利用夜间灯光数据的城市群格局变化分析

针对传统的统计数据具有行政单元统计约束的缺点、DMSP/OLS夜间灯光数据存在分辨率低、像元辐射值饱和的问题,该文使用NPP/VIIRS夜间灯光数据、城区边界、列车时刻表、百度地图API等数据,通过空间统计、标准差椭圆、位序-规模分布、空间联系测度研究中国九大城市群2012与2017年的空间格局变化。结果表明:长三角、珠三角、京津冀城市群的灯光总量和平均灯光均位于前列;长三角、珠三角、成渝、哈长、关中平原城市群灯光变分散,京津冀、长江中游、中原、北部湾城市群灯光变集中,成渝城市群夜间灯光重心移动最大,向重庆方向移动;长江中游城市群接近捷夫分布,中原城市群为序列分布,其他城市群为首位分布;长三角、珠三角、京津冀城市群的总体联系强度最高,各城市群边缘中小城市与核心城市空间联系较弱。     

长江中游城市群土地生态安全评价及时空格局分析

土地生态安全是衡量区域经济社会和资源环境可持续发展的重要指标。本文采用DPSIR模型构建了长江中游城市群土地生态安全评价指标体系,运用熵权TOPSIS法对区域内2006-2016年土地生态安全进行定量评价,并运用GIS技术分析其时空分布规律,最后通过空间自相关分析揭示其空间关联性。结果表明:2006-2016年,长江中游城市群土地生态安全逐步提升,由较不安全转变为临界安全,空间上呈现"南高北低"的格局。长江中游城市群土地生态安全内部存在显著的空间正相关且随着时间推移相关性减弱。鄱阳湖城市群东南部区域呈现高值聚集,武汉周边城市呈现低值聚集,武汉与周边城市土地生态安全存在两极化现象。     

夜间灯光数据的长江中游城市群空间格局演变

针对当前国内城市群空间格局研究面临日益严重的发展瓶颈,亟须拓展新方法论与新数据源的研究现状,该文运用Landsat系列卫星同期数据和聚类分析对夜间灯光数据进行校正分析,进而采用基于辅助数据的比较法来确定提取城镇建成区面积的阈值,在此基础之上选取景观总面积、总斑块数量和聚集度指数等共8个典型景观格局指标,使用FRAG-STATS 4.2软件对1992—2013年间长江中游城市群城镇发展的空间格局变化进行计算。研究结果表明:1992—2013年间,长江中游城市群城镇化快速扩展,城镇建成区面积增加了7.02倍,斑块数量增加了2.35倍,斑块密度也得到较大的增加,同时景观斑块形状复杂度逐渐上升,中小城市不断壮大,总边界长度和平均边界密度的年均增长速度分别18.86%和18.87%,最大斑块指数和聚集度指数两个指标在整体上呈现出逐年下降的态势。     

成渝城市群监测分析助力长江经济带“一极”城市新升级

<正>成渝城市群作为长江经济带"三极"(长江三角洲、长江中游和成渝城市群)中的重要一极,其持续监测分析对推进区域资源整合与一体发展,推进经济发展与生态环境相协调,充分发挥中心城市的辐射作用,打造长江经济带增长极,具有重要意义。2017年4月21日,四川省第一测绘工程院承担的全国地级以上城市及典型城市群空间格局变化监测任务顺利通过局级验收。该监测分     

长江中游城市群科研人才空间集聚分析

随着创新驱动发展战略的实施,科研人才在创新过程中的作用显得愈发重要。基于2006~2015年长江中游城市群的中国科技核心期刊论文作者数据和专利发明人(发明专利)数据,运用基尼系数、泰尔指数、空间密度分布和探索性空间分析方法,对上述科研人才的空间分布以及集聚程度进行了分析。结果表明,在长江中游城市群内,科研人才分布集中于区域中心城市,且分布随时间变化呈集聚性增加特征;此外,论文作者和专利发明人在城市群内的时空分布也呈现了不同的特征。     

