓬莱市为研究区,基于对2004年TM影像光谱特征的分析,建立了基于知识的居民地信息自动提取模型,并对提取结果进行了精度评价。结果表明,利用该模型可以很好地将蓬莱地区的城镇居民地自动提取出来,其提取精度与传统的监督分类方法相比有了很大提高。     

SNOW COVER MONITORING BY REMOTE SENSING AND SNOWMELT RUNOFF CALCULATION IN THE UPPER HUANGHE RIVER BASIN

The upper Huanghe(Yellow) River basin is situated in the northeast of the Qinghai-Xizang(Tibet)Plateau of China.The melt-water from the snow-cover is main water supply for the rivers in the region during springtime and other arid regions of the northwestern China, and the hydrological conditions of the rivers are directly controlled by the snowmelt water in spring .So snowmelt runoff forecast has importance for hydropower,flood prevention and water resources utilize-tion.The application of remote sensing and Geographic Information System(GIS) techniques in snow cover monitoring and snowmelt runoff calculation in the upper Huanghe River basin are introduced amply in this paper.The key parame-ter-snow cover area can be computed by satellite images from multi-platform,multi-templral and multi-spectral.A clus-ter of snow-cover data can be yielded by means of the classification filter method.Meanwhile GIS will provide relevant information for obtaining the parameters and also for zoning .According to the typical samples extracting snow covered moun-tained in detail also.The runoff snowmelt models based on the snow-cover data from NOAA images and observation data of runoff,precipitation and air temperature have been satisfactorily used for predicting the inflow to the Longyangxia Reser-voir,which is located at lower end of snow cover region and is one of the largest reservoirs on the upper Huanghe River, during late March to early June.The result shows that remote sensing techniques combined with the ground meteorological and hydrological observation is of great potential in snowmelt runoff forecasting for a large river basin.With the develop-ment of remote sensing technique and the progress of the interpretation method,the forecast accuracy of snowmelt runoff will be improved in the near future .Large scale extent and few stations are two objective reality situations in Chian,so they should be considered in simulation and forecast.Apart from dividing ,the derivation of snow cover area from satellite images would decide the results of calculating runoff.Field investigation for selection of the learning samples of different snow patterns is basis for the classification.     

面向数据共享的城镇化信息快速提取技术方法与应用——以江苏盐城为例

随着世界经济的发展,全球城镇化进程正在以前所未有的速度进行。城镇化带来的耕地占用、生态环境破坏、水资源短缺等问题日益受到关注。快速获取和共享城镇变化信息对于人地关系研究及可持续发展意义重大。借助遥感手段监测城镇变化信息,已经普遍得到应用,目前,多光谱遥感数据是最经济和可行的遥感监测数据源。本文基于多光谱卫星数据,有效利用城镇地区特有的地物光谱特征,建立不同类别城镇信息的提取模式和技术流程。这些可以通过多光谱遥感数据提取的信息包括城镇建成区、水体和绿地等。选择我国东部沿海区域内城镇化进程明显的江苏盐城主城区作为试验点,基于地物光谱特征分析,依据本文建立的城镇化信息提取流程,采用阈值分析和二值化处理方法,实现了盐城市亭湖区主要城镇区2000、2002、2006年三期城镇信息快速提取,使在更大范围内,促进此类信息的快速获取和共享,具有现实意义。     

SUSTAINABLE URBAN-RURAL RELATION IN RAPID URBANIZATION AREAS——Case of Transformation of "Urban Village" in Guangzhou

1IN T R O D U C T IO NDue to acceleratingurban sprawl and suburbanizatio,nlargeareaoffarmlandwere changed intonon-agricultur-allanduse sincethelate1990s,especiallyinSouth Chi-na.Meanwhile some villageswere surrounded by urbanbuilt-upareasand became"thevillagesin urban area",which arenamed hereas"urban villages."Specificallyindefinitio,nurban villageisa ruralcom munity inurbanbuilt-upareasbecause of drasticurban sprawl,subur-banizationand industriadlispersion.A nd inrealityur-ban villagee…     

基于LCZ的城市热岛强度研究

城市热岛强度是城市热岛研究和应用中的一个重要度量指标,但其科学计算一直是该研究的难点。目前常用的基于气象站的城乡温差计算法,由于在代表城区与郊区温度的选择上存在困难,较难准确客观地计算热岛强度。为此,本文在LCZ分类体系的基础上,结合卫星遥感影像数据,将其应用于福州市的城市热岛研究中,以科学地计算城市热岛强度。研究表明,采用分层分类和人工目视解译相结合的方法能较好地实现LCZ的遥感分类,并确定出分别代表城市和郊区的地表温度,据此计算得到2015年9月27日福州的城市热岛强度为6.73 ℃,热岛效应十分显著。进一步将分类结果与遥感地表温度影像叠加,可有效地区分各地类的热特性,全面反映城市热岛的分布状况。     

