低碳视角下城市空间形态紧凑度研究

全球气候变化背景下,构建功能紧凑的低碳城市空间形态已成为世界各地城市实现低碳化可持续发展的主要途径之一。但目前的城市形态研究主要集中在城市外部空间,缺乏对城市内部功能空间紧凑度的量化。从实现低碳城市的视角,提出了城市内部功能空间形态紧凑度的量化指标,用以探讨实现低碳城市的城市空间形态特征;以商业、医疗、教育和文化娱乐等4种重要服务设施布局为基础,构建了城市功能空间紧凑度指数,对不同规模、不同地理条件类型的8个案例城市进行定量研究,实证了城市内部“功能空间紧凑度”指标较城市外部“形态紧凑度”指标能够更好的反映城市形态的紧凑性内涵,适用于评价各类城市空间形态的低碳发展模式。     

基于绿地生态机理的城市空间形态研究

通过研究城市大气污染自净化机制以及风与城市绿地间的相互作用机制,探索城市绿地生态机理.研究表明,城市绿地生态机理一方面是绿地植物对污染物的吸收净化,另一方面是绿地与城市环流共同作用稀释过滤城市大气污染物.进一步研究表明,基于绿地生态机理,绿带环绕的组团式形态是一种较为理想的城市空间形态,城市外围紧密布局城郊绿地,组团中心为"绿心",居住区环绕"绿心"布局.组团的规模应根据各城市的具体现状确定,绿带的宽度要适宜.该城市空间形态能协助实现城市空气污染自净化过程,保障城市生态环境.     

大连市中山区城市建筑垂直特征对城市热环境效应的影响

以大连市中山区的遥感和建筑数据为基础,利用单窗算法和相关分析方法,研究2007年、2017年研究区的地表温度空间分异特征,以及地表温度与建筑高度的相关性。研究结果表明： 2007年、2017年研究区最低温度由22.497℃增长到29.015℃,最高温度由36.091℃增长到43.213℃。研究区北部、解放路和中南路沿线、青泥洼-天津街商贸集聚区附近温度明显增高。 2007年、2017年,研究区区域内建筑都有所增高,中山区北部和青泥洼-天津街商贸集聚区附近建筑明显增高,研究区建筑有向南蔓延的趋势。 2007年、2017年,地表温度与建筑高度呈现低相关性,相关系数分别为0.346、0.331。     

基于地表能量平衡的城市热环境遥感研究——以石家庄市为例

对石家庄市LandsatTM数据进行土地覆被分类,计算各土地覆被类型的能量平衡分量。找出感热、潜热、储热通量在下垫面的分配差异并分析下垫面面积比例与感热/净辐射的关系。发现密集不透水面感热单位面积能量达314.1 W/m2,49.9%的净辐射转换为感热。城市植被、水体净辐射的61.2%,65.9%变成潜热;感热/净辐射与城市植被和水体面积比例负相关,面积比例小于30%,感热/净辐射随之减少而快速增长;大于30%则随之增加缓慢降低。感热/净辐射与不透水面面积比显著正相关,可见,城市近地层温度升高主要由不透水面产生的感热交换引起。     

山地城市土地覆盖变化对地表温度的影响

针对山地城市复杂的城市地貌和下垫面类型,本文使用TM、DEM、ETM⁺等遥感影像资料,提取了重庆市土地利用覆盖类型;借助TM、MSS等遥感数据的红外波段,反演出1988年和2000年的地表温度。分析了重庆市近十年的土地覆盖变化及其对地表温度的影响,结果表明,在1988~2000年间,研究区土地覆盖变化明显,特别是城市土地覆盖面积有显著增加。土地覆盖类型的变化会改变地表温度的空间分布,尤其是城市土地的扩展会提高地表温度。对山地、丘陵、平坝、陡坡四种耕地的地表温度进行了深入分析与研究,结果表明:山地城市土地覆盖变化引起了植被覆盖度的变化,而植被覆盖度的变化又相应地影响了地表温度的变化,植被覆盖度每下降10%,地表温度上升0.49K。     

