基于潜力—约束和SLEUTH模型松散耦合的南京城市扩展模拟北大核心CSCDCSSCI

将潜力—约束与SLEUTH模型进行松散耦合,在建设用地适宜性评价的基础上,将不同生态安全格局情景融入SLEUTH模型的排除图层,对研究区2013-2040年的城市用地空间扩展进行多情景模拟。研究表明:(1)两个模型的松散耦合能够有效提高像元尺度上模型校正的精度。(2)用地扩展在以"边缘增长"和"填充增长"为主的同时,在城市外围形成了较为明显的"跳跃式"发展,表明模型的松散耦合能够更好地捕捉城市发展政策所导致的新城市增长中心。(3)三种生态安全格局情景方案的城市用地模拟结果均呈增长趋势,但高生态安全格局情景的新增城市用地面积和增长率均最小,表明将生态敏感性作为城市发展的约束图层,能够有效保护研究区的自然生态空间,大幅降低生态安全风险。     

基于潜力—约束和SLEUTH模型松散耦合的南京城市扩展模拟

将潜力—约束与SLEUTH模型进行松散耦合,在建设用地适宜性评价的基础上,将不同生态安全格局情景融入SLEUTH模型的排除图层,对研究区2013-2040年的城市用地空间扩展进行多情景模拟。研究表明:(1)两个模型的松散耦合能够有效提高像元尺度上模型校正的精度。(2)用地扩展在以"边缘增长"和"填充增长"为主的同时,在城市外围形成了较为明显的"跳跃式"发展,表明模型的松散耦合能够更好地捕捉城市发展政策所导致的新城市增长中心。(3)三种生态安全格局情景方案的城市用地模拟结果均呈增长趋势,但高生态安全格局情景的新增城市用地面积和增长率均最小,表明将生态敏感性作为城市发展的约束图层,能够有效保护研究区的自然生态空间,大幅降低生态安全风险。     

沈阳市城市扩展与土地利用变化多情景模拟

利用基于遥感手段获取的沈阳市城市扩展与土地利用变化历史数据,对SLEUTH城市扩展模型进行校正,对未来(2005~2030年)不同管理情景下的城市扩展与土地利用变化过程进行模拟,并对其发展变化趋势和生态环境影响进行分析与比较。结果显示,在三种管理情景下,未来的沈阳市城市建设用地都将持续增加,大量的耕地资源被侵占;但不同管理情景下,城市景观格局和区域面临的景观生态风险却表现出明显差异。SLEUTH模型的模拟结果较好地反映了沈阳市不同土地利用政策、规划方案等对未来城市扩展和土地利用变化以及区域景观生态风险的潜在影响,同时也指出了当前城市增长管理政策中存在的不足之处。     

城镇化进程中九龙江口湿地景观格局演变模拟

运用SLEUTH模型模拟在3种不同情景下九龙江口2010-2020年城镇扩展过程,并分析了城镇化过程中区域湿地景观格局的演变趋势。结果表明：研究区城镇扩展主要受自然地理要素与道路建设的影响,环境适当保护方案（MEP）与规划方案（PS）可以有效控制城镇的无序扩张与规模;城镇化使得湿地景观面积迅速减少,且以人工湿地减少为主;不同情景下天然湿地景观格局的演变趋势差异较大,现有发展趋势方案（MSQ）与环境适当保护方案（MEP）下天然湿地景观趋于异质性,而规划方案（PS）下景观趋于均质性;３种方案下人工湿地景观都趋于均质化发展。研究进一步探讨了SLEUTH模型在城镇扩展模拟与预测研究中的适用性。     

