基于城市年轮模型的城市扩展研究——以沈阳市为例

基于现有城市内部地域结构模型及建设用地扩展模式,提出侧重各方向上建设用地扩展的"城市年轮"模型。构建的"城市年轮"模型由城市重心、扩展方向、年轮单元弧、年轮形态等构成。中国城市扩展过程受五年计划(规划)影响呈现明显的阶段性特征,以沈阳市为研究区,选取1985-2015年七期五年计划(规划)期末年份的Landsat遥感影像,运用"城市年轮"模型,结合城市重心坐标、扩展强度、紧凑度、分形维数对沈阳市建设用地扩展的时空特征、形态特征、扩展模式和机理进行分析。研究结果显示沈阳市建设用地扩展时空分异明显;城市重心整体上向西南方向迁移;城市扩展模式由圈层状转换为沿高速道路放射状、再转换为新城组团式扩展;研究期末城市紧凑度很低,分形维数值很高,表明城市空间形态复杂。自然因素、政策因素、经济因素及交通因素是导致沈阳城市扩展的主要因素。     

撤县(市)设区对城市空间扩展的影响机理——以杭州市为例

城镇化的持续推进对城市空间扩展产生了新的需求,撤县（市）设区是中国城市市辖区实现扩容提质的主要手段之一。以杭州为例,定量测度撤县（市）设区后杭州城区空间扩展的时空特征及其各方面的影响,并探讨了这一区划调整对城市空间扩展影响的作用机理。研究发现：通过撤县（市）设区,杭州城区的建设用地东扩趋势明显,萧山和余杭两区的建设用地新增面积和扩展速度均高于平均水平,且两地建设用地空间存在多中心集聚特征,成为新一轮的杭州建设用地扩展高密度区,城市功能不断凸显。总体来看,撤县（市）设区对城市空间的影响是间接的,具有一定的滞后性,通过引导城市空间扩展的主要方向,实现中心城市人口和产业向新设市辖区的转移和集聚,提供城市空间扩展的载体。撤县（市）设区后需要通过后续的城市规划修编、土地性质和权限调整、生产要素集聚与空间重组等路径,对城市空间扩张与空间演变产生直接影响。     

长江中游城市群城市建设用地利用社会经济功能转型与协调性评价研究

随着我国社会经济水平的发展对城市建设用地利用程度不断增加,城市建设用地的扩张也随之加剧。从社会经济系统角度出发,借鉴土地利用动态变化测度方法和土地利用多功能方法对长江中游城市群的城市建设用地利用空间结构和内部功能形态转型的程度进行测度。结果表明:(1)在不同研究时段,经济发展的方式和目标有所改变,城市建设用地利用转型的强度和速度也会受到影响;(2) 2000—2015年长江中游城市群26个城市的城市建设用地利用社会经济功能、集约效率水平总体上升,总体功能也随之上升,但各城市的差异比较明显;(3)武汉城市圈和长株潭城市群的建设用地利用社会经济功能转型的协调性要高于环鄱阳湖城市群。     

基于服务空间视角的长春市城市功能空间扩展研究

中国快速城镇化背景下城市功能空间迅速扩展引起了广泛关注。以长春市用地现状图和统计资料为数据源,借助ArcGIS和SPSS软件平台,引用多种模型基于服务空间视角研究了1995年以来长春市城市功能空间扩展的特征、效应与驱动机制。研究发现：① 1995~2013年长春市城市空间扩展迅速,扩展模式整体上以圈层式近域扩张为主,城市与服务空间整体的偏离问题始终存在,城市开发建设过程中服务空间明显滞后于城市空间的扩张。② 城市空间快速扩展产生了城市蔓延、功能空间失衡和城市功能空间的优化升级等效应。③ 行政因素和社会经济因素是城市空间扩展的主要驱动因素,回归模型结果表明人口城市化和人居环境水平的提高是城市功能空间本质内涵扩展的社会经济核心因素。     

