基于长时间序列遥感数据的太原市建成区近50年扩张规律分析

本文基于太原市1973-2020年遥感影像,利用人工目视解译结合Google历史影像校正提取建成区,引入紧凑度、扩张强度、扩张速度及重心迁移模型等指标对太原市建成区近50年的时空演变特征进行深入分析,并分析太原市建成区扩张的主要驱动力因素。研究表明：①1973-2020年太原市建成区面积扩张了15.12倍,平均年增长面积为7.85 km²;建成区紧凑度普遍较低,在南北方向扩展明显,重心沿南西约30°方向迁移了约3500 m。②引起太原市建成区扩张的主要因素有经济、人口扩张等,其中国民生产总值与人均GDP起到关键性作用。     

南水北调东线山东段沿岸城镇化空间特征研究

基于南水北调东线工程在山东省的流经路线,研究沿岸城市发展的时空变化特征.研究以1985年、1995年、2005年、2015年四期的Landsat遥感影像为基础,通过遥感图像解译和GIS空间分析得出城市用地的空间演变图.计算城市扩张强度、紧凑度、分形维数、城市重心坐标4个指标研究扩展特征,并收集相关的统计数据分析了城市区域扩展的驱动力.结果表明沿线4个城市的扩展强度不断增加,济宁、聊城、德州、泰安30 a来的城市扩展强度分别为11.124％、14.274％、8.177％、20.825％,紧凑度和分形维数也有较大变化,说明城市的扩展不仅有向四周的扩展,城市重心也有着不同程度的迁移.经济发展情况、自然条件、政府政策以及人口交通等都会对城市扩展产生影响.     

基于地理国情普查数据的泸州市空间扩展监测

基于2014年地理国情普查数据和历史遥感影像,对2010~2014年泸州城市空间扩展进行监测与分析。结果表明,泸州市中心城区由2010年的68.86 km2扩展到2014年的88.51 km2,年均扩展速度为7.31%;中心城区几何重心整体约向北偏西移动0.24 km,扩展模式总体上属于填充型,土地来源以人工堆掘地为主;中心城区紧凑度相对提高约20%,城市几何形状越来越规整;城市用地增长弹性系数为1.16、人口-城市扩展指数为1.31,表明中心城区土地城镇化快于人口城镇化。泸州市在今后的城镇化过程中,应加强空间管制、促进土地集约利用。     

1990年以来太原市主城区空间扩张特征研究

以太原市主城区为研究对象,利用1990、2000、2010、2019年建设用地的矢量数据,采用城市扩展速率、扩展强度、紧凑度、扩展弹性系数等指数,并结合土地利用动态模型、等扇分析等方法定量研究不同时期太原市主城区空间演变特征。研究发现:太原市扩展面积呈逐年增加的趋势,主城区的扩展速度与强度存在较大的波动,在研究时段内仅有2000—2010年主城区扩展速度与人口增长速度相对均衡;主城区用地结构变化较为显著,耕地面积大幅减少,并且多转向建设用地,土地覆被状况趋于稳定;城市扩展类型主要以填充式、外延式为主,受地形条件、经济开发以及政策支持的影响,扩展存在明显的方位性,主要沿汾河呈轴向型非均衡扩展,扩展重心向东南方向偏移。     

基于RS和GIS的伊宁市城市扩展研究

基于1999,2014年遥感影像资料,将RS与GIS技术相结合,对伊宁市城市扩展进行监测。监测结果表明:十五年间,伊宁市建成区快速增长、扩张强度大;具明显空间分异特征,城市重心向西北方向偏移;呈组团式发展模式;紧凑度变化不大,空间形态趋于简单。对周边土地利用的影响表现为占用大量耕地为主,居民点和工矿用地占用次之,其他用地微弱。经济发展、政府政策和城市规划、交通设施建设、人口增长是伊宁市城市扩展的主要驱动因素。     

