长江三角洲地区城镇空间扩展特征及机制

城镇空间扩展是城市化作用于地理空间的直接结果,揭示城镇空间扩展过程、格局及机制已成为识别城镇发展阶段、认知城镇发展规律的有效手段。基于长江三角洲地区多时相卫星遥感影像数据,以城镇用地扩展空间分异与关联特征为切入点,利用间隙度指数、分形维数、扩展强度指数、扩展速度指数和空间关联模型,定量揭示了区域城镇空间扩展特征的多样性、空间组织异质性和“热点区”格局演化。结果表明：20 世纪80 年代以来,长三角洲地区城镇空间扩展在以中心城市集聚为主导的过程中,遵循“小集聚,大分散”的特点,围绕“Z”形区域发展轴线,大致经历了点轴扩展、沾粘式增长和蔓延扩张的过程,区域融合现象凸显;空间扩展的“热点区”格局不断演化,“热点区”的核心集聚作用在减弱,沪宁沿线、沪杭沿线、杭甬沿线和沿江地区成为驱动长三角城镇社会经济发展的核心区;同时,在城镇空间扩展的不同阶段,驱动机制有所差异,经济全球化和区域城市化推动着长三角城镇空间一体化进程。     

基于潜力—约束和SLEUTH模型松散耦合的南京城市扩展模拟北大核心CSCDCSSCI

将潜力—约束与SLEUTH模型进行松散耦合,在建设用地适宜性评价的基础上,将不同生态安全格局情景融入SLEUTH模型的排除图层,对研究区2013-2040年的城市用地空间扩展进行多情景模拟。研究表明:(1)两个模型的松散耦合能够有效提高像元尺度上模型校正的精度。(2)用地扩展在以"边缘增长"和"填充增长"为主的同时,在城市外围形成了较为明显的"跳跃式"发展,表明模型的松散耦合能够更好地捕捉城市发展政策所导致的新城市增长中心。(3)三种生态安全格局情景方案的城市用地模拟结果均呈增长趋势,但高生态安全格局情景的新增城市用地面积和增长率均最小,表明将生态敏感性作为城市发展的约束图层,能够有效保护研究区的自然生态空间,大幅降低生态安全风险。     

基于潜力—约束和SLEUTH模型松散耦合的南京城市扩展模拟

将潜力—约束与SLEUTH模型进行松散耦合,在建设用地适宜性评价的基础上,将不同生态安全格局情景融入SLEUTH模型的排除图层,对研究区2013-2040年的城市用地空间扩展进行多情景模拟。研究表明:(1)两个模型的松散耦合能够有效提高像元尺度上模型校正的精度。(2)用地扩展在以"边缘增长"和"填充增长"为主的同时,在城市外围形成了较为明显的"跳跃式"发展,表明模型的松散耦合能够更好地捕捉城市发展政策所导致的新城市增长中心。(3)三种生态安全格局情景方案的城市用地模拟结果均呈增长趋势,但高生态安全格局情景的新增城市用地面积和增长率均最小,表明将生态敏感性作为城市发展的约束图层,能够有效保护研究区的自然生态空间,大幅降低生态安全风险。     

长江三角洲地区城市用地增长的时空特征分析

以Landsat MSS、TM、ETM 卫星影像为主要数据源,利用遥感和GIS 手段,提取了长江三角洲地区5 个时相(1979 年、1990 年、1995 年、2000 年、2005 年) 城市用地信息,分析了城市用地扩展速度、扩展强度、空间结构的变化特征,进而探讨了长江三角洲1979 年以来的城市空间生长过程。结果表明：① 1979 年以来,长江三角洲城市用地增长呈明显的加快趋势,城市用地总体扩展强度也表现为不断提高。不同行政等级城市用地的扩展强度表现为直 辖市> 地级市> 副省级市> 县(县级市)。② 长江三角洲城市用地空间结构的分维和稳定性特征具有一定的波动性。城市用地的空间结构特征与城市用地增长过程和发展阶段具有一定的联系。③ 长江三角洲城市生长表现出“一核二带”、“二核三带”、“四核四带”和“五核五带”的空间轨迹。     

基于SLEUTH模型的昆山市城市扩展模拟研究

定量揭示城镇土地利用的扩展模式对制定城市发展政策具有重要意义。该文以昆山市为例,使用SLEUTH模型,修改了传统的情景设置方式,通过调整排除图层,预设"现有发展趋势"、"融合生态敏感性的发展"、"融合城市总体规划的发展"3种情景,定量预测了昆山市2011-2030年不同情景下城市用地增长趋势和扩展的主要特征。结果表明,预设不同排除图层的方式可以产生更加准确的校正结果:现有发展趋势情景繁衍系数与道路引力系数较高,以新中心增长为主;融合生态敏感性情景、融合总体规划情景扩散系数与蔓延系数较高,以边界增长为主。研究结果可为SLEUTH模型的情景设置提供新思路,并为城市土地利用规划提供决策依据。     

