基于重心-GTWR模型的京津冀城市群城镇扩展格局与驱动力多维解析

城镇用地扩展格局及驱动力研究对城市群发展规划与决策具有重要意义。以京津冀地区为例,基于城镇用地扩展强度指数、城镇用地扩展差异指数、分形维数、土地城镇化率和重心转移模型,多维解析了城市群城镇用地扩展格局特征,并耦合重心转移模型和时空地理加权回归（GTWR）模型构建重心-GTWR模型,在对空间格局进行长时间序列多维度指标分析的基础上,运用该模型依序对其特征进行驱动力解读,进而总结凝练京津冀区域发展的主导模式与城市核心驱动力。主要结论为：① 1990-2015年,京津冀城市群城镇用地扩展强度呈现“下降-上升-下降”的趋势,高峰时期在2005-2010年,在2005年之前高速发展城市集中在北京、天津、保定和廊坊,2005年之后集中在邢台和邯郸;② 城市群城镇用地重心虽呈现出发散态势,但城市之间的局部相互作用力逐渐增强,城镇用地扩展驱动力表现出空间溢出特征;③ 京津冀城市群空间发展模式由以北京和天津为中心的双核发展模式向多核发展模式转变,并出现北部资源运输核心、中部经济发展核心和南部投资发展核心三大功能核心组团,城市群趋向于多核功能协同发展模式;④ 重心-GTWR模型结合了时空非平稳性和城市空间相互作用,将城市群城镇用地扩展作为一个时空变化系统进行分析,经验证,该模型在城镇用地扩展格局驱动力分析研究中具有可行性。     

石家庄城市土地利用增长研究

在城市用地增长管理中,单一考虑土地利用面积数量的变化,忽略用地强度的增长,在一定程度上影响了 对城市土地利用变化过程的客观认识和准确把握。本文以高分辨率遥感影像作为基础数据源获取城市土地利用类 型和强度信息,通过构建城市土地利用变化指数,从地类变更和集约度变化两个方面,对1994~2002 年石家庄市城 市建成区土地利用变化进行综合分析。研究结果发现,从面积扩展和强度增加两个方面综合分析城市土地利用可 以补偿单一指标认识城市土地利用增长的不足,集约度增长指数较好地综合了两个方面土地利用变化;研究期间 耕地仍是城市用地增长的重要来源,城市土地集约利用也成为满足城市发展用地需求的重要途径;城市用地扩展 并辅以集约程度的提高,城市土地利用空间组织整体上呈集约化圈层式向外扩散,城市土地利用趋向合理;城市土 地利用变化存在较强的空间差异性,中心区更多向空间立体维度发展,其他区则以内部填充、外延扩展和城市更新 等方式实现城市用地增长;在类型上,土地利用变化表现出空间区位差异性,中心区继续强化城市中心职能,以商 业金融业用地等“强”城市属性地类变化为主。     

苏南地区近20年城市用地扩展的特点与问题

城市用地规模扩大和结构演变是城市化过程在空间地域上所反映的重要特征。随着城市人口快速增长、经济建设和各项事业的不断发展,城市用地规模迅速扩大,城乡用地矛盾也日趋突出,尤其是本来人多地少的苏南地区更是如此。本文试图通过近20年苏州、无锡和常州三市用地扩展和结构演变特点、问题和发展趋势分析,探讨城市建设用地扩展的宏观调控对策,为城乡土地规划和管理提供决策参考。     

苏南地区土地利用结构变化分析

利用航片、城市平面图及城市用地调查等资料，分析了苏锡常地区城镇用地扩展和结构变化特点，发现苏南地区城镇用地扩展及土地利用结构变化呈现为以下特征：大城市用地扩展速度由80年代前的缓慢发展转变为80年代后的快速发展，其主导因素是新区开发建设；其用地结构变化以居住及公建性用地扩展占用地扩展的第一位，工业用地扩展由80年代前第一位退居第二位。县城镇的用地发展基本与大城市相同，但其发展速度快，工业用地扩展居次的时间也比大城市迟。小城镇的大量兴起和小城镇用地的大规模扩展造成苏南乡村景观巨变，其主因是乡镇企业的异军突起；目前用地扩展居主导地位的仍是工业用地的扩展。交通用地的扩大及耕地面积的减少是苏南区域用地景观80年代以来的变化主流。     