北京城市边缘区城市化过程与空间扩展——以大兴区为例

城市边缘区空间扩展研究是探讨城市未来空间结构和形态演变的基础。本文基于北京大兴区1994、2001和2006年3期TM遥感影像资料提取城镇用地信息,通过对城市扩展强度、城市扩展梯度、城市边缘区空间扩展模式等建设用地的总体扩张行为进行研究,分析研究区十多年来城市化进程中城镇建设用地扩展的时间过程和空间格局特征,对明确未来城市边缘区土地利用发展方向,提高土地利用效率和城乡建设效益提供基本依据。结果显示,大兴区城市土地利用扩展强度不断增强;中心城区以及中心区面积的不断扩张,导致建设用地在高指数区间集中的趋势明显,农村地区小城镇建设的高速发展使得低指数区间的建设用地面积大幅度增加;根据城市化扩展梯度,大兴区分为城市化高速扩展带、城市化快速扩展带和城市化低速扩展带;紧邻中心区的城市化高速扩展带,以集中连片式扩展为主,该模式在边缘区空间扩展中居于主导地位。城市化快速发展带土地利用以轴向扩展模式为主,轴向扩展稳定地影响着大兴区城市化进程。独立发展模式随着城市经济的快速发展其影响将明显增强,逐渐成为城市边缘区空间扩展的主要形式。     

我国城市蔓延概念的界定与思考

对国内外城市蔓延概念的界定研究进行综述,归纳了近50年来城市蔓延界定的内涵与主要特征。分析发现,多数界定在关注城市蔓延现象本身特征的同时往往包含蔓延的成因与影响后果,进而较为深入地分析了西方蔓延界定的适用性与局限性。结合我国与西方城市蔓延的比较与分析,总结我国城市蔓延的界定标准与核心内容,提出应遵循界定对象明确、严格区分蔓延现象本身与影响后果、特征明晰并易于度量及充分考虑我国蔓延特殊性4个标准。从城市用地扩张的空间形态、用地强度与使用功能、用地的扩张速度3个方面选择核心特征对蔓延进行界定,有助于区分城市内部扩张的合理扩展与蔓延区域,并为蔓延影响与对策等其他相关研究提供理论基础。     

基于凸壳原理的杭州城市扩展形态演化分析

在城市化快速推进的背景下,探索凸壳原理在城市扩展形态识别中的应用价值,并借此分析杭州市主城区1985~2010年间城市扩展形态演化规律及其机理,以期为控制城市扩展形态,指导未来城市土地开发活动提供借鉴。研究发现,凸壳原理在城市扩展形态识别上简单而明确,通过确定已有城市建设用地的凸壳,将城市所有可开发用地明确区分为凸壳内用地和凸壳外用地2类,为采取差别化的空间管理政策提供依据。构建了基于凸壳原理的城市扩展形态计算机识别方法,有利于在城市扩展模拟中实现城市扩展形态影响因素的定量化表达。1996年之前,杭州市建设用地和凸壳面积增长缓慢,城市形态相对紧凑;1996年之后,建设用地快速增长,城市不均衡扩展加剧,凸壳面积陡增,城市形态紧凑程度下降。总体来看杭州市城市扩展类型属于外延型,随着凸壳面积的增加,城市填充潜力随之增强,为促进杭州市城市紧凑化发展,应该严格控制凸壳外的城市土地开发。沿主干道的城市开发是城市形态外延式发展的主要因素,已有建设用地周边以及城市内部次要道路沿线的城市开发,以及城市中心的集聚作用和规划对城市开发的控制是城市形态填充式发展的主要因素,而郊区化发展和“东扩西进”等城市空间发展政策促使特定时期城市外延式发展。     

盆地型城市建设用地扩展与空间形态演变——以福州市中心城区为例

盆地型城市建设用地扩展与空间形态演变受地形地貌制约明显,具有特殊的发展特征。基于2000年、2009年和2015年RS解译数据和GIS平台,对盆地型城市福州市2000—2015年中心城区建设用地扩展的规模和方向进行分析,并对其紧凑度和分形维数进行测算。结果表明:(1) 2000—2015年,福州中心城区建设用地扩展面积较大,主要扩展方向为城市的西北部和东南部,与城市总体规划相符;(2)研究前期建设用地紧凑度较低但总体呈上升趋势,分形维数相应下降,城市空间形态复杂,主要原因是建设用地受盆地地形与闽江穿越而过的限制;(3)研究后期建设用地增长速度减缓,紧凑度和分形维数同时下降,形态更加复杂,原因是西南方向大量破碎农村建设用地增加;(4)自然因素、社会经济发展、政策与规划的导向作用以及交通的发展是影响建设用地扩展的主要驱动因素。     