内蒙古农牧交错带山地聚落空间形态研究

通过图形分析与数字量化的方式,辨析聚落空间形态。将内蒙古农牧交错带山地空间中的43个聚落进行整合与比较,量化形状指数以及聚落空间分维值进而梳理聚落空间特点。结果表明:内蒙古农牧交错带山地聚落斑块空间具有相似性,聚落空间主要受到环境影响而形成以中小型带状聚落为主的空间形态。由于受到该地区降水及地貌的影响,聚落呈现明显的"亲水性"。聚落在选址营建时依附于河流走向进行建设,形成"人-地-水"的有机整体。聚落外围空间不丰富,空间尺度单一,整个聚落空间的外部离散度差异都不大。该地区聚落的公共空间结构化程度相对较弱,表现出聚落外部空间较强的功能性与较弱的文化性。     

基于服务空间视角的长春市城市功能空间扩展研究

中国快速城镇化背景下城市功能空间迅速扩展引起了广泛关注。以长春市用地现状图和统计资料为数据源,借助ArcGIS和SPSS软件平台,引用多种模型基于服务空间视角研究了1995年以来长春市城市功能空间扩展的特征、效应与驱动机制。研究发现：① 1995~2013年长春市城市空间扩展迅速,扩展模式整体上以圈层式近域扩张为主,城市与服务空间整体的偏离问题始终存在,城市开发建设过程中服务空间明显滞后于城市空间的扩张。② 城市空间快速扩展产生了城市蔓延、功能空间失衡和城市功能空间的优化升级等效应。③ 行政因素和社会经济因素是城市空间扩展的主要驱动因素,回归模型结果表明人口城市化和人居环境水平的提高是城市功能空间本质内涵扩展的社会经济核心因素。     

中国城市空间网络分析——基于电子信息企业生产网络视角

通过分析国内外城市网络研究的理论与方法,基于电子信息企业生产网络视角,对中国城市网络的空间特征进行了探索。研究发现:在中国制造业企业500强和世界500强中,电子信息企业总部集中于以北京、上海和深圳为核心的三大沿海都市圈,以及中西部地区的特大城市和省会城市,其研发机构与总部区位特征具有一定相似性,生产基地分布相对分散。由中国企业和跨国公司所主导的中国城市网络,可划分为地方化和全球化两种类型,均以东部及中西部特大城市为网络核心节点。地方化型城市网络的企业总部节点城市较为分散,网络密度和连接度较小;全球化型城市网络则以北京和上海为核心节点,对外联系程度相对较高。与传统城市等级体系相比,城市网络体系具有更强的包容性,从中可以发现崛起中的专业化城市。     

基于路网可达性的城市空间形态集聚分形研究

为将城市形态分形维数从平面空间拓展到交通网络系统,提出一种基于路网的分形集聚维数测算方法,探讨该维数的集聚—扩散性质。以郑州市中心城区为案例区,分别测算了各类功能用地半径集聚维数和路网集聚维数。结果表明：① 各类用地无论在平面中还是在路网中,密度从中心向外围的变化在特定区间内都是均匀的,符合分形特征。② 两种维数均呈现出商业用地<全部建设用地（不含道路与交通设施用地）<居住用地<工业及仓储用地的规律。③ 对于同类功能用地,相对于半径维数,路网集聚维数标度不变区尺度范围更广,对空间的划分也更为精细。④ 同类用地两种集聚维数的分形测量值存在差异,这体现出路网集聚维数对传统测度结果具有一定的延展—集聚修正作用。     

基于经济社会活动视角的城市空间演化过程模型

中国的快速城市化带来了诸多问题,亟需制定合理有效的城市空间政策以确保城市发展的可持续性。因此,开展城市空间发展过程模拟、实施政策检验对于推进新型城镇化和城市的健康发展具有重要意义。本文基于“土地利用/交通相互作用模型”(Land Use/Transport Interaction Model, LUTI),以经济社会活动为切入点,构建了城市空间演化过程模型(Urban Activity Spatial Evolution Model, UASEM),并进一步给出了UASEM模型各子模型的具体实现和模块之间衔接的逻辑结构,从可操作层面给出了模型的实现方法。该模型可用于模拟城市空间演化过程、检验政策实施等,将成为城市空间可持续发展模拟分析研究的重要工具。     

中国矿业城市空间形态特征及其空间分异

矿业城市是以矿产资源开采和初加工为主的资源型城市,伴随矿业城市发展的各个阶段,城市空间会呈现相应的演变过程和格局,城市经济的转型也必将带来城市空间结构的响应.矿业城市空间结构受自然资源和产业发展的影响明显,是基于自然资源与产业转型的空间可持续发展的典型研究对象之一.选取中国33个公认的典型地级矿业城市作为研究样本,提取空间结构数据进行紧凑度和分形维数的计算与统计分析,力图总结我国矿业城市对比其他类型城市在空间形态上的基本特征和空间分异规律.结果表明,矿业城市空间形态的紧凑度较低,发展呈分散态;矿业城市空间的边界比较复杂,呈不规则状态;矿业城市紧凑度与边界维数呈负相关;矿业城市空间形态受城市发展阶段、有无依托、其他组织的人为规划等因素影响,呈现一定的空间分异规律;矿业城市空间形态与人口规模和经济发展水平存在相关.     

