长沙市热岛效应时空特征变化研究

本文基于1991-2015年长沙市9景Landsat TM/ETM影像,采用单窗算法反演了长沙市建成区的地表温度,提取了土地利用/覆盖类型,并结合相关资料对长沙市热岛效应时空变化特征以及城市热环境与城市土地利用/覆盖变化之间的关系进行了分析。结果表明长沙市热岛范围随着建成区范围的扩大不断增大,并且热岛的时空演变与建成区扩大的趋势一致：1991-1996年,长沙市热岛向东发展迅速,截至1996年东部热岛面积增加达53.54 km² ;1996-2003年,受城市建成区扩展影响,热岛向西部延伸,增加面积达39.88 km²;2003-2007年,建成区热岛向西部、南部加速发展,热岛增加总面积达33.55 km²;2007年后,长沙市建成区与热岛范围开始向东、西、南、北4个方向全面扩展。此外,建成区土地利用/覆盖情况发生了很大的变化,大量绿地转变为建设用地和耕地,极大地影响了地表温度的空间分布,各土地类型之间的温度差异显著缩小,水体良好的吸热性能明显地体现出来,建筑用地和裸地则对地表温度的贡献显著增大。     

基于多源遥感数据的京津冀环境质量动态监测

基于PM2.5(Fine Particulate Matter)浓度、地表温度(Land Surface Temperature,LST)、归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、植被覆盖度(Vegetation Coverage,VC)、土地利用等数据,借助综合评价指数(Comprehensive Evaluation Index,CEI),本文对2000―2015年京津冀环境质量进行了评估.结果表明:京津冀整个地区,CEI呈逐步退化和退化的面积分别占34.88％和4.15％,主要位于东南部的天津,河北邢台、邯郸等地.京津冀城市建成区,CEI呈退化和逐步退化的比例分别达到54.80％和25.87％.46.76％和39.86％的城市扩张用地的环境质量分别呈现逐步退化和退化状态.京津冀?LST值呈现西北、东南低,中部高的分布态势,?PM2.5和?VC均呈现从东南向西北减小的趋势.相关分析表明?PM2.5、?VC和?LST的变化对城市建成区及其城市扩张用地的环境质量有显著影响,其中?PM2.5浓度变化是导致城市建成区及其扩张用地环境质量恶化的最主要因素.     

2000—2020年哈-长城市群建设用地扩张分析

本文基于Landsat-5TM和Landsat-8OLI遥感影像,利用支持向量机分类方法提取2000、2005、2010、2015、2020年5个时期的哈-长城市群建设用地信息,选取扩张速度、扩张强度、弹性系数等参数探讨哈-长城市群20年来建设用地扩张进程在时间维度上的变化特征.研究结果表明:2000―2020年哈-长城市群建设用地增加了15956.58km2,扩张速度先慢后快,整体扩张强度呈上升趋势;2015―2020年是扩张速度最快且扩张强度最大的时间段,扩张速度达到13.15％,扩张系数达到0.59,属于中速扩张阶段;哈-长城市群建设用地在扩张过程中弹性系数超出了合理值1.12,呈现不合理的态势,土地集约利用化程度不高,人地关系整体不协调.     

城乡不透水面增长格局及地表温度的响应特征研究

为探究中国北方中温带,特别是东北寒区快速城市化地区城乡不透水增长格局及地表温度的响应特征,本文以哈尔滨市为例,基于国家资源环境遥感时空信息平台土地利用/覆盖变化（LUCC）数据集解译的2001年与2015年城乡建设用地和Landsat 7/8数字遥感影像,结合植被-不透水面-土壤（V-I-S）端元选取和完全约束最小二乘混合像元线性分解模型进行了不透水面提取（分辨率15 m×15 m）,并运用单窗算法进行了夏季地表温度遥感反演。结果表明：2001-2015年建设用地扩张259.05 km²,不透水面上升163.96 km²,城市与乡村不透水面占各自建设用地的比例由2001年的43.92%、21.35%变化为2015年的49.14%、34.27%,城乡比例差由22.57%缩减至14.87%,单位建设用地内乡村不透水面增量较高;2001-2015年城区以低温区、中温区、高温区为主,对不透水面扩张的响应剧烈,而乡村以低温区和中温区为主,低温区和高温区响应剧烈;地表温度与不透水面具有显著正相关,在低、中、高不透水密度区分别升温1.16o、1.45和1.79 ℃,相同不透水面盖度下城市升温高于乡村。总体而言,研究区不透水面大幅扩张,温度分区变化剧烈,地表温度随不透水面增加升温效果明显。     

