黄河流域七大城市群污染气体时空变化特征卫星遥感监测

为探究黄河流域大气污染的时空演变特征,本文从城市群角度出发,选取HCHO、NO₂及SO₂为诊断指标,对比分析2005—2019年七大城市群OMI观测对流层HCHO、NO₂及边界层SO₂柱浓度的年、季、月变化。研究揭示,流域内：①HCHO、NO₂及SO₂柱浓度高值区均集中在山东半岛城市群、中原城市群、晋中城市群南部和关中平原城市群东部。②HCHO柱浓度在2005—2019年呈波动上升趋势,七大城市群的月变化均呈单峰结构,且夏季高、冬季低、春季和秋季相当。③NO₂柱浓度在2005—2011年呈上升趋势,仅2008年出现短暂小幅下降。2011年执行《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223—2011）后,呼包鄂榆、宁夏沿黄和晋中城市群开始大幅下降,山东半岛（2012年有小幅下降）、中原和关中平原城市群则在2013年《大气污染防治行动计划》实施后才开始大幅下降。月变化呈开口向上抛物线形态,浓度越高单峰结构越明显,且冬季高、夏季低、春季和秋季相当。④SO₂柱浓度在2007年达到顶峰,2008年开始大幅下降,2010年后呈波动下降趋势,月变化、季变化均与NO₂相似。黄河流域上游的兰西和宁夏沿黄城市群、上中游交界处的呼包鄂榆城市群空气质量较好,中游的关中平原和晋中城市群次之,中下游交界处的中原城市群和下游山东半岛城市群则较差。     

乡村振兴背景下黄河流域农村居民点分布格局的时空演变及其驱动力分析

本文利用景观指数、核密度估计、土地转移矩阵和地理探测器的方法,以城市群为研究单元,分析了1980—2020年黄河流域农村居民点的时空演变特征和驱动力。结果表明：(1)农村居民点总体用地规模在不断扩大,主要由旱地转换而来;中原城市群农村居民点密度变化最大;除关中平原城市群外,其他6个城市群农村居民点的形状变得更为规则。(2)农村居民点空间分布为“东南部聚集,西部、北部较分散”,呈现出更为密集的发展趋势,中原城市群变化最为明显。(3)农村居民点主要分布在高程1 km以下、距河流2～5 km处,其规模与距道路的距离成反比;道路是影响兰西、宁夏沿黄、关中平原和山东半岛城市群居民点分布的主要因素,而高程是影响呼包鄂榆、晋中和中原城市群居民点分布的主要因素。     

基于DMSP/OLS和NPP/VIIRS数据天山的北坡城市群城市扩展研究

结合DMSP/OLS和NPP/VIIRS夜间灯光数据,对天山北坡城市群1992—2018年的城市夜间灯光进行空间扩展演变研究.利用城市扩展强度、紧凑度以及城市重心转移方法来分析天山北坡城市群城市扩展时空变化特征.结果表明:①1992—2018年天山北坡城市群城市夜间灯光扩展强度值呈高-低-高变化趋势.②在研究期间研究区...     

基于DMSP-OLS和MODIS数据的宁夏城市化与生态环境耦合协调分析

科学认识城市化与生态环境耦合协调机制,对推动黄河流域及黄河所经地区生态保护和高质量发展具有重要意义。本文以宁夏回族自治区为例,采用长时间序列DMSP-OLS夜间灯光数据建立了适用于宁夏的城市夜间灯光指数（UNLI）,并利用MOD09A1、MOD11A2提出了一种面向大区域尺度的遥感生态指数（RSEI）构建方法。在此基础上,采用耦合协调度模型（CCDM）,探讨分析了2000—2012年宁夏5个地级市城市化与生态环境耦合协调发展过程。结果表明：①基于DMSP-OLS数据建立的宁夏城市夜间灯光指数与人均GDP,以及第一、二、三产业GDP相关性显著（p<0.001）,能够较好地反映宁夏城市化水平。②基于MOD09A1、MOD11A2建立的遥感生态指数能够较好地反映宁夏生态环境质量时空变化特征。③宁夏城市化与生态环境耦合协调度呈稳定上升趋势,整体处于基本协调-生态环境滞后的转型阶段。研究结果对沿黄城市生态保护和高质量发展具有重要参考价值。     

2001—2018年长三角城市群城市化与生态环境耦合协调度变化监测

城市化的发展与生态环境紧密相关,利用遥感方法可准确地进行城市化与生态质量耦合协调度动态监测与分析,为区域的城市化建设、生态治理及发展规划提供必要的参考依据。本文以长三角城市群为例,利用Landsat系列数据和DMSP-OLS夜间灯光数据分别建立表征区域生态环境的遥感生态指数(RSEI)和表征区域城市化水平的灯光指数(CNLI),采用耦合协调度模型探究了2001—2018年长三角城市群城市化与生态环境耦合协调度时空变化特征。结果表明：(1)2001—2018年,长三角城市群城市化水平不断提高,城市化指数由2001年的0.112提高至2018年的0.288;(2)2001—2018年,长三角城市群生态环境质量不断下降,生态等级为优的区域不断收缩,其中上海市与南京市最明显;(3)2001—2018年,耦合协调度总体呈现上升趋势,且各城市空间差异性较大。     