城镇化进程中九龙江口湿地景观格局演变模拟

运用SLEUTH模型模拟在3种不同情景下九龙江口2010-2020年城镇扩展过程,并分析了城镇化过程中区域湿地景观格局的演变趋势。结果表明：研究区城镇扩展主要受自然地理要素与道路建设的影响,环境适当保护方案（MEP）与规划方案（PS）可以有效控制城镇的无序扩张与规模;城镇化使得湿地景观面积迅速减少,且以人工湿地减少为主;不同情景下天然湿地景观格局的演变趋势差异较大,现有发展趋势方案（MSQ）与环境适当保护方案（MEP）下天然湿地景观趋于异质性,而规划方案（PS）下景观趋于均质性;３种方案下人工湿地景观都趋于均质化发展。研究进一步探讨了SLEUTH模型在城镇扩展模拟与预测研究中的适用性。     

沈阳市城市扩展与土地利用变化多情景模拟

利用基于遥感手段获取的沈阳市城市扩展与土地利用变化历史数据,对SLEUTH城市扩展模型进行校正,对未来(2005~2030年)不同管理情景下的城市扩展与土地利用变化过程进行模拟,并对其发展变化趋势和生态环境影响进行分析与比较。结果显示,在三种管理情景下,未来的沈阳市城市建设用地都将持续增加,大量的耕地资源被侵占;但不同管理情景下,城市景观格局和区域面临的景观生态风险却表现出明显差异。SLEUTH模型的模拟结果较好地反映了沈阳市不同土地利用政策、规划方案等对未来城市扩展和土地利用变化以及区域景观生态风险的潜在影响,同时也指出了当前城市增长管理政策中存在的不足之处。     

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。     

规划跨江通道对滨江副城建设用地增长的影响研究——以南京市浦口区为例

以南京市浦口区为例,引入SLEUTH元胞自动机模型,采用五个时相的Landsat TM/ETM+遥感数据,模拟和预测了规划跨江通道对滨江副城城市发展建设用地增长的影响。研究结果表明:①SLEUTH模型经校准检验后能够较好地模拟研究区建设用地的增长数量与空间分布,适用于城市增长研究;②跨江通道建设对滨江副城增长的助推效应显著,近期(2020年)和远期(2030年)研究区建设用地分别新增48.05%和62.33%,其中规划跨江通道对新增建设用地的贡献率分别达到20.67%和17.50%,助推效应随时间递减。     

清代广州城市社会空间结构研究

清代之前广州长期作为重要的外贸港口, 港市、对外贸易、多元文化及“蕃坊”等对 城市社会空间结构的影响很大; 清初广州确立“一口通商”, 对外贸易更趋繁荣, 西关及滨江 地带成为巨贾侨商集聚之地, 而城内的满族与汉族在社会地位、居住等方面呈现较大的分异。 从城市总体层面来看, 清代广州呈现“西商-东官” 的社会空间格局, 西关平原及“南关” 滨江地带“因港而商, 因商而富”, 城墙之内的老城区则一直作为官衙区及官僚贵族居住区, “因衙而尊, 因官而贵”, 这成为广州社会空间结构演进的历史主线。就清末的广州西关而言, 已分化为纺织机房区、新兴高级住宅区及洋商区等社会区类型, 具备殖民性河港贸易城市的 社会空间特征。自然条件对城市空间扩展的限制, “一口通商”的港市繁荣, 以及遵循封建 礼制的城建思想等成为影响清代广州社会空间结构的主要机制。     

天津开发区与城市空间结构演进分析

从天津各开发区的概况分析入手,总结了天津开发区与城市的关系以及开发区对天津城市发展的贡献。开 发区建设成为天津重要的经济增长点,带动了整个城市经济的发展。并在此基础上从开发区布局建设对天津城市 空间结构的影响即导致城市空间增长和城市形态变化两个方面, 阐述了开发区与天津城市空间结构演进的关系。 开发区与天津城市空间结构的演进属于双核式。开发区高速的经济增长和建设导致天津城市空间的增长。利用中 国科学院资源与环境数据中心提供的关于天津市20 世纪80 年代中后期,20 世纪90 年代中期,2000 年度的三期 1∶10 万土地利用数据以及覆盖整个天津市的2007 年中巴地球资源卫星02 星(CBERS-02)遥感数据,以GIS 为制 图和数据提取的分析手段,总结了天津城市用地面积的变化和空间扩展规律。90 年代,天津各级各类开发区大量建 设,产业空间迅速蔓延,使得天津市城市空间布局从“单核增长”转为沿海河“轴线铺开”,形成现今“一条扁担挑两 头”,以中心城区和滨海新区为主副中心,工业与商业功能分工明确的“双核心”、双中心组团式中心城市布局结构。     