遥感与地理信息系统相结合的城市空间扩展研究

综合应用遥感和地理信息系统技术,以厦门市1988年、2000年TM遥感影像为基础,试验了多种两个时相影像的复合变换方案,生成厦门城市拓展图;既而,引入分维度、圆度,构造了接边指数等,从格局与数量两个角度定量分析了厦门城市拓展的图斑特征;同时,在厦门市城市拓展图基础上,结合福建省土地局历年的土地利用类型调查数据、厦门市自然社会经济概况材料和厦门新城市规划情况等加以叠加复合分析,对厦门城市空间结构进行全方位、多要素、多视角考察。     

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。     

1979～2008年徐州市城市空间扩展及驱动因素分析

以遥感和GIS为技术支撑,基于1979～1988,1998～2008年遥感影像资料,对徐州市近30年城市扩展信息进行提取,并分析该时段城市空间扩展特征及其驱动因素。结果显示：自1979年至2008年,徐州市建成区面积以每年5.57km2高速扩展,其中1998～2008年的扩展强度最大。主要扩展方向为从西北到东南轴向,紧凑度与分形维数都有逐渐缩小的趋势。城市扩展弹性指数与合理值的差值有扩大趋势。经济因素、人口因素、交通因素是影响城市扩展的主要驱动因素。     

1990-2019年艾丁湖流域城市空间扩展遥感监测

基于卫星遥感影像,监测艾丁湖流域1990-2019年土地覆盖类型变化,并利用多种城市变化监测指数及雷达图方法,揭示以自然流域为研究范围的城市扩展变化过程,并探究其驱动机制。结果表明:(1)1990-2019年,流域内土地类型变化巨大,城市扩展明显,建成区面积扩大了近3倍;(2)流域内城市扩展经历了中速扩张和高速扩张两个阶段;(3)流域内3个主要城市建成区面积分别扩展了约40 km²、60 km²、40 km²,3个城市均在原基础上整体向外扩展,在2000年后托克逊县向西南方向扩展明显,吐鲁番市向西北和东方向扩展更为明显,鄯善县除原西南和东北方向外还增加了西北的扩展方向。自然条件是制约西部干旱地区城市发展的主要因素,同时西部地区的城市扩展受经济和政策因素的影响逐渐增强。     

重庆市主城区城市空间扩展遥感监测研究

以2000~2013年多源遥感影像为数据源,结合专题资料,根据一定的判别原则提取了重庆市主城区4个时相的城区范围。通过对主城区城市扩展强度、城市用地增长弹性系数的计算,分析了城市空间扩展的时空变化情况;通过对主城区城市扩展空间象限方位、分形维数、紧凑度、重心转移的计算,分析了城市外部形态特征的演变。结果表明,重庆市主城区外部城市空间形态保持健康稳定的发展趋势;城市空间形态变化受政策和制度因素引导和调控;城市空间扩展形态受多种影响因素综合作用。     

Urban expansion in Xiongan New Area since 1975

Abstract

Although urban expansion has been extensively studied at different scales in China, relatively little attention has been paid to the county scale. Xiongan New Area (XNA) was selected as the study area and its urban expansion processes from 1975 to 2017 were retrieved using remote sensing and GIS technology, and its spatial-temporal characteristics of urban expansion were revealed from the aspects of basic characteristics of urban expansion, urban spatial morphological evolution, interactions of urban lands, and assessments of the imbalanced degree of population-land urbanization. Results indicated that urban lands in XNA expanded significantly. Cultivated lands were the first land source for urban expansion. Urban lands mainly adopted the edge-expansion, which rendered the urban fringes to be complex and irregular. The interaction of three counties in XNA was strengthened successively, especially after the implementation of the ‘New Urbanization’ strategy. Population-land urbanization was inharmonious but has improved from moderate to mild imbalance.     