基于状态空间法的长江中游城市群区域生态承载力评价

采用状态空间法构建了长江中游城市群生态承载力评价指标体系,对该区2001、2007和2013年3期生态承载力进行了定量评价,并对其时空分异特征和影响机制进行了探讨。结果表明:1)2001~2013年期间,长江中游城市群各市生态承载现状均超过了生态承载力,但生态承载压力总体趋向减轻;2)长江中游城市群区域生态承载状况空间分异明显,襄荆宜城市带最优,环长株潭城市群次之,武汉城市圈和环鄱阳湖城市群较差。武汉、长沙等区域中心生态承载状况相对良好,周边地区生态承载压力较大,尤其天门等市,整体呈现出"中心轻、边缘重"的区域生态承载格局;3)长江中游城市群各市压力因子水平较为均衡,变化趋势一致,但承压和潜力因子水平极不均衡,是影响"中心轻、边缘重"格局和次区域生态承载差异的主要因素;4)随着社会经济的快速发展,长江中游城市群既存在经济持续增长、人口增加、资源环境条件约束趋紧等造成的生态超载问题,同时,也激发了环境投入、科技研发、区际交流等因素,缓解了生态压力,区域生态超载状况趋于改善。     

夜间灯光遥感对城市发展类动能与相似性评估

评估城市发展水平与制定城市规划和城市发展政策息息相关。已有研究表明人口、国内生产总值(GDP)等统计数据和夜间灯光遥感数据能够用来衡量城市发展水平,但大多研究只关注城市发展总量,忽视了发展速度对城市发展的影响。因此,本文基于2012年—2019年Suomi NPP-VIIRS (Suomi National Polar-OrbitingPartnership-Visible Infrared Imaging Radiometer Suite)夜间灯光遥感数据,提出了兼顾城市发展水平和增速的夜间灯光类动能指数用于测度城市发展类动能;利用动态时间规整DTW (Dynamic Time Warping)算法构建了城市发展类动能相似性检测分析框架,并基于相似性检测结果对全国328个城市进行了等级划分。相较于2019年第一财经公布的一至五线城市,本文城市等级划分结果表明,在同一等级中的城市发展更为相似和合理,也证明了城市发展类动能更有利于城市发展水平的评估;以长江三角洲城市群为例,进一步验证了城市发展类动能和基于DTW相似性检测方法用于评估城市群发展情况与合理性的潜力。综上所述,基于夜间灯光遥感的城市发展类动能估算与相似性分析方法能够较好地评估城市发展水平,为城市分级与城市群发展评估提供科学依据。     

2001—2018年长三角城市群城市化与生态环境耦合协调度变化监测

城市化的发展与生态环境紧密相关,利用遥感方法可准确地进行城市化与生态质量耦合协调度动态监测与分析,为区域的城市化建设、生态治理及发展规划提供必要的参考依据。本文以长三角城市群为例,利用Landsat系列数据和DMSP-OLS夜间灯光数据分别建立表征区域生态环境的遥感生态指数(RSEI)和表征区域城市化水平的灯光指数(CNLI),采用耦合协调度模型探究了2001—2018年长三角城市群城市化与生态环境耦合协调度时空变化特征。结果表明：(1)2001—2018年,长三角城市群城市化水平不断提高,城市化指数由2001年的0.112提高至2018年的0.288;(2)2001—2018年,长三角城市群生态环境质量不断下降,生态等级为优的区域不断收缩,其中上海市与南京市最明显;(3)2001—2018年,耦合协调度总体呈现上升趋势,且各城市空间差异性较大。     

融合多源遥感数据的长株潭城市群碳排放时空差异分析

碳排放时空分布监测与评估是城市可持续发展的重点研究课题之一。面向长株潭城市群碳排放的时空分布和差异分析,本文基于NPP-VIIRS夜间灯光影像和不透水面数据,结合县级碳排放数据,构建长株潭城市群碳排放估算模型,并定量分析了长株潭城市群碳排放时空分布特征及变化趋势。结果表明:①不透水面、夜间灯光均值和总值数据能够反映长株潭城市群区域碳排放水平;②2013—2017年长株潭城市群碳排放具有聚集性,主要分布在长株潭城市群北部的中间区域,碳排放区域逐年扩大但强度减弱;③2013—2017年长株潭城市群碳排放变化趋势为中心区域呈现负增长,城市扩张的边缘区域承接了部分碳排放量。本文融合多源遥感数据对2013—2017年长株潭城市群县级碳排放进行估算与监测分析,揭示了长株潭城市群碳排放时空分布变化规律,可为该区域碳减排和区域可持续发展提供科学参考。     

浙江城市群人口与用地规模的时空分异结构演变研究

结合夜间灯光与城市统计数据,应用城市位序-规模法则及人地异速生长模型,初步分析了浙江人口分布及人地关系,考虑到人口增长的特征,提出了加入滞后效应的修正模型,对浙江城市群长期的发展展开了动态研究.研究结果表明,浙江城市群结构体系较为成熟,但是随着经济发展,城市首位度逐步提高,人口逐渐呈现聚集状态;浙江城市群中的杭州、宁波...     

