北京城市形态的分形集聚特征及其实践意义

基于1984、1999年Landsat TM遥感图像,根据分形理论,用半径法研究了北京城市形态,发现北京城市具有分形性质。北京市建设用地从中心向外扩散的集聚分形结构存在明显的标度区转折现象,其中第一标度区是能够揭示北京城市形态演化特点的有效标度区。1984、1999年半径维数的数值变化反映了建设用地密度集聚扩散的不同特点。本文根据集聚分形的标度区建立了一种新的城市范围定义,这种定义可以减少通常定义中的主观因素和不可比因素,标度区大小具有一定的理论意义。     

基于路网可达性的城市空间形态集聚分形研究

为将城市形态分形维数从平面空间拓展到交通网络系统,提出一种基于路网的分形集聚维数测算方法,探讨该维数的集聚—扩散性质。以郑州市中心城区为案例区,分别测算了各类功能用地半径集聚维数和路网集聚维数。结果表明：① 各类用地无论在平面中还是在路网中,密度从中心向外围的变化在特定区间内都是均匀的,符合分形特征。② 两种维数均呈现出商业用地<全部建设用地（不含道路与交通设施用地）<居住用地<工业及仓储用地的规律。③ 对于同类功能用地,相对于半径维数,路网集聚维数标度不变区尺度范围更广,对空间的划分也更为精细。④ 同类用地两种集聚维数的分形测量值存在差异,这体现出路网集聚维数对传统测度结果具有一定的延展—集聚修正作用。     

经济欠发达地区中心城市空间拓展分析——以南充市为例

以四川省南充市为例,探讨了西部经济欠发达地区中心城市的空间拓展规律。基于多时相Landsat TM遥感数据和GIS的定量研究方法,以城市分形理论为基础,结合对城市实体地域空间在不同方向上的拓展分析,系统探讨了南充城市空间在不同时期的形态特征。通过人机交互的监督分类方法,提取了1988、1993、1999、2002和2007年5个年份的南充中心城市实体地域数据,在GIS中进行了叠加。采用半径法进行城市分形研究,发现各个时期南充城市总体上存在分形特征,但维数存在两个标度区,而且标度区之间的维数具有跳跃性,以此判断出城市在不同阶段的增长动力存在差异——从自然增长主导的扩张模式向多种增长力量共同作用的综合模式演化。在对南充城市实体地域进行分象限拓展分析后,发现南充城市在演化过程中存在明显的方向性,总体趋势为东北-西南的轴向拓展,并以此为基础建立了城市空间扩展模型。     

长三角地区旅游圈吸引物体系空间结构聚集分形特征

基于GIS技术,结合旅游域模型,获得长三角地区各旅游中心城市旅游圈旅游吸引物数据,运用分形方法对其空间结构进行聚集维数的测算与分析.认为各旅游圈旅游吸引物体系具有聚集分形特性,且存在三种不同类型,在相同类型中的各旅游圈旅游吸引物体系聚集维数值在无标度区间的变化也存在差异;空间结构基本上是从中心旅游吸引物点向周围腹地密度衰减的,在对应于Rs≤30km的无标度区间内,旅游圈旅游吸引物空间结构随机聚集维数值均在0.5左右,对应于其他无标度区间,随机聚集维数值多在1.35和1.80左右;南京、苏州、常州、无锡和上海等北部地区旅游圈旅游吸引物系统空间结构随机聚集维数值小于杭州,绍兴和宁波等南部地区的旅游圈,北部地区城市旅游圈旅游吸引物体系空间结构紧致性强于南部地区的城市旅游圈,北部旅游圈足以构建3日游的110km半径,南部旅游圈的实际范围则可能小于110km.     

