基于地学信息图谱的矿业城市空间扩展研究——以徐州市为例

以矿业城市徐州市区1979,1989,1999和2009年4期遥感信息图谱数据为基础,借助GIS空间分析技术和相关统计分析方法,从城市建成区面积变化、扩展强度、分维数、重心坐标、紧凑度等方面对徐州市城市扩展的时空变化特征和驱动力进行分析.结果表明:1979-1999年间,徐州市建设用地面积持续增加,分维数有所变化,扩展强度逐渐增强,1989年以后城市重心朝东部和东南方向移动,城市紧凑度增加,分形维数逐渐减少,城市空间形态趋于合理.自然地理环境、煤炭资源的开采、政策、经济和人口等因素是城市空间扩展的主要因素.     

快速城市化阶段济南城市空间扩展及驱动力研究

基于济南市1992年、2000年、2010年、2018年Landsat遥感影像数据,借助ArcGIS、ENVI等图像分析工具,提取济南城市建成区,从扩展速度、强度、分形维数、紧凑度、重心转移等方面探究济南城市空间扩展的时空变化过程、特征,运用地理加权逻辑回归方法对济南城市空间扩展驱动力进行分析。结果表明：① 济南城市空间扩展经历“中强低速”“高强中速”“低强高速”3个阶段,城市形态趋于稳定,城市形状呈现东西向条带状分布格局,紧凑度较差;② 1992—2018年济南城市空间向E、NEE、NE方向扩展最为显著,扩展方式以外延扩张与内部填充为主,城市空间分布重心东移态势明显;③ 济南城市空间扩展受多重驱动因子影响,主驱动因子为距城市建成区距离、距主要公路距离、地区生产总值、城镇化率、人口密度等。     

基于夜间灯光影像数据的黄河流域中心城市建成区空间扩展及动力因子分析

研究黄河流域建成区扩展特征有助于透视用地开发效果和践行中心城市高质量发展规划。基于1992、1997、2002、2007、2012、2018年6期夜间灯光影像与统计数据,提取建成区范围,采用扩展强度指数、紧凑度指数、协调发展系数与灰色关联分析,探究1992—2018年黄河流域8个中心城市扩展的时空格局、质量及动力因子。结果表明：（1）黄河流域中心城市建成区面积分化明显,中下游城市扩展规模和强度大,扩展形态呈紧凑度普遍下降趋势。（2）夜间灯光影像数据刻画的西安建成区综合水平高、西宁水平低,银川综合发展快、兰州慢;除西宁、呼和浩特与太原外,其他中心城市平均夜间灯光指数在1997—2018年呈下降趋势,反映城市扩展水平降低。（3）中心城市人口-土地协调发展系数均呈波动下降趋势,除呼和浩特、太原和济南外,人口-土地由基本协调型向土地过快扩展型转变;中心城市经济-土地协调发展系数呈波动下降趋势,经济年均增长率降低,建成区面积年均扩展率增加,基本由经济过快增长型向经济-土地协调发展型转变。（4）中心城市空间扩展主要受经济发展（地区生产总值）影响;从中心城市整体看,全时段（1996—2018年）行政力（固定资产投资）和内源力（人口规模）影响作用较大,分时段（1996—2002年、2002—2012年与2012—2018年）行政力影响系数亦较高,市场力（社会消费品零售总额）与外向力（实际利用外资额）影响作用程度随时间增加明显。新时期黄河流域中心城市空间扩展应注重内部提质增效,提高建设用地利用效率,促进城市高质量发展。     

资源枯竭型城市空间扩展进程研究——以淮北市为例

城市空间扩展是衡量新型城镇化背景下城市化进程的重要指标之一,对于研究资源枯竭型城市的可持续发展也有重要的意义。以遥感影像为基础,结合ArcGIS和Matlab软件实现建成区范围的自动提取;选取城市化强度、重心和紧凑度等指标,分析资源枯竭型城市空间扩展的时空特征;结合研究区实际情况和部分统计数据探讨了城市空间扩展驱动机制。结果表明：1992-2016年,淮北市建成区面积由13.64 km²增加到130.19 km²,净增8.54倍。城市化强度水平处于中等程度,城市扩展强度处于较高的水平,城市土地利用集约程度不高;重心总体呈现出东偏的姿态,建成区用地紧凑度逐渐下降。经济及人口、政府决策、交通水平和采煤塌陷区分别是研究区城市空间扩展的驱动机制、引导机制、内生机制和限制机制。     

