基于GIS的城市用地布局多情景模拟与方案评价——以江苏省太仓市为例

用地布局一直是城市总体规划中的关键难题,以往的规划方案多凭借规划师的经验判断、简单的图层叠加和有限的公众参与生成。然而新的城乡规划法要求从多角度综合考虑城乡用地布局问题,更加注重规划过程的科学性和准确性,也就特别需要有一种适应多情景分析下的城市用地布局模拟与方案评价方法。文章以江苏省太仓市为例,借助GIS技术的强大空间分析功能,探讨了这种方法的技术流程：① 参考已有的大尺度城市未来模型,结合我国特别是研究区的区域特点,构建一个实用的城市未来模型(Urban Future Model,UFM);② 通过用地评价、战略归纳、情景模拟等步骤,生成若干个可选的用地布局模拟方案;③ 应用多目标达成矩阵法从粮食、生态、灾害等多个角度对这些方案进行综合评价,并根据评价结果选择一个最佳方案作为本轮总规用地布局的规划参考方案。     

基于神经网络CA的兰州城市土地利用变化情景模拟

利用遥感和GIS技术获取兰州市1995-2005年土地利用、城市地价和城市规划等空间数据;基于Matlab7.2耦合GIS、人工神经网络和元胞自动机,对黎夏的ANN-CA模型进行扩展,模拟兰州市土地利用变化趋势。该模型综合考虑了影响城市土地利用变化的自然、经济和政策3个层面17个空间变量,并设计了5种不同阈值和随机扰动参数组合,进行校准和情景预测。研究表明:改进的模型精度较高,第3种参数组合预测最接近兰州市未来土地利用变化趋势:2005-2015年兰州市土地利用变化主要以居住、工业和道路用地增长为主,分别为17.8%、2.1%和1.2%;商业、仓储和政府社团用地增长较少,分别为0.6%、0.6%和0.5%。     

城市NOx 人体健康风险评估的GIS 应用研究

城市大气污染是人类目前及未来面临的主要健康威胁之一, 而随着交通的发展NOx 对 人体健康的影响越来越受到重视。基于GIS 技术进行健康风险评估的研究是目前城市环境健康 问题研究的热点。论文采用环境健康风险评估的基本框架( 浓度、暴露、剂量、效应4 个环节) , 应 用GIS 栅格数据模型和域面分析技术构建城市空气质量健康风险空间量化评估模型, 模拟了主 要大气污染物NOx 的剂量—效应函数关系; 并根据污染物的分布进行城市局地尺度NOx 健康风 险评估。     

沈阳市城市扩展与土地利用变化多情景模拟

利用基于遥感手段获取的沈阳市城市扩展与土地利用变化历史数据,对SLEUTH城市扩展模型进行校正,对未来(2005~2030年)不同管理情景下的城市扩展与土地利用变化过程进行模拟,并对其发展变化趋势和生态环境影响进行分析与比较。结果显示,在三种管理情景下,未来的沈阳市城市建设用地都将持续增加,大量的耕地资源被侵占;但不同管理情景下,城市景观格局和区域面临的景观生态风险却表现出明显差异。SLEUTH模型的模拟结果较好地反映了沈阳市不同土地利用政策、规划方案等对未来城市扩展和土地利用变化以及区域景观生态风险的潜在影响,同时也指出了当前城市增长管理政策中存在的不足之处。     

基于GIS的地理元胞自动机模拟框架及其应用

提出了一种基于GIS的地理元胞自动机模型框架:SimUrban,用于城市发展和演化的模拟与预测。该框架基于面向对象技术,在GIS环境下利用VS.NET开发而成,可以集成遥感和GIS数据以及新的转换规则和地理CA模型,从而模拟城市演化并进行精度评定。以上海市嘉定区为例,在SimUrban环境下利用基于主成分分析(PCA)的地理CA模型模拟了该区域1989-2006年城市发展和演化过程。     

中国城市人口密度分布模型研究进展及展望

城市人口密度分布及模拟是城市空间结构、郊区化研究中的重要内容.经济学和区域科学学者对城市人口密度分布模型研究文献很多,揭示了发达国家城市人口分布经历了从单中心到多中心的演变.本文从单中心城市和多中心城市2种研究假设,梳理了中国城市人口密度模型研究进展.从已有研究看,中国城市人口密度模型的研究主要集中在对北京、上海等个别大城市的研究上,多为个案研究.这些研究表明中国城市人口密度分布存在共性特征:①单中心人口密度模型能够较好的描述中国的紧凑性的城市人口分布;②负指数函数在模拟中国城市人口密度时有较好的优度;③同国外相关研究结论一致,中国城市的人口密度模型中,人口密度梯度逐渐变小,密度曲线变得更为平缓.④多中心模型研究表明,部分大城市的人口密度分布已经符合多中心模型分布特征,大城市次中心已经初步发育.纵观中国城市人口密度模型的研究,发现存在数据质量差、研究方法滞后、研究城市少、可比性差等问题,针对这些问题,提出应该在未来应努力利用GIS等提高数据质量,创新研究方法,对中国城市密度模型研究进行更深入的研究,加强比较研究,从而构建中国城市密度模型的相关理论,进而推动中国城市空间结构及郊区化研究.     

