重庆市主城区1986-2007年用地时空演化特征分析

本文以重庆市主城区为例,通过GIS构建城市用地变化模型对重庆市城市用地20年来的时空演变规律进行了分析,分别对其城市用地利用程度、城市用地多样性和城市用地重心变化进行了评价,并考虑入口和海拔因素,讨论了重庆市城市用地发展的主要特点.结果表明;(1)重庆市主城区城市用地中耕地面积最多,其次是林地,城市景观所占比例较轻.2...     

顾及地类转换差异的城市空间扩展元胞自动机模型及应用研究

元胞自动机模型已经成为城市空间扩展模拟研究的重要方法之一,并得到广泛应用。然而,现有的城市扩展元胞自动机模型仍存在不足。由于元胞状态设置较为简单,从而使模型转换规则中对不同用地类型向城市用地转换的差异与强度考虑不够。基于此本文在元胞自动机模型的框架下,设计了多元结构的元胞状态及转换规则,提出了顾及地类转换差异与强度的城市扩展元胞自动机模型。在计算非城市用地向城市用地转换的转换概率时,该模型考虑了3个方面的概率：① 地形地貌、经济发展等城市发展的驱动因素对城市用地扩展的影响概率,该概率采用logistics方法进行计算;② 邻域元胞的用地类型对中心元胞转换概率的影响,该概率采用扩展摩尔型方法进行计算;③ 不同类型的非城市用地（本研究中包括耕地、林地和裸地3种类型）向城市用地转换的强度,该概率由模拟基期土地利用数据与目标年份土地利用数据的叠加,得出不同类型的非城市用地在此时间段内向城市用地转换的规模,进而确定不同类型的非城市用地向城市用地转换的强度。最后,将以上3种概率的乘积作为元胞转换的概率。通过转换概率与转换阈值的对比判断中心元胞是否在下一个阶段转换为城市用地。经过迭代计算,不断增加城市用地元胞的数量。当模拟城市用地的结果与目标年份的城市用地规模差值在一定的范围内时停止模拟,得出最终结果。模型构建完成后,本文以长株潭城市群核心区为例进行了模拟实验。以2001年该地区的土地利用数据为基期数据,模拟2010年该地区的城市用地规模和空间分布。研究结果表明,根据本文提出的模型模拟的城市扩展结果与真实数据相比具有较高的一致性。模拟结果正确率达到68.66%,比基于传统logistics回归的元胞自动机模型的模拟精度提高了4.25%,Kappa系数为0.675。该模型较好地模拟了长株潭城市群核心区城市扩展,在城市空间扩展模拟中具有较好的适应性与有效性。     

基于遥感和GIS的天津城市空间形态变化分析

选用分维数和紧凑度作为城市形态指数,与城市土地利用变化相结合研究城市扩展的过程和特征。以天津市为例,利用遥感提取26年内9个时相的数据进行研究,结果表明,天津市近26年内有2次快速城市扩展,但两阶段的特征不同,后期虽然扩展速率高于前期,但形态指数变化速率却低于前期,反映出后期城市扩展更趋于理性和有序。城市形态指数与土地利用变化指标有很好的互补性,两者结合可以更充分描述城市扩展的特征和过程。     

武汉市主城区用地结构遥感监测及动态变化

城市内部用地结构及其时空演变特征不仅能一定程度上反映出城市社会经济发展水平、预示城市未来发展空间和发展潜力,而且还会直接影响城市人居环境的适宜性,不同地区和不同发展阶段城市内部用地结构存在明显差异。本文基于武汉市1990、2000、2010和2018年4期Landsat TM/OLI遥感影像,采用面向对象多尺度分割算法对武汉市主城区内部用地结构进行了长时间序列遥感监测研究,并在此基础上分析了城市用地结构的时空演变特征。研究表明:1990-2018年武汉市主城区用地结构类型以不透水层、植被和水体为主,用地结构演变模式主要表现为植被和水体向不透水层的转化。主城区内部不透水层面积由1990年的329.73 km~2增加至2018年466.69 km~2,增加了136.96 km~2;植被和水体面积则由1990年的332.74 km~2、318.26 km~2减少到2018年的320.46 km~2、196.39 km~2,分别减少了12.28 km~2、121.87 km~2;裸土地面积较小,整体变化不如前3种用地类型显著。本研究可为城市功能用地制图、城市用地效率分析以及城市生态环境质量综合评价提供参考。     

牡丹江市城市扩张遥感动态监测及驱动力分析

本文研究牡丹江市城镇建设用地扩张特征及主要驱动因素.以1990、2000、2010、2019年Landsat系列遥感影像为主要数据源,采用人工目视解译方法,同时结合牡丹江市土地利用现状数据,利用城市扩展强度指数、城市紧凑度指数和城市用地分形维数3个指标,分析了近30年城镇建设用地的空间分布及动态变化特征.在此基础上,利...     