吉林省经济增长与城市建设用地扩张脱钩关系研究（英文）

为深入探究吉林省经济增长与城市建设用地扩张的相互关系,本研究运用脱钩分析模型对吉林省经济增长与城市建设用地扩张的脱钩关系进行测度分析,并归纳其空间分异特点及成因。结果表明:1)2001–2015年,吉林省经济增长与城市建设用地扩张以弱脱钩状态为主,脱钩关系整体较为合理,经济增长对城市建设用地资源的依赖性逐渐减弱; 2)在空间上,各地市(州)脱钩关系地域差异性显著,主要划分为脱钩理想型城市(辽源市和白山市)、脱钩基本理想型城市(长春市、通化市、松原市、白城市和延边州)和脱钩不理想型城市(吉林市和四平市); 3)基本理想型城市逐渐趋向理想状态,而不理想型城市与理想状态差距较大。最后从加强建设用地供地管理、提高建设用地使用效率、转变经济发展方式等三个方面提出相关政策措施促进经济增长与城市建设用地扩张理想脱钩,以实现吉林省经济社会可持续发展、土地资源可持续利用。     

非正式聚落快速增长下的城市蔓延

姆万扎是坦桑尼亚第二大城市，也是非洲发展最快的城市之一，近年来城市蔓延问题日益凸显。本文以遥感解译的姆万扎2000、2010、2015年3期土地利用数据为基础，运用GIS空间分析、用地增长弹性系数、景观指数等方法和指标，并结合实地调研和关键知情人访谈，分析了姆万扎2000年以来城市蔓延的空间特征及影响因素。分析结果表明：1）2000年~2015年间姆万扎城市以非正式聚落形式快速蔓延，建成区扩展速度和扩展强度迅速增加；蔓延主要占用裸地，其次是植被，侵占植被的速度迅速加快；2）城市蔓延主要沿3条主干道进行，属于“廊道式为主，填充式为辅”的扩展模式，形成指状的城市空间形态；建成区紧凑度逐渐下降，形状变得更加不规则；3）城市蔓延的主要区域和整体范围都在扩大，距离衰减特征明显,沿东南方向扩展强度最高；4）城市蔓延主要受到人口与经济增长、交通条件改善、土地制度问题及有效规划缺失等因素的影响。加强次干路和地方道路的规划和建设，制定及时、有效、符合地方背景的城市规划，是未来姆万扎控制城市蔓延的可能途径。     

Measuring urban sprawl in Beijing with geo-spatial indices

Concerning about the rapid urban growth in recent China, this study takes Beijing as a case and puts forward that urban sprawl can be measured from spatial configuration, urban growth efficiency and external impacts, and then develops a geo-spatial indices system for measuring sprawl, a total of 13 indicators. In order to calculate these indices, different sources data are selected, including land use maps, former land use planning, land price and floor-area-ratio samples, digitized map of the highways and city centers, population and GDP statistical data, etc. Various GIS spatial analysis methods are used to spatialize these indices into 100m×100m cells. Besides, an integrated urban sprawl index is calculated by weight sum of these 13 indices. The application result indicates that geo-spatial indices system can capture most of the typical features and interior differentia of urban sprawl. Construction land in Beijing has kept fast growing with large amount, low efficiency and disordered spatial con-figuration, indicating a typical sprawling tendency. The following specific sprawl features are identified by each indicator: (1) typical spatial configuration of sprawling: obvious fragmenta-tion and irregularity of landscape due to unsuccessful enforcement of land use planning, unadvisable pattern of typical discontinuous development, strip development and leapfrog development; (2) low efficiency of sprawl: low development density, low population density and economic output in newly developed area; and (3) negative impacts on agriculture, en-vironment and city life. According to the integrated sprawl index, the sprawling amount in the northern part is larger than that in the southern, but the sprawling extent is in converse case; most sprawling area include the marginal area of the near suburbs and the area between highways, etc. Four sprawling patterns are identified: randomly expansion at urban fringe, strip development along or between highways, scattered development of industrial land, leapfrog development of urban residence and industrial area.     