厦门城市不透水面及其热环境效应的遥感分析

当前,城市空间的快速扩展使得原来以植被、水体为主的自然景观逐渐消失,取而代之的是以不透水面为主的人工建筑物,这一改变已对区域乃至全球的生态环境造成了显著的影响.本研究以海峡西岸中心城市——厦门市为研究区,以1989年、1996年和2009年的Landsat-5 TM影像为主要数据源,采用归一化差值不透水面指数(NDISI),研究了厦门市在这期间的不透水面分布的时空变化.结果发现,厦门市不透水面面积在这20年间扩展了近7倍,其增长主要占用了大面积的植被和水体.回归分析表明城市不透水面与地表温度呈明显的指数型正相关关系,而与植被、水体面积呈线性负相关关系.     

西宁城市空间形态演化研究

在RS和GIS技术支撑下,利用城市空间紧凑度模型,分析西宁1987,1996,2001,2006年近20年的城市影像图.认为西宁城市空间形态呈现出"X"形,在城市空间形态演化过程中表现出扩张速度加快,湟水南岸扩张速度快于湟水北岸,并且主导西宁城市空间形态演化类型;从城市内部来看,近20年湟水北岸城市空间扩张以填充紧凑型模式演化,湟水南岸表现出从填充紧凑型过渡为外延扩张型为主.最后分析得出西宁城市形态跨河发展演化机制中,湟水、南川河与北川河流向奠定了其城市空间形态总体格局,交通网络体系起到了重要的引导作用,经济基础发挥了关键性作用等.     

外部性视角下中国城市网络演化及其环境效应研究

在全球化、快速城市化和新技术革命的背景下,要素流与网络关系构成的“流空间”愈发重要,城市网络结构不断受到冲击与重塑,人地关系矛盾日益凸显,区域空间组织模式及其环境效应已成为环境经济地理学研究的重要议题。本文利用腾讯位置大数据,构建了2015—2018年288个地级以上城市之间的人口迁徙网络,采用社会网络分析和面板空间计量模型,对中国城市网络演化格局及其环境效应进行实证分析。结论如下：① 中国城市网络联系强度高的城市主要分布在“胡焕庸线”东侧的京津冀、长三角、珠三角和成渝城市群组成的菱形结构;城市网络密度和关联性逐渐增强,度数和中介中心性呈现多中心和分散化的发展趋势。② 中国城市空气质量总体有所好转,空间上呈现显著的集聚特征;88.89%的城市空气质量指数（AQI）下降,PM_2.5、PM₁₀、SO₂、CO和NO₂年均浓度有所下降,而O₃年均浓度有所上升。③ 中国城市网络对环境质量的影响主要来源于城市网络外部性所带来的空间溢出效应;城市网络中节点权力地位和影响力的增强,提高了借用规模和借用技术,从而促进环境质量提升。④ 度数中心性提升了东部、中部和东北地区的环境质量,减少了PM_2.5、PM₁₀、SO₂和O₃的年均浓度,增加了CO的年均浓度;而中介中心性则提高了西部地区的环境质量,降低了NO₂的年均浓度。     

岩溶山地城市扩展空间差异的地形效应

利用贵阳市1976年MSS影像,1986年、1996年TM影像,2006年CBERS影像和1:5万DEM等,对喀斯特山地地貌背景及地形条件与贵阳城市化空间过程的时空分异特征的相互关系进行深入分析.土地扩展集中指数表明地貌分布直接影响城市在不同方向上的扩展分布,建没用地的扩展主要发生在起伏度小于30m的平缓地形区;对比贵阳城市扩展斑块,新生斑块密度整体上要高于延展斑块密度;城市几何中心轨迹呈西北-东南来回移动.这说明贵阳城市扩展整体受地形条件影响较大,向盆周山丘缓坡→盆地外围的岩溶山地垭口、谷地、小型山间盆地坝子和岩溶丘原面拓展,城市扩展不能连片发展,只能在较为平缓的地带分散扩展,各分区城市扩展强度最高值均在5～15km的缓冲区内.同时城市空间放射状指数表明城市形态虽然狭长.但城市化过程中紧凑度水平逐渐升高.     