石羊河流域地区城镇空间扩展格局演化

基于石羊河流域地区土地利用综合数据,结合多种模型包括间隙度指数、相关分形维数、扩展强度指数、空间关联模型、空间变差函数,从时间和空间尺度上研究石羊河流域地区城镇建设用地扩展过程与格局。结果表明:20多a来,石羊河流域地区城镇用地以市区和县城为中心向周边辐射,同时沿祁连山边缘海拔2 500 m以下石羊大河沿岸和045丹拉高速、312国道轴线集聚,流域零散分布的乡镇用地变化不大。城镇用地以显著的"点-轴"模式扩展,形成内陆地区城市独特的扩展极核和扩张轴线,为石羊河流域各种规划的编制提供参考。     

苏州地区城镇扩展的空间格局及其演化分析

基于苏州地区1984-2005年的6个时相卫星遥感数据,从城镇实体地域扩展的视角,运用关联分维数、全局和局域空间关联指数、空间变差函数等方法构建了空间关联测度模型,分析了苏州地区城镇扩展的周期性、城镇建设用地的分维特征、城镇扩展的"热点区"空间分布及演化,城市化空间梯度的形态演化。结果表明,20世纪80年代以来,苏州地区的城镇扩展经历了稳步增长、缓速下降、急速增长和快速下降四个阶段,显示出"大起大落"的特征;在空间格局上,城镇扩展强度的高值簇区(热点区)呈现出较明显空间演化和跃迁的特征,经历了苏州市区、苏州—吴江轴线、苏州—昆山轴线(沿沪宁线)、太仓—常熟—张家港轴线(沿长江)的不断轮换,并成为不同阶段驱动苏州地区社会经济发展的核心区。期间,城镇扩展的空间连续性和自组织性越来越强,城市化发展的空间形态由相对分散向相对集中演化,由空间自相关引起的结构化分异的机理越来越显著,并且表现出较明显的带状关联特征,城市区域化发展的趋势明显。然而,在苏州地区不同的发展阶段,城镇发展的主导驱动机制有所不同。     

呼和浩特市生境质量对城市用地扩展的时空响应

以呼和浩特市为研究区,采用梯度分析法,结合InVEST模型,在评价研究区近27 a城市用地扩展及生境质量演变的基础上,运用双变量空间自相关剖析生境质量对城市用地扩展的时空响应。结果表明：（1） 研究时段内,城市扩展表现为核心区的低密度扩张及外围区的多点扩散,紧凑度不断下降,城市结构不稳定,扩展模式不尽合理。（2） 生境平均值从0.49下降到0.44,质量等级跌至较差水平。低等级生境主要呈圈层向南部、东南部扩散,与建设用地扩展方向基本一致。（3） 建设用地扩展强度与生境质量变化空间分布呈负相关关系,核心外围区的建设用地扩展始终为变化最强烈的地带,生境质量退化也最为剧烈。（4） 斑块密度不断上升,特别是建设用地斑块的增加使得城市景观格局愈发破碎。     

基于遥感数据的伊宁市城市扩展及其驱动力分析

以新疆伊犁哈萨克自治州直属市-伊宁市为例,以1990-2015年的 Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像为数据来源,采用最大似然法提取土地利用信息,通过城市用地扩展的变化分析、城市土地利用的动态度分析、城市用地的转移特征分析、转移矩阵特征分析、土地利用变化率分析、单一土地利用动态度分析等方法,对伊宁市城市信息和城市扩展及其驱动力进行回归分析和相关性分析。结果表明：（1）1990-2015年间建设用地扩展速率和扩展强度的变化趋势基本一致,最大值分别为7.85%、18.64%,出现在2000-2005年间。（2）研究期间建设用地重心总体上向西北方向转移2 087.79 m。（3）建设用地扩展空间主要来自于耕地、未利用地、林地。（4）经济发展、人口增长是伊宁市建设用地扩展的主要驱动因子,两个因素的相关性达到0.988和0.996。本项研究成果为更准确、更快捷地掌握伊宁市城市扩展变化的规律、合理布局城市改造及其未来发展方向提供客观的科学依据。     