整合DMSP/OLS和NPP/VIIRS夜间灯光遥感数据的长江三角洲城市格局时空演化研究

本文基于1992—2012年DMSP/OLS和2012—2018年NPP/VIIRS夜间灯光遥感数据,对长江三角洲城市群时空演化格局进行监测。考虑到不同卫星夜间灯光遥感数据之间的不一致性以及城市核心区亮度过饱和问题,对DMSP/OLS和NPP/VIIRS数据进行连续性校正、去饱和处理和一致性校正,构建长江三角洲区域1992—2018年长时间序列多源夜间灯光遥感数据集。利用二分法基于该数据逐年提取长江三角洲城市群各城市建成区空间分布,计算加权标准差椭圆和Zipf系数进行重心变化和方向性分布变化、规模体系变化等监测。结果表明： ① 本研究采用的连续性校正、去饱和处理和一致性校正方法能够构建稳定的长时间序列多源夜间灯光遥感数据集; ② 基于二分法提取的建成区面积平均绝对误差为6.85 km²,平均相对误差为8.10%; ③ 长三角城市群重心较为稳定,始终在苏州市境内的太湖沿岸附近,呈现出向东南方向移动的趋势城市群呈西北—东南方向分布,且分布方向有向南北方向转动的趋势,标准差椭圆的扁率持续减小,表明城市群的方向性分布减弱; ④ Zipf系数始终在1附近且呈缓慢降低的趋势,城市规模分布较为均衡。     

基于夜间灯光数据的北部湾城市群空间扩张及驱动力研究

针对以往研究城市问题在数据真实性和空间属性上存在不足、研究内容多探索其表面特征和时空变化过程、研究方法和因子选择具有一定的局限性等弊端,本研究以北部湾城市群为例,利用夜间灯光数据提取城市建成区面积,从城市建成区面积年扩张速度、年扩张动态度、年扩张强度、扩张协调性,分析2006～2020年城市空间扩张特征;利用灰色关联模型分析城市建成区面积与八个社会经济因子之间的关系,探究引起城市扩张的驱动力。研究结果表明：(1)利用夜间灯光数据提取城市建成区面积能够弥补传统数据的不足,准确地得到空间扩张水平估计;(2)大部分城市扩张与人口增长协调不佳,省会城市南宁市、海口市始终是北部湾城市群空间扩张的中心;(3)城市扩张与八个社会经济因子联系紧密,人口密度是促进北部湾城市群空间扩张的最主要因素。     

基于支持向量机的京津冀城市群热环境时空形态模拟

城市群热环境作为区域生态重要组成部分,已成为近年来的研究热点。而如何选择针对城市群这种复杂地地貌特征的热环境量化工具一直是亟待解决的技术难点,基于此本研究提出了一种解决多样本、非线性、非平稳及高维函数拟合的计算方法,并建立了基于支持向量机(SVM)的京津冀城市群热环境曲面模型来揭示城市群热环境的时空形态变化。研究结果表明：① SVM模型在刻画多核心、多种土地利用类型城市群热环境的空间分布方面具有理论与实践可行性,能够根据热环境的整体空间布局通过高斯核函数进行局部优化差值,最大限度减少缺省值对模型拟合结果的影响。相比于对照方法可以模拟出更高精度的复杂地貌特征城市群热岛空间分布格局;② 在SVM模型曲面拟合的过程中,拟合精度和拟合时间是衡量拟合结果的重要指标,而原始影像的分辨率则是影响该指标的决定性因素;③ 2003-2013年区域内北京市与天津市的城市热岛效应变化最为明显,热岛面积分别增加7091 km²与4196 km²,空间上呈现出逐年接近连片发展趋势,热岛重心移动轨迹具有明显的时空分异性。北京城市热岛特征为东南部地区异速增长,西部地区缓慢增长;天津城市热岛特征为以城市中心为圆心向周围扩展。本研究进一步丰富了城市群热环境评测的定量方法,可以在实践上对城市群的城市规划、城市建设、环境保护和区域可持续发展等提供定量化、可视化的决策支持。     