城市游憩场点系统结构分形及优化——以苏州市区为例

以苏州市区为例,采用Zipf分维数、空间关联维数以及交通长度－半径维数三个指标,分别对城市游憩场点系统的等级结构、空间结构及交通网络通达性进行分维刻画。研究发现:首先,苏州游憩场点系统及其交通道路支持系统都具有较好的分形特性;其次,各分维指标能够准确地刻画城市游憩场点系统及交通道路支持系统的结构分异,可以为游憩场点系统的结构优化提供标准依据并指明方向;其三,苏州游憩场点系统的等级结构和空间结构均呈现出一种核心松散、外围紧致的结构递变趋势,自组织能力的离心化现象比较突出;最后,从分形几何和系统论的角度揭示、证实了游憩场点系统和旅游景点系统在结构分形及自组织演化上存在着显著差异。     

交通网络空间结构的分形维数及其测算方法探讨

分形维数是刻画交通网络空间结构的有效参数,本文系统地论证了反映交通网络分形特征的三种基本分维：一是长度－半径维数,由回地径和相应网络长度的双对数关系定义,其数值反映交通网络密度从中心城市中向腹地的变化特征;三是分枝数目－半径九,由回转半径和相应网络分枝数目的双对数关系定义,其数值反效能网络的区域“渗透”能力和复杂程度;三是空间关联维数,由码尺长度和空间关联函数的害虫指数关系定义,其数值反城市体系空     

基于分形理论的鄱阳湖地区土地利用空间行为特征分析

土地景观形态能够反映土地利用空间行为特征。在对鄱阳湖地区1995年、2000年、2015年和2018年4个时间点的土地利用现状进行描述的基础上,通过分形维数、分形稳定性、斑块密度、斑块形状破碎度和景观隔离指数分析区域景观格局变化,并运用分形理论对土地利用空间行为进行分析。研究结果显示在1995年到2018年的20多年间,建设用地一直是分形维数最高的土地类型;但从时间尺度上,建设用地的分形维数呈下降趋势,表明建设用地空间形态在土地利用空间行为的作用下逐渐向有序方向发展。水田、旱地和有林地一直是分形维数最低的土地利用类型,且处于景观分形不稳定状态。斑块密度、斑块形状破碎化指数以及景观分离度指数的计算结果支持了分形维数分析的结论。从实现区域土地合理布局的角度,建议通过科学合理的规划,降低区域建设用地的分形维数,引导建设用地有序发展。对于诸如有林地、灌木林地、高覆盖度草地和水域等自然景观,应增加其分形维数以减少人为干扰,维护其稳定性。同时建议在国土空间规划中引入分形维数,将分形维数作为评价区域土地利用格局合理性的一项指标。     

基于分形理论的鄱阳湖地区土地利用空间行为特征分析（英文）

土地景观形态能够反映土地利用空间行为特征。在对鄱阳湖地区1995年、2000年、2015年和2018年4个时间点的土地利用现状进行描述的基础上,通过分形维数、分形稳定性、斑块密度、斑块形状破碎度和景观隔离指数分析区域景观格局变化,并运用分形理论对土地利用空间行为进行分析。研究结果显示在1995年到2018年的20多年间,建设用地一直是分形维数最高的土地类型;但从时间尺度上,建设用地的分形维数呈下降趋势,表明建设用地空间形态在土地利用空间行为的作用下逐渐向有序方向发展。水田、旱地和有林地一直是分形维数最低的土地利用类型,且处于景观分形不稳定状态。斑块密度、斑块形状破碎化指数以及景观分离度指数的计算结果支持了分形维数分析的结论。从实现区域土地合理布局的角度,建议通过科学合理的规划,降低区域建设用地的分形维数,引导建设用地有序发展。对于诸如有林地、灌木林地、高覆盖度草地和水域等自然景观,应增加其分形维数以减少人为干扰,维护其稳定性。同时建议在国土空间规划中引入分形维数,将分形维数作为评价区域土地利用格局合理性的一项指标。     