北京城市蔓延的测度与分析

Concerning about the rapid urban growth in recent China, this study takes Beijing as a case and puts forward that urban sprawl can be measured from spatial configuration, urban growth efficiency and external impacts, and then develops a geo-spatial indices system for measuring sprawl, a total of 13 indicators. In order to calculate these indices, different sources data are selected, including land use maps, former land use planning, land price and floor-area-ratio samples, digitized map of the highways and city centers, population and GDP statistical data, etc. Various GIS spatial analysis methods are used to spatialize these indices into 100m×100m cells. Besides, an integrated urban sprawl index is calculated by weight sum of these 13 indices. The application result indicates that geo-spatial indices system can capture most of the typical features and interior differentia of urban sprawl. Construction land in Beijing has kept fast growing with large amount, low efficiency and disordered spatial configuration, indicating a typical sprawling tendency. The following specific sprawl features are identified by each indicator: (1) typical spatial configuration of sprawling: obvious fragmentation and irregularity of landscape due to unsuccessful enforcement of land use planning, unadvisable pattern of typical discontinuous development, strip development and leapfrog development; (2) low efficiency of sprawl: low development density, low population density and economic output in newly developed area; and (3) negative impacts on agriculture, environment and city life. According to the integrated sprawl index, the sprawling amount in the northern part is larger than that in the southern, but the sprawling extent is in converse case; most sprawling area include the marginal area of the near suburbs and the area between highways, etc. Four sprawling patterns are identified: randomly expansion at urban fringe, strip development along or between highways, scattered development of industrial land, leapfrog development of urban residence and industrial area.     

中国大城市蔓延指数的开发

城市蔓延已成为具有普遍意义的现象,然而,城市蔓延内涵的争议性和模糊性问题一直没有得到很好的解决。本文将城市蔓延定义为一种低效、低密度、无序的城市空间开发模式,这种开发模式与中国城市高质量发展的目标和要求是相违背的。为实现对城市蔓延的宏观管理和精准调控,有效遏制城市蔓延带来的负面影响,本文开发了一套多维度、可比较的,并且与城镇化质量紧密关联的城市蔓延指数。基于卫星影像与人口、经济统计数据,选取代表城市蔓延核心特征的多个指标,采用主成分分析法计算了全国主要大城市2014年城市蔓延指数。结果发现,经济效率维主成分对综合蔓延指数贡献最大（41.30%）,人口密度维主成分次之（20.49%）,空间形态维主成分贡献率排第三（12.35%）。值得注意的是,许多经济发展较落后的城市因为经济效率维度的短板效应显著而被列入最蔓延的行列。此外,不同维度城市蔓延指数空间分布差异明显,并且综合蔓延指数与城市规模呈一定的负相关关系。     

2000-2009年长春、吉林城市蔓延特征、效应与驱动力比较研究

经济核心区是国家和地区经济增长、城市化发展的主要空间,也是城市蔓延最为严峻的区域。长(春)吉(林)一体化地区是中国图们江区域合作开发开放的先导区和东北地区的粮食主产区,肩负着“经济增长”、“人口城镇化”和“粮食安全”等多重责任。基于2000、2005、2009年的遥感图像和相关年份的统计年鉴,结合GIS和SPSS统计工具,对长、吉城市蔓延的程度、方式、效应与驱动力因子进行了比较分析。结果表明:用地扩展水平上长春市明显强于吉林市,且吉林市还表现出明显的阶段性特征;蔓延程度上,两市都表现出集约度低下、蔓延程度大的特性;蔓延方式上,长春市以“近域推进”式蔓延为主,吉林市以“轴带扩展”式蔓延为主;蔓延效应上,都带来了一系列负面效应,但长春市程度要重;在蔓延驱动力上,工业化和投资拉动是两者共同的主导影响因子,带有明显的政府导向性特征。文中提倡城市内部土地节约集约利用、区际培育城市群以形成合理的城市规模。     

Spatial patterns of urban land use growth in Beijing

By using digitized land use maps of Beijing in 1982, 1992 and 1997 and employing GIS spatial analysis techniques, this paper conducts an empirical study on the spatial differentiation and spatial patterns of urban land use growth in Beijing in the period of 1982–1997. It is observed that urban land use growth in Beijing went beyond the control of urban planning, in terms of the extraordinary high growth rate and undesired spatial pattern. The rate of urban expansion after 1982, which was predominated by growth of industrial land, was extraordinary high compared to its historical period. While its growth centers have been actively shifting toward the northern part, rather than toward the southern and eastern parts as designated by the latest General Plan (1991–2010) of Beijing, its spatial pattern of urban land use growth in general was in distinct concentric sprawl, which seriously violated the General Plan of Beijing.     