近20年哈尔滨市呼兰区土地利用覆盖变化及驱动分析

本文基于哈尔滨市呼兰区1998—2018年Landsat TM影像数据和社会经济数据,通过ENVI、ArcMap等软件,采用监督分类、土地利用变化模型、典型相关分析法等方法,科学系统地分析了1998—2010、2010—2018、1998—2018年3个不同时段的土地利用覆盖变化特征,并对土地利用覆盖变化驱动因素进行了分析。结果表明,哈尔滨市呼兰区20年间呈居民地和水域面积增加、耕地变化不大、林草不断减少的土地利用覆盖变化格局,且前8年的变化速度和幅度大于后12年。该区土地利用覆盖变化的影响因素包括自然环境因素、社会经济因素及人口因素。     

基于DMSP/OLS夜间灯光数据的长江三角洲地区城市化格局与过程研究

利用1998、2003和2008年的DMSP/OLS夜间灯光数据,结合相关统计数据,分析灯光数据与城市化进程中经济、人口和土地利用等方面的关系,构建基于灯光数据的城市化水平指数,分析长三角城市群城市化进程和空间模式;通过与统计数据对比,按照最小误差原则确定市辖区建设用地信息提取的阈值,根据各城市在1998～2003年和...     

融合多源遥感数据的长株潭城市群碳排放时空差异分析

碳排放时空分布监测与评估是城市可持续发展的重点研究课题之一。面向长株潭城市群碳排放的时空分布和差异分析,本文基于NPP-VIIRS夜间灯光影像和不透水面数据,结合县级碳排放数据,构建长株潭城市群碳排放估算模型,并定量分析了长株潭城市群碳排放时空分布特征及变化趋势。结果表明:①不透水面、夜间灯光均值和总值数据能够反映长株潭城市群区域碳排放水平;②2013—2017年长株潭城市群碳排放具有聚集性,主要分布在长株潭城市群北部的中间区域,碳排放区域逐年扩大但强度减弱;③2013—2017年长株潭城市群碳排放变化趋势为中心区域呈现负增长,城市扩张的边缘区域承接了部分碳排放量。本文融合多源遥感数据对2013—2017年长株潭城市群县级碳排放进行估算与监测分析,揭示了长株潭城市群碳排放时空分布变化规律,可为该区域碳减排和区域可持续发展提供科学参考。     

夜间灯光数据的东三省城市群发展特征研究

针对东北地区面积辽阔,传统的城市化研究方法耗时耗力的问题,该文基于DMSP/OLS数据,采用Elvidge校正模型,提出相对误差最小准则的阈值分割方法,结合景观指数,分析了1992—2012年东三省主要城市群的城市化发展演变特征。结果表明:东三省主要城市群在1992—2006年,原有城市面积的扩张以及合并小城镇是城区面积快速增加的主导因素,在2006年以后,新兴小城镇的不断涌现和相连成片是加快该区域城市化进程的主要因素,部分小城市区域逐渐连接在一起是导致面积扩张的另一因素。典型城市沈阳、长春、鞍山等持续扩张是因为主城区扩张以及与不断融合周边新兴小城镇。此外,以沈阳为中心,周边城市的连通性增加,形成密集城市群。大连等沿海城市的发展远快于鞍山、大庆等能源城市以及发展最慢的伊春等农业城市。     

1991—2014年中亚伊塞克湖湖泊面积变化遥感监测

基于中亚伊塞克湖地区的1991—1998年Landsat-5/TM、1999—2012年Landsat-7/ETM+以及2013—2014年Landsat-8/OLI等遥感影像为主要基础数据,通过采用波段比值法(TM3/TM5)自动提取湖泊边界,并加以人工修订,得出了伊塞克湖1991—2014年多期次的湖泊边界及对应的湖泊面积变化过程.结果显示,伊塞克湖的湖泊面积在1991—1998年间总体减小5.3 km2,而在1998—2014年间总体增大7.3 km2.通过与中亚地区Tian Shan气象站记录的气象数据对比发现,伊塞克湖水域面积的变化与气温和降水具有显著的正相关关系,这说明过去20年以来中亚地区气候的暖湿化对伊塞克湖流域具有重大影响.     