苏南沿江城镇扩展的空间模式及其测度

定义了城镇边界的划分规则, 通过卫星遥感影像获取了苏南沿江地区1984 年、1991 年、2000 年和2005 年的城镇边界, 利用分形维数(半径维数、网格维数、相关维数、边界维数)、紧凑度指数以及空间自相关指数(Global Moran I、Local Moran I), 定量揭示了区域城镇扩展的空间模式。结果表明: 分形度量可以定量揭示区域城镇的空间分布特征以及空间组织 结构, 空间自相关可以定量揭示城镇的空间扩展过程、聚簇模式, 二者相互结合, 可以测度区域内城镇扩展的空间模式, 揭示城市群/ 城市连绵区的形成过程; 苏南沿江地区城镇扩展从改革开放初期自发的以大城市为中心的点状扩展模式, 经历了由政策驱动下以融合填充为主导的点- 轴延伸模式, 发展到以经济辐射联系为策动力基于区域产业空间组织的城镇连绵集聚模式, 一个大的城市群正在形成。特别自2000 年以来, 城市群的空间结构特征日益显现。区域内城市的多中心现象始终存在, 但空间极化作用逐渐削弱。     

哈大齐工业走廊中心城市扩展过程对比研究

本研究基于1989年、2001年和2007年TM／ETM＋遥感影像,以RS和GIS技术为手段,从城市扩展强度、重心转移情况、紧凑度和分形维数等方面对哈大齐工业走廊中心城市即哈尔滨市、大庆市和齐齐哈尔市的城市扩展过程进行了对比分析。研究结果表明：①1989-2001年间,哈尔滨市、大庆市和齐齐哈尔市建设用地面积持续增加,扩展强度不断增强,2001-2007年间,哈尔滨市与齐齐哈尔市城市扩展强度有所增强,而大庆市则表现为下降的趋势;②1989-2007年间,哈尔滨市城市重心先向东南方向偏移,后向西北方向偏移,大庆市城市重心先向西北方向偏移,后向东北方向偏移,齐齐哈尔市城市重心则先向东南方向偏移,后向西南方向偏移;③哈尔滨市城市紧凑度表现为先减小后增大,分形维数先增大后减少,表明城市发展发生了转型,城市由原先复杂、不规则转向简单规则,大庆市城市紧凑度表现为不断增长,分形维数逐渐减少,表明城市规则简单,齐齐哈尔市城市紧凑度表现为先升后降,而分维数则先降后升,表明城市形态由简单到复杂,由规则到不规则：④政府政策是哈尔滨市城市扩展的最主要因素,资源分布则是大庆市城市扩展的最主要因素,而重工业分布则是齐齐哈尔市城市扩展的主导因素。     

基于POI数据的南京市空间格局定量研究

从语义属性、几何形态等方面对典型城市空间格局要素进行定量化抽取及特征分析,总结归纳出城市空间格局要素间的关联特征。在此基础上,将POI数据进行分类,设计了基于平面核密度估计算法、空间聚类与双重密度因子分析分析算法,并以南京市为例,通过栅格叠加计算，提取边界，分类渲染以及栅格重分类等步骤,实现南京城市空间格局及商业中心抽取。结果发现城市商业中心有效地反映了城市空间总体格局的区域分布，提取出的南京市商业中心基本符合2000—2020年的南京市总体规划，但文本并不能直接体现城市各商业中心的定位，城市中除了主城区这个集聚且组团的单中心商业模式，各个县城、开发区、高新区都有各自形成的商业中心，符合城市的多商业模式。较传统的城市商业空间研究来说，基于POI数据的定量研究对城市总体格局及商业空间的认知更为精细，有助于商业中心的识别及行业特征的分析，便于政府部门对现有规划功能区的发展方向进行调整，使得不同功能区空间结构与特征关系更加合理。     

