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。     

基于夜光遥感影像的“一带一路”沿线国家城市发展时空格局分析

基于1993~2012年长时间序列夜光遥感数据,利用空间统计、空间标准差椭圆和位序-规模分布方法研究“一带一路”（the Belt and Road Initiative,B & R）沿线国家的城市体系空间结构和时空演化趋势。结果表明:“一带一路”沿线各国城市夜间灯光增长最快的是进行经济改革的发展中国家和战后重建的国家,城市夜间灯光锐减主要发生在社会经济动荡地区。“一带一路”区域内城市夜间灯光的规模分布总体呈现空间扩张趋势,夜间灯光重心向东南亚方向移动。“一带一路”区域内城市夜光规模前2 000位的城市夜间灯光符合位序-规模准则,高位序城市夜间灯光规模不够突出而中小城市发育相对较好,集中趋势大于分散趋势。     

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...     

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。     

基于多源遥感数据的城市热岛特征与机理研究

以长三角城市群为研究区,基于时序多源遥感数据,通过均值标准差法对城市热岛等级进行分类,研究长三角城市群城市热岛时空分异特征,同时从下垫面属性、人为活动和植被覆盖等角度探索其城市热岛形成机制,可为缓解城市热岛效应提供一定参考。研究结果表明,长三角城市群2013—2018年城市热岛现象明显且呈增强趋势,其城市热岛空间分布呈现“M”型空间分布,具有较强的时空分异;浙江省和江苏省大部分城市的城市热岛较强,而安徽省大部分城市的城市热岛分布范围较小。长三角城市群的城市热岛与建成区空间分布表现出一致性,其热岛效应的增强与建成区和郊区林地面积的增长有关;长三角城市群的城市热岛与夜间灯光分布和植被覆盖空间分布均呈现空间一致性,城市热岛与夜间灯光强度成正比关系,与植被覆盖呈反比关系。     

基于经济联系强度的城市群发展研究——以赣州市为例

对赣州市18个区县的道路网密度、人口数和工业产值进行相关性分析,全市各区县的人口分布与工业产值之间存在明显的正相关性。并通过引力模型,对赣州各区县之间进行了可达性分析,以最短交通时间为成本限制,测算了赣州市18个区县之间的经济联系强度,可以看出,赣州交通网络结构呈三横两纵式分布,而且章贡区、南康区和赣县区在城市群中发挥着重要作用,是赣州经济发展的核心区域,城市群的空间联系方向以三区为中心,沿交通廊道成轴线状拓展,空间联系交通指向明显。从而提出以一主核心城市群,两副核心城市群的空间结构,并沿交通轴线向外辐射,带动外围城市发展,可以实现赣州市整体均衡发展。     

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...     

京津冀城市群1990—2015年城区时空扩展监测与分析

城区作为城镇化表征的重要指标,在城镇化时空扩展分析中有着重要的意义。然而,目前城区边界存在相关概念混杂导致对其认识缺乏统一、划定标准和数据来源缺乏一致性、遥感监测所用影像分辨率较低、以建设用地（不透水面）替代城区等问题。针对上述问题,参考住房和城乡建设部的建成区概念和城区地域分布范围,充分挖掘高分辨率遥感影像展现的城市景观和形态等空间可视化特征,从城市实际建设完成情况出发,本文提出了基于高分辨率影像和地理信息资料辅助的城区半自动化提取方法。获取了京津冀城市群153个县级以上城市的1990、2002、2015年的遥感影像、多元地理信息参考资料,开展了该区域的城区边界提取,并从时空扩展过程、城区空间形态及结构变化、城区扩展协调性、城区扩展占用土地类型4个方面对京津冀城市群1/4世纪的城镇化过程进行了统计分析。提出的技术方法和监测分析结果对于城镇化发展监测和城市规划实施评估具有重要的参考价值。     

基于遥感影像的天津市土地利用时空变化研究

利用卫星遥感影像来研究城市扩展,使用遥感手段提取各时间段内城市的建设区域,并分析扩张过程的时空特征,与传统研究土地利用动态监测的方法比较,具有很大优势.本文以天津市作为研究区域,基于1997年、2007年和2017年3个时期的Landsat影像,利用面向对象分类法进行土地利用类型分类,进而对天津市20年以来城市扩展的时空变化特征及其土地利用差异进行重点研究和分析.试验分析表明,近20年天津市整体扩张、居民地对耕地及裸地侵占、城市扩张的进程有明显的地域差异.     