大都市旅行社业空间分布及其演化——以上海市为例

通过对上海市旅行社长期数据的收集与整理,运用GIS 地理空间分析方法,分析大都市旅行社空间分布格局及其演化,探讨旅游产业空间分布及其演化的影响因素。结果显示：上海市旅行社空间分布由初始的“单核心集聚中心,两次级集聚中心,各集聚中心分散”的分布格局,发展到当前的“环形核心集聚区,C 型次级集聚环,各集聚中心连接”的总体空间分布格局。旅行社空间扩张方向上,由市中心不断向西、向西南的扩展趋势更加明显,向东、东北方向扩展较弱。旅行社空间扩张趋势上,向各级商业区、景点景区、人口聚集区等周围不断扩散。旅行社空间集散的总体演化特征呈现出由分散―低集聚―高集聚的演化态势,并且集聚程度不断加强。旅行社产业空间布局及其演化受到城市空间格局、人口分布、区域开发、旅游资源、接待能力、交通等综合作用的影响。     

广州会展企业空间集聚特征与影响因素

会展业是现代服务业重要内容之一,近年来在中国得到快速发展,主要中心城市特定区域的集聚态势十分明显。以广州市会展企业名录为数据基础,借助GIS技术,运用空间点格局分析及问卷调查等方法,探讨了1991-2001 年间广州市会展企业的空间集聚特征及影响因素。研究发现,① 广州会展企业具有明显的空间集聚性,并呈现由“单中心集聚”到“多中心集聚”的演变;② 集聚与扩散并存,会展企业的空间集聚程度并没有因为空间范围的扩展而降低,而是在扩散中集聚-在向城市新区扩散的同时,老区的集聚在不断加强;③ 会展企业集聚区可分为展馆依托型和CBD依托型两种主要集聚类型,各集聚区的规模和强度具有明显差异;④ 影响会展企业集聚的因素包括会展服务设施、整体商务环境、外部经济性、政府行为和人力资源5 个方面。从包含的具体因素来看,大型展馆和交通条件对会展企业的区位选择具有显著影响,而获得高素质的劳动力、政府的政策和资金支持以及地价和房租等因素的影响并不明显。     

人工免疫系统与嵌入规划目标的城市模拟及应用

人工免疫系统(AIS) 具有强有力的计算能力, 可以通过免疫识别、克隆选择、免疫学 习、免疫记忆等功能来进行模式识别和自适应学习。AIS 所具有的自学习、自适应和记忆的能力非常适合于复杂地理过程的研究。而元胞自动机(CA) 是研究复杂系统非常方便和有效的工具。将人工免疫系统和元胞自动机相结合, 建立了城市演变的模拟和规划模型。该模型通过改变抗体的进化变异机制, 把规划目标嵌入到AIS 算法中, 抗体将会逐渐朝着规划目标“进化”, 从而模拟出基于不同规划情景的城市发展空间格局, 为城市和土地利用规划提供决 策支持。设计了6 种不同的城市发展方案, 利用该模型模拟了不同规划方案下珠江三角洲城市的发展情景(1988-2002 年)。并比较了不同模拟情景结果城市的紧凑性: “城市中心” 和 “城市中心-高速公路”发展模式的城市形态更为紧凑, 破碎度较低; 而“镇中心” 和“道路”发展模式形成的城市形态则比较凌乱和分散。模拟结果和分析表明: “城市中心-高速 公路”是珠江三角洲最适合的城市发展模式。     

基于建筑物空间特征的北京市城市空间结构及其机制分析

定量研究城市空间结构特征是城市地理学研究的核心内容。基于建筑物空间结构特征的分析,研究北京市城市结构特征及变化规律。根据建筑物空间结构的特点设计了一种城市结构的“向量”模型,利用行政区划、同心圆区划和扇形区划三种不同分区数据分别分析北京城市建设中心、城市建设方向和城市建设强度。结果表明,本文的方法能够很好的刻画出北京市城市结构的空间形态及其变化规律：① 北京市城市建设由于城市功能扩散及积聚作用的影响呈现内城向外城扩张建设、外城向内城积聚建设的单方向推进发展特征;② 由于重大事件的影响,单方向推进会变化方向发生调头发展或者多次迂回发展,形成北京市城市结构的多重形态;③ 北京城市蔓延区的产生原因不仅仅是城市功能的扩张,也是由于外延区县城市功能向城市中心集聚造成的;④ 北京城市空中扩展是伴随着城市平面扩张同时进行的,并且其空中扩展的地带也在向城市外延发展;⑤ 北京的“双轴”结构已经确立,然而“东西轴”比“南北轴”要更为成熟。同时,北京市城市发展在方向上的差异正在减弱,呈现均衡的发展态势。     