基于发生学视角的淮南城市空间生长过程、特征及影响因素研究

以淮南市为案例,结合历次城市规划用地现状资料和产业发展数据,利用GIS技术平台,对不同考察时点淮南城市空间形态进行叠加对比研究、测算不同时期城市空间扩展形态紧凑度、扩展速度和扩展强度指数,从时间维度和空间维度2个方面考察了淮南城市空间形态的演变过程及特征。结果表明：作为无依托型煤炭城市,淮南城市空间发展经历了散点发展、节点集聚扩展、飞地拓展、轴向延伸、内向填充、整合优化、区位再造7个阶段,表现出显著的空间取向和圈层结构特征;在空间扩展过程中,深受资源分布的控制和煤炭产业的影响,城市空间围绕煤炭企业为中心生长扩展,导致城市空间从紧凑形态向分散发展,经多次嵌套填充、优化调整,再次向紧凑形态演化。分析认为,淮南在不同演化阶段,影响城市空间生长的主导因素有所差异：资源状况和通勤条件主导发生期城市空间形态、成长期受国家能源战略和交通运输的引导、中兴期则以产业结构演替为主导因素、转型期深受空间经济相互作用引导和规划调控的影响。     

旅游产业生长点的SGGT模式与空间演化——以张家界为例

界定了旅游产业生长点的概念,借鉴“路径依赖”理论重新诠释旅游地产业成长路径,提出具有普遍性SGGT模式,以张家界旅游产业生长点为例,具体分析了SGGT和空间演化过程及其动力机制。结果发现:①历史与现实是武陵源旅游生长点形成的基础,需求与培育是旅游生长点萌发的关键因素,创新与拓展是旅游生长点成长的保证,蜕变促进了旅游生长点成为旅游产业增长极;②张家界国家森林公园、天子山和索溪峪三个旅游生长点,通过“路径创造”,实现了行政管辖权的统一,后被列为世界遗产地,成为张家界旅游产业的核心生长点;③在旅游产业“集聚力”和世界遗产地管控的驱动下,天门山成为张家界新的生长点;④武陵源和天门山两个生长点的形成,是张家界旅游产业集聚和“路径创造”共同作用的结果,也拓展了张家界旅游产业的成长空间。本文有利于为旅游地政府和企业从旅游产业生长点视角理解旅游产业成长路径,更为世界遗产地旅游产业可持续发展提供科学指导。     

贵阳市1973—2010年建成区遥感动态监测与驱动力

城市建成区的空间扩展情况是衡量城市化水平的重要指标。以不同时段的遥感影像为数据源,应用GIS的空间分析,提取出6个时期贵阳市建成区扩展及对周边土地占用的相关信息;同时,应用分维数和紧凑度对建成区1973—2010年的扩展情况进行空间特征分析。结果表明:在37 a间,贵阳市建成区面积扩展了3.8倍,2010年建成区面积达到227.45 km2,相当于1973年的4.8倍,1973—1990年的17 a间,仅增加28.23 km2,而1990—2010年的20 a间,增加了152.23 km2。贵阳市建成区扩展的方式是以老城区为中心向四周扩展,西北方向为其主要的扩展方向,扩展占用的土地主要是耕地。自然环境对建成区的扩展形态起着限制作用,人口和社会经济的增长是建成区扩展的主要推动力,交通的发展是建成区扩展方向的牵引力,政策和规划在很大程度上对建成区扩展起着引导和推动作用。     

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。     

长江三角洲地区城镇空间扩展特征及机制

城镇空间扩展是城市化作用于地理空间的直接结果,揭示城镇空间扩展过程、格局及机制已成为识别城镇发展阶段、认知城镇发展规律的有效手段。基于长江三角洲地区多时相卫星遥感影像数据,以城镇用地扩展空间分异与关联特征为切入点,利用间隙度指数、分形维数、扩展强度指数、扩展速度指数和空间关联模型,定量揭示了区域城镇空间扩展特征的多样性、空间组织异质性和“热点区”格局演化。结果表明：20 世纪80 年代以来,长三角洲地区城镇空间扩展在以中心城市集聚为主导的过程中,遵循“小集聚,大分散”的特点,围绕“Z”形区域发展轴线,大致经历了点轴扩展、沾粘式增长和蔓延扩张的过程,区域融合现象凸显;空间扩展的“热点区”格局不断演化,“热点区”的核心集聚作用在减弱,沪宁沿线、沪杭沿线、杭甬沿线和沿江地区成为驱动长三角城镇社会经济发展的核心区;同时,在城镇空间扩展的不同阶段,驱动机制有所差异,经济全球化和区域城市化推动着长三角城镇空间一体化进程。     