基于夜间灯光遥感的城市垂直空间扩展研究——以武汉为例

长期以来城市空间扩展研究主要针对城市水平空间的扩展模式研究,而忽视了城市垂直空间的扩展模式研究。以武汉市为例,利用长时间序列的DMSP/OLS夜间灯光数据集,在避免预设灯光变化规律的基础上对其进行校正,汇总统计城市建成区外延像元灯光强度值的变化特征,探测城市垂直空间扩展规律。结果表明城市像元灯光强度增强速度的统计特征与其所处的城市发展阶段有明显的关联性,并且符合"外延-增强-减速增强-稳定不变"的规律,其中"增强"阶段受城市发展规划和政策的影响明显。     

北京市城市形态与热岛强度关系的日夜对比研究

近年来城市热岛效应日益严重,深入理解城市形态与热岛强度的复杂关系对缓解热岛效应意义重大。然而当前城市形态与热岛强度关系研究多聚焦于日间,研究结果也仅适用于日间热环境改善。针对此问题,以北京五环内区域为研究区,以街区为基本分析单元,基于经典的最小二乘回归、地理加权回归和新兴的多尺度地理加权回归模型分析了城市形态与热岛强度关系的日夜差异。主要得出以下结论:①北京五环内的热岛强度空间分布格局在日间和夜间两时段差异显著,影响热岛强度的城市形态指标类别在两时段也不尽相同;②无论在日间还是夜间,多尺度地理加权回归模型性能均最优,其次为地理加权回归和最小二乘回归,表明城市形态与热岛强度关系具有明显的空间非平稳性,各形态指标对热岛效应的影响存在明显的尺度差异;③各形态指标的带宽在夜间更小,表明城市形态与热岛强度关系的空间非平稳性在夜间更强。基于以上研究结果,建议城市规划人员在开展以减缓热岛效应为导向的城市形态优化工作时,应更加注重时间针对性和空间针对性,从而制定出“因时段制宜”和“因街区制宜”的热岛减缓策略。     

建筑点群在城市3维形态量化中的应用

利用将建筑实体进行高度抽象,提出了建筑点群,以GIS的空间分析理论为依据,通过实体高度、起伏度、空间聚集度三个指标对城市的3维形态进行量化与分析.选取南京市主城区为实验样区,提取该区域的建筑点群,用三个指标对实验样区内3维形态的空间分布格局和时间发展特点进行定量分析与描述.实验结果证明,这三个指标从不同角度分析了建筑实体在区域内的组合方式,能够在一定程度上反映城市3维形态的基本特征,有助于对城市空间分布格局及城市历史演变过程的研究.     

上海市城市空间扩展时空特征与预测分析

 本文以1990、1995、2000、2005年的上海市土地利用遥感监测数据为基本数据源,分析了1990-2005年上海市城市空间扩展 的时空特征。同时利用SLEUTH模型对城市空间扩展进行了模拟和精度验证,并对未来30年上海市城市空间扩展进行了预测。结果显示:1990-2005年,上海市城市空间扩展明显,城市面积净增加81 278hm²,净增长10.14%;在扩展的时间过程上呈现先减缓后加剧的趋势,2000-2005年城市用地扩展最为剧烈,城市面积净增加40 668hm²,净增长5.08%,填海造陆是该时期城市扩展的典型特征。SLEUTH模型可以较好地模拟预测上海市城市空间扩展的时空过程,不同时期模拟与遥感监测结果的Kappa系数最高达到了0.8476;未来30年,上海市城市用地将以年平均增长率1.63%的速度扩展,2040年城市用地面积将达到152 685hm²。城市扩展将占用耕地41 824hm²,年平均占用耕地1200hm²。城市扩展的方式主要是边缘增长,东部的浦东新区沿五洲大道向海方向、南部的徐汇区沿沪闵高架路向南,以及西部的嘉定区和青浦区沿京沪高速两侧向西的地区 均是未来城市扩展的主要方向。     