基于生态与居民活动空间的城市增长边界划定研究——以济南市为例（英文）

城市增长边界划定能有效遏制城市无序扩张,优化城市开发空间,保护生态环境。本文通过构建指标体系进行生态环境敏感性评价并提取了禁止建设区,利用POI与微博数据分析了居民活动扩展空间,基于构建的模型综合评价城市空间扩展潜力,并根据城市扩展预测规模划定了济南市2020年城市增长边界。研究结果表明:(1)城市生态环境敏感性评价能有效保护生态用地,为城市扩展提供生态基础。济南市生态环境敏感性较高的地区位于黄河、小清河两岸和东南部山区,中部、北部与西南部的生态环境敏感性则相对较低,城市扩展基础较好。(2)构建的城市居民活动扩展空间评价模型可以量化城市居民活动空间分布,济南市居民活动空间扩展高值区主要集中分布在济南市中部,多为现有建成区及周边地区。(3)基于生态与居民活动空间的城市增长边界划定方法具有一定的合理性,划定结果表明济南市空间扩展主要向东西两翼延伸,该边界与济南市发展的空间战略相符,与相关规划中总体格局一致。基于生态与居民活动空间的城市增长边界划定方法既保护了生态环境,又充分考虑城市扩展的内在驱动力,将为新时代下城市发展研究提供相关参考。     

中心城区城市增长的情景模拟与空间格局演化

基于1993-2008 年间4 个时相的遥感影像,应用SLEUTH模型模拟与预测自组织和规划引导两类情景下泉州中心城区的城市用地增长过程,并借助空间关联法分析其城市增长的空间格局演化特征,为“两规”空间协调提供科学依据。结果表明：① SLEUTH模型适用于研究区的城市增长模拟与预测,其对城市用地扩展的数量拟合要优于空间匹配,可作为多方案情景模拟的一个技术手段。② 规划引导预案的MPS、ED、AWMSI、MPI 四类景观指数均优于自组织预案,城市用地斑块的整体性、连接性较优,未来城市发展较为紧凑,利于实现土地的集约利用与城市的集聚发展。③ 随预测时间推移,研究区城市用地扩展的速率以及空间集聚性将有所减弱,城市增长的热点区也会发生演变与迁移。2008-2020 年,热点区分布总体呈现“圈层式”结构,局部以“跨江发展”为主要特征;2020-2030 年,热点区总体布局较为发散,局部则呈“环湾发展”与“孤立分布”特征。本研究将情景模拟、景观指数、空间分析等方法有效结合,有助于深刻理解研究区的城市空间增长过程,可为城市管理工作提供决策支持。     

权衡生态安全与城市扩展模拟的山地城市增长边界划定

进行城市空间增长边界模拟研究,对区域有序开发土地资源和有效保护生态效益具有重要意义。传统方法未考虑到现实约束下生态需求对城市扩展的影响,缺乏一定的客观评价。本文以2005年和2015年两期城镇建设用地数据为基础,从协调城市扩展与生态安全的视角出发,借助ArcGIS平台构建改进CA模型,模拟了2025年万州城区的城镇用地扩展情况,并划定了城市增长边界。首先,通过计算生态敏感性、生态服务价值和禁止开发区划定生态保护红线,结合水域用地得到生态安全格局;其次,合理选取城市扩展潜力因子建立Logistic驱动评价体系,并纳入可控的邻域作用和随机作用构建CA模型模拟城市扩展的空间形态;最后,综合评价划定出2025年城市增长边界。结果表明:(1)以2005年为基期模拟2015年研究区的城镇用地情况,模拟总精度为96.80%,Kappa系数为0.86,模型效果好;(2)2025年模拟的城市增长边界内面积为166.79 km~2,占研究区面积的15.32%。模拟结果可为城市空间规划提供定量支撑,保障了城市扩展的可持续性,对生态环境敏感、城市用地紧张的山地型城市的增长边界划定具有参考价值。     

广州市海珠区高密度城区扩展SLEUTH模型模拟

高密度城区是城市的核心区,也是城区扩展的源,对该区域的精确识别以及扩展模拟研究,具有重要的意义与价值。以广州市海珠区1979、1990、2000、2008 年4 期Landsat 影像为数据源,运用非渗透表面端元选取模型(V-I-S) 与归一化混合光谱分析模型(NSMA) 相结合的方法,辅以单窗算法反演地表温度数据(LST),高精度提取非渗透表面丰度,进而设置合适阈值表征研究区高密度城区范围。在此基础上基于SLEUTH模型设置4 种场景模拟和预测海珠区高密度城区扩展,并用景观指数分析方法对研究区1979-2050 年长达70 年的空间扩展状况进行分析。主要结论为：① SLEUTH模型同样适用于小尺度区域的扩展模拟。② SLEUTH模型模拟中基于自然、人文以及城市扩展内在动力机制等条件参数的设置,促使模拟结果精度更高。③ SLEUTH模型模拟结果表明,自1979 至今,海珠区高密度城区以较快扩展速率扩张,尤以1990-2004 年间变动增长最快;未来的20 年其增长速率减缓,并于2030 年前后趋于稳定。这种扩张格局与变化状况与研究区产业结构、经济政策、土地规划决策等因素密不可分。     