夜间灯光支持下江西省典型城市发展动态监测

夜间灯光遥感与城市空间结构和经济发展具有较强的相关性.本文采用2012—2019年精细处理的美国国家极轨业务环境卫星(National Polar-Orbiting Partnership,NPP)搭载的可见光红外成像辐射仪(Visible InfraredImaging RadiometerSuite,VIIRS)夜间灯光遥感数据,统计分析了我国中部地区重要省份-江西省的三大城市(南昌市、九江市和赣州市)的夜间灯光亮度情况,从夜间灯光亮度阐述了城市发展过程.具体结论如下:南昌、九江和赣州的市县城区灯光最亮,周围区域亮度较弱.平均亮度值在不同的年份会有一些波动,但整体呈快速发展的趋势.三个城市灯光较弱的面积在不断减少,灯光亮度较强的面积在不断增加,这也与当地的城市布局和经济发展相一致.     

Characterizing urban area dynamics in historic city of Kurukshetra,India, using remote sensing and spatial metric tools

Abstract

Developing countries like India are an urbanization hotspot with many upcoming towns and cities. Growth in small and medium sized towns and cities have been unnoticed and growing without appropriate urban planning. Utilizing the available medium resolution satellite data and geospatial platforms, the growth dynamics of Kurukshetra city was analysed over a period of 24 years. The study employed a combination of change detection technique and spatial metrics (six each of class and landscape levels) analysis to delineate the growth track of the city and its environs. A significant increase in urban built up (dense 237%; open 1038%) is seen majorly at the cost of open area (70%) and tree clad (58%). Phases of city’s aggregation and diffusion are observed using class and landscape level spatial metrics. Understanding and monitoring of land use changes in and around city limits using integrated spatial tools provide better decision making capability.     

基于高分一号卫星的城市扩张变化监测研究

廊坊是京津冀城市群的地理中心,位于京津两个国际都市之间。本文选取廊坊市中心为研究对象,利用高分一号卫星数据和航空影像,分析廊坊市2010~2016年的城市扩张变化情况,为京津冀协同发展制定政策并为城市制订规划提供依据。首先对遥感影像进行预处理,对高分一号卫星影像,按用地类型分别采用监督分类、面向对象和植被指数法提取城市2016年地表现状信息,并进行精度评价;对2010年的航空影像进行数字化,两类数据结合进行基于分类的变化检测和精度评价,分析城市空间变化特征。结果表明,厂房、建筑和未建成区分别采用监督分类、建筑阈值分类和面向对象法分类效果较好;廊坊市城市扩张的驱动力主要为经济发展、政策因素、历史条件、地形等。     

基于空间数据库的山东城镇发展水平的空间统计分析

基于GIS空间数据库,对山东省108个城镇的综合发展水平进行了空间统计分析。首先选用了反映城市综合发展水平的14项指标,并进行了主成分分析,得出反映城镇综合发展水平的综合指标,并分析了山东省各城镇的综合发展水平与分布状况。然后利用该综合指标,对各个城镇进行了空间统计分析,通过计算全局空间自相关指标,分析认为山东省各城镇综合发展水平总体上未呈现空间相关关系;通过计算局部空间自相关指标,分析认为山东省68.5%的城镇分布存在非相似空间集聚特征。     

POI与NPP/VIIRS夜光数据空间耦合关系下的城市空间结构分析——以武汉市主城区为例

城市兴趣点（POI）和夜光遥感影像能够直观反映城市社会经济等实体要素的空间分布特征，在城市空间结构研究中发挥着重要作用。本文首先选取长江中游城市群的典型城市代表——武汉市作为研究区，选用研究区2016年POI和NPP/VIIRS夜光遥感数据作为基础研究数据，采用GIS分析工具对POI数据进行了空间核密度分析；然后分别对POI核密度分析结果和NPP/VIIRS夜光遥感数据进行了空间网格化处理；最后采用双因素制图和栅格叠加分析方法对两类数据的空间耦合关系进行了探讨，并在此基础上进一步分析了城市空间结构特征。研究表明，武汉市POI数据和夜光遥感数据的空间耦合性整体较好，空间耦合相一致区域占比为82.15%；但POI数据和夜光遥感数据的空间耦合性在长江沿岸地区也存在部分差异，如硚口区、汉阳区夜光遥感数据和POI数据多以低—中的空间耦合模式为主，而青山区、武昌区和汉口区则多以中—低的空间耦合模式为主。武汉市作为中原城市群的核心城市之一，其城市内部空间结构与长江经济带发展关联密切，通过对POI和夜光遥感数据的空间耦合关系探讨，能够对武汉市空间实体要素的空间结构特征有更加深入的了解。本文结果可为沿江城市内部空间结构的研究提供一种崭新的视角。     

面向地级以上城市空间变化的地理国情监测与应用

文章介绍了面向地级以上城市空间变化监测与应用研究的背景和价值,提出了地级以上城市空间变化监测应用研究的总体思路、研究内容、关键技术与方法等,并以北京市空间变化监测为案例,开展城市空间格局变化、老工业区搬迁改造、海绵型城市建设等三个典型监测应用研究,相关研究成果可为其他地级城市监测提供应用借鉴和示范,从而为解决城市发展面临的现实问题提供数据基底、技术支撑和建议。     