武汉城市圈土地利用时空变化及政策驱动因素分析

武汉城市圈是全国首批“两型社会”改革试验区之一,而且是中部崛起战略和长江经济带发展战略的重点区域。为了正确认识武汉城市圈土地利用时空变化特征,以及政策因素对土地利用变化的影响,本文基于2000、2005、2010和2015年4期武汉城市圈土地利用现状数据,结合GIS空间分析、数理统计、单一土地利用动态度、土地利用转移矩阵和综合土地利用动态度方法,对武汉城市圈2000-2015年以及3个5年期土地利用变化的总体特征、转化方向和区域差异特征进行研究,并分析政策因素对土地利用变化的驱动作用。结果表明：① 总体特征上,2000-2015年耕地、草地、林地和未利用地面积持续减少,建设用地和水域面积不断增多。② 变化方向上,2000-2015年以耕地、林地转化为建设用地和水域为主要特征,2000-2005年以耕地向水域和建设用地转化为主,2005-2010年以耕地向建设用地、水域,林地向建设用地转化为主,2010-2015年以耕地、林地和水域向建设用地转化为主。③ 区域时空差异上,综合土地利用动态度最大的区域集中在武汉城市圈的中部;从单一土地利用动态度看,耕地主要分布在武汉城市圈周边地区;建设用地主要集中在武汉城市圈中部;水域集中在武汉城市圈的仙桃市;林地主要在潜江市、云梦县;草地主要为英山县。④ 政策驱动因素分析上,中部崛起、两型社会、长江经济带发展战略等政策对土地利用变化具有重要影响。     

城市群飞地型斑块空间活力对比 ——以中国三大城市群为例

飞地增长是指新增建设用地与原有建设用地相离的扩张方式,是快速城市化的中国城市发展中普遍存在的现象.本文以多源地理大数据以及土地利用数据为基础,在斑块尺度单元,测度中国三大城市群在1995—2015年间新增飞地斑块空间活力水平.研究表明:长三角地区飞地斑块数量最多、总面积最大,而斑块空间活力最低;珠三角地区的飞地斑块数量最少,斑块平均面积最大且空间活力最高;而京津冀的飞地斑块空间活力分布最不均衡.本文研究成果为认识和把握中国三大城市群20年来飞地型开发区的发展状况以及为探索健康合理的城市空间形态提供了参考.     

遥感技术在哈尔滨市用地现状调查中的应用

为了进一步搞好哈尔滨市的城市建设、规划和管理，掌握哈尔滨市年度新增建设用地数量、类型和分布情况，分析建设用地变化趋势、布局及规模，辅助检查土地利用总体规划执行等各方面情况，利用遥感技术对哈尔滨用地现状进行调查。卫星遥感具有数据更新，覆盖范围广，成本低等特点，具有经济、快速、宏观的优势，使提取的遥感变化信息具有准确、客观、现实性强、图面地类直观易懂等特点，大幅度提高了遥感监测成果的精度。且通过1：1万遥感正射影像图和土地利用现状图城市建成区界线的套合，加强了城市建成区范围内用地状况的监测，有效地遏制了违法用地情况的发生。     