城市形态结构对空间紧凑发展的影响机制分析——以上海为例

基于空间紧凑发展内涵,构建综合指数模型,分析2005—2020年上海空间紧凑度的演变特征并与国内外城市进行比较,进一步利用时空地理加权回归模型分析城市形态结构对空间紧凑度的影响效应。研究发现：(1)空间紧凑度呈现中心高外围低的圈层式分布特征,中心城区普遍趋于稳定,外围城区增长较快,且与其他同类城市比较处于高紧凑发展水平;但受政策及规划影响,紧凑度分指标在空间格局上存在显著差异。(2)城市密度与空间紧凑度呈倒“U”型关系,功能混合度和用地形态与空间紧凑度呈近线性关系,且城市密度与之关联性最强。(3)整体上城市密度和功能混合度均对空间紧凑发展产生促进效应,而用地形态表现出抑制效应;分区尺度上形态、功能和密度要素对空间紧凑度的影响效应存在显著差异。(4)通过中心城区与外围城区的差异性空间结构调整,控制国土空间规划形态结构指标来提升城市紧凑发展水平。     

大城市都市区制造业空间演变特征及其影响因素——以长沙市为例

以长沙都市区为例,基于1978—2020年制造业企业数据,运用标准差椭圆、核密度分析法和空间计量回归模型等方法,探讨长沙都市区制造业空间演变特征及其影响因素。结果表明：1978—2020年,长沙都市区制造业空间扩张规模较大,以“西北—东南”向扩张为主,由中心区扩张转变为郊区集聚重组。其中,劳动密集型制造业以接触性扩散和等级扩散为主,呈“中心集聚、分散布局”的空间特征,资本密集型制造业呈“大范围扩散、小范围集聚”的空间特征,技术密集型制造业受国家级开发区吸引较大,区位指向性强。在制造业空间演变过程中,社会经济、生产成本和政府行为等因素产生显著影响。3类制造业的关键影响因素有所不同：劳动密集型制造业主要受经济基础、生产成本和政府行为的影响;对于技术密集型制造业而言,社会经济、劳动力成本、交通可达性、工业园区数和创新能力作用突出;资本密集型制造业对人口数量、生产成本、交通可达性和工业园区数的依赖性强。所有制造业均明显受到对外开放水平的负向影响。     

中国特大城市空间增长特征及其原因分析

1990 年以来是中国社会经济改革全面展开的阶段,城市空间增长发生了较大的变化,本文以全国52 个特大城市为样本,利用各城市1990-2008 年影像图、土地利用现状图等数据,运用空间计量、拓扑结构图示等方法对城市空间增长特征进行了分析。研究表明:1990 年以来中国特大城市空间在规模增长上表现出增长速度快且按人口规模等级顺序依次变缓,在要素增长上表现出新型化、多样化变化,在结构增长上出现带状化、多中心化转变,在形态增长上呈分散化、破碎化变化,城市空间增长方式以轴向式和跳跃式为主导,特别是2000 年以来这种变化更加明显。工业化进入中高级阶段之后的快速经济增长、快速城市化以及政府GDP导向的政绩观是导致城市空间增长上述变化的主要原因。最后文章针对中国特大城市空间增长规模过度超前、结构松散、形态破碎的问题,提出构建以规模控制、结构优化及空间紧凑性为核心的节约型城市空间增长目标。     

文化产业成长对城市空间形态演变的影响——以西安市核心区为例

基于扩展强度指数、等扇分析法、核密度分析及空间句法等方法,运用1998年、2008年、2018年3个时期的文化产业企业地理数据、夜间灯光数据及城市道路网轴线模型分析西安市核心区文化产业空间成长与城市空间形态演变的特征,探究二者空间关系与作用机制.结果表明:①西安市核心区文化产业沿"东北-西南"走向扩展,其空间集聚格局逐...     

