长春市城市建设用地演进的空间识别及影响机制研究

随着城市化进程的加快,城市建设用地扩张成为人地关系及可持续发展面临的重要问题,社会各界对城市化与建设用地扩张的关注也越来越多。以长春市中心城区为研究对象,利用1800~1995年统计资料,1995年、2000年、2005年和2010年的遥感影像图及规划统计数据,运用GIS技术提取城市建设用地规模、形态、增长幅度、平均中心等信息,建立一种在空间上有效识别城市建设用地扩张的简便方法,对研究区1995~2010年不同阶段的城市建设用扩展进行空间识别,计算城市建设用地扩张速度、强度、形态紧凑度、分维指数等空间特征量,归纳长春市1995年以来,随城市化发展,城市建设用地空间扩张现象和特征。并结合经济社会统计相关数据及区域分析方法,分析城市建设用地扩张与其各类驱动要素之间的关系。结果表明,长春市建设用地空间扩张与形态演化既具有一般规律又具备特殊性,表现出建设用地总量增加、产业拉动性强、扩张速度快、强度高、空间形态不规则、城市中心迁移方向与建设用地扩张基本一致等特征。这些现象和特征形成的主要影响因素为快速城市化背景下开放式交通系统的高密度开发。     

南京大都市区建设用地扩张特征与机理

作为全球城市化最快的地区之一,中国建设用地的扩张引起了广泛的关注。以长三角北翼中心城市南京为例,利用遥感、土地利用调查等数据研究大都市区建设用地扩张的过程、格局与机理。研究表明,1985-2007年南京市在工业化、城市化和国际化的推动下经济快速增长,引致了建设用地的扩张,年均增长率为3.14%。2001年后随着城市发展模式由单中心向多中心转换,建设用地呈加速扩展趋势。南京市建设用地扩展具有明显的沿长江和南北交通走廊轴向发展的特征。开发区和新城建设是南京市建设用地扩张的主要方式。区、县尺度的回归分析表明,人口增加、全球化是城镇工矿用地扩张的重要推手;经济的服务业化有利于土地集约利用,减少对用地的需求,这种影响在城区更大;在分权化竞争中,都市区政府具有更强的控制力。     

城市边缘区建设用地扩张空间特征及影响因素定量研究——以南京市江宁区为例

城市边缘地区内部建设用地扩张空间特征及影响因素研究是当前城市用地空间扩展研究的薄弱环节.以南京市江宁区为例,构造城市扩张综合指数(UICI)反映城市边缘区内部建设用地扩张的空间差异,并按计算结果将各镇(街道)城市用地扩张归纳为剧变型、快变型、缓变型及相对稳定型4种类型.在建立城市用地扩张影响因素因子体系的基础上,运用主成分分析与通径分析相结合的方法,得出以下结论:推动城市边缘区建设用地扩张的因素中科技水平是决定因素,经济水平、人口状况间接影响大于直接影响;主城关联因素不可忽略.     

大都市区城市扩张过程及形态对比分析——以东京、纽约和上海为例

大都市区化是全球城市化进程中的普遍现象,研究大都市区域城市扩张进程对理解其未来增长趋势、区域可持续发展具有重要意义。大都市区土地扩张及区域间的对比分析,以及都市区发育过程中城市扩张的一般化空间模式还未被深入理解。论文选取东京、纽约和上海3个大都市区,获取1990—2015年间3期Landsat影像数据,使用梯度和格网分析法,采用城市土地密度函数和城市扩张指数,从建设用地数量变化及其时空分布、城市形态变化等方面,多角度对比分析各城市不同阶段建设用地增长的时空差异。结果表明：① 大都市区边界仍在不断扩展,建设用地在研究期内持续增长;20多年间东京、纽约和上海的建设用地面积分别增长了63%、53%和233%;上海一直处于高强度扩张状态,而纽约的城市扩张在后期几近停滞。② 大都市区建设用地密度从中心向外呈圈层递减式分布,城市核心区和边缘区半径的增长最明显;城市形态均趋向于紧凑。③ 新增建设用地时空异质性明显。东京的远郊新城不断建设,纽约一些尚有发展潜力的区域次中心仍在扩张但速率逐渐放缓,上海的核心区外围增长剧烈并逐渐向远城区推进。④ 大都市区域扩张先后经历高速期—缓慢期—停滞期,扩张进程表现为核心区膨胀—次中心及新城建设—逐步形成稳定的多中心结构。     