哈长城市群城镇用地扩展进程及其驱动因素研究

以Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像为主要数据源,提取哈长城市群1990、2000、2010、2015 年4 个年份的建设用地信息,采用年均扩展指数、景观扩展指数、多距离空间聚类函数、空间分维度等对城镇用地扩展进程进行分析。结果表明,1990~2015年间,哈长城市群城镇用地增加57 321.47 hm²,增长率为21.05%,整体扩展强度呈上升趋势;空间扩展表现出以中心城市为核心的扩展模式,边缘式增长在各个时期均为主导增长方式;空间扩展聚集性总体表现出“先增强、后减弱”趋势,整体空间结构相对稳定。国家宏观政策、非农业GDP增量和第三产业GDP增量是影响哈长城市群城镇用地扩展的重要因素。GDP增量、非农业人口增量、第二产业GDP增量对城镇用地的扩展起阶段性作用;人均GDP增量与城市用地扩展相关性不显著。     

淮北城市空间结构演化及优化研究

运用Arcgis软件,将淮北市建市以来4次城市规划用地现状图进行对比,比较了不同时期城市外部形态指数、城市空间扩展规模、扩展速度和扩展强度、各主要用地类型规模及异质性指数。认为淮北城市空间经历了4个发展阶段,外部形态由早期的相对紧凑逐渐走向分散布局,并再次向紧凑布局演化;城市空间以夹符铁路为轴线沿东北—西南——东南向呈"C"形扩展;城市内部的工业用地、居住用地以及商业及公共设施用地规模不断扩张,相互之间也不断取代形成空间重构。从区域竞合关系、资源基础、交通区位、以及城市空间结构现状出发,认为未来淮北城市空间以东向、南向扩展为宜,内部以合理调控各功能用地空间组合、完善城市功能为主。     

基于有向转变中心性与控制力的长三角城市网络空间结构分析

采用腾讯人口迁徙数据构建长三角的有向城市网络,利用有向转变中心性与控制力研究人口流动视角下的区域空间结构。研究表明,长三角地区已形成“区域性核心-局域性核心-人口扩散型城市”联动发展的多核心、等级化、网络化的空间结构。在该地区同时存在“同城化”“核心-边缘”空间发展模式。长三角41个城市可划分为7种发展类型,其中资源集聚型城市对人口资源存在普遍争夺的情况。研究进一步分析了长三角地区有向城市网络的空间结构及发展特征,并对相关影响因素进行分析,为长三角地区实现高质量发展的区域战略布局提供支撑。     

创意城市发展模式类型的适应性评价

在创意城市发展模式类型基础上,构建综合模式创意指数,选取与各发展模式相对应的评价指标,运用变异系数权重法和TOPSIS法对江苏各城市创意指数进行适应性评价分析。实证结果表明,综合模式创意指数能够评价中国创意城市发展的状况,对中国创意城市发展模式选择具有一定的指导参考价值。     

苏南太湖流域污染企业集聚与水环境污染空间耦合关系

以苏南太湖流域为例,利用核密度分析法对分行业污染密集型制造业的空间集聚及与水环境污染之间的空间耦合关系进行研究,结果显示：① 污染密集型企业主要集中在无锡市的惠山区、江阴市的东部、常州市与武进区相邻部分区域、昆山市等地区,常州市整体上污染密集型企业分布较少;② 将制造业集聚与水环境污染空间耦合关系分为高集聚-高污染、低集聚-高污染、低集聚-低污染、高集聚-低污染4种类型,4种类型区面积分别为781.25、2 993.75、12 187.50、1 187.50 km²,分别占研究区总面积的4.56%,17.46%,71.06%,6.92%,两者间正向耦合效应明显,说明制造业在空间上的集聚是造成水环境污染的重要原因之一。     

