基于POI与不透水表面指数的城市建成区提取

准确识别城市建成区边界,对科学实施城市规划和建设、促进城乡可持续发展具有重要意义。从城市建成区概念出发,综合考虑建成区连片和公共设施配置,提出一种基于POI核密度与不透水表面指数的建成区边界提取方法。该方法以不透水表面指数和市政公用设施和公共设施POI核密度为主要数据源,通过构建城市建成区综合指数（POI&ISA指数）和最佳阈值选取等步骤可实现较为准确的城市建成区提取。以武汉都市发展区为例,将该方法与基于POI方法的建成区提取结果进行对比,结果表明基于POI&ISA指数的方法提取精度较高。该方法可弥补单一POI数据源在城市尺度建成区提取中的不足,且通过对POI数据类型初选和带宽的适当选取提高对公共设施配置的表征能力,在局部地区可获得更好的建成区提取效果。     

基于道路交叉点邻域扩张曲线的城市边界识别——以成都、西安、武汉、南京和长沙为例

城市边界识别是定性和定量研究城市的基础和前提,已有的关于城市边界提取的研究大都需要提前设定阈值或依赖人口统计数据。基于分形几何学,利用矢量建筑物分布数据识别城市边界,虽可克服这一缺陷,但国内城市边界的研究往往受阻于矢量建筑物分布数据获取困难。本文提出了一种基于道路交叉点的邻域扩张曲线作为识别城市边界的新方法。结果表明：该方法以电子地图为数据源,基于道路交叉点矢量数据进行研究时,城市集群数据随搜索半径增大而改变,城市扩张曲线中的最佳距离阈值是提取城市边界的关键;提取成都、西安、武汉、南京和长沙城市边界的最佳距离阈值分别为133、114、139、124和129 m,各城市的集群面积分别为769、350、270、317和359 km²。利用道路交叉点提取城市边界,方法简便可行,数据较易获得,本文结论有望为城市形态发展演变和城市规划等相关研究提供参考。     

基于遥感监测的广州市建设用地时空变化

基于1996、2000、2005和2011年4期TM遥感影像,利用ArcGIS空间分析功能,研究了广州市建设用地时空变化状况。结果表明,研究时段内广州市建设用地共扩展413.44 km2,属快速扩展时期,且扩张速度越来越快。建设用地斑块个数、平均斑块面积、最大斑块指数和紧凑度越来越大。增城区和从化市等建设用地主要呈零星式和蔓延式扩张,而市辖区、番禺区、南沙区和花都区建设用地主要呈填充式和蔓延式发展;建设用地扩张以东南方向（番禺区、南沙区）和西北方向（花都区）为主,其次为增城区和从化市。人口增长、经济发展、规划与政策和交通建设是影响广州市建设用地扩展的主要驱动力因素。     

城市热岛斑块遥感识别及空间扩张路径研究——以北京市为例

研究利用MODIS地表温度数据产品,引入概率阈值算法提升城市热岛斑块空间识别精度。在此基础上,构建城市热岛扩张指数将城市热岛斑块时空变化过程分解为飞地型、边缘型、填充型扩张模式和缩减型模式。基于土地利用变化过程,开展城市热岛斑块空间扩张模式的路径分析,准确识别城市热岛斑块空间扩张路径的来源和归趋。研究表明：2020年北京市夏季昼夜城市热岛斑块总面积分别为3932 km²和2 266 km²,占北京市总面积比例23.96%和13.81%。2005―2020年夏季昼夜城市热岛斑块面积比例分别增加43.40%和24.44%。增长型城市热岛斑块面积大于缩减型城市热岛斑块面积。边缘型扩张模式是增长型城市热岛斑块最主要的模式。耕地、城市建设用地、农村居民点是增长型城市热岛斑块主要的空间扩张路径。研究结果为揭示城市热环境形成过程和精细化管理提供理论依据和数据支撑。     

常熟市城镇用地扩展分析

以Landsat TM/ETM卫星遥感影像为数据源,以GIS为分析手段,通过扩展面积、扩展强度指数、分维数指数以及相关用地类型的土地资源分布重心坐标详细分析了常熟市建设用地(城区、城镇以及独立工业用地) 的时空特征,揭示了我国苏南经济发达地区城镇建设用地的扩展规律,分析了引起城镇建设用地扩张的驱动力。结果表明:(1) 撤并的建制镇镇区扩展强度远低于建制镇,但用地没有萎缩;(2) 建设用地加速扩展,但不均衡,分散格局没有改变;(3) 以市区为中心,以新港镇为副中心的城镇工业带和镇区连绵区正在逐渐形成;(4) 用地扩展从中心城区及周边为主,开始向沿江区域拓展;(5) 经济发展的速度始终是常熟市区各研究时段用地扩展的主导影响因子,相关政策指引着经济发展的方向,贯穿于常熟城镇用地扩展的全过程。     