2000年以来山东省地级以上城市空间格局监测分析研究

城市空间格局变化监测能够反映城市建设空间的发展规律和特点,为城镇体系发展规划、优化以及城市空间开发集约利用等提供重要基础。该文选取山东省作为研究区域,以全省17个地级以上城市城区为研究对象和统计分析单元,以2000-2017年7个时期高分辨率正射影像提取其城区边界和部分时期内部结构数据,采用城市扩展面积、城市扩展速度、城市扩展强度及紧凑度等指标,对山东省17个地级市城市空间格局发展变化进行综合分析,对城市扩展、城市用地等进行评价。研究结果表明:山东省地级以上城市空间格局演变整体呈现出以济南青岛为中心的东西两极发展格局,整体发展较为均衡,但东西部差距依然较大。城市紧凑度较低,以粗放型土地增长模式扩展,面积扩张过快,占用耕地比例较高,土地集约利用程度不够。研究成果可为优化城市空间结构,促进城镇高效、集约、节约、绿色发展等提供了合理的建议以及技术支撑。     

基于GIS的四平市城市扩展遥感分析

本文以吉林省四平市为例,选取1976、1979、1991、2001和2007年MSS、TM、ETM+的5个时相遥感图像,对其进行处理、解译,以城市面积变化、分维数、紧凑度等作为指标,对该市31年来城市扩展及其特点进行研究。结果表明,四平市在31年内的城市扩展可分4个阶段,其中,1979-1991年城市扩展速度最快,而2001-2007年城市扩展速度也较快,而且更注重城市的内涵建设,这与四平市经济发展情况相符合。说明城市形态指数与统计数据结合可以更充分地描述城市扩展的特征和过程。     

城市生长与形态双维分形模型改进及应用

分形方法是测度城市生长与形态演化的重要方法,然而其标度区范围的自然识别依然存在瓶颈。本文采用二阶导数识别半径法标度区界线,结合经典计盒法模型提出改进的双维分形标度律测算方法,以郑州市为案例区验证模型的精度与效度,综合解析郑州城市空间形态结构的生长演变特征。结果显示:① 利用二阶导数自动识别半径法标度区界线可显著提升分形模型拟合效果,拟合精度R²由0.920提升至0.996以上;② 郑州城市空间结构存有双标度现象,城市生长扩张并非标准环形波状推进,半径法模型仅在“城市中心边缘—建成区内侧”的环状范围拟合有效,城市结构可能存有自仿射生长或随机多分形特征;③ 1982—2020年郑州城市形态演化为明显的中心蔓延模式,职能用地的空间配置整体均匀程度偏高,功能分异程度较低,存有城市景观较紊乱,系统效率不高的隐患。本研究对半径法分形模型中拟合精度难以提升的应用瓶颈作出了突破性尝试,为城市生长模拟与城市空间结构演变分析提供了一种新方法,丰富了城市分形研究。     

闽台建设用地图像数据空间特征分形对比研究

利用2002年闽、台ASTER影像数据,运用分形几何学理论、数理统计方法,对闽台建设用地分布的空间特征进行分析。研究结果表明,分维值是定量刻画土地利用类型空间格局的重要参数,对遥感影像中直接提取土地利用类型的图形因子进行不同区域土地利用分形结构的差异研究,具有快速、方便、准确的性质。闽、台建设用地斑块的空间分布具有分形特征,其空间形态受自然和人文两方面因素,特别是地形地貌和交通的影响十分明显。同时台湾建设用地的平均斑块面积、分维值和规模大的斑块比重均高于福建,反映了闽、台建设用地空间特征的区域差异,这对闽、台两地,特别是福建省加强建设用地规划,合理配置空间资源,及福建省加强中心城市建设和交通规划等方面具有重要的指导意义。     

Analyzing land use characteristics of rural settlements on the urban fringe of Liangjiang New Area,Chongqing, China