发达地区城乡聚落形态的信息提取与分形研究--以无锡市为例

利用１９７０年地形图、１９８４、１９９１、１９９８年的遥感影像,通过对无锡市地区遥感影你的光谱特征分析,采用仿归一化植被指数法提取无锡市城乡聚落空间信息。在此基础上,根据分形理论计算无锡地区城乡聚落空间形态的分数维,从分数维的变化,分析无锡城乡聚落空间形态的特征。结果表明,无锡地区城乡聚落空间形态具有分形现象,并且城区和集镇的分数维变化不一致,反映了城乡聚落空间形态在不同的阶段,其复杂程度、稳定性     

风险扰动下的城市经济韧性多维测度与分析——以长三角地区为例

随着城市间经济联系日益密切,风险扰动对城市的经济韧性发展有着较大的冲击影响,深入研究城市经济韧性对于城市经济良性发展和提升经济抵御能力具有重要意义。论文选取亚洲金融危机和全球金融危机两次典型的经济风险扰动,以长三角城市为研究对象,以产业相对多样化、产业相对专业化、区域经济联系强度和地区经济敏感度的多维综合评价法对长三角城市经济韧性进行了测度,并对其时空格局的演化、特征及成因进行了分析,结果表明：① 长三角地区内大部分城市的产业相对多样化指数呈不断下滑趋势,相对专业化整体态势稳定上升,有利于区域产业分工和一体化发展,应对风险扰动的经济韧性能力强,而安徽省内部分城市专业化指数过高且存在产业同构化现象;② 城市产业相对专业化指数区域差距不断增加,与其主导产业结构有显著关系;③ 核心城市与各城市间的联系总量占比逐年降低,核心城市上海的集聚能力仍较高,致使城市间差距增加,不利于城市经济韧性的整体协同;④ 城市抵抗力和恢复力与其经济发展模式密切相关,经济风险扰动对不同城市的经济增长,存在由沿海城市向内部城市的地域先后性影响。论文有助于弥补已有研究在城市群地区尺度经济韧性研究方面的不足,以期为中国城市经济可持续和区域高质量协同发展提供方法指导。     

中国城市群城市用地扩张时空动态特征

认识城市群城市用地扩张特征、扩张质量及景观生态效应等综合信息将有助于城市群空间高质量发展规划与决策。选取10个不同发育等级的城市群作为研究对象,综合运用城市用地扩张强度指数、城市用地扩张强度差异指数、景观扩张指数、景观格局指数,分析1990—2015年期间城市群城市用地扩张时空特征及景观生态效应,并构建人口、经济与城市用地协同发展指数,据此分析城市用地扩张中“人—地”关系协同程度。结果表明：① 1990—2015年,各个城市群城市用地面积持续增加,建成区的范围不断扩大,扩张强度呈现“上升—下降”的趋势;在2010年之前成熟型城市群的扩张强度最高,2010年之后培育型城市群成为扩张强度最高的类型。② 城市群城市用地扩张总体上呈现不均衡布局的趋势,高速扩张区域主要分布在沿海地区。从全国视角来看,东部高于中、西、东北部,整体城市群快速扩张的中心由东向西移动。③ 城市群城市用地空间扩张模式表现出边缘式和飞地式两种空间扩张模式并存,不同发育等级之间具有明显差异性,成熟型城市群的空间结构较为稳定,其他两种类型的城市群空间结构初具雏形或尚未形成。④ 城市群城市用地扩张“吞没”了郊区和农村地区,破碎化程度、形状的复杂程度较高,景观格局表现出不稳定。⑤ 城市群“人口—土地”协同程度逐步增强,“经济—土地”协同程度整体较高,整体上表现出城市用地扩张质量有所提升。新时期城市群城市用地应严格控制扩张规模,加快中小城市的发展,促进城市群城市用地扩张均衡发展,为城市群国土空间高质量发展提供重要参考。     

