天山北坡城镇化进程中的水土资源效益及其时空分异

通过空间分析的Global Moran''s I指数和Getis-Ord G_i^*指数以及协调发展度函数选取1995年、2000年、2005年和2008年4个年份数据对天山北坡城镇化进程中的土地资源效益、水资源效益的集聚扩散状态及其冷热点空间格局演化与空间联动发展效应进行分析,研究发现:(1)天山北坡在绿洲自然地理格局下发育起来的城镇,受自然地理条件和水土资源分布特点及城镇发展水平不一、城镇性质各异而对水土资源利用程度不一等因素影响,其城镇化水平和水土资源效益的空间格局表现出不同的发展状态。(2)土地资源效益相似的县市具有明显的空间差异,呈现出分散的格局并保持相对稳定的态势。(3)水资源效益的空间集聚和扩散状态不稳定,变化显著。(4)水土资源效益在城镇化进程中各自的空间演化格局与路径迥异,区域联动效应差异显著。绿洲城镇发展的实际决定了水土资源效益的冷热点区域演化相比自身发展水平更具敏感性。     

基于四维驱动力的农村居民点整理模式分析——以北京市通州区为例

利用北京市最新土地调查数据和GIS工具, 描述通州区农村居民的用地现状、空间分布和特征。(1)依据规划边界将通州农村居民点划分为圈内、环内、环外三类, 圈内农村居民点面积50.30km² (121个行政村),占总面积的30.62%;环内居民点面积19.35km² (57个行政村),占11.78%;环外农村居民点面积94.63km² (277个行政村),占57.60%.(2)不同类型农村居民点的驱动力不同, 圈内农村居民点主要是经济驱动力和社会驱动力, 环内农村居民点主要是制度驱动力和环境驱动力, 环外的农村居民点主要是社会驱动力和生态驱动力。(3)圈内居民点整理方向是实现城镇化, 应采用土地一级开发模式, 发展城市二三产业;环内居民点整理方向是改善生态环境, 发展特色产业, 适宜采取城乡一体化综合开发模式;环外居民点整理方向是增加农业用地, 减少耕地占用, 适宜采用乡村整治模式。农村居民点整理需要以驱动力为基础, 结合空间特征采取差异化的整理模式。     

黄河流域城市群扩张的时空格局演化及情景模拟——以呼包鄂榆城市群为例

黄河流域城镇扩张对区域景观格局影响显著,城市群人口聚集与增长引发了流域“人-地”矛盾和“空间冲突”等一系列生态环境问题。基于土地利用数据和FLUS模型对2025年和2035年呼包鄂榆城市群城镇化与土地利用时空演化特征进行多情景模拟预测。结果表明：① 1990—2018年呼包鄂榆城市群整体发展水平较低,建设用地面积经历了“平稳增加-缓慢增加-急剧增加”的变化过程,区域总体以草地为主,其占土地总面积的50%以上,其次是未利用土地和耕地,林地和建设用地次之。② 城市群扩张最剧烈地区在空间上主要发生在呼和浩特市、包头市等城市主城区,且扩张模式以外延式扩张为主,扩张来源主要是耕地、草地等生态用地。③ 三种情景模拟发现,2025年和2035年区域土地利用变化的空间结构和特征差异明显。自然发展情景下,城市扩张不受约束,高速增长占据了大量生态用地;加入生态约束条件很好的控制了对草地和林地的占用;经济发展情景下,城市扩张将进一步占据更多的未利用土地和耕地。本研究通过城市群扩张时空格局演化及情景模拟分析,尝试为区域规划、城市空间规划和区域生态空间保护提供多角度、多情景和可选择的政策决策参考。     

快速城镇化过程中的中国城镇土地利用特征

主要利用国土资源部土地利用变更调查数据, 从城镇土地数量、人均城镇土地、城镇 建设占地、城镇内部用地结构和城镇土地空间格局及其时空变化等方面分析了中国城镇化快 速发展阶段的城镇土地利用现状, 并将这一阶段的主要城镇土地利用问题归结为总量失控、 粗放利用、影响宏观经济平稳运行、影响耕地保护和粮食安全、危及社会和谐发展、土地利 用结构失调, 以及生态环境恶化等方面, 最后从合理引导城镇扩张并加强农地保护、优化区 域和城镇内部用地结构布局、多手段节约集约利用城镇土地、统筹协调区域城乡居民点建设 用地, 以及防治并举促进城镇土地生态良性化等角度探讨了城镇化健康发展的用地策略。     