地理空间数据区域更新方法研究

随着城市的发展建设、扩张以及改造,城市空间数据不断地发生变化,城市空间数据库需要及时更新。加强城市基础空间数据的更新管理,及时对城市空间数据进行测绘更新,才能保证城市基础空间数据的时效性和可用性,为城市的规划建设和管理提供全面、准确的基础资料。本文主要讲述了空间数据更新流程和更新方法,为实现空间数据库及时、快速、准确地更新提供技术支撑。     

Nighttime light data-based analysis of spatiotemporal patterns evolution and driving forces of economic development in China at prefecture level (1992–2020)

Intercity lighting data are an important resource for studying spatial and temporal patterns in regional urban development as an indicator of the intensity of urban social and economic activity. Understanding the evolutionary characteristics of the spatial pattern of regional economic development can support decision-making in regional economic coordination and sustainable development strategies. Based on a long time series of nighttime lighting data from 1992 to 2020, this study used the Theil index, Markoff transfer matrix, spatial autocorrelation, and spatial regression to analyze spatiotemporal evolutionary characteristics and drivers of urban economic development in China. The study found that from 1992 to 2020, China's economic development hot spots have been concentrated in highly developed urban agglomerations namely the Beijing–Tianjin–Hebei region, Shandong Peninsula, Yangtze River Delta, and Pearl River Delta. Cold spots were mainly concentrated in the central-west and southwest of the country. The economic growth rate shows an opposite spatial pattern, which demonstrates the effectiveness of the national coordinated development strategy for regions. The Theil index for urban economic development in China shows an overall downward trend, and the overall economic disparity is mainly due to the relatively low economic development of Tibet, Xinjiang, Gansu, and other western provinces. Therefore, regional economic development remains significantly uneven. In China, the economic type of cities is relatively stable, and the probability of leapfrogging types is low; however, the level of cities with high resource dependence or a single economic structure easily downgrades. The level of economic development and the related socioeconomic factors of neighboring cities influence an obvious spatial spillover effect in the development of urban economies in China. The pattern of China's urban economic development is mainly affected by innovation capacity, financial support, capital investment, transportation infrastructure, and industrial structure.     

Detecting the Effects of Wars in the Caucasus Regions of Russia and Georgia Using Radiometrically Normalized DMSP-OLS Nighttime Lights Imagery

Satellite data can provide a remote view of developments in often dangerous conflict zones. Nighttime lights imagery from the Defense Meteorological Satellite Program (DMSP) Operational Linescan System (DMSP-OLS) satellite was used to detect the effects of war in the Caucasus region of Russia and Georgia. To assess changes over time, the data were radiometrically normalized using cities with a relatively stable nighttime lights signature over the course of the study period, 1992-2009. Buffers were created around these stable cities to select the pixels that were then used to normalize cities and towns whose nighttime lighting fluctuated over time. The results show that conflict-related events such as large fires that burn for weeks and large refugee movements are possible to detect, even given the relatively coarse spatial resolution (2.7 km) of the DMSP-OLS imagery.     

基于分形Voronoi图的城市空间分布特征数据挖掘——以山西省为例

本文引入以城市中心性强度为权重的加权Voronoi图,结合城市空间分布特征与周长—面积分形维数,研究了山西省地级市2009—2013年城镇发展的稳定性和均衡性,探究城市空间分布特征的时空数据挖掘;提出基于中心性强度为尺度的分形维数,尝试探究山西省地级市中心性强度的分形特征,分析山西省中心性强度的变化。研究表明:山西省2009—2013年各地级市间影响范围差距有减小的趋势,空间影响范围呈现上下波动的态势,山西省东部城镇发展趋势较好,西部城镇发展态势较弱,由周长—面积分形维数可得:2009—2013年山西省整体发展态势较不稳定;本文提出的基于中心性强度为尺度的分形维数主要处于1到2之间。     

宁夏城乡关系空间分异研究

为了对宁夏城乡关系进行定量评价及空间分异研究,该文基于2013年宁夏19个县区城乡发展数据,构建评价指标体系,采用关联度模型、协调度模型、统筹发展度模型和ESDA-GIS空间分析方法对宁夏城乡关系发展水平和空间格局进行研究。结果表明:宁夏城乡关联度、协调度和统筹发展度整体水平较低,城乡发展呈现"北高南低"的空间分布格局,空间分异明显,空间集聚特征显著,与经济社会发展呈明显的相关性;南部山区是城乡发展的"塌陷区",北部地区是宁夏城乡发展的"核心区";原州区空间极化效应显著,县域尺度的城乡关系空间格局研究较为合理地反映了宁夏的实际状况。