基于DMSP/OLS和NPP/VIIRS数据天山的北坡城市群城市扩展研究

结合DMSP/OLS和NPP/VIIRS夜间灯光数据,对天山北坡城市群1992—2018年的城市夜间灯光进行空间扩展演变研究.利用城市扩展强度、紧凑度以及城市重心转移方法来分析天山北坡城市群城市扩展时空变化特征.结果表明:①1992—2018年天山北坡城市群城市夜间灯光扩展强度值呈高-低-高变化趋势.②在研究期间研究区...     

基于波士顿矩阵的夜光遥感电力消费估算方法

针对夜光遥感影像估算社会经济参数在局部区域精度不足的问题,提出了基于波士顿矩阵的灯光指数法。该方法在传统灯光指数法的基础上引入波士顿矩阵,将社会经济参量中的电力消费量作为研究对象,以2015年可见光红外成像辐射仪（visible infrared imaging radiometer,VIIRS）年产品为主要数据源,选择中国大陆区域182个城市作为研究区域,利用波士顿矩阵将全部城市分为4类:明星城市、现金牛城市、问题城市与瘦狗城市。结果显示,基于波士顿矩阵的灯光指数法的平均相对误差为34.04%,小于传统灯光指数法的平均相对误差41.69%;且分类后的各类城市,除明星城市外,基于波士顿矩阵的灯光指数法的平均相对误差均小于传统灯光指数法,而两种方法对于明星城市电力消费估算的结果相差不大;将估算结果按照相对误差的大小分为高精度、中等精度与低精度3种,基于波士顿矩阵的灯光指数法高精度与中等精度的估算结果比例均高于传统灯光指数法,而低精度结果的比例则低于传统灯光指数法。由此可见,基于波士顿矩阵法的灯光指数法对于电力消费量的估算结果优于传统灯光指数法。     

长江经济带城市土地利用效率的影响因素及其空间溢出效应研究

在人多地少的基本国情下,提高城市土地利用效率是促进区域可持续发展和建设生态文明的内在要求。本文在对2009-2016年长江经济带108个地级及以上城市土地利用效率的研究基础上,采用空间相关性研究方法分析了时空分布格局,通过构建空间杜宾模型(SDM)对其空间溢出效应进行分析。研究结果表明:1)2009-2016年长江经济带城市土地利用效率整体呈现稳定上升趋势;基本呈现以上海、南京、武汉等不同城市群中心城市向外逐步降低的“中心-外围”的分布格局。2)通过构建空间杜宾模型分析发现,经济发展水平、产业结构有显著为正的直接效应和溢出效应;土地市场化水平有显著为正的溢出效应;城市固定资产投资对城市土地利用效率具有正的直接效应和负的溢出效应;政府财政支出水平则对城市土地利用效率的直接效应和溢出效应均不明显。3)不同影响因素对经济带上中下游城市土地利用效率的空间效应存在一定差异性。     

基于DMSP/OLS夜间灯光数据的长江三角洲地区城市化格局与过程研究

利用1998、2003和2008年的DMSP/OLS夜间灯光数据,结合相关统计数据,分析灯光数据与城市化进程中经济、人口和土地利用等方面的关系,构建基于灯光数据的城市化水平指数,分析长三角城市群城市化进程和空间模式;通过与统计数据对比,按照最小误差原则确定市辖区建设用地信息提取的阈值,根据各城市在1998～2003年和...     

基于DMSP/OLS夜光数据的中国省域经济发展时空变化

利用社会经济数据计算得到各省综合发展指数(IDI),并建立IDI和平均灯光指数(ALI)的一元线性回归模型;再利用回归模型估算1992年、2001年和2013年各省的IDI;然后对3个年份的IDI进行全局自相关和局部自相关分析,以研究20多a来中国省域经济发展的时空格局。结果表明:①Moran’sI指数均大于0.3,说明IDI具有显著的空间集聚特征;IDI热点均集中于东部地区,冷点均集中于西北部地区,说明总体上中国东西部经济发展差异较大。②Moran’s I指数呈递减趋势,说明IDI的空间集聚程度降低,热点区向中部推移,冷点区缩小,表明20多a来中国经济发展集聚程度显著降低,贫富差距缩小,省域经济发展趋于均衡。     