Spatial patterns of urban land use growth in Beijing

By using digitized land use maps of Beijing in 1982, 1992 and 1997 and employing GIS spatial analysis techniques, this paper conducts an empirical study on the spatial differentiation and spatial patterns of urban land use growth in Beijing in the period of 1982-1997. It is observed that urban land use growth in Beijing went beyond the control of urban planning, in terms of the extraordinary high growth rate and undesired spatial pattern. The rate of urban expansion after 1982, which was predominated by growth of industrial land, was extraordinary high compared to its historical period. While its growth centers have been actively shifting toward the northern part, rather than toward the southern and eastern parts as designated by the latest General Plan (1991-2010) of Beijing, its spatial pattern of urban land use growth in general was in distinct concentric sprawl, which seriously violated the General Plan of Beijing.     

Decumbent development: Urban sprawl in the Guwahati Metropolitan Area,India

Urban sprawl has become a global phenomenon as an outcome of growing population and rapid urbanization. Previous studies have addressed the rising incidence of uncontrollable urban development, particularly in peri-urban areas of cities, leading to chronic urban sprawl. The city of Guwahati, a million city in north east India, has expanded significantly in recent years. In this article, the links between population and growth of built-up areas were examined using geo-spatial techniques and remotely sensed datasets. The results indicate that the sprawl has accentuated in recent years. The intensity of land use remained uneven due to marked variations in the distribution of built-up areas, plausibly an outcome of unplanned urban growth. If current trends are anything to go by, future urban sprawl could pose serious threats to the vulnerable eco-sensitive and peri-urban areas of Guwahati. Secondary cities have unfortunately received scant attention in urban policy research, and Guwahati, epitomizes urban woes in a developing country.     

北京市城区扩展的空间格局与影响因素

2000年以来北京市持续推进产业结构升级,由此引发了经济活动的空间重构,伴随着住宅郊区化、职住分离以及交通基础设施的配套建设,将引起新一轮城市空间扩展。构建顾及综合可达性因素、邻域因素、自然因素、规划因素以及社会经济因素的城市空间扩展模型,分析诊断北京城区扩展进程中的主要影响因素及问题,从而为指导与管治北京市城市空间的有序扩展提供科学支撑。研究表明：① 综合交通静态可达性（单一年份）与城市扩展呈显著负相关;综合交通动态可达性（年份之间的可达性变化）则在引导北京市城市空间发展方面并无显著影响。② 邻域建设用地百分比与城市扩展呈正相关,而农用地、林业用地及水域用地的比例将减少土地开发的概率。③ 城市总体规划在指导城市空间扩展的纲领性地位逐渐受到重视,其对城区扩展的影响程度最为显著。④ 常住人口的分布现状、第二产业企业数量、第三产业企业数量分布现状对土地开发无显著影响。⑤ 认为北京市静态可达性与土地利用变化呈负相关,即可达性条件较差的地区,土地开发的可能性越小,这与北京市“摊大饼式”空间蔓延和居住郊区化的发展现实相符;北京市动态可达性与土地利用变化亦呈负相关,表明可达性提高程度越大的区域并不一定带来更高的土地开发几率,这从侧面传递了沿着既有建成区进行土地扩展的概率远远大于由于诸如轨道交通建设而带来可达性极大改善区域的概率。因此,重视与发挥综合交通动态可达性指标对城市扩展的引导作用,将是有效破解城市蔓延式扩张、优化城市扩展的重要手段。     

The Fundamental Challenge in Measuring Sprawl: Which Land Should Be Considered?*

Lack of agreement on how to define and measure sprawl has hampered development of policy related to its causes and consequences. We question previous work for two reasons: the use of study areas that overbound or underbound sprawl landscapes, and the failure to account for land unavailable for development. We formulate “extended urban areas,” based on housing density and commuting patterns and argue that they represent a preferable geographic basis for measuring sprawl. We operationalize with satellite imagery a way for measuring land unavailable for development in these areas. We then compute five measures of urban development using the National Land Cover Data Base and decennial census data to assess the extent of sprawl in the extended urban areas of Atlanta, Baltimore, Boston, Los Angeles, and Washington. Our sensitivity analyses reveal that the measurement of sprawl critically depends on which land area forms the basis of the analysis, and, to a lesser degree, how one accounts for land unavailable for development.     

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。