基于夜间灯光数据的南京城镇用地提取

针对多时相夜间灯光影像无法直接对比的问题,该文提出了一种基于不变目标进行不同年份不同卫星夜间灯光数据的校正方法。在系统校正多时相夜间灯光数据的基础上,应用支持向量机分类算法提取城镇用地信息,并分析1992—2013年南京城镇扩张动态变化规律。结果表明:该数据校正方法可以有效减少年际夜间灯光影像之间的异常差异,提高不同年份数据间的连续性和可比较性;支持向量机分类算法提取的4个样区城镇用地信息总体精度和Kappa系数平均值分别为88.35%和0.56,能够准确反映区域城镇发展的实际情况;1992—2013年南京城镇经历先缓慢后快速的扩张过程,主城区在1992年城镇基础上往四周扩张,并沿长江及南北交通走廊发展。     

哈尔滨市区建设用地扩张时空特征对比分析

基于Landsat TM/ETM+遥感影像数据,对哈尔滨市主城区1998、2008、2018年3个时期建设用地信息进行提取,采用ArcGIS 10.5等软件进行空间特征分析,并在此基础上对研究区的城市扩张驱动力进行分析.结果表明:1998—2018年研究区的建设用地面积扩张了122.75 km2,年均扩张速度为6.1375 km2·a-1,扩张强度为1.938％;建设用地处于快速扩张状态,城市边缘建设用地形态复杂,但逐年趋于规整,整体呈现外延扩展趋势;城市扩张率远高于人口增长率,出现人地关系不协调等现象;研究区建设用地扩张特征与政府政策、经济发展、人口因素、交通基础设施建设等方面密切相关.     

中国大陆城市群空间范围识别及其特征分析

精确界定城市群的空间范围能有效规划和引导城市群的发展。夜间灯光遥感数据能够有效地反映人类活动程度,进而为城市群空间范围识别提供新思路。本研究以1995—2015年夜间灯光数据为基础,对中国大陆城市群空间范围识别作了系统探究,并对其空间特征进行分析,主要完成了以下4个方面的工作:(1)以遥感影像分割方法作为出发点,结合数学形态学,发展了一种结合形态学滤波重构的标记分水岭变换城市建成区提取算法。     

POI与NPP/VIIRS夜光数据空间耦合关系下的城市空间结构分析——以武汉市主城区为例

城市兴趣点（POI）和夜光遥感影像能够直观反映城市社会经济等实体要素的空间分布特征，在城市空间结构研究中发挥着重要作用。本文首先选取长江中游城市群的典型城市代表——武汉市作为研究区，选用研究区2016年POI和NPP/VIIRS夜光遥感数据作为基础研究数据，采用GIS分析工具对POI数据进行了空间核密度分析；然后分别对POI核密度分析结果和NPP/VIIRS夜光遥感数据进行了空间网格化处理；最后采用双因素制图和栅格叠加分析方法对两类数据的空间耦合关系进行了探讨，并在此基础上进一步分析了城市空间结构特征。研究表明，武汉市POI数据和夜光遥感数据的空间耦合性整体较好，空间耦合相一致区域占比为82.15%；但POI数据和夜光遥感数据的空间耦合性在长江沿岸地区也存在部分差异，如硚口区、汉阳区夜光遥感数据和POI数据多以低—中的空间耦合模式为主，而青山区、武昌区和汉口区则多以中—低的空间耦合模式为主。武汉市作为中原城市群的核心城市之一，其城市内部空间结构与长江经济带发展关联密切，通过对POI和夜光遥感数据的空间耦合关系探讨，能够对武汉市空间实体要素的空间结构特征有更加深入的了解。本文结果可为沿江城市内部空间结构的研究提供一种崭新的视角。     

成渝城市群城市建设用地扩张格局及规模体系分析

基于1990—2018年六期城市建设用地监测数据，本文利用城市用地年面积增长率指数、公共边测度、核密度估计、位序-规模法则等方法，刻画成渝城市群扩张演化特征及其发展规律，并对城市群规模体系进行分析。结果表明：成渝城市群城市建设用地扩张呈先快后慢的趋势，空间上呈“中部高速，南北低速”的特点，建设用地扩张密度高值主要集中在成都、重庆二市且城市群内部连片发展不明显。城市群新增城市用地呈现无序蔓延态势，并未趋于紧凑。2000—2010年，成渝城市群规模分布极化，呈现明显的双核首位特征，2010年后规模分布由非均衡趋于均衡。     

基于DMSP/OLS数据的蒙古高原城市群空间特征比较

用经过相互校正、饱和校正和影像间的连续性校正后的DMSP/OLS数据提取城市建成区,对蒙古乌达城市群和呼包鄂城市群的城市扩张进行测度,并对其空间演变特征进行比较分析。结果表明:(1)利用校正后的夜间灯光影像提取的各市建成区面积均有较大幅度的增长,呼包鄂城市群建成区的提取阈值明显大于乌达城市群;(2)乌达城市群区域之间发展极不均衡,呼包鄂城市群区域扩张则较为均衡;(3)两个城市群的土地城市化过程均处于快速发展状态,呼包鄂城市群周边很多小城镇得到逐步发展,乌达城市群区域发展极化效应显著。     