流空间视角下中国城市群网络结构特征比较——基于铁路客运班次的分析

铁路客流是城市群内经济社会联系的重要反映,也是区域流空间的关键体现。本文依据流空间理论,采用复杂网络方法和2018年中国铁路班次OD数据,从全国尺度分析城市群社区结构特征,并从城市群尺度比较分析了5个主要城市群的空间结构、规模结构和网络节点结构。结果显示,从铁路客运班次联系来看,城市组团片区与国家规划方案中的城市群在范围上存在一定的空间错位。5个主要城市群具有不同的局部特征：① 长江三角洲城市群呈网络状的空间形态和相对集聚的规模分布,主要问题为局部节点的枢纽作用与规模的匹配性有待提高;② 珠江三角洲城市群呈放射状的空间形态和相对集聚的规模分布,主要问题为与全国其他城市群的联系相对薄弱;③ 京津冀城市群呈放射状的空间形态和相对集聚的规模分布,主要问题为存在边缘化的节点;④ 长江中游城市群呈组团状的空间形态和相对分散的规模分布,主要问题为内部结构较为松散;⑤ 成渝城市群呈哑铃状的空间形态和相对集聚的规模分布,主要问题为与全国其他城市群的联系薄弱。随着区域一体化进程,需要根据不同城市群网络结构发展阶段的差异,补足城市群内和城市群间的联系短板,促进规模位序结构与网络结构的耦合协调,推动建设层次分明、枢纽协作、网络化发展的客运服务网络,支撑城市群一体化发展。     

长江三角洲城市化地区植被初级生产力的时空变化研究

城市化过程对植被初级生产具有重要影响。以往研究主要集中于城市用地扩张对植被初级生产力的直接影响分析,而较少关注其间接效果。本文以长江三角洲地区为例,分别从地区尺度和城市尺度分别分析了2000-2013年植被初级生产力的时空变化,探讨了其与气温、降水量及城市建成区绿化覆盖率的关系。研究表明：地区尺度上,2000-2013年长江三角洲植被初级生产力呈现不断增加,其中城市建成区植被初级生产力呈现显著增加的趋势（P<0.05）;城市尺度上,城市建成区内植被初级生产力主要呈现增加的趋势,而其外围缓冲区内则与此相反。在当前气候变化背景下,这可能与城市建成区绿化覆盖率不断增加,及快速的城市扩张有关。     

Exploring Regional Innovation Growth Through A Network Approach:A Case Study of the Yangtze River Delta Region,China

As the leading urban agglomeration in China,the Yangtze River Delta(YRD)is experiencing a factor-driven to innovationdriven transition.However,the dynamics of regional innovation growth are not yet fully understood.This paper combines the complex network methodology with spatial econometrics to disentangle the contributions of innovation endowments,innovation network flows,and innovation network positions to regional innovation growth,as well as their spatial spillover effects.The primary findings suggest that regional innovation growth results from the networked agglomeration economies,which is shaped by the interactions between agglomeration factors and network factors.Specifically,agglomeration factors play a fundamental role in regional innovation growth.In contrast,network factors,such as the network flows and network positions,may contribute to new path creation by promoting access to external innovation resources.Additionally,the institutional factors show multiplexity in fostering regional innovation patterns.Such findings indicate that the YRD region should shift the innovation growth pattern from competitive involution to mutually beneficial cooperation to reduce regional disparities.In this regard,the institutional capacity of organizing network flows and fostering reciprocal inter-city partnerships has become increasingly critical for promoting sustainable innovation and regional development.     

上市公司与客户联系视角下的中国城际网络结构时空演化研究

企业间的联系是城市联系的重要组成部分,加强对基于企业间联系的城市功能网络分析对丰富城市网络理论研究具有重要意义。采用2010—2020年上市公司与其前五大客户间的贸易关系数据构建了中国城市网络,基于企业间的贸易联系视角分析城市网络时空演变特征。研究表明：(1) 2010—2020年间城市网络规模呈现先升后降的特征,整体网络密度较低,位于0.014～0.018之间;网络重心呈现“S”形空间轨迹变化和整体向南移动的趋势,网络总体空间结构由沿海向“T”形结构转变;(2)网络流量集中于少数节点城市,资金进出量前20城市总额占资金总流量的71.9%,北京、上海是网络的绝对核心,杭州、武汉、深圳、广州等省会或副省级城市承担着区域中心的功能,佛山、齐齐哈尔、南通等制造业发达城市是重要节点;(3)五大城市群中珠江三角洲网络密度最高,位于0.324～0.334之间,长江三角洲贸易总流量最高,为783.5亿元,长江中游城市群和成渝城市群网络发育相对滞后;(4)新冠疫情对整体网络的贸易流量和网络结构产生了明显影响,网络社团进一步分化重组,广州—深圳社团明显增强,上海社团明显减弱。研究结果对推动国内大循环和统...     