The objective of this paper is to analyze land use characteristics of rural settlements in urban fringe so as to provide references for optimizing the regional distribution of rural settlements, consolidating rural settlements, and coordinating urban-rural integrated development. The methods of spatial statistical analysis, buffer analysis, Ripley’s K function, kernel density analysis based on GIS (Geographic Information System) were used to analyze the characteristics of scale, spatial differentiation and spatial patterns of the rural settlements in Liangjiang New Area in Chongqing Municipality of China. The fractal dimension formula was also developed to reflect fractal feature of the rural settlements. The results show that, the scale of rural settlements in Liangjang New Area takes on distinct characteristics of spatial differentiation along with changes in elevation, gradient, location, geo-hazards distribution, and the like. The fractal characteristic of rural settlements has obvious regional variations subject to the 6 factors of location in the Liangjiang New Area. Overall, the worse the terrain conditions are, the larger the fractal dimension values become. The better the location conditions, the larger the fractal dimension values are. The spatial pattern in the township scale presents three kinds of distribution as being aggregated, uniform and random. In contract, the spatial pattern in the plaque scale displays a banding distribution from a general view with several aggregation zones centering on each town center. From the results, we can see that the characteristics of rural settlements in urban fringe are more complicated. For such kind of rural settlements in special regions, in the rural land consolidation more attention should be paid to improve the rural living environments and public services, as well as to promote the harmonious relationship between the urban and rural areas.     

城市边缘区土地利用结构分形特征的动态变化——以广州市南拓区为例

近20年来,随着广州市城市化水平的大幅提升,作为城市地域空间发展前沿的城市边缘区土地利用变化异常明显.本文以广州市典型城市边缘区为研究对象,基于覆盖广州市南拓区的4时相TM遥感解译数据,构建土地利用数量结构变化模型和分形结构模型,定量化研究区域土地利用结构的变化强度、复杂性和稳定性.研究结果表明:在广州市核心区城市化辐...     

RESEARCH ON FRACTAL CHARACTERISTICS OF URBAN TRAFFIC NETWORK STRUCTURE BASED ON GIS

Traffic network is an importance aspect of researching controllable parameters of an urban spatial morpholo-gy. Based on GIS, traffic network structure complexity can be understood by using fractal geometry in which thelength-radius dimension describes change of network density, and ramification-radius dimension describes complexity andaccessibility of urban network. It is propitious to analyze urban traffic network and to understand dynamic change processof traffic network using expanding fractal-dimension quantification. Meanwhile the length-radius dimension and ramifica-tion-radius dimension could be regard as reference factor of quantitative describing urban traffic network.     

GIS在城市规划编制中的2个应用--原理、方法和实例

地理信息系统的应用领域日趋广泛和深入。本文讨论了GIS在城市规划编制工作中的2个应用,即街区建筑技术经济指标的统计分析和城市适宜建设用地数量和空间分布的分析。街区建筑技术经济指标的统计分析能够为确定街区改造方式、改造次序等提供可靠的、数量化的依据,城市适宜建设用地数量和空间分布的分析则可以为确定城市合理的发展规模和城市空间布局提供有力的依据。     

基于分形维度法的都市区城市蔓延分析——以广佛为例

根据1957与1982年两个时期的地形图并结合1995与2008年的遥感卫星影像提取城镇建设用地专题信息,利用ArcGIS建立广佛都市区城镇建设用地数据库,采用分形维度的计算方法,对广佛都市区城市蔓延的情况进行测度和分析。结果表明广佛都市区三个发展阶段城镇建设用地面积增长速度并不均匀,具有加速发展的特点。四个测度年份的分形维数分别为1.645 4,1.628 5,1.558 6和1.527 0,均在1～2之间,分形维数呈递降趋势,总体下降了0.118 4,城市发展模式由紧凑型逐渐向松散型演变,存在城市蔓延情况,而且城市发展模式以年均0.14%的速度从紧凑型向松散型演变。广佛都市区城市蔓延的地域分异较为明显,具有较强的空间集聚性和中心向心性,广州和佛山毗邻地区以及中心城区是城市蔓延的活跃区和集中区,1982-1995年间研究区内蔓延速度比1995-2008年间要快。通过深入分析发现,经济快速发展、城市人口的持续增长、交通道路网络的建设是广佛都市区快速扩张和城市蔓延的基本动力因素之一,开发区土地扩张,进一步加剧了无序扩张和城市蔓延。