重庆市直辖以来的城市空间扩展与机制

本文采用以城市土地利用年均扩展指数来表征城市空间扩展强度及其空间差异、以关联度系数来刻画要素因子对城市空间扩展影响机制的研究思路,初步构建了一种以城市土地利用面积、自然、人文、社会、经济、生态以及其他因素相结合的指标系统,以此定量揭示城市空间扩展动态演变及其影响机制的评价方法。通过对重庆市1997年直辖以来近10年的城市空间扩展实证研究表明,重庆城市由直辖初期的"极核式"空间布局逐步发展成为由"分散集团式"和"集中型同心圆式"组合成的复合式空间格局。而经济水平的持续发展是重庆市城市空间扩展的主要原因,政府引导下的大型项目建设及市场导向的乡村工业化建设过程,是改革开放以来重庆城市空间扩展的主要影响要素和扩展机制之一。     

长株潭都市圈城市空间演化情景预测及其耕地影响分析

长江经济带建设是新时期中国经济社会发展的重大战略之一。城市群国土空间的合理规划与科学管理对长江经济带健康、可持续发展具有重要的意义。位居长江中游的长株潭都市圈经历了快速的城镇化过程,城市扩展对区域资源与环境产生了深刻的影响,但目前该区域国土空间格局及变化预测的研究不足,城市空间扩展对耕地保护的影响尚不明确。本文基于极限学习的城市扩展元胞自动机模型,在自然增长、规划发展、生态优先三种城市发展情景下,模拟预测了2030年长株潭都市圈城市空间格局,分析了城市空间演化对耕地面积及其空间分布的影响。研究结果表明：(1)在自然增长、规划发展、生态优先三种城市发展情景下,2030年长株潭都市圈建设用地将分别达到1295.08、1166.44、1104.78 km²。在三种城市发展情境下,长株潭都市圈建设用地均以边缘增长为主,向外扩展延伸,城市一体化趋势显著;(2)在自然增长、规划发展、生态优先三种情景下,2030年长株潭都市圈耕地将分别减少到2088.30、2134.94、2199.45 km²。城市建设用地的扩展导致区域耕地面积的减少,从粮食安全与可持续...     

京津冀结合部城市扩展与生态位的空间耦合关系变化分析

探索城市扩展与生态位的空间变化关系有助于促进城镇化背景下区域的协调可持续发展。该文基于城市扩展研究现状及城市生态位理论研究方法,以京津冀结合部地区为例,提取土地利用空间信息以探索2005-2015年间城市扩展特征,建立城市生态位评价指标体系并判断城市生态位变化规律,结合耦合协调度模型定量研究两者关系,并利用空间自相关方法检验耦合协调度的空间格局特征。研究表明,2005-2015年,京津冀结合部城市建成区范围持续向外扩展且扩展形态呈离散特征;区域整体经济、社会与环境生态位宽度变化不一,且各区县发展差异明显;城市扩展与生态位变化的耦合协调发展状况总体上得到改善,但协调发展类型仍以失调衰退向协调发展过渡为主;应对京津冀结合部各县区发展进行精准定位,在释放潜能的同时加强区域联动。     

城市土地的生态适宜性评价方法——以江西萍乡市为例

基于ArcGIS 8.3空间数据分析和可视化功能,提出了一种实用的城市土地生态适宜性评价方法,并以江西省萍乡市总体规划区土地生态适宜性评价为例,探讨了此方法的实际应用。该方法首先选择城市的主要土地利用类型,然后建立土地生态适宜性评价因子体系,并对各种用地类型进行单因子生态适宜度评价,再通过层次分析法确定评价因子权重,并运用GIS技术将单因子适宜度图层加权叠加,最后生成综合的城市用地生态适宜度分布图,从而从空间上相对准确地表征了不同类型土地的生态适宜度。     