基于DMSP-OLS与NPP-VIIRS整合数据的中国三大城市群城市空间扩展时空格局

通过拟合最优幂函数模型,将NPP-VIIRS影像模拟为DMSP-OLS影像,构建了京津冀、长江三角洲（简称长三角）和珠江三角洲（简称珠三角）三大城市群1992—2017年长时间序列夜间灯光影像集。参考城市建成区统计数据确定夜间灯光最佳阈值提取城市范围,有效剥离统计数据中包含的经济活力不足的城市空间,识别出不属于统计范围的低等级、高活力城镇区,创新了数据应用视角。研究表明：① 县级城镇和市级以上城市对三大城市群城市范围的贡献度不同。京津冀腹地广阔,县级城镇是区域经济活力的重要组成部分,整体上贡献度最大;1990s初期长三角部分县级城镇经济活力较强,大量撤县设市后县级城镇数量减少,逐渐在2005年后低于京津冀;珠三角受到社会经济发展条件和行政单元划分的影响,县级城镇对城市范围的贡献在3个城市群中始终最小。② 三大城市群城市扩展非均衡性特征存在差异。京津冀城市扩展为京、津主导下的“双核”模式,非均衡性显著,尚未形成完善的城市规模体系;长三角和珠三角城市集聚特征明显,均衡性更强。重心迁移的路径、方向和距离反映各城市群不同的扩展强度和作用模式。③ 城市空间扩展格局整体均呈现热点区不断扩大、冷点区不断缩小的特征。其中京津冀热点和冷点区相对稳定,热点区向心集聚作用较强;长三角和珠三角空间格局变化较大,区域核心城市带动作用较强。     

高铁影响下的珠江三角洲城市群经济空间格局的多维度分析

深入研究高铁对珠江三角洲（简称珠三角）城市群区域经济空间格局的影响,对挖掘高铁与区域经济耦合关系具有一定的科学价值。本文基于2010、2014、2018年珠三角地区城市面板数据,从区域经济联系、区域优势潜力及区域经济空间平稳性3个维度,运用引力模型、区位优势潜力模型、Theil系数等技术模型和方法,综合测度高铁对珠三角城市群区域经济空间格局的影响。研究结果表明：① 珠三角城市间经济联系强度随年份的递增而呈现上升的趋势,南北向联系强于东西向联系,并逐渐出现1个经济联系核心区、3个经济联系副关联区和1个经济增长辐射区;② 珠三角市际间区位优势潜力差距逐渐拉大,其中东莞、中山等经济实力较强、城市地域规模、人口规模较小且地理位置优越的二三线城市在高铁运营过程中获得更大的利益;③ 从珠三角区域经济整体差异性来看,区域经济空间格局异质性呈先扩大后缩小趋势;从区内群体差异性来看,一二线城市之间经济发展水平差异呈先大幅上升后小幅下降趋势;二三线城市之间经济发展水平差异呈下降趋势。该研究将对未来交通规划提供参考。     

Urban Agglomeration Formation and Its Spatiotemporal Expansion Process in China: From the Perspective of Industrial Evolution