城市边缘区土地利用与城市化空间过程 --以上海市西南地区为例

基于多时段TM遥感影像资料和GIS技术，以上海西南城市边缘区为例，分析了研究区近10年来的土地利用变化，计算城市化成熟区中建成区用地面积密度值，通过城市化成熟区和各实验区建成区用地面积密度值的比较，制定“城市化进程指数”，并进行城市化空间过程的刻画。     

郑州城市边缘区的空间演变、扩展与优化

在快速城镇化进程中,许多城市的中心城区和边缘地带同时迅速扩展,城市边缘区成为变化最大、问题最多和最敏感的地带,也是城市未来发展的关键区域.近年来,郑州城市边缘区的迅速发展有力地支持了郑州市城市综合竞争力的提升,但其空间格局的不清晰和空间组织的混乱也给城市的可持续发展埋下隐患.郑州城市边缘区空间演变的历史悠长而曲折,景观积累多样而繁杂.当前,郑州城市边缘区的空间扩展主要得益于郊区城镇化和乡村城镇化,扩展方式以轴向扩展与外向扩展为主.郑州城市边缘区的空间优化要满足可持续发展的要求并遵循一定的科学准则,合理确定功能与产业定位,采用科学的空间组织方式,并接受高层次的规划制约.在此基础上,以产业园开发模式为主,实现边缘区空间格局的优化.     

城市地表温度对土地利用/覆被变化响应的遥感研究——以乌鲁木齐为例

 快速的城市化对城市环境产生显著的影响,基于遥感定量研究地表温度对土地利用/覆被变化（LUCC）的响应,来评估快速城市化对环境的影响,是一种快速、有效的途径。以干旱区典型绿洲型城市——乌鲁木齐为例,将遥感与地理信息系统相结合,利用1990年和2009年两期陆地卫星影像为基础数据进行土地利用/覆被分类,并基于单窗算法定量反演同期的地表温度,从而对快速城市化进程中的土地利用/覆被类型动态变化的空间特征及地表温度对快速城市化的响应情况进行了定量研究。结果显示,在近20 a间,乌鲁木齐城市迅速扩张,土地利用/覆被类型变化显著,城市建设用地增长率高达44.73%;同时城市的快速发展使地表温度提高了近6 ℃。研究表明,温度变化格局,尤其是增温区的空间分布与城市扩张的空间格局基本一致,说明地表温度对城市的土地利用/覆被变化产生了显著的响应。     

基于多尺度窗口分析的西安城市化空间格局及其特征

以西安城区2000,2005和2010年的土地利用图为基础,结合移动窗口法和迭代自组织聚类法,实现城市发展对其周边地区影响的多尺度分析与聚类并绘制成图,按照城市化水平的高低,将其分为:城市核心区、半城市化区、城市边缘区和乡村地区。结果表明,在局地尺度(0.81 km)上,2010年城市核心区、半城市化区、城市边缘区和乡村地区的城市建设用地比例分别为96%,59%,38%和8%。城市核心区集中在碑林区、莲湖区和雁塔区,是西安城市化水平和质量最高的地区,半城市化区多呈斑块状镶嵌在城市核心区周围,城市边缘区连片环绕城市核心区分布,乡村地区分布在区域最外围。在区域尺度(16.11 km)上,各类地区的城市建设用地比例逐年增加,西安城区整体的城市化质量和水平逐步提高。     