20世纪末中国迁移人口空间分布格局——基于城市的视角

基于人口普查资料,对20世纪末中国迁移人口在不同行政级别、不同规模城市的分布格局进行分析,并运用探索性空间数据分析技术进一步对地级及以上城市迁移人口的空间分布特征进行研究。结果表明:地级及以上城市在迁移人口流动中占主要地位,其中百万规模级别以上城市在人口迁移中地位尤为显著;县级市间迁移人口规模差异显著,东部地区县级市平均迁移规模要大于西部和中部;省际迁移中城市空间分布大体呈现3个梯状层次;省内迁移中城市空间分布总体表现出极大的相似性,均以各省会城市作为省内迁移人口的第一流入地;不论是省内迁移还是省际迁移,东部沿海地区的珠三角和长三角地区城市群都是迁移人口的高度集聚地。     

基于引力势力范围的郑州城市多中心空间形态识别

识别和分析城市多中心结构的空间形态,对优化城市空间结构具有重要意义。对引力模型的多中心综合实力参数和距离参数测定方法进行优化,首先将能够反映居民对空间结构感知体验的空间句法可达性,与人口经济和社会活动空间分布结合构建评价体系,定量计算多中心综合实力;然后将能够表达居民出行轨迹空间特征和偏好规律的词向量相关性,作为距离参数引入引力模型;最后计算引力强度并划分势力范围,对多中心发展目标的现实演化状态进行分析和评价。通过对比实验发现：优化引力模型与传统引力模型分析的势力范围存在一定差异,经空间统计和实地调查验证,优化模型对多源数据的运用更充分,考虑的因素更全面,其空间形态分析结果较为准确;从识别与规划多中心势力范围差异看,二者在郑州市核心城区的势力范围较为相似,均为早期规划或自然演化形成的已建成多中心,而部分外围多中心的识别与规划位置不同,空间形态差异明显,为未建成多中心,还远未形成其应有的分散疏解作用。     

西南山地城市雨洪灾害防治多尺度空间规划研究——基于水文视角

西南地区城市因山地环境的特殊性,面临城市雨洪灾害频发、多发和危害严重等特点,其雨洪灾害防治方法也不同于其它地域城市。通过对典型山地城市重庆近10年水文数据的观察,将雨洪灾害的形成、发展与城市水文过程特征进行关联分析。借助水循环模拟分析的理论基础,结合山地流域多元化、城镇空间组团化、社区空间多维化等特点,以多尺度空间下的水文模拟过程为依托,建构应对山地城镇雨洪灾害防治框架体系:(1)流域尺度生态安全格局体系建构;(2)城镇尺度雨洪防灾基础设施布局及空间优化;(3)社区尺度雨洪设施的低冲击设计。研究探索山地城镇雨洪灾害发生的规律特征和科学价值,可为全球气候变暖下的山地城市雨洪灾害防治提供参考。     

基于植被指数的太原市绿地景观格局及其热环境效应

以中国重要的能源工业城市太原市为研究区,借助RS、GIS等手段,以太原市1986年、1995年、2001年三个时相的TM/ETM数据为基础,应用景观生态学的理论和方法,选择归一化植被指数(NDVI)和地表辐射温度分别作为城市绿地和热环境效应的反映指标,分析城市化过程中绿地景观格局及其与热环境的变化特征;探讨城市绿地景观格局的变化与城市热环境效应的相关关系;以寻求提高城市绿地生态效益的有效途径,为日后的城市园林绿地建设提供一些借鉴.研究表明:1986-2001年间,NDVI值较大的植被覆盖情况较好的绿地逐年减少,取代以NDVI值较小的植被覆盖差的硬质半硬质景观;景观水平上,绿地景观破碎化程度加剧,各景观要素混杂程度提高;景观的多样性增加,但这样的多样性是以大量的人工干扰为前提的;各景观类型的优势度降低,分布趋于均匀.反映城市绿地景观的NDVI与反映热效应的地表辐射温度LST两者之间存在较大的负相关关系,景观格局的热环境效应随着景观破碎化程度的加剧、景观优势度降低和多样性的增加而加强,城市绿地景观的空间分布格局对其热环境效应也有着重要的影响,其中混合格局的降温效果最为明显.