伪满时期长春城市社会空间结构研究

遵循长春城市空间发展变化过程,揭示了伪满之前长春社会空间结构演化特征,发现至伪满成立前,长春已经形成了“中-俄-日”三极分化的社会空间结构。伪满成立后,在“国都”城市性质、“消费”经济功能、城市空间扩张、外来移民流入等背景下,长春城市社会空间开始呈现出“中日分化”的总体格局,城市中轴线成为这一格局的空间标识。总体来看,伪满时期长春社会空间已分化为伪满高级官署区、日本人居住区、民族商业区和中国贫困农民居住区等社会区类型,空间结构模型呈现出围绕城市中心形成的同心圆与扇形结构和城市边缘“孤岛”相结合的形态模式。城市空间发展的历史基础,人口城市化的畸形发展,城市建设的殖民地本质以及“新京”城市规划等是伪满时期长春社会空间结构形成的主要机制。     

山西省宗教景观空间格局研究

本文立足于宗教地理学的基本理论，以山西省 925 个“宗教景观”为研究对象，通过谷歌地球（GoogolEarth）及百度地图定位各个宗教景观的地理坐标。运用Arcgis10.3空间分析法、水文分析法进行可视化表达，分析山西宗教景观的空间分布格局及其影响因素。取得了较为理想的研究成果：山西宗教景观分布类型为集聚型，但存在较为明显的空间差异，形成“大分散、小集聚”式的空间分异模式；市域分布不均衡，呈现集中于以太原、长治、忻州、临汾市为依托的周边地区格局；高程空间格局具有高值集聚特征，且46%的宗教景观海拔高度<1000m；宗教景观分布具有倾向城市格局；从宗教景观格局影响因素看，其分布受总体地形控制海拔高程影响宗教集聚与分散程度，悠久的历史文化传承也是不可忽视的因素，人口分布状况影响宗教景观数量。     

基于交通可达性的广佛都市区城市扩展的模拟与分析

可达性是连接土地利用与交通建设的关键环节,对城市扩展具有指向性。利用Auto-Logistic回归的CLUE-S模型,预测区域发展与交通规划两种情景下2020年广佛都市区的城市扩展,分析了1982~2020年交通可达性格局演变与城市扩展特征,并在此基础上揭示二者的耦合关系。结果表明：CLUE-S模型在城市扩展上具有较好的预测能力,且加入可达性因子有助于提高模拟精度;1982~2020年广佛都市区空间和时间可达性格局由双核心圈层结构演变为单核心圈层结构,且时间可达性格局有明显的交通主干道指向性;城市扩展强度与扩展差异逐渐拉大,预测2020年扩展区域集中在白云与花都交界处、天河黄埔一带、顺德部分乡镇;都市区由无序扩张转变为交通指向性,随着可被开发的土地的减少,交通指向性的影响减弱;初期的城市用地规模越大,交通可达性提高越显著,但随着交通基础设施先行建设的开展,城市规模对交通可达性的正向影响减弱。未来侧重于完善站点的公共配套设施和提高土地利用效率等方面。     

吉林省新型城镇化格局的空间演变分析

运用空间自相关指数、平均增长指数和空间变差函数,分析吉林省新型城镇化格局的空间演变特征。结果表明：吉林省新型城镇化发展的离散特征明显,热点区相对稳定,中部长吉地区是热点,东西两端始终是冷点或次冷点的低值簇;新型城镇化增长的空间自相关性突出,热点区跃迁幅度不大,1995-2003年呈团块状聚集于吉林省西部地区,2003-2012年呈现“双组团”结构;新型城镇化格局演化存在一定的规律性和延续性,空间自组织性增强,均质度有所提高,“中高周低”的极化现象愈发显著,大城市的辐射涓滴作用减弱。最后,从新型城镇化的内在要求、区域战略政策和经济产业基础探讨新型城镇化格局演化的驱动机制。     

2003年以来长春市城市功能用地演替

城市空间的增长不仅仅表现在城市用地的扩张,还表现在城市功能用地的演替。城市功能用地的演替可以更加深刻地揭示城市空间外延式水平扩展的内在特征,是城市功能集聚与扩散的空间反映。以长春市中心城区为例,利用2003、2007、2010、2012年4个年份的遥感影像图、地形图及城市用地现状图等数据资源,借助Arc GIS、Auto CAD等软件,运用GIS分析方法,在分析中心城区城市空间扩展的总体格局及城市用地结构变化的基础上,提出以外部扩展与内部更替来表达城市功能用地的演替,进而阐释城市空间扩展及城市功能集聚与扩散的内在特征,为城市空间扩展的研究提供一种新的、有效的手段,以丰富城市空间研究的理论成果体系。