城市边缘区耕地面积变化时空特征及其驱动机制——以北京市顺义区为例

城市边缘区的土地资源紧缺而利用方式多样,土地利用变化既与城市发展有关又和粮食安全密切联系,因此加强城市边缘区的土地利用研究既必要又迫切。利用1990年和2000年TM影像获取的土地利用数据、 1991~2002年社会经济统计数据,借助GIS空间分析方法以及数理统计方法,系统探讨了北京市顺义区耕地流失的时空格局特征及其驱动机制。结果显示,1990~2000年顺义区流失耕地的57%转为建设用地,43 %转为生态用地。农用地中粮食作物的种植面积大幅减少,菜地和果园面积快速增加。工业发展是耕地流失的第一驱动力;人口城市化、房地产发展等加速耕地流失。     

石羊河流域地区城镇空间扩展格局演化

基于石羊河流域地区土地利用综合数据,结合多种模型包括间隙度指数、相关分形维数、扩展强度指数、空间关联模型、空间变差函数,从时间和空间尺度上研究石羊河流域地区城镇建设用地扩展过程与格局。结果表明:20多a来,石羊河流域地区城镇用地以市区和县城为中心向周边辐射,同时沿祁连山边缘海拔2 500 m以下石羊大河沿岸和045丹拉高速、312国道轴线集聚,流域零散分布的乡镇用地变化不大。城镇用地以显著的"点-轴"模式扩展,形成内陆地区城市独特的扩展极核和扩张轴线,为石羊河流域各种规划的编制提供参考。     

Analyzing the Impacts of Urban Expansion on Green Fragmentation Using Constraint Gradient Analysis

Many existing gradient analysis methods are arbitrary or too simple in gradient partitioning and unsuitable for cities with irregular forms. We propose an improved gradient analysis method with urban structural features as spatial constraints to properly partition an urban area into more homogeneous buffers. Taking the Wuhan metropolitan area in China as an example, we use the improved gradient partitioning method and six landscape metrics to characterize urban expansion and green space fragmentation in 1989, 2001, and 2013 and investigate the relationship between urban green fragmentation and urban expansion using correlation analysis and regression modeling. The results show that the fragmentation of built-up area in each buffer generally decreases from 1989 to 2013, but the fragmentation of green space increases. For each time point, with growing distance from urban centers, the fragmentation of built-up area increases and green space fragmentation decreases. This shows that urbanization exerts a significant influence on fragmentation of urban green space from both a temporal and a spatial perspective. Intensive urban expansion moved outward mainly at the cost of agricultural land and resulted in more fragmented green space in the urban fringe. Further quantitative analyses show that the area ratio and fragmentation of the built-up area are statistically negatively correlated with the fragmentation of green space. The improved gradient analysis with spatial constraints can generate more homogeneous ring gradients and then lead to more reasonable results, thereby helping to better understand how urban expansion affects landscape dynamics.     

长江三角洲地区城市空间扩展研究

城市化是建设用地扩展的主要驱动因素,分析建设用地时空演化格局已成为学者研究城市化过程的重要视角。采用空间自相关等方法,测度了1985年以来长江三角洲地区城市空间扩展的集聚特征并分析其演变过程;并结合格网建设用地密度频率的变化特点,将空间划分为不同的景观梯度地带,以此研究城市空间在不同地带中的扩展特点。研究结果表明,长三角城市空间扩展聚集程度先降后升,城市化区域融合趋势明显,并在城市空间扩展中表现出以上海、南京和苏州等为代表的3种模式,反应了长三角内部不同的经济发展特点。此外,在不同景观梯度下,长三角城市空间扩展表现出典型的阶段性特征。2000年以前在各个景观梯度下城市空间扩展差异较小,表现为较强的拓展性扩展;2000年以后,在城市核心区扩展强度加强,表现为填充式扩展加快。同时,城乡过渡区面积增加迅速,表明随着城市空间扩展的加速,长江三角洲地区城市土地不集约利用现象已较为突出。     