基于地理模拟方法的昆明市空间拓展情景分析简

改革开放以来,西部高原湖滨城市经历的快速城镇化进程给湖泊流域带来了较为严重的生态环境问题,未来城市空间发展政策的调整需要关注城市空间拓展对区域生态环境的影响。以位于滇池湖滨地区的昆明市为例,设定6种不用的城市空间拓展政策情景,应用SLEUTH模型预测了6种情景下未来20年的城市空间格局,采用空间指数和空间分析方法对预测结果进行了分析评价。结果表明：昆明市城市建成区具有典型的摊大饼式空间拓展模式,城市道路网对城市形态具有重要的影响。6种情景模式下未来昆明市建成区空间格局既有相似性,也表现出显著的差异。城市建设用地空间格局总体上呈集约、紧凑型的发展趋势。生态保护与城市发展管制相结合的政策情景对滇池湖滨地区的景观影响最小。多中心城市发展格局和城市发展管制相结合的政策情景对城市总体空间规模的控制具有明显的效果,但不宜在湖滨地区实施。滇池湖滨地区需要划定景观或生态保护区,严格禁止城市建设用地对湖滨用地景观的占用与分割。滇池湖滨以外的区域,适宜执行生态保护与城市发展管制相结合的多中心发展模式。     

基于空间句法耦合SLEUTH模型的新老城区扩展模拟研究——以开封市为例

在快速城镇化背景下,历史文化名城常扩建新区并形成新老城区联动发展格局,新建城区以“飞地”形式扩张,不易被传统的元胞自动机方法准确模拟。空间句法是基于空间拓扑的整体性交通网络研究方法,其自上而下的建模策略与元胞自动机自下而上的邻域转换规则起到了互补,两种模型相结合提供了解决上述问题的途径。本文在验证交通土地空间关联的基础上,将句法变量融入SLEUTH模型的排除图层,对开封城市扩张进行了综合模拟。研究结果表明：① 交通增量与用地扩张具有显著的正相关,其关联度随研究单元粒度的扩大而提升。② 在城市从飞地新区扩建到后续填补开发的过程中,与用地扩张关联最高的交通类型由穿行性交通转向到达性交通,且遍历全局的计算结果方位指向性特征更加明显,遍历局部的计算结果片区集聚性特征更加明显。③ 将空间句法与SLEUTH模型松散耦合,可以有效捕捉飞地型城市新增团块,开封市中心城区空间扩张类型可被解读为老城区边缘型增长和新城区飞地型增长并存的模式。④ 空间句法模型不仅能够反演城市交通流,而且对城市产业布局、规划现状与演化轨迹具有间接指向性,这对城市增长模拟十分重要。     

基于地理模拟方法的昆明市空间拓展情景分析

改革开放以来,西部高原湖滨城市经历的快速城镇化进程给湖泊流域带来了较为严重的生态环境问题,未来城市空间发展政策的调整需要关注城市空间拓展对区域生态环境的影响。以位于滇池湖滨地区的昆明市为例,设定6种不用的城市空间拓展政策情景,应用SLEUTH模型预测了6种情景下未来20年的城市空间格局,采用空间指数和空间分析方法对预测结果进行了分析评价。结果表明：昆明市城市建成区具有典型的摊大饼式空间拓展模式,城市道路网对城市形态具有重要的影响。6种情景模式下未来昆明市建成区空间格局既有相似性,也表现出显著的差异。城市建设用地空间格局总体上呈集约、紧凑型的发展趋势。生态保护与城市发展管制相结合的政策情景对滇池湖滨地区的景观影响最小。多中心城市发展格局和城市发展管制相结合的政策情景对城市总体空间规模的控制具有明显的效果,但不宜在湖滨地区实施。滇池湖滨地区需要划定景观或生态保护区,严格禁止城市建设用地对湖滨用地景观的占用与分割。滇池湖滨以外的区域,适宜执行生态保护与城市发展管制相结合的多中心发展模式。     