Urban agglomeration research has received increasing attention in China's national development strategies, and has become a hot topic in academic research. This study develops a theoretical framework that explores the formation mechanism and expansion process of urban agglomerations from the perspective of industrial evolution, and identifies the development issues and their causes by taking Yangtze Delta and Beijing-Tianjin-Hebei urban agglomerations as case studies. In the process of urban agglomeration formation within a free market, as has happened in Yangtze Delta region, the central city develops first, its secondary industry is then transferred to its neighboring cities, and the work division and cooperation with the neighboring cities is gradually established. However, in the 1990 s, aiming to become an international metropolis, Beijing implemented a series of administrative policies to encourage the reduction of the secondary industry and the development of the tertiary industry, before its secondary industry were fully developed and transferred to its neighboring cities. This delayed the integration process and the development of the Beijing-Tianjin-Hebei urban agglomeration. This study builds a good foundation for the construction of the theoretical system's urban agglomeration study, and provides references for decision making in an urban agglomeration development.     

Spatio-temporal Dynamic Simulation of Land use and Ecological Risk in the Yangtze River Delta Urban Agglomeration,China

Rapid urbanization leads to dramatic changes in land use patterns, and the land use/cover change(LUCC) can reflect the spatial impact of urbanization on the ecological environment. Simulating the process of LUCC and predicting the ecological risk future changes can provide supports for urban ecological management. Taking the Yangtze River Delta Urban Agglomeration(YRDUA),China as the study area, four developmental scenarios were set on the basis of the land use data from 2005 to 2015. The temporal land use changes were predicted by the integration of the system dynamic and the future land use simulation(SD-FLUS) model, and the geographically weighted regression(GWR) model was used to identify the spatial heterogeneity and evolution characteristics between ecological risk index(ERI) and socio-economic driving forces. Results showed that: 1) From 2005 to 2015, the expansion of construction land(7670.24 km~2) mainly came from the occupation of cultivated land(7854.22 km~2). The Kappa coefficient of the SD-FLUS model was 0.886, indicating that this model could be used to predict the future land use changes in the YRDUA. 2) Gross domestic production(GDP) and population density(POP) showed a positive effect on the ERI, and the impact of POP exceeded that of GDP. The ERI showed the characteristics of zonal diffusion and a slight upward trend, and the high ecological risk region increased by 6.09%, with the largest increase. 3) Under different developmental scenarios, the land use and ecological risk patterns varied. The construction land is increased by 5.76%, 7.41%, 5.25% and 6.06%, respectively. And the high ecological risk region accounted for 12.71%, 15.06%, 11.89%,and 12.94%, correspondingly. In Scenario D, the structure of land use and ecological risk pattern was better compared with other scenarios considering the needs of rapid economic and ecological protection. This study is helpful to understand the spatio-temporal pattern and demand of land use types, grasp the ecological security pattern of large-scale areas, and provide scientific basis for the territory development of urban agglomeration in the future.     

长江三角洲滩涂信息的遥感提取及时空变化

海岸带滩涂是重要的生态资源,对于环境保护和区域可持续发展具有重要意义,是学术界研究的热点区域。但由于滩涂周期性地被潮水淹没,通达性较差,传统的测量方式难以满足这一高度动态环境的变化监测需求,因此遥感观测方式成为一个潜在的选择。但遥感观测受成像方式、大气条件和潮情的影响,其应用仍面临很大的挑战。本文以苏北至上海南汇边滩沿岸作为研究区域,首先选择了1975年以来每年潮位最低的Landsat影像数据作为数据源,利用水边线作为滩涂的外边界,植被线或围垦大堤作为内边界提取滩涂面积;然后利用ArcGIS软件对获取的滩涂数据进行分析,以此来研究长江口滩涂的时空变化特征。结果表明：① 1975年以来研究区域滩涂面积整体上呈降低趋势;1990s之前滩涂面积基本保持稳定,1990s之后降低趋势较为明显;1995年前后研究区圆陀角以北的江苏海岸和以南的长江河口区域滩涂面积达到最大值,分别为1101.2 km²、1495.5 km²,至2017年,二者面积分别降为649.5 km²、1043.4 km²,1990年至今总体降低速率为21.7 km²/a;② 流域来沙减少和围垦、深水航道等河口工程是长江口滩涂面积减少的主要控制因素。