基于遥感的银川市建成区城市扩展及其热环境变化分析

为研究银川市城市建成区扩展对热环境的影响，基于 1989、1999、2010 年和 2017 年 Landsat 系列遥感数据，采用建筑用地指数（IBI）提取 4 个年份的城市建成区信息，获取了城市形态演化指 标，利用热红外波段反演不同年份的地表温度；在此基础上，分析了城市扩展和热环境变化的时空 演变特征，探讨了城市扩展和热环境之间的响应关系。结果表明：（1）1989—2017 年银川市城市建 成区扩展面积达 506.13 km²，各时期的扩展速度和扩展强度差异明显，城市扩展具有“缓慢—快速 —稳步”的阶段性特征，城市空间形态趋于紧凑化，向着稳定状态发展，城市整体向东部和北部扩 展，重心整体向东北方向迁移约 5.54 km。（2）热岛范围随着城市扩展不断扩大，较高温区域所占热 岛比例呈先减小后增加的趋势，高温和特高温占比表现出先增加后减小的特征，热岛强度逐渐向 较高温区转移，城市热岛效应得到缓解；热岛空间分布显示，热岛逐渐由兴庆区老城区蔓延至贺兰 县和西夏区，且兴庆区热岛逐渐演化为相互独立的小次级热岛，强度有所降低；28 a 间银川市城市 热岛比例指数（URI）表现出先上升后下降的特征，整体呈上升趋势。（3）热岛区域在空间分布和扩 展方向上与城市扩展具有较高的一致性，城镇用地、公交建设用地和裸地能促进地表温度升高，而 草地和水体能够降低地表温度，公园绿地和水体能有效缓解银川市城市热岛效应且后者对降低城 市地表温度的效果要好于前者。     

近30a来福州盆地中心的城市扩展进程

位于福州盆地中心的福州市在城市化进程的推动下,城市空间快速扩展。利用多时相遥感影像和IBI建筑用地指数获得的建筑用地信息表明,福州市建成区在1976~2006年的30a间面积增加了105km²,增幅达到3.2倍。由于金山、快安等新城区的形成和马尾区的扩展,整个福州城区从西到东几乎连成一片,城市扩展经历了先慢后快,先北、后东、西的扩展历程。研究发现,福州城市的空间扩展并不属于工业主导型,而是第三产业推动型。城市空间的快速扩展已给福州带来了一定的环境资源问题,其中最突出的就是城市热岛效应与城市建筑用地总量控制问题。     

城市化时期郊区土地利用结构信息熵上升的原因

本文认为,此前一直被当作城市化地区的土地利用结构信息熵快速上升,应是指城市化地区郊区的土地利用结构信息熵上升。城市化时期郊区土地利用结构向均衡化方向的明显变动,引起了郊区土地利用结构信息熵的上升;城市建成区的土地利用结构信息熵却未有上升,其各种土地利用类型的面积占比在城市化时期基本稳定,或向居民点及工矿用地、交通用地类型有所集中,导致其土地利用结构信息熵基本不变或有所下降。郊区的局部城市化区域对郊区土地利用结构信息熵的上升有着主要贡献。数据分析显示,城市化时期郊区的农用地较多较快地转化成了城市建设用地,且后者的面积占比与土地利用结构信息熵之间具有高度正相关关系,说明城市建设用地的快速增加是引起郊区土地利用结构信息熵上升的主要原因。熵变化分析表明,城市化时期郊区系统的熵变化与郊区土地利用结构信息熵的变动方向一致,均大于零,表征了郊区的自然地理环境演化在此期间是向着有序性降低的方向发展的。     

大都市边缘区的环境问题及其对策——以北京市房山区为例

大都市边缘区是城市人口和产业外迁的主要地带,建设用地扩展迅速,土地利用变化剧烈。加之该区离城市较近,其生产和生活方式接近城市,生产和生活垃圾较多;同时该区域又具有基础设施相对落后,规划相对欠缺的特点,因此,该区环境问题突出,污染较为严重。房山区位于北京市区西南,是典型的城乡边缘地带。重点剖析该区域在土地和水资源利用、矿产资源开采和旅游发展过程中存在的主要环境问题,并针对这些问题,结合房山区特点,提出了相应的对策。研究可为我国大城市边缘区的环境问题研究提供参考。     