黄河流域城市群扩张的时空格局演化及情景模拟——以呼包鄂榆城市群为例

黄河流域城镇扩张对区域景观格局影响显著,城市群人口聚集与增长引发了流域“人-地”矛盾和“空间冲突”等一系列生态环境问题。基于土地利用数据和FLUS模型对2025年和2035年呼包鄂榆城市群城镇化与土地利用时空演化特征进行多情景模拟预测。结果表明：① 1990—2018年呼包鄂榆城市群整体发展水平较低,建设用地面积经历了“平稳增加-缓慢增加-急剧增加”的变化过程,区域总体以草地为主,其占土地总面积的50%以上,其次是未利用土地和耕地,林地和建设用地次之。② 城市群扩张最剧烈地区在空间上主要发生在呼和浩特市、包头市等城市主城区,且扩张模式以外延式扩张为主,扩张来源主要是耕地、草地等生态用地。③ 三种情景模拟发现,2025年和2035年区域土地利用变化的空间结构和特征差异明显。自然发展情景下,城市扩张不受约束,高速增长占据了大量生态用地;加入生态约束条件很好的控制了对草地和林地的占用;经济发展情景下,城市扩张将进一步占据更多的未利用土地和耕地。本研究通过城市群扩张时空格局演化及情景模拟分析,尝试为区域规划、城市空间规划和区域生态空间保护提供多角度、多情景和可选择的政策决策参考。     

基于GIS的龙岩市土地利用生态敏感性评价

基于GIS空间分析技术,选择对土地利用生态敏感性影响较大的评价因素,采用多因素加权叠加法,对龙岩市的土地利用生态敏感性进行深入分析。按生态敏感度的高低将研究区划分为极度敏感区、高度敏感区、敏感区、不敏感区和很不敏感区5个不同类型区域,并提出了土地利用的建议,为研究区的土地利用总体规划提供参考信息。研究结果表明,龙岩市土地利用敏感区、高度敏感区和极敏感区面积共占全市的的53．56％,说明龙岩市土地利用生态敏感性较高,应对全市作合理的主体功能区划。     

不同生态保育尺度下铜陵市土地利用结构优化

与传统发展模式相比,新阶段的土地利用应该与区域自然基础和生态环境格局相匹配,科学判别和保护土地空间增长的生态底线,引导地区土地利用结构的优化具有重要意义。以铜陵市为例,从生态环境约束角度出发,利用土地利用的生态环境敏感性评价方法对区域用地进行分等定级,设定了不同生态保育尺度和不同发展情景下的用地约束界限。在此基础上对铜陵市土地利用结构进行多目标情景分析与优化配置研究,从保障生态环境约束并实现效益最优的角度提出铜陵市土地利用结构优化的方案。     

中部地级及以上城市用地扩张的时空演变

根据<中国城市统计年鉴>数据,以中部地市及以上城市建成区为研究对象,运用建成区扩展速度、扩展系数,分析1985-2004年间中部省份、省会城市、地市级城市时空扩展过程.结论如下:(1)从省域层次看,1985-1991年,各省份建成区增长速度较慢,1992年以后增长迅速.(2)从地级市层次看,多数地市级城市年均扩展速度高于该省省会城市的年均扩展速度,主要分布在河南、湖北、湖南、安徽、江西.(3)根据城市用地扩展系数分析,在所选98个城市中有62%的城市用地扩展过快,呈现出"土地城市化"冒进的现象.     

基于PSR模型和系统动力学的城市环境绩效动态评估研究

根据PSR模型、系统动力学模型和情景仿真模拟,构建了城市环境绩效动态评估模型,定量表达了城市环境绩效的现状水平和动态发展趋势。依据天津市发展特点和资源环境概况,首先基于PSR模型构建了环境绩效评估体系,并将其与系统动力学模型相耦合,通过情景分析模拟评估了惯性情景、优化发展情景、低碳发展情景和绿色发展情景四种城市发展情景的环境绩效水平。结果表明:天津市2009-2013年环境绩效综合指数(EPI)不断上升,但始终处于"较低"等级。在四种情景发展趋势上,低碳发展情景和绿色发展情景的EPI增幅较大,均于2020年提升至"较好"等级,其中绿色发展情景最优(67.6);而优化发展情景、惯性情景EPI增幅较小,2020年处于"一般"等级。可以看出,以中新生态城绿色发展为范式的天津可持续发展模式是高效实现"美丽天津"建设目标的最优路径。