城市社区中心空间特征及其影响要素研究——以杭州市西湖区为例

以杭州市西湖区为实证,采用高德地图POI数据,通过DBSCAN聚类识别459个社区中心,从空间布局、组织形式、空间关联3方面入手刻画其空间特征,在此基础上通过Logistic回归判断中心数量、能级的影响因素,研究表明:① 社区中心分布呈现空间集聚性和“一区多片”的整体结构,具有圈层分布和道路亲缘性特征。② 社区中心存在“强-弱”的中心网络结构,在小尺度上则由强弱中心互补形成团簇,并在社区层面形成功能较为完整的网络结构。③ 社区中心内公共服务有引领性作用,能促进社区中心形成,且中心内设施具有同类集聚的特征。④ 常住人口总量是最主要的影响要素,道路分割、户籍比、平均高程、社区组织类型对中心的形成有显著意义,人口密度、公司企业数等对中心数量与能级有重要影响。     

近20年来中国人口重心与经济重心的演变及其对比分析

采用近20年来中国各省（市、区）的人口、GDP、工业、农业、第三产业的产值及消费额数据，计算出其各年的重心坐标，定量表示出中国近20年来人口、GDP、工业、农业、第三产业及消费重心的动态演化过程。在此基础上分析了中国人口、经济发展、生活水平区域差异的动态变化及其之间的关系，以及各要素动态演化的驱动因子。结果表明：近20年来，中国人口重心表现为缓慢地向西南方向移动；GDP、工业、第三产业和消费额重心向东南方向移动。与中国几何中心比较，区域差异在总体上是扩大了；与人口重心相比较，东西方向呈不平衡态势发展，南北方向则开始趋于平衡；而农业重心则表现为无规律性变化。     

中国地级及以上城市房价收入比的时空分异

利用位序-规模分析法、ESDA-GIS、空间变异函数、重心迁移与趋势面分析等方法,对2004和2014年全国343个地级及以上城市房价收入比的空间分异格局、总体趋势、空间异质性和自相关性进行研究。结果表明：中国地级单元房价收入比空间分异显著,2004年呈现东部>西部>中部、北方>中部>南方的趋势,2014年则呈现自北向南、自西向东依次递增的态势。10 a间,房价收入比的重心向正南方向迁移;地级单元的房价收入比整体呈扩大趋势;从一线城市到五线城市,房价收入比整体表现出下降的态势。房价收入比的自相关性在不断增加,冷点区大幅扩张而热点区大幅收缩。城市化率和人均可支配收入对城市房价收入比具有较大的正面影响。     

京津冀城市用地形态的双分形特征及其演化

区域城乡一体化的标志之一是城镇体系结构的一体化,这个过程可以从标度的角度进行描述和评价。分形是标度分析的重要方法,地理空间无尺度分布特征的典型参数是分维。论文以京津冀城镇体系为例,利用遥感图像的解译数据和人口普查数据开展分形分析、位序-规模分布分析和异速标度分析,用以解释1995—2013年间京津冀城镇体系演化的过程。结果表明,京津冀城镇体系及其演化的特征有：①京津冀空间结构和位序-规模分布都表现为自仿射双分形结构;②京津冀区域的城市人口-城区面积异速标度退化为假线性关系;③随着城镇体系的演化,自仿射的双分形结构逐步向自相似分形结构演化。由此得出结论：其一,京津冀城镇体系存在结构性的不协调因素。其空间结构和等级结构具有二元化特征,但演化方向却呈现内在结构一体化的显著趋势。其二,大城市用地不够集约。城市边缘区的无序扩张导致土地利用铺张浪费。地方政府和规划专家可以有意识地利用城镇体系演化的这种特征和趋势制定管理措施和优化规划方案。     