厦门岛城市空间扩张特征及其影响因素

Most of the world’s cities are concentrated in coastal areas. As a special geographical component of the coastal system, island urban spatial expansion is the outcome of interactions between city development and the physical environment. This paper takes Xiamen Island, located in Southeastern China, as an example to analyze island urban spatial expansion and its determinants by combining an analysis of the literature on urban development policies, urban overall plans, population growth and industrial development, with geographical information analysis using historical maps and remote sensing photographs. Firstly, we reviewed the history of the Xiamen City development during the last 100 years, which can be divided into four periods: the embryonic modern city and early development from 1908 to 1949; administrative boundary expansion and infrastructure development from 1950 to 1979; special economic zone construction and rapid urbanization from 1980 to 2003; and Bay City construction since 2003. The dynamic changes to the coastline, island shape, built-up area, transportation, administrative division, and major land use type conversion which occurred during approximately the past 100 years were analyzed and the characteristics of the island urban spatial expansion were concluded: early expansion from a central point, followed by expansion along a section of coastline, and expansion from the coastline inland. Secondly, we discussed the potential determinants of island urban spatial expansion including administrative division adjustment, urban master planning revision, industrial development, topographical factors, coastal area reclamation, transportation expansion, and population growth. Finally, the effects of each potential determinant on island urban spatial expansion were concluded. Island urban spatial expansion is the result of a synthesis of natural and socio-economic factors which are not independent but interacting. Built-up area expansion is the major driver of island land cover and land use changes. By this paper, we hope to provide a scientific reference contributing to the rational understanding of island and coastal sustainable urbanization in China, and the world beyond.     

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。     

广州市生态系统服务价值空间异质性变化

基于广州市2004―2016年土地利用分类成果,通过CA-Markov模型模拟预测2020年土地利用状况,结合格网分析法构建广州市2004―2020年的生态系统服务价值（Ecosystem Services Value,ESV）密度格网,并展开Getis-Ord热点区分析和圈层分析评估,分析广州市快速城市化进程土地利用变化对ESV变化过程和影响的空间异质性。结果表明：1）广州市快速城市化进程中,建设用地扩张占用了大量生态用地,建设用地面积从2004年的1 320 km2扩张到2016年约2 000 km2,预计2020年将达到2 263.63 km2,生态用地斑块日趋破碎化;2）2004―2016年间,广州市ESV总值累计减少了92.41亿元,年均减少约8.4亿元,预计2016―2020年其继续减少但减速会放缓;3）ESV高值区域的格网数量净减少近18%,低值区域的格网数量净增加约46%,局部区域生态系统服务功能的改善难以抵消快速城市化造成的ESV损失;4）广州市ESV变化呈现局部空间自相关现象,高冷区常年集聚分布在花都区和番禺―南沙一带,高热区从集聚分布于东北部逐渐变成为零星分布;5）ESV圈层格局从中心城区向外围区（核心区、近郊区、边缘区和外围区）呈“低―低―中―高”向“低―低―低―高”的结构特征演变,地处城市边缘的近郊区域和边缘区域逐渐形成空间异质性最突出的城乡交错带。     

Urban spatial development and land use in Beijing: Implications from London’s experiences

Beijing is facing a huge challenge to manage the growth of its built-up area whilst also retaining both productive arable land and land for conservation purposes in order to simultaneously realize the three aims of economic development, protecting arable land and generating environmental improvements. Meanwhile, London, as a world city with more than 200 years of industrialization and urbanization, has accumulated rich theoretical and practical experiences for land use planning in a major urban area, such as the creation of Garden Cities, a designated Green Belt and New Towns. This paper firstly analyzes the main characteristics of the spatial distribution of the built-up area, arable land and conservation land in Beijing. Then, some of the key aspects of urban fringe planning in the London region are examined. Lastly, several implications from the experience of London are provided with respect to land-use planning for Beijing, concentrating on a re-appraisal of land-use functions around Beijing, measures to improve the green belt, the development of small towns to house rural-urban migrants and urban overspill, and effective implementation of land-use planning.