旅游投资决定机制及其时空响应——以张家界为例

以张家界为例,分析了旅游投资决定机制的演变;运用旅游产业响应强度模型,分析武陵源区对旅游投资的时间响应特征,并阐述了在政府和市场作用下张家界旅游产业的空间响应和重构。结果显示：① 从投资决定机制演变看,投资制度安排决定了张家界旅游发展不同时期的投资主体差异,并随制度的演变,凸显了阶段性旅游投资分工格局。② 从时间响应看,在出现期,响应系数由1989年的0.1282增加到1992年的0.1341;在生成期,由1993年的0.1631提高到1999年的0.8511;在发展期,再从2000年的0.8767提高到2012年的1.1214,反映出旅游投资力度的强弱直接影响响应系数的大小。③ 从空间响应看,在政府、世界遗产管理制度和市场共同作用下,形成了以武陵源和天门山两个5A级景区为核心的空间格局,以及“景区游,城区住”的产业布局;经过重构后,旅游服务密度的排序为：桑植县<慈利县<永定区<武陵源区。     

临沧市临翔区城市形态演变的分形研究

在对临沧市临翔区1949～2009年城市建成区地图进行遥感和GIS技术处理的基础上,利用分形理论的边界维数模型对其城市形态的演变过程进行了定量分析,并以城市紧凑度和建成区面积年均增长率作为辅助数据,探索了临翔区城市形态在不同历史阶段的扩展特征。研究表明:临翔区城市形态具有分形特征,其演变过程经历了5个大的阶段:第一次快速扩展期、缓慢扩展期、恢复扩展期、第二次快速扩展期和稳定扩展期。扩展模式在外部扩展和内部填充之间不断"角力"。在整体的扩展方向上,以向北为主导。演变受到多种因素的共同作用,以经济、政策和自然因素的影响为最大。     

产业演进对旅游城市空间形态演变的作用机理——以黄山市为例

运用历史分析方法,借助GIS等手段,对黄山市城市空间形态演变过程进行梳理,并结合黄山市1978-2012年城市产业发展的动态数据资料,就黄山市产业演进对城市空间形态演变的作用机理进行分析探讨。研究发现：城市产业演进,特别是产业结构的调整与升级和组织形式的演化与更替,影响了城市空间的物质与功能要素,进而推动了城市空间形态的演变;旅游产业的主导地位决定了旅游城市的功能,从而引起城市用地结构的变迁;旅游产业的升级改变了生产资源在城市产业间的流动,引发城市产业空间格局的变化;旅游产业组织方式的优化进一步促使城市产业空间的融合和集聚。在此基础上,构建了产业演进对旅游城市空间形态演变的作用机理模型和相应的逻辑函数。     

基于遥感和GIS的重庆市近30年城市形态演化特征分析

基于8期遥感影像,研究了1978—2005年重庆市城市空间形态特征和演变过程。采用紧凑度指数、放射状指数和分形维数等城市空间形态定量研究的方法计算了不同时期重庆市城市空间形态的参数。结果表明,2005年重庆市建成区面积由1978年的87．32km^2增加到282．21km^2。改革开放后重庆市先后经历了20世纪80年代的相对稳定期、80年代中期以后的缓慢发展期和近年来的高速发展期,目前是扩展速度较快的时期,整个城市呈跳跃式发展。该时期增加的城市建成区面积中,有76．86％来自于周边的耕地,有20．52％来自于对周边农村居民点和其他建设用地的占用。     

兰州城市人口空间结构演变格局及调控路径

以街道和乡镇层面的人口统计数据为基础,综合应用ArcGIS和GS+Version7等软件对兰州市人口空间演变进行定量分析。结果表明:自1982年至2009年,兰州市人口呈逐年“向心聚集”态势,但不同阶段、不同街区人口空间增长存在显着差异;街道和乡镇人口密度差距逐年增大,高密度街区个数增多、范围扩大;距离人口高密度中心越远,人口密度的正相关性逐渐削弱,负相关性则逐渐增强,空间自相关范围不断增大;人口空间分布整体呈“东密西疏”格局,并呈现“双中心”空间结构。人口的极不均衡分布,带来了环境污染、交通拥挤、住宅紧张、就业困难等一系列问题。通过构建多中心城市结构、调整产业空间布局、平衡配置基础设施和引导人口有序流动等方面进行综合调控,不断优化人口空间分布,保障城市的可持续发展。