基于GDP格网的中国大陆城市DMSP/OLS稳定灯光数据饱和标定方法

DMSP稳定灯光数据产品因其灰度级较低(6bit),通常导致数据在城市中心区域达到饱和,限制了其对城市化进程(如建成区面积)、社会经济发展(如能耗)等关键指标的宏观统计与高精度应用。该文提出一种GDP格网数据辅助去饱和方法,以2010年中国大陆地区DMSP/OLS稳定灯光数据饱和最为严重的36个城市为研究对象,基于该年的GDP格网数据对稳定灯光数据产品进行饱和标定,标定后各城市灯光总和均得到合理提升。为了验证方法的有效性,对标定前后的城市灯光总和与城市建成区面积和能源消耗量两个社会经济指标进行了相关分析,结果表明,标定后的相关系数分别从0.63和0.57提高到0.67和0.61,说明基于GDP格网数据标定方法能够提高稳定灯光数据的应用精度。     

基于“反规划”理念及FLUS模型的城镇用地增长边界划定研究——以徐州市贾汪区为例

城镇用地增长边界划定对城镇用地扩张调控与管理具有重要意义,但当前仍无统一划定思路与方法。基于"反规划"理念,引入FLUS模型探讨城镇用地增长边界划定思路,并以徐州市贾汪区为例,采用2009年和2014年数据对FLUS模型可靠性进行验证,对2020年研究区土地利用变化进行情景模拟,在此基础上辅以各部门近期用地需求划定城镇增长边界。结果表明:FLUS模型模拟结果的Kappa指数达0.95,总体精度达0.9628,各类用地ROC值也较高,说明FLUS模型模拟效果较理想;对基本农田及生态红线严格约束后,贾汪区城镇发展形态更加紧凑,2020年城镇用地增长边界面积为5 606.39hm2,占研究区总面积的9.03%。该研究既遵循了土地利用变化客观规律,又考虑了基本农田及生态红线等保护要求,能够有效缓解城镇扩张与基本农田和生态保护之间的矛盾,有利于引导城镇用地合理发展。     

广东省城镇建设用地经济密度差异时空特征及影响机理

基于广东省21个地级市的城镇建设用地经济密度数据,利用ArcGIS空间分析、泰尔指数、重心模型等方法分析了1996―2008年广东省城镇建设用地经济密度差异的时空特征,并构建面板数据模型对其影响机理进行了探讨。结果表明：1）1996―2008年,广东省城镇建设用地经济密度总体差异波动增大,城镇建设用地经济密度重心向西北偏移;2）广东省各城市之间城镇建设用地经济密度差异显著,空间格局上存在较明显的集聚和峰值效应;3）广东省各城市之间城镇建设用地经济密度的相对发展速度差别较大,按基础水平和提高速度的差异划分为4种类型区,其中基础高密度提高较慢类型区和基础低密度提高较慢类型区涉及城市数量较多;4）随着产业结构的优化、资本与劳动力投入规模的增大、交通区位的改善和科技水平的提升,广东省城镇建设用地的经济效益将会得到不断提高。     

中国城市体系等级结构及其空间格局——基于DMSP/OLS夜间灯光数据的实证

完善的城市体系可以不断优化各个城市的时空资源并强化区域城市的集聚效应,切实推动区域可持续发展与城市综合效益最大化。受惠于城市因素流与城市作用潜力的显著相关关系,节点体系研究可以准确测度城市体系内部各个城市之间的相互作用关系,又避免了功能体系研究所需矢量数据的难以获取与测算庞杂,而DMSP/OLS夜间灯光遥感数据可以综合地定量测度城市地区人类活动的广度与强度。基于夜间灯光指数的引力模型定量测度中国341个城市之间的相互作用关系,并通过二阶段聚类法综合分析其城市体系等级结构与空间格局。中国节点城市被划分为7 大国家节点城市（包括北京、天津、上海、广州、重庆、哈尔滨与沈阳）、26 个区域节点城市与107 个省域节点城市,而中国城市体系则被划分为2 个国家城市体系（北方城市体系与南方城市体系）、8 个区域城市体系（华北城市体系、东北城市体系、西北城市体系、黄河中游城市体系与华东城市体系、华南城市体系、西南城市体系、长江中游城市体系） 与31 个省域城市体系。城市体系的地域范围是相对的、局部的,没有明确的识别界线,不过通过对基于DMSP/OLS夜间灯光数据的中国城市体系等级结构与空间格局与顾朝林实证研究的分析结果进行进一步的综合比对评估,总体而言,基于DMSP/OLS夜间灯光数据对城市体系的等级结构与空间格局进行实证研究是可信的和可行的。     

