基于城市不透水面—人口关联的粤港澳大湾区人口密度时空分异规律与特征

城市人口数据是社会经济各领域的基础数据,高分辨率的空间化城市人口数据则对社会经济各领域的分析和研究具有重要意义。本文首先通过多源遥感技术提取空间分辨率为30 m的粤港澳大湾区2007-2015年间城市不透水面的变化,再利用Dasymetric映射方法得到30 m分辨率的网格化人口密度分布,从而分析大湾区2007-2015年间城市人口的时间和空间变化。通过Google Earth时间序列高分辨率影像采集的样本验证,粤港澳大湾区城市不透水面提取精度均在80%以上;通过统计年鉴中县级人口统计数据,分析大湾区网格化城市人口与统计数据之间的一致性,得到决定系数R²总体在0.7以上。研究表明,粤港澳大湾区城市人口具有特殊的时间和空间分异规律和特征：①大湾区内除了香港和澳门人口分布较稳定,其他城市人口都有不同程度和不同方向的扩张,其中广州、深圳、东莞的人口扩张最为明显;②大湾区城市人口空间分布具有明显的多尺度和多中心特征。总体上,大湾区人口集中在以珠江口为中心的城市群核心区内,离核心区较远的肇庆、江门、惠州人口较为稀疏,城市化程度相对较低,是支撑大湾区经济社会继续深入发展的重要区域。在核心区内,城市人口的分布则在城市尺度和城市群尺度上都体现了多中心分布特征,香港和广州都有多个城市中心,而香港、澳门、深圳、广州则是整个大湾区的4个中心。地理位置上4个中心分布在大湾区的不同地方,可以带动整个粤港澳大湾区的全面发展。研究结果可为粤港澳大湾区在社会经济各领域的分析与规划提供决策支持。     

时空协同的精准农业遥感研究

高分辨率遥感对地观测为我们从空间与时间2个维度客观反演地表格局—过程提供了有效的技术支撑。本文遵循时空协同的研究思路,基于高分辨率遥感影像,开展了农业遥感领域2个典型的问题研究：① 提出了一种基于影像视觉特征的耕地分区分层提取方法,该方法在利用DEM数据进行分区的基础上,根据不同区域内耕地所呈现的几何特征和纹理特征差异,分别设计了不同的耕地提取模型;② 构建了一种地块尺度的作物生长参数反演方法,方法以地块为基本单元,在空间、时间及属性组合约束下进行作物理化参数反演。本研究以贵州省安顺市西秀区和广西扶绥县耕地提取进行了耕地地块提取示范,以扶绥县进行了基于耕地地块和中空间分辨率时间序列遥感数据的甘蔗叶面积指数反演。其中,对于安顺市西秀区的耕地地块提取结果而言,形态精度（IoU）大于0.7的地块超过60%,规则耕地、梯田以及林草地等的类型精度均超过了80%;对于扶绥县甘蔗叶面积指数反演的结果而言,其结果可以较为精确地反映出基地甘蔗与非基地甘蔗的差异,基地甘蔗在品质上要优于非基地甘蔗。西南山地区的耕地形态提取/类型判别和地块甘蔗叶面积指数应用验证均证明了方法的可行性。结果表明,协同使用多源高分辨率数据是实现精准农业遥感研究的有效途径。     

夜间灯光遥感数据应用综述和展望

在遥感应用研究中,夜间灯光遥感作为发展活跃的一个重要分支,近年来受到越来越多来自自然科学领域和社会经济领域的关注。与传统的光学遥感卫星获取地物辐射信息不同,夜间灯光遥感是获取夜间无云条件下地表发射的可见光-近红外电磁波信息。相比于普通的遥感卫星影像,夜间灯光遥感所使用的夜间灯光影像记录的地表灯光强度信息更直接反映人类活动差异,因而被广泛应用于城市化进程研究、不透水面提取、社会经济指标空间化估算、重大事件评估、生态环境评估等领域。目前,虽然基于夜间灯光数据的应用研究成果正在不断积累,但对成果的系统性总结、整理的研究目前存在着覆盖面不全、时效性不强等不足。基于此,论文通过对近几十年来有关夜间灯光数据的研究成果的详细梳理,从数据处理与技术方法、应用研究等方面进行归纳总结。最后,文章从多源数据融合、应用领域拓展和短周期地表灯光监测3个方面指出了未来的研究热点。     

城市空地：城市化热潮的冷思考

城市空地早已“隐藏”在增长与收缩这一对立而又统一的城市化进程中。然而,学术界对其研究尤为不足,国内研究更为滞后。通过文献溯源分析建立城市空地概念,在地块、样带、地区和国家尺度比较分析城市空地的类型、成因及价值,对当今世界城市化热潮做出冷思考。结果表明：① 城市空地在土地覆被、土地用途、土地权属3个维度发生类型分化;② 城市空地格局特征在地块、样带、地区和国家尺度分异明显;③ 城市空地直接成因包括地块分割过于破碎、地块形状不规则、居住人口减少及“去工业化”、土地投机、投资不足、环境问题;④ 城市空地已沦为城市社会、经济和生态空间的“灰色”区域,是增强城市可持续性的潜在资源。此外,有必要遵循“类型划分—格局与过程研究—成因解析—转换机制—影响及价值评估—利用监管”的逻辑框架,从“社会—体制—经济—生态”互动视角,通过不同城市化阶段或地区比较,在微观（地块）、中观（城市样带/地区）、宏观（国家）多尺度开展城市空地研究,以服务于城市更新和土地供给侧结构性改革。     