City size distribution and its spatiotemporal evolution in China

Based on the National Land Use/Cover Database of China(NLUD-C) in the end of the 1980s(the 1980s,hereafter), 1995, 2000, 2005, and 2010, 665 cities were selected to study the size distribution and its changes of urban lands in China. In this study, the spatiotemporal evolutions of urban land size distribution as well as the influence of administrative-level on these cities were explored by combining urban spatial positions and administrative-levels. Results indicate that: 1) City size distribution using urban lands was more practical and reasonable than using non-agricultural population. 2) In the 1980s, cities with ascending urban land rank were centralized in Eastern China, specially the Changjiang(Yangtze) River Delta, the Zhujiang(Pearl) River Delta, and Beijing-Tianjin-Hebei region. Cities in Central, Western, and Northeast China mainly indicated descending urban land rank. 3) The transfer of national development focus resulted in cities with ascending urban land rank becoming evenly distributed nationwide; however, this trend was slightly centralized around Chengdu, Chongqing, and Wuhan in different periods. 4) During the 1980s to 2010, the proportion of cities with ascending urban land rank in provincial capitals, municipalities, and special administrative regions(high-level cities, hereafter) was consistently higher than those in prefecture- and county-level cities except for 2005–2010. The ranks of the majority of the prefecture- and county-level cities were mainly descending, supported by ascending; the proportion of cities with unchanged rank is small. This study breaks through the bottleneck of traditional research in the area of city size distribution by examining urban land replacing the non-agricultural population. The current study also provides scientific explanation for the healthy and reasonable development of urban land as well as the coordinated development of population urbanization and land urbanization.     

卷积神经网络和随机森林的城市房价微观尺度制图方法

随着中国城市化进程的加快,城市人口的大规模集聚带来了住房紧张的问题,房价政策制定的时效性与正确性也时刻吸引着社会的关注,因此在微观尺度下对房价进行精细化制图变得愈发重要。由于数据可获取性和现有模型精度的限制,目前已有研究均较少涉及微观尺度。本研究通过将房价数据和遥感影像相融合,构建了一种基于卷积神经网络（CNN）和随机森林（RF）的遥感影像挖掘模型,以实现在不考虑其他数据的情况下,精确、合理地进行房价的微观尺度制图。本文以武汉市作为研究区,在仅有房价数据和遥感影像的情况下,利用本文所构建的模型成功得到武汉市中心城区5 m精度的精细房价图。此外,还利用其他数据源以及挖掘技术与本文所构模型进行了对比分析。结果显示,本文所构建的模型获得了最高的房价模拟拟合优度（R²=0.805）,相比传统方法中的最高拟合优度（R²=0.653）其精度提升了23.28%,其制图结果可为政府部门规划决策及武汉市经济分布研究提供基础支撑。     

基于历史卫星遥感影像对城区空间形态演变的研究——以山东省潍坊市为例

基于潍坊市近50年来历史遥感影像,通过人机结合的方式,对历史影像进行中心城区范围提取,并开展面积变化、扩张速度和扩张强度、紧凑度、分形维数、重心迁移等相关指数的统计分析,发现潍坊市中心城区扩张的历史演变规律。通过提取水系、道路等城市发展相关要素,分析对其历史变化情况进行专题分析,以此为城市发展和规划提供数据和决策支撑。研究发现,潍坊市中心城区的空间形态演变规律初期向东侧发展,与寒亭区、坊子区形成三角状星型结构。后发展形成东西一体相连的单中心城区结构,最终形成潍坊市中心城区东西、南北十字结构。     

KNOWLEDGE DISCOVERY OF REMOTELY SENSED DATA FROM ECOLOGICAL VIEW ——A Case Study of Urban Spatial—temporal Relationship in the Pearl River Delta

From the ecological viewpoint this paper discusses the urban spatial-temporal relationship.We take regional towns and cities as a complex man-land system of urban eco-community,This complex man-land system comprises two elements of “man“ and “land“,Here,“man“ means organization with self-determined consciousness,and “land“ means the physical environment (niche ) that “man “depends on .The complex man-land system has three basic components,They are individual,population and community,Therefore there are six types of spatial relationship for the complex man-land system.They are individual,population,community,man-man,land-land and man-land spatial realtionships,Taking the Pearl(Zhujiang) River Delta as a case study,the authors found some evidence of the urban spatial relationship from the remote sensing data,Firstly,the concentration and diffusion of the cities spatial relationship was found in the remote sensing imagery,Most of the cities concentrate in the core area of the Pearl River Delta ,but the diffusion situation is also significant ,Secondly,the growth behavior and succession behavior of the urban spatial relationship was found in the remote sensing images comparison with different temporal data ,Thirdly,the inheritance,break ,or meeting emergency behavior was observed from the remoted sensing data.Fourthly,the authors found many cases of symbiosis and competi-tion in the remote sensing data of the Pearl River Delta ,Fifthly,The autoeciousness,stranglehold and invasion behavior of the urban spatial relationship was discovered from the remote sensing data.     