京津冀地区人口与经济协调发展关系研究

京津冀地区是中国重要的人口集聚区和经济增长极,在京津冀协同发展的背景下研究京津冀地区人口与经济的协调发展关系,对于促进区域内经济的可持续发展具有重要意义。本文基于京津冀地区2000-2010年各区(县)和2000-2014年各城市的人口、GDP数据,运用人口—经济增长弹性、地理集中度、不一致指数、重心分析等方法探究京津冀地区人口与经济的协调发展关系,结果表明：①在总量规模上,京津冀地区整体人口增长与经济增长的协调度较高,但各城市人口增长与经济增长的协调度存在较大差异。②在空间分布上,从地理集中度来看,京津冀地区人口、经济地理集中度均呈现北部低、中南部高的分布特征,其中北京、天津经济地理集中度高于人口地理集中度,河北多数城市人口地理集中度高于经济地理集中度;从重心来看,京津冀地区整体的人口与经济重心都向东北方向移动,且经济重心的移动幅度大于人口重心,2个重心偏离距离不断加大,此外各城市的人口重心与经济重心也出现不同程度的分离。最后,提出了促进京津冀地区人口与经济协调发展的政策建议。     

京津冀城市群城市功能互动格局与治理策略

京津冀协同发展和北京市非首都功能疏解政策实施状况是当前学术界和政府关注的热点。城市功能的分布和互动格局是刻画城市群协同发展和治理策略成效的重要内容。本文在阐述城市群内城市功能之间互动原理基础上,引入偏离—份额分析模型、改进土地生态位模型、扩展引力模型和GIS技术,耦合构建了新的城市功能互动模型。以京津冀城市群为研究对象,基于2010年、2016年、2019年3期POI大数据提取不同类别城市功能区,从时空两个维度揭示京津冀城市群功能的互动格局特征,分析协同发展和北京市非首都功能疏解政策实施状况,并有针对性地提出了治理策略。结论显示：① 2010—2019年间城市群建成区城市功能区总面积增加1.5倍,其中混合功能区增长最快,增加1.7倍;② 北京市工业功能、商业功能正在稳步疏解,但是居住功能、科教文化功能、公共服务功能仍在聚集与强化;③ 廊坊市、唐山市、天津市、保定市等中部城市在非首都功能疏解中发挥了“二传手”作用,成为功能互动的主要驱动城市;④ 石家庄市吸纳的疏解功能主要来源于天津市和廊坊市,具有接力特征;⑤ 京津冀城市群城市功能疏解在治理策略上需要关注功能互动格局演化趋势来进行精准施策。上述结论表明本文构建的城市功能互动模型可以较好地揭示和解释京津冀城市群城市功能互动格局的变化特征。     

基于大数据的生活圈范围与服务设施空间匹配研究——以北京为例

生活圈建设是新时代国土空间规划的关键内容之一,生活圈内服务设施配置是做好生活圈规划的首要基础,居民生活圈与服务设施的空间匹配关系也是地理学“人地关系”在城市社区尺度的重要体现.学术界对生活圈与服务设施的匹配关系已有研究,但主要采用问卷调查数据,该类数据存在样本量少、地域覆盖范围小等不足.论文将采用手机信令数据和POI(...     

中国城市分布特征及其影响因素

通过对221 BC-1911 AD年间中国城市分布特征及其影响因素的研究,发现：① 在整个研究阶段,中国城市分布的重心位于中东部地区,秦—唐时期重心向西南地区大幅移动,唐—元时期重心先东北方向移动后转向西南方向,元—清时期重心主要向北移动。以腾冲—瑷珲一线为界线分区研究发现,在整个研究阶段西部重心在南北及东西方向呈现出较大的波动趋势,东部重心呈现出与全国类似的运动轨迹。② 标准差椭圆分析表明全国及东西部地区城市分布经历了明显的分散—集聚—分散的变化趋势,其中西部地区最为明显。从城市分布的平均方向看,全国及东部地区具有一定的相似性,均以东北—西南为主要分布特征,西部地区是以西北—东南为主要分布特征。③ 从城市密度分布特征看,其空间连续性和自组织性不断加强且由空间相关性引起的结构性变异处于显著状态。从方向上来看,全方向上的均质化程度呈下降趋势,西北—东南方向各时期城市密度均质化程度相对较好,空间差异相对较小,而东—西方向差异最为明显。④ 分析不同时期城市设置的相关因素发现,221 BC-1911 AD年间,中国城市设置相对集中在地形平坦、气候适中且靠近河流及中心城市的地区。