广东省东莞市1998～2003年生态足迹计算与分析

利用生态足迹模型定量研究广东省东莞市1998～2003年的可持续发展状况.结果表明,6年来东莞市的总生态足迹显现较快的上升趋势,每年平均增长12.9%,总生态承载力也是逐年上升(9%),但总生态赤字越来越大;从生态足迹的供需结构看,耕地和化石燃料用地的供需矛盾非常突出,林地、草地和水域供需相对较小.总的来说,东莞市的生态足迹已远超过其生态承载力,已对生态系统构成极大压力.从长远发展看,东莞市应该发展知识经济和循环经济,控制人口数量,并倡导新的生活方式和消费方式,同时要加强替代资源开发研究,以实现该地区发展     

珠江三角洲城镇建筑覆盖近期变化研究

基于遥感与地理信息系统技术,从1988年与1998年两个时期研究区域的TM卫星影像提取各城镇的实际建筑覆盖区面积等专题信息,并利用Arc/Info802建立珠江三角洲乡镇级空间数据库。在此基础上重点对珠江三角洲城镇建筑覆盖近期变化的空间扩展特性,并就企业、交通设施、人口、区域经济与行政体制等驱动因子进行了初步综合分析。研究表明20世纪末珠江三角洲城镇建筑覆盖总体圈层格局相对稳定,核心增长与交通指向扩展非常显著,城镇建筑覆盖区增长总量与增长速率空间分布不一致,城镇扩展强度指数空间分布也显示出核心增长与交通轴向增长显著的特征     

空地多视角影像的古村落三维重建应用

针对古村落对三维实景模型的高精度、精细化真实还原需求,该文设计了一种基于影像进行三维实景重建的技术方法。采用多旋翼无人机和手持三轴云台相机分别采集低空和地面的多视角影像,通过Context Capture软件对来自地面、低空的多视角影像分别进行空中三角测量和区块合并,实现了地面、低空多视角影像的集成,并进行三维实景建模。该方法应用于东莞市南社古村落的三维实景建模工作中,结果表明,该方法建模成果的几何精度和纹理贴图满足相关规范要求,适用于大型文化遗产的三维实景建模。该方法充分利用低空和地面不同位置的视角的优势,能够为大型文化遗产采集较为完整的影像信息,在构建高精度、还原效果好的三维实景模型方面具有明显的优势。     

粤港澳大湾区建设用地扩张与城市热岛扩张耦合态势研究

深入研究粤港澳大湾区建设用地扩张与城市热岛扩张的耦合态势,对改善大湾区生态环境、实现城市化的健康发展,具有重要的意义和科学价值。本文以粤港澳大湾区为研究区域,选取2000、2008和2016年的遥感影像数据和地表温度数据,提取大湾区的建设用地、划分城市热岛强度等级、识别城市热岛区域;在此基础上,使用总体耦合态势和空间耦合特征两种模型揭示大湾区在不同时期建设用地扩张和城市热岛扩张的耦合关系。结果表明：① 2000-2016年,粤港澳大湾区的建设用地扩张和城市热岛扩张趋势具有同步性;② 城市热岛区域面积不断增加,在珠江口两岸逐步形成了连接中山-佛山-广州-东莞-深圳-香港,大范围分布的倒“U”形城市热岛条带;③ 大湾区建设用地与城市热岛的总体耦合态势处于不断加强的过程,至2016年,两类指标的重心距离达到研究期内的最小距离,此时的总体耦合态势最强;④ 研究期内,大湾区未出现建设用地扩张和城市热岛扩张严重失调情况,建设用地扩张和城市热岛扩张耦合类型以耦合型、基本耦合型以及轻度不耦合型为主,空间耦合程度高。     

粤港澳大湾区水体淹没频率变化及驱动力分析

文章围绕粤港澳大湾区建设的国家战略资源保障需求,基于2001—2020年粤港澳大湾区水体淹没频率数据库,利用空间分析与统计分析相结合的研究方法探究近20年来大湾区各类水体范围、特征及水体淹没频率的时空变迁规律,识别区域水体变迁的热点区域,探讨水体分布变迁的驱动因素,为强人类活动干扰区水资源综合管理、洪涝灾害防控等工作提供依据与指导。研究表明：1）近20年来粤港澳大湾区地表水体范围及淹没频率均呈萎缩趋势,最大、平均及季节性水体面积分别以50、31与11 km2/a速率衰减,大量季节性水体转化为永久水体与易涝区;2）粤港澳大湾区水面率变迁的时空差异、城乡差异均显著,东翼水面率略有增长,其余地区均大幅萎缩,城区水面率相对较低且下降幅度较大,城市扩张区永久水体衰减率达到90%;3）从水体类型看,基塘系统大量流失,上游大中型湖库面积略有增长;4）区域水体变迁的主导驱动因素为城市化引起的土地利用变化,其对年平均总体水体及基塘水体面积贡献率超过80%,湖库水体面积扩张则主要受降水驱动。     

基于分形理论与GIS的城区交通路网复杂性分析——以广州市城区为例

以广州市城区为例,基于分形理论,借助GIS技术手段,测度广州市城区1957、1982和2008年交通网络的盒子维数。结果表明:①广州市城区路网具有明显的分形特征,不同区域的盒子维数均有不同程度的增加,城市路网覆盖度不断提高,道路密度和通达性不断增强;②根据不同时期不同行政区路网盒子维数的差异和增幅大小,把广州市城区路网发育划分为3种不同类型:成熟型(东山区、越秀区、荔湾区),发展型(黄埔区、芳村区、白云区),拓展型(海珠区、天河区);③建立不同区域盒子维数与年代的线性、指数和幂指数函数关系,经对比发现指数函数关系拟合度最好,其相关系数R2>0.8,表明广州市城区交通网络近50年来发展迅速,而且这种态势还将持续下去。