基于DMSP-OLS和珞珈一号夜光遥感影像的粤港澳大湾区城市空间格局演变

夜光遥感影像数据可有效反映城市空间格局变化。本文基于1992—2012年的DSMP-OLS夜光遥感影像和2018年的珞珈一号遥感影像,利用分层阈值法提取粤港澳大湾区内各城市建成区;通过计算平均灯光强度、平均灯光增长速率、城市建成区面积、城市建成区增长速率、城市重心、城市重心偏移距离等一系列指数,揭示区内各城市的空间格局演变过程。研究结果表明:①1992—2018年,粤港澳大湾区的城市规模大幅增长,沿珠江口两侧形成了以澳门、广州、深圳和香港为核心的倒“U”形城市群,并呈辐射状向周边扩张。②以珠江口为界,粤港澳大湾区东部各个城市的发展水平整体高于西部各个城市,广州、深圳、香港等核心城市发展水平明显高于江门、肇庆、惠州等外围城市。③1992—2018年,粤港澳大湾区建成区的增长速率由小变大,最后逐渐趋于稳定,2002—2007年是城市扩张最迅猛时期。④1992—2018年,粤港澳大湾区的各城市重心迁移方式表现为3种类型:持续向区域中心迁移;持续向相邻城市邻接区迁移;持续向海洋方向迁移。大部分城市的重心迁移方向呈“震荡”特征。     

基于经济联系强度的城市群发展研究——以赣州市为例

对赣州市18个区县的道路网密度、人口数和工业产值进行相关性分析,全市各区县的人口分布与工业产值之间存在明显的正相关性。并通过引力模型,对赣州各区县之间进行了可达性分析,以最短交通时间为成本限制,测算了赣州市18个区县之间的经济联系强度,可以看出,赣州交通网络结构呈三横两纵式分布,而且章贡区、南康区和赣县区在城市群中发挥着重要作用,是赣州经济发展的核心区域,城市群的空间联系方向以三区为中心,沿交通廊道成轴线状拓展,空间联系交通指向明显。从而提出以一主核心城市群,两副核心城市群的空间结构,并沿交通轴线向外辐射,带动外围城市发展,可以实现赣州市整体均衡发展。     

乌鲁木齐城市空间扩展特征及驱动机制

随着城市化的迅速推进,城市空间扩展研究成为城市发展研究的热点。以统计年鉴数据为参考,以土地利用现状遥感监测数据为主体,以夜间灯光遥感数据为空间校正,进行了城市建设用地的提取及面积计算分析,得到中国新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市2000—2006年为中速扩展模式,2007—2013年为高速扩展模式,2014—2018年为快速扩展模式;使用凸壳识别法,得到乌鲁木齐市2000—2018年扩展类型均为填充型;结合扩展模式用质心偏移判定乌鲁木齐扩展方向,得到乌鲁木齐市2006年较2000年,质心向西南方向偏移,2013年较2006年,质心继续向西南方向偏移,2018年较2013年,质心向东北方向偏移;通过标准差椭圆法对乌鲁木齐扩展方向进行验证,得出2006年相对于2000年,沿西北-东南方向扩展,2013年相对于2006年,沿西南-东北方向扩展,2018年相对于2013年,沿西南-东北方向扩展,扩展方向大体上与质心偏移方向相同。乌鲁木齐市城市扩展驱动机制受制于多方面因素影响,多种因素相互作用,在推动城市发展的同时,也造成城市扩展的时空分异。     

利用夜间灯光数据的城市群格局变化分析

针对传统的统计数据具有行政单元统计约束的缺点、DMSP/OLS夜间灯光数据存在分辨率低、像元辐射值饱和的问题,该文使用NPP/VIIRS夜间灯光数据、城区边界、列车时刻表、百度地图API等数据,通过空间统计、标准差椭圆、位序-规模分布、空间联系测度研究中国九大城市群2012与2017年的空间格局变化。结果表明:长三角、珠三角、京津冀城市群的灯光总量和平均灯光均位于前列;长三角、珠三角、成渝、哈长、关中平原城市群灯光变分散,京津冀、长江中游、中原、北部湾城市群灯光变集中,成渝城市群夜间灯光重心移动最大,向重庆方向移动;长江中游城市群接近捷夫分布,中原城市群为序列分布,其他城市群为首位分布;长三角、珠三角、京津冀城市群的总体联系强度最高,各城市群边缘中小城市与核心城市空间联系较弱。