一种研究城市化发展的新方法

以南京市1988年TM影像为信息源,组合影像4、5波段得到建筑用地指数(NDBI),采用决策树分类方法对NDBI进行修正,分类提取建筑用地;对照TM影像修改误分的地块后转化为栅格数据,生成50×50个像元大小的格网,统计每个格网单元内的建筑用地率,将该值赋给各个格网单元的几何中心点;采用距离倒数方法由点数据插值得出整个影像范围内的建筑用地区域分异情况,进而反映出不同建筑用地率的辐射影响范围。该方法可定量提取不同建筑用地率的辐射边界,有助于根据单张影像数据分析城市的扩张趋势,可在一定程度上预测城市的发展;对于需要跨江发展的城市(如南京),该方法可以辅助桥梁等过江通道的选址。     

Calibration of an urban cellular automaton model by using statistical techniques and a genetic algorithm. Application to a small urban settlement of NW Spain

Cellular automata (CA) stand out among the most commonly used urban models for the simulation and analysis of urban growth because of their ability to reproduce complex dynamics, similar to those found in real cities, from simple rules. However, CA models still have to overcome some shortcomings related to their flexibility and difficult calibration. This study combines various techniques to calibrate an urban CA that is based on one of the most widely used urban CA models. First, the number of calibration parameters is reduced by using various statistical techniques, and, second, the calibration procedure is automated through a genetic algorithm. The resulting model has been assessed by simulating the urban growth of Ribadeo, a small village of NW Spain, characterized by low, slow urban growth, which makes the identification of urban dynamics and consequently the calibration of the model more difficult. Simulation results have shown that, by automating the calibration procedure, the model can be more easily applied and adapted to urban areas with different characteristics and dynamics. In addition, the simulations obtained with the proposed model show better values of cell-to-cell correspondence between simulated and real maps, and the values for most spatial metrics are closer to real ones.     

国外防治城市病的规划应对思路与措施借鉴

城市病是随着工业化、城市化进程出现的,已经成为国内外城市发展普遍存在的难题。城市规划和管理是防治城市病的主要途径之一。国外发达国家城市病的主要表现为人口膨胀,城市不堪重负;城市人口贫困失业、居住条件恶劣;交通拥堵,生活质量下降;环境污染,资源短缺;社会冲突、犯罪活动、政治腐败现象加剧;城市无序蔓延,发展失控等方面。针对以上问题,国外从城市规划和管理层面出发,进行了很多的尝试,积累了很多宝贵经验,通过借鉴美、英、日等发达国家治理城市病的规划应对思路,对我国的城市规划管理有很好的启发,今后应更新城市发展理念,加强城市规划编制的科学性与权威性,重视交通规划对城市发展的引导,积极推进各项规划的协调与对接,缩短规划审批周期,严格保障规划的顺利实施。这些规划思路的落实,对于我国防治城市病,推进城市健康发展具有十分重要的意义。     

湿地对城市形成、演进及可持续发展制约机制的探讨

湿地是地球上独特的自然综合体和水陆复合生态系统,而城市则为人类文明进步的重要标志和成果。湿地为城市提供了发展空间和核心资源,是城市立地的最优条件。城市自出现以来,沿河流湿地建市便是普遍规律;在近代,城市沿河流推进到滨海湿地区。湿地类型与格局影响城市的发展方向,制约城市景观结构。在河流与滨海或河流、湖泊与滨海等异质湿地结合部,城市因获得最优发展空间而具有高级的发展形态,成为开放性更高的现代国际都市。湿地是城市生态环境的重要组成部分,蕴涵强大的综合功能,为城市实现可持续发展提供重要的水资源和生态环境保障。     

城市再生:21世纪中国城市化趋势

城市再生是城市化深化的必然结果。20世纪50年代以来,西方城市开发概念经历了5次变化,即城市重建、城市振兴、城市更新、城市再开发和城市再生。每一概念都包含丰富的时代内涵,并具有连续性。我国大规模的城市更新改造是从新中国成立以后开始的,特别是改革开放20多年的开发建设取得了巨大成绩。在实践上积累了宝贵的经验和深刻的教训,在理论上引借了“城市有机更新论”。21世纪我国大城市都不可避免地要踏上城市再生之路,城市再生是新世纪内涵式、质量型城市化政策的必然选择。我国城市再生在实践和理论上面临的5个方面的重要问题,即“逆工业化”和“第三产业化”、“郊区化”与“中产阶层化”、城市社区建设与就业、城市历史文化保护和利用以及城市再生的法制建设、规划和管理。     