赣榆县城镇用地扩展时空特征分析

赣榆县作为东部沿海城市城镇化发展尤为突出。本文选取1987年、2000年和2009年3期Landsat TM/ETM遥感影像作为主要数据源,利用ArcGIS软件数字化功能对城镇建成区进行提取,并将3期提取结果进行叠加分析,通过城镇扩展面积比重、城镇扩展指数、城镇用地扩展强度指数、城市紧凑度指数和城市用地分形维数模型对城镇扩展动态特征进行分析。     

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。     

基于多时相卫星遥感数据的上虞城市用地动态扩展分析

采用地形图和MSS/TM,SPOT5卫星遥感数据,提取城市建成区范围,计算多种城市扩展指数,研究分析了1976~2010年上虞城市用地扩展情况。研究发现,20世纪70年代至21世纪10年代,上虞城市用地扩展面积和强度在最初爆发性增长后,保持高位稳定。城市紧凑度指数持续降低,城市分形维度在大幅下降后保持稳定,城市发展日益复杂化,边缘日益曲折、破碎化。今后市政规划建设应着力发展建设城市用地边缘离散曲折之处,提高城市紧凑度,降低分形维度,从而提高城市区域市政服务职能效率。     

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。     

Urban growth monitoring and projection using remote sensing and geographic information systems: a case study in the Twin Cities Metropolitan Area,Minnesota

This study investigates urban growth dynamics from regional to local scales in the Twin Cities Metropolitan Area and demonstrates how metropolitan growth can be driven by policies. Urban change from 1975 to 2006 was detected using Landsat imagery. Future growth in 2030 was modelled based on two scenarios with or without regional development policies incorporated. City- or township-level growth was examined by a zonal analysis. Results show urban grew 126,700 ha from 1975 to 2006. The Markov-Cellular Automata model projected at least another 67,000 ha of urban growth from 2006 to 2030. When regional development policies were incorporated, homogeneous and compact growth patterns were predicted along the urban periphery; however, actual land supplies within the cities along the urban edge are facing challenges to accommodate the projected growth as large portions of suitable lands are located outside of the 2030 Municipal Urban Service Area boundary.     

大冶市耕地利用变化分析

以1992年、2000年和2009年大冶市TM影像数据为基础,利用ERDAS遥感图像处理软件的监督分类方法和ArcGIS的空间分析功能,对大冶市水域、建设用地、林地和耕地四大土地利用类型进行提取。随着城市化进程脚步的加快,城市建设用地的扩张,土地的不合理利用和污染,使大冶市耕地面积呈日趋减少的趋势。通过土地利用变化情况的综合分析,提出更具实践性的建议,从而更好地指导大冶市土地利用规划的制定。     

Sensing Sprawl: Towards the Monitoring of Urban Expansion Using Dempster‐Shafer Theory

Abstract

The outward expansion of cities in the United States has been a source of concern and policy debate for well over forty years. This sprawling urban landscape has been cited as a contributing factor behind the loss of open space, environmental damage and increased congestion. To better understand urban expansion, monitoring programs are required to facilitate the systematic observation of urban expansion, and to provide critical information in order to adjust urban development policies. Monitoring the urban landscape has been a major application focus of satellite remote sensing technologies. Yet, research has shown that the complexity of the urban landscape frustrates simple characterization of cumulative land cover processes such as sprawl. In this paper an approach to the remote detection and characterization of sprawl is introduced based on the use of Dempster‐Shafer Theory of Evidence. Functioning as a soft‐classification algorithm, Demptster‐Shafer Theory offers a unique solution to the mapping problem when evidence of class structure in underscored by uncertainty. Through the use of this technique it was possible to model uncertainty based on the concept of belief. This conceptualization was instrumental in deciphering the complexities of urban land cover arrangements and offered an alternative logic which enhanced delineation of subtle changes in land cover indicative of sprawl.     

甘肃省主要城市空间扩张协调性分析

在全国地级以上城市以及典型城市群空间格局监测项目中,根据城市用地增长弹性系数判断城市空间扩展的协调性。结果表明,2000-2016年全国大多数城市用地增长弹性系数大于最优值1.12。分析了城市用地增长弹性系数最优值的来源以及城市空间扩张与人口增长关系的相关研究成果,将人均城市用地面积与城市用地增长弹性系数结合起来,用于城市空间扩张协调性分析,并在甘肃省主要城市进行了空间扩张分析实验。