苏州与上海孪生城市模式的形成机理及其区域效应

在对美国进行大量实证分析的基础上,艾伦从理论上推导出的孪生城市模式丰富和发展了区域空间结构理论。1990年代以后,苏州在跨国公司投资作用下的快速崛起,已与上海初步构成了一种功能上互补的共生关系,即孪生城市模式。这一模式的形成主要导源于以下两方面的原因。从行政原因上看,苏州与上海由于分属两个省级行政单元,经营成本、产业政策自1980年代以来一直有着较为明显的差异;从经济原因上看,苏州与上海仅距不到90 km、位居上海都市圈的内圈层,且离虹桥机场约50 km。苏州的快速崛起以至于苏沪孪生城市的形成,产生了多方面的区域效应。苏州与无锡本是一对水平相当、产业性质类似的城市,现已出现了明显的差异化发展态势,从而为在此基础上城市合理分工的形成奠定了基础;苏州位居省级行政单元的交界,因此苏州与作为省会城市的南京构成了广义上的双核结构模式;上述因素的综合作用,使得我们可以构建起沪宁沿线城市合理分工的多重空间组合模式。     

俄罗斯典型城市扩张时空格局与驱动机制——基于遥感决策融合与多元离散回归模型

本研究以社会经济发展统计数据和多源遥感影像数据为基础,通过决策融合遥感解译方法、多元离散回归模型、质心迁移、扇形分析法等,重点考察了伊尔库茨克(Irkutsk)、新西伯利亚(Novosibirsk)、叶卡捷琳堡(Yekaterinburg)分别在1990年、2000年、2010年、2018年城市不透水面的扩张特征,探讨了不同城市扩张的自然环境变化与社会经济发展耦合作用与驱动机制。首先不同城市的扩张方向、强度、速度、模式上存在显著时空差异,三个城市分别呈现“快速增长-增长-慢速增长”“增长-增长-慢速增长”“慢速增长-增长-慢速增长”发展趋势,其中叶卡捷琳堡扩张强度最高。而城市新增不透水面的扩张类型以蔓延式和跳跃式扩张为主,填充式扩张所占比重较小。其次典型城市扩张主要发展方向不同,伊尔库茨克城市扩张特征由南北发展向转为放射状发展,新西伯利亚由东西向发展向正西方向发展,叶卡捷琳堡城市扩张特征由放射状发展向西南方向发展,其发展方向与其自然、区位以及社会因素有关,其中自然因素和区位因素是俄罗斯三类典型城市扩张的主导因素。最后文章阐述不同类型的俄罗斯城市其发展方向与城市发展潜力,为其同类型城市发展提供科学管理依据。伊尔库茨克借助丰富旅游资源重视城市内旅游产业发展,新西伯利亚由于历史问题,对城市内外部交通网络布局提出更高标准规划,叶卡捷琳堡作为俄罗斯国内较发达城市,可加强和周边城市联系形成具有联动作用的城市群。对中国东北地区同类型城市发展规划有着一定的启示意义,包括加强发展紧凑城市、注重交通设施建设、加强周边城市联动、发展旅游等。     

中国城市土地扩张与人口增长协调性研究

基于城市建成区面积和城区人口数据,构建城市土地扩张与人口增长关系模型,对2000年和2010年中国657个城市的土地扩张与人口增长之间的协调性进行了评价。结果表明:①中国城市用地扩张和人口增长之间的协调性较弱,土地显著扩张是中国城市发展的主要类型,数量占城市总量的1/3;其次是人口显著增长类型,占城市数量的1/4,两极分化明显。②在空间分布上,土地显著扩张的城市主要集中在东部沿海、沿江、沿线等经济相对发达地区;人口显著增长的城市分布重心则相对西移,主要处于胡焕庸线以东的中西部地区。③从不同规模城市用地扩张与人口增长的协调性来看,特大城市、大城市发展以土地快速扩张为主,且土地显著扩张所占比例最大;中、小城市发展以人口快速增长为主,并以人口显著增长占优。④由城市规模变动来看,小城市规模晋升多以人口快速增长实现,大、中城市规模晋升则更多通过土地快速扩张推进,特别是以房地产、新城建设等带动的用地驱动型城市化来完成。