流域水文模型研究的若干进展

计算机技术和一些交叉学科的发展 ,给水文模拟的研究方法带来了根本性的变化。文章阐述了分布式物理水文模型、地理信息系统 (GIS)和遥感 (RS)技术在流域模拟中的应用等方面的进展。指出分布式模型具有良好的发展前景 ,应用 GIS的水文模型尽管有诸多优点 ,但并不能代表模型本身的高质量 ,遥感资料还没有完全融入水文模型的结构中 ,给直接应用带来较大的困难。     

城市空间破碎化研究进展及其展望

在辨析城市空间破碎化概念基础上,以空间破碎化在城市方面研究为主题对1998—2016年间SCI和SSCI数据库中相关文章进行文献计量,对城市空间破碎化研究的内容、方法和进展开展评述。从研究主题看,相关研究多以土地利用、生物多样性保护、环境可持续发展为主题展开,遥感和GIS技术应用是主要的技术趋势。从测度方法看,以土地功能碎化与景观破碎化测度为主,采用景观格局分析的方法,涉及多种景观维度或指数的综合运用。从城市空间相关的研究来看,以现象描述为主,主要着眼于城市内部空间重组,探讨不同类型空间破碎化的表现、产生原因和应对思考。未来城市空间破碎化研究应综合多学科的视角和方法,从空间上一体化运行的相关实体要素出发研究城市空间破碎化内涵、测度方法,结合空间大数据挖掘应用的新技术新方法开展系统综合的研究。     

城市NOx 人体健康风险评估的GIS 应用研究

城市大气污染是人类目前及未来面临的主要健康威胁之一， 而随着交通的发展NOx 对 人体健康的影响越来越受到重视。基于GIS 技术进行健康风险评估的研究是目前城市环境健康 问题研究的热点。论文采用环境健康风险评估的基本框架( 浓度、暴露、剂量、效应4 个环节) ， 应 用GIS 栅格数据模型和域面分析技术构建城市空气质量健康风险空间量化评估模型， 模拟了主 要大气污染物NOx 的剂量—效应函数关系； 并根据污染物的分布进行城市局地尺度NOx 健康风 险评估。     

流域水文模型和GIS集成技术研究现状与展望

该文综述了流域水文数值模拟模型与遥感、地理信息系统集成技术的发展和研究现状，讨论了四种类型集成技术特点、应用和存在的问题。提出了高层次共实体的时空概念框架，以实现水文模型与GIS完全集成，指出水文模型与GIS集成技术研究发展方向。     

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。     

定量遥感尺度效应刍议

目前定量遥感在面向国家需求、面向基础研究方面,存在海量遥感数据无法有效利用、定量遥感研究缺乏普适性和系统性、遥感应用难以再上新台阶等主要问题。因此,目前的遥感科学研究需要整合,需要向前迈出一大步。由于地表的异质性,我们如果只停留在演绎普适的机理模型在特定地点作个性化的处理,是不能适合地学的应用和研究的。必须在已有的反演和实验数据的基础上,用归纳的方法,总结出一些规律性的东西。走我国自然地理学"自上而下的演绎方法和自下而上归纳方法的结合"研究"尺度综合"的路子,在解决遥感科学核心问题"尺度效应"方面先搭建一个方法框架,同时建立几个开放的相关平台(如数据,反演,计算机模拟,等等),与有关学科的专家共享。     

中国人文地理学区域空间结构研究的主要领域及展望

以中国地理学界权威期刊的区域空间结构研究文献为样本,通过对文章数量、研究关键词、研究团队以及科研机构与地区分布的分析,总结中国区域空间结构研究的总体特征。发现：中国区域空间结构研究领域发表的期刊文章数量总体呈上升趋势;中国区域空间结构研究的问题和内容主要包括城镇化过程、城市空间结构、城市群空间结构演变、区域空间结构演化动力机制等方面;研究方法包括因子分析、聚类分析、空间计量分析方法、3S技术、模型等。随着学者们对区域空间结构演化过程更全面、更深入的认识,研究手段也日趋多样化、复杂化。在对中国区域空间结构主要相关成果进行梳理和总结的基础上,提出：未来中国区域空间结构的重点发展方向应当集中于拓展全球化视野、加强理论创新;注重微观尺度研究领域的开拓,重点研究微观尺度空间发展的过程规律、类型与模式、动力机制;研究范式与研究方法多元化,形成以地理学为主导的多学科相互渗透和融合的综合集成研究;加强区域空间结构优化的政策体系研究,促进区域协调发展及提升服务社会需求的决策支持能力等。     