城市游憩商业区(RBD)对城市发展的影响

RBD功能的出现对于城市而言表示了新的城市发展逻辑在发生变化,在新的城市发展逻辑关系中,城市社会经济、城市空间格局、城市文化景观形态等必然发生相应变化。本研究RBD对城市发展的影响,从整体的高度审视城市发展功能要素之间彼此的互动关系,从而引导城市规划与政策方向。     

面向高质量发展的中国城市体检方法体系探讨

改革开放40 a来,中国的城市规划、建设和管理水平发生了质的改变,但快速城镇化所引发的城市问题日益突出。城市体检概念应运而生,并逐渐从国家战略落实到城市高质量发展的具体实践中。在梳理和解析城市体检背景及其作用的基础上,详细阐述城市体检指标设计的逻辑框架,梳理城市体检各指标间的关系,辨析不同尺度间城市体检的异同,提出中国城市体检的方法,旨在对中国城市体检提供理论依据。     

地理学视角下城市复杂性研究综述——基于近20年文献回顾

城市作为组织结构复杂的开放人地地域系统,一直是地理学的研究核心之一。论文以2000—2020年相关文献为数据源,构建一套定量分析与定性认知相结合的文献分析判读体系,基于地理学视角从概念内涵、研究主题、技术方法等方面综述城市复杂性研究成果并开展讨论。过去20 a来,中国的城市复杂性研究逐渐从单尺度的格局、过程和机制研究转向于多尺度下复杂交互过程的集成与综合研究,并逐步形成了城市设施网络、城市人居环境、城市经济活动以及城市空间治理4个主要主题,在数据方法上逐步转向于空间技术及社会计算支持下的全景式全生命周期数据支撑的多维场景化分析。今后及未来一段时期,地理学视角下的城市复杂性研究需要进一步加强城市数字基础设施建设及全周期信息采集能力,加深对城市生态经济体系的综合测度及监控,增强跨区域发展机制影响下的城市流空间研究。     

城市形象研究进展及展望

城市形象体现了一个城市的文化特征和城市精神,在当前全球化背景下,已经成为城市的一种重要竞争力,城市形象的好坏对于城市的社会经济发展具有重大影响。从城市形象的理论和实证两部分研究内容出发,系统阐述了当前理论所包含的研究内容及对实证研究区域进行统计分析,并实证分析中国19个省、自治区,81个县、市的城市形象定位,指出当前国内在城市形象研究内容、研究区域及研究方法上存在的不足,以其为中国城市形象研究提供参考。     

基于城市创新职能的中国创新城市空间体系

基于问卷、访谈及统计数据资料,采用因子分析、数学建模等综合分析方法,以知识经济下城市创新职能及城市体系理论为理论基础,探讨中国城市的创新格局、网络、等级体系及城市的创新联系,研究表明,中国创新城市体系空间格局形成以上海、北京为顶级城市的五级塔型城市体系结构,东部沿海城市在中国创新城市中具有重要地位,省会城市及经济强劲的城市一般成为区域性的创新中心。中国创新城市体系受城市创新规模、城市科研规模与效率、城市创新潜力因素、城市创新环境等多方面因素的影响。以城市间合作论文数量来测度城市之间的创新联系,结果表明,北京在知识传播和知识合作创新中的处于中心位置,高层级的城市在知识传播与合作中明显比较高层级与中层级以及低层级城市多,省会城市及经济实力强劲的区域中心城市在知识传播中起重要的作用。     

城市交通与土地利用一体化模型的理论基础与发展趋势

城市交通与土地利用间的协调发展是科学调控城市发展的重要环节。在基于地租理论的微观区位决策与土地利用与交通系统宏观动态交互理论基础上,回顾了城市交通与土地利用一体化模型的发展过程及不同依据下的分类特征,对空间相互作用和重力模型理论模型、空间经济学理论模型、随机效用和离散选择模型和基于行为的微观模型4类一体化模型的优劣进行了系统梳理分析。分析表明,具有合理理论基础、科学数据处理方法、较高模型精度和政策评估适用性的一体化模型仍存在巨大发展空间。近年来西方学者研究趋向微观化、综合化和简约化,而国内一体化模型发展相对滞后,要求模型理论与综合实证开发的进一步突破。特别是在新数据、新交通技术、国土空间规划体系背景下,城市交通与土地利用一体化模型将从“空间”模型向“时空间”模型转变;从“宏观”集计模型向“微观”行为模型转变;从“交通-土地”模型向“综合系统”模型转变;从“样本数据”模型向“大数据”模型转变;从“交通规划”应用向“国土空间规划”应用转变。旨在对城市交通与土地利用一体化模型的一般结构、原理类型、当前面临的问题和挑战进行深入剖析,以推进一体化模型在中国的研究与开发。