珞珈一号夜间灯光数据的福建省人为热通量估算

夜间灯光数据是估算人为热通量（AHF）的重要数据,但当前应用最广的DMSP/OLS和Suomi-NPP/VIIRS夜间灯光数据由于受限于粗糙的空间分辨率,而无法刻画城市内部的AHF分布细节。中国2018年6月发射的Luojia 1-01卫星所获取的130 m高空间分辨率夜间灯光数据,则有望解决这一问题。因此本文利用Luojia 1-01夜间灯光数据,通过将统计年鉴中的能源统计数据细化至福建省84个县（市、区）,然后与3个夜间灯光指数（NTL_nor、HSI、VANUI）进行回归分析,分别构建了基于这3个指数的福建省AHF空间估算模型,并采用交叉验证法对其进行筛选。结果显示：（1）在3个指数中,基于VANUI的乘幂估算模型的R²最高,且RMSE最小,因此精度最高;（2）利用VANUI乘幂估算模型反演得到的2018年福建省年均AHF为0.88 W/m²,其中厦门市的年均AHF最高,达10.98 W/m²,泉州、莆田、福州、漳州等沿海城市次之,年均值在0.98—1.95 W/m²,而宁德、龙岩、三明、南平等城市的AHF则较低,均值在0.38—0.46 W/m²;（3）Luojia 1-01夜间灯光数据可以揭示城市内部的AHF分异细节。根据用地属性和功能的不同,AHF数值表现为：城市集中商业区>大型市政公共设施区>城市主干道>城市住宅区>近郊住宅区。研究表明,基于Luojia 1-01夜间灯光数据建立的AHF估算模型可以较好地揭示城市尺度AHF的空间分异情况。     

基于NPP-VIIRS的云南省城市经济空间格局演变

基于NPP-VIIRS夜光数据,以灯光总量、平均灯光指数和灯光增长率为统计指标,采用标准差椭圆、城市位序—规模法、Getis-Ord Gi*分析以及空间引力模型等方法计算分析了2012-2019年云南省城市经济空间格局的演变情况.结果 表明:①2012-2019年云南省夜光数据总量逐年增长,昆明市增量最多,平均灯光指数...     

基于NPP-VIIRS夜光遥感数据的京津冀城市群空间结构变化分析

本文基于NPP-VIIRS夜光遥感数据对京津冀城市群2015—2019年的空间结构进行分析,通过灯光值统计、城市位序-规模法则、空间关联测度等方法探究京津冀城市群空间结构及时空变化特征,结合城市总体规划浅析时空变化的原因。结果表明：①京津冀城市群灯光总量整体呈上升趋势,北京市和天津市的灯光增长率最高,其次为河北省廊坊市和石家庄市。②灯光集中分布在高位序城市北京和天津,中小城市不够发达。从时间序列上看,中小型城市快速发展,京津冀各城市有趋于ZIPF理想状态分布的态势。③随着区域交通一体化的推进,城市间的关联度整体增强,北京市与天津市的总体关联度占主导地位,但北部城市与中南地区的交通联系不足,关联度较弱。     

扬子江城市群城镇空间格局演变解析

以扬子江城市群为研究对象,从城市群建成区扩张和城镇空间联系两个角度进行指标分析,综合测度了2005年、2010年、2015年的城市群城镇发展水平,并利用探索空间数据分析法对城市群城镇空间格局进行了研究。结果表明:①监测周期内,城市群各市的扩张均处于全省前列,"十一五"和"十二五"期间扬子江城市群建成区扩张迅速、效应明显,3期城市群建成区空间重心都集中在扬子江以南的常州市境内,表明扬子江以南的城镇发展规模优于江北;②从城镇空间联系来看,宁镇杨、苏锡常、苏通等城市组群的联系相对明显,构成了整个扬子江城市群的基本联络骨架,城市群内部各城市与周边城市之间、小城市与大城市之间的联系紧密,构成了联系网络。     

中国大陆城市群空间范围识别及其特征分析

精确界定城市群的空间范围能有效规划和引导城市群的发展。夜间灯光遥感数据能够有效地反映人类活动程度,进而为城市群空间范围识别提供新思路。本研究以1995—2015年夜间灯光数据为基础,对中国大陆城市群空间范围识别作了系统探究,并对其空间特征进行分析,主要完成了以下4个方面的工作:(1)以遥感影像分割方法作为出发点,结合数学形态学,发展了一种结合形态学滤波重构的标记分水岭变换城市建成区提取算法。