城市群-开发区-产业集群互动研究的理论思考

以相互作用理论为指导,系统解析了城市群-开发区-产业集群互动研究的总体思路、研究内容与研究方法。基于理论分析,提出城市群-开发区-产业集群是相互耦合的复杂网络系统,三者的互动研究应遵循互动影响因素分析、互动方式识别、互动机制揭示、互动强度与协调度测度、互动模式探讨和互动路径设计的分析框架,并采用多学科融贯的综合研究、大数据分析、GIS空间分析、多智能体和元胞自动机建模等方法进行研究。     

An integrated approach to scaling issues in environmental change study

IntroductionOn the basis of our understanding of ecological principles, we can expect that global changes in climate, atmospheric composition and land use should affect the structure, function, productivity and the sustainable use of terrestrial ecosystems[1-3]. It is crucial for scientists to gain capacity to obtain sufficient data and effective understanding of ecosystem behaviors at larger scales, to extent models developed from local experiments to large areas where ground truth data are s…     

都市圈一体化共生网络系统的理论框架与研究重点

“流空间”带来的“时空压缩”效应打破了传统的资源配置逻辑、重构区域关系并驱使区域一体化的网络化组织形成,区域发展更加强调“合作”“互惠”与“共栖”。都市圈是城市化的重要空间表现形态,都市圈一体化也是区域一体化的重要表现形式,在流空间与网络化的背景下,建构多学科交叉融合的都市圈一体化理论框架以探究其一体化的特征、效应和机理,是亟待研究的理论问题。本研究基于共生网络视角,初步建构了都市圈一体化共生网络系统理论模型,并讨论了都市圈一体化的研究重点。研究认为：(1)都市圈一体化共生网络系统包含经济空间、社会文化空间和生态空间等多领域的实体设施网络和虚拟关系网络,具备共生系统和复杂网络的双重属性,同时符合城市体系的组织特征和演化规律,反映都市圈一体化的组织作用机制、演化方向和规律。(2)共生网络形成机制、共生网络效益生成机制和共生网络系统演化机制是一体化共生网络系统基本的运行机制,体现都市圈一体化的内在必然联系。(3)对都市圈一体化的网络化特征的总结,正向、负向效应的全面梳理,不同阶段内生、外生和网络驱动机理的解析,以及跨界网络关系治理路径的探讨等都是都市圈一体化研究的重要内容。探索建构都市圈一...     

Advances in research of land surface evapotranspiration at home and abroad

Land surface evapotranspiration (ET) is an important part of the hydrologic cycle and energy balances.With the development of remote sensing technology,research on monitoring and estimating of evapotranspiration has made important progress.This paper summarizes advances in measuring and estimating regional evapotranspiration at home and abroad based on traditional methods and remote sensing.This summary includes such methods as Bowen,Gradient,Penman-Monteith,Water Balance,Eddy Correlation,SPAC,Energy Balance and Remote Sensing.Also,the evapotranspiration achievements in the Heihe River Basin are also discussed.Finally,the existing problems in regional evapotranspiration research and future development prospects are also discussed at the conclusion of this paper.     

基于多策略的极地遥感反演模型集成研究

极地遥感反演模型是极地研究的一种非常重要的工具.遥感反演模型对极地研究具有重要性,分析遥感反演模型的特点,以持续性、业务化、统一调用为目标,提出极地遥感反演模型集成应用架构.基于该集成方案,提出基于多策略的模型改造方法,并从三个方面详细论述模型的集成模式.基于可执行程序的模型改造方法对模型进行改造,采用应用端的模型集成...     

城市三维地质信息系统初探

地质问题已成为影响城市可持续发展的一个基础性问题,利用现代信息技术构建一个集信息输入、数据库管理和三维地质数据可视化分析功能于一体的城市三维地质信息系统,可有效满足城市发展对地质信息不断增长的需求。该文阐述了城市三维地质信息系统的建设目标和研究内容,认为其是一个集城市地表、地上、地下多维、动态空间信息于一体的大型综合性空间信息系统。介绍了系统涉及的数据、系统功能特征和总体架构,指出了城市三维地质信息系统的发展方向和需要重点解决的关键性技术问题。