基于分形维度法的都市区城市蔓延分析——以广佛为例

根据1957与1982年两个时期的地形图并结合1995与2008年的遥感卫星影像提取城镇建设用地专题信息,利用ArcGIS建立广佛都市区城镇建设用地数据库,采用分形维度的计算方法,对广佛都市区城市蔓延的情况进行测度和分析。结果表明广佛都市区三个发展阶段城镇建设用地面积增长速度并不均匀,具有加速发展的特点。四个测度年份的分形维数分别为1.645 4,1.628 5,1.558 6和1.527 0,均在1～2之间,分形维数呈递降趋势,总体下降了0.118 4,城市发展模式由紧凑型逐渐向松散型演变,存在城市蔓延情况,而且城市发展模式以年均0.14%的速度从紧凑型向松散型演变。广佛都市区城市蔓延的地域分异较为明显,具有较强的空间集聚性和中心向心性,广州和佛山毗邻地区以及中心城区是城市蔓延的活跃区和集中区,1982-1995年间研究区内蔓延速度比1995-2008年间要快。通过深入分析发现,经济快速发展、城市人口的持续增长、交通道路网络的建设是广佛都市区快速扩张和城市蔓延的基本动力因素之一,开发区土地扩张,进一步加剧了无序扩张和城市蔓延。     

城镇扩张的多源遥感图像动态监测分析

遥感动态监测城镇扩展己成为一个重要的研究和应用领域。利用ASTER和TM多源多时相遥感影像和地形数据,以福建省漳州市区为示范区,对城镇建筑用地扩张进行了遥感监测。研究认为,对于ASTER影像,综合利用光谱知识、多时相植被指数、城镇建筑用地的地形分布等建立分类决策规则,可以有效提取城镇建筑用地信息(精度不低于90%);研究提出用较新时相影像获取的城镇建筑用地限定较早时相影像城镇建筑用地提取范围的思路,拓展了TM影像三指数法的应用范围,以此保证了较早时期TM影像城镇信息的有效提取。     

基于多源遥感数据的城市扩张监测与分析

有关建成区空间分布的研究是城市发展规划的重要组成部分,针对单一数据源不足以提供准确、及时的建成区信息的问题,提出了一种结合Landsat数据和夜光遥感数据的城市扩张监测方法。该文以Landsat影像与夜光遥感影像为数据源,采用SVM分类方法和突变检测阈值分割技术,提取2004—2016年的原济南市、泰安市、原莱芜市的建成区范围,然后引入城市扩张强度、紧凑度、重心轨迹转移分析和等扇形分析等指标,来定量分析城市扩张的时空变化特征。结果表明:从2004—2016年,研究区建成区面积增加了508.06km~2,原济南、泰安市均以外延式的城市发展为主,主要的趋势是北部、西部和南部;而原莱芜市则以填充型的城市发展为主,紧凑度高于其余两市,西北方向处于扩张速率的高值区;其中城市扩张强度指标定量地反映出在2004—2007年间研究区城市化进程取得重大突破,是区域城市化进程的重要阶段。相较于单一数据源,引入夜光遥感数据,可以更快速高效地提取城市建成区信息。     

STRUCTURE AND RESTRUCTURING OF BEIJING-TIANJIN-HEBEI MEGALOPOLIS IN CHINA

1INTRODUCTIONAs significant economic motors and political actors, the global cityregions have been regarded as crucial parts of development strategies in China. In the "Eleventh Five- year Plan" by the National Development and Reform Commission of P. R. China, the Beijing-Tianjin-Hebei Province (Jing-Jin-Ji) region, one of the typical mega- lopolises or global cityregions in the East Coastal China will be paid much more attention in the future (GU and YU,2002;YAO,2005;MAO,2005)…     

东北典型林区雪深反演算法的验证与分析

积雪对自然环境和人类活动都有极其重要的影响。积雪参数（雪面积、雪深和雪水当量）反演对水文模型和气候变化研究有着实际的意义。然而,目前森林区的雪深遥感反演精度一直有待于进一步提高。东北地区是我国最大的天然林区和重要的季节性积雪区之一,本文利用FY3B卫星微波成像仪（MWRI）L1级亮温数据和L2级雪水当量数据,以及东北典型林区野外实测雪深数据,对Chang算法、NASA 96算法和FY3B雪深业务化反演算法进行了验证与分析。结果表明：在东北典型林区的雪深反演中,Chang算法和NASA 96算法反演的雪深波动都比较大,当森林覆盖度f≤0.6时,NASA 96算法表现比较好,均方根误差值在3种算法中较小,但当f >0.6时,NASA 96算法失真严重。当考虑纯森林像元（f=1）时,Chang算法低估了雪深47%。当f≤0.3时,FY3B业务化算法始终优于Chang算法。整体上,FY3B业务化算法相对稳定,具有较高的精度。