一种启发式A*算法和网格划分的空间可达性计算方法

本文提出了一个适用于研究城市内部的个体或商业区位的微观可达性计算方法,该方法的核心是将研究区域进行等距的网格划分,通过计算每个网格的可达性指标,来研究整个区域的可达性的空间分布特点。在可达性计算中,利用网格内的道路密度和土地利用状态这两个因素来模拟计算每个网格的交通成本,引入了启发式A ^*空间搜索算法来计算网格间路径的交通成本,并且加入适当的启发信息,提高了搜索效率,使搜索结果更符合实际需求。最后,基于本文提出的方法,利用GIS二次开发工具ArcEngine开发了计算程序,收集了多源数据,以广州市商务区的可达性作为计算对象,进行了商务区的可达性和易达性案例计算。     

中国城市资本密度空间变化与机制——以兰州市为例

构建了计划经济时期和转轨期中国城市资本密度空间分布的理论模型,并与市场经济体制的同类模型了对比研究,以兰州市为例,利用高精度卫星影像和大规模实地调查方法获取数据,采用GIS和数理统计方法,利用容积率指标,分区、分行业进行了实证研究。结果表明:市场经济体制、计划经济体制和转轨期中国城市资本密度由中心到外围的空间变化规律并不相同,而后者居于前两者之间,存在向市场经济空间模型靠近的趋势;计划经济体制、转轨期的中国城市土地利用由中心到外围为商务→住宅→工业→农业模式;转轨期容积率比计划经济时期均有不同程度提高,住宅、商务等建筑容积率的空间分布模型更接近市场经济体制下的模型;住宅、商务、工业等建筑容积率依次递减在一定程度上解释了住宅、商务用地的向心分布和工业用地外迁的现象。     

高密度开发城市的交通与土地利用互动关系——以广州为例

在评述国内外城市交通系统与土地利用互动关系研究的基础上,以广州为案例,利用有关政府部门资料、统计资料和实地调查资料,引入定量分析和GIS、RS空间分析技术,系统全面地研究了我国高密度开发城市交通系统与土地利用互动关系。结果表明：城市交通系统与土地利用之间相互影响、相互作用。交通系统的发展引起城市空间形态、土地利用开发、土地利用价格和用地布局特征的变化;反之,土地利用特征的改变也带来了交通线网格局、交通密度特征及交通模式的改变。     

南京市城市土地价格空间分布特征

城市土地供给是城市扩张的重要支撑,分析城市不同类型的土地价格空间分布特征对于城市土地的合理开发具有重要意义,并已成为学者们研究城市扩张过程的重要视角。采用传统统计学与地统计学方法,以住宅、工业、商服三种不同土地利用类型的出让价格为样本,分析了南京市2001-2010年土地交易价格的统计特征及空间分布特征。结果表明,土地用途不同,其出让价格的空间分布特征也不同。商服用地对商服繁华度要求较高,价格高值区集聚在市中心,以新街口、夫子庙等商贸商务区为中心,向外围价格逐渐降低,为典型的单中心布局模式;住宅用地对环境质量要求较高,价格高值区相对商服用地集聚度有所下降,并呈现出由市中心向外迁移的趋势,圈层布局态势明显;工业用地由于有较高的对外交通条件要求,以及环境成本约束和政策导向,除部分对研发及基础设施等条件要求较高的高新技术等工业外,大多布局在远离市中心,区位条件良好的沿江产业园区及工业区内,呈现多中心发展格局。     

主体功能区划可利用土地资源指标项及其算法

测算和评价可利用土地资源(即后备适宜建设用地潜力)是开展主体功能区划的关键基础工作之一。在重点阐述主体功能区划可利用土地资源指标项涵义、功能、重要因素参数选择以及算法和技术流程的基础上,借助GIS空间分析技术,利用数字地形高程图(DEM)、2000年TM遥感影像解译土地利用图、县级行政区划图和国土部门土地利用变更数据,测算和评价了2005年我国可利用土地资源的数量和空间分布特征。研究结果表明:2005年我国可用于建设用地的可利用土地资源面积约28.54×10⁴km²,占全国陆地国土总面积的3.01％;全国人均可利用土地资源面积为0.34亩/人,其空间分布的基本特点是高值区相对集中于东北、华北北部、西北以及黄河中游地区,低值区成片集中于青藏高原和中、东部人口密集地区。     

兰州市城市土地集约利用评价及影响因素分析

研究土地集约利用对提高土地产能具有重要意义。本文通过构建土地集约利用评价体系,采用多因素综合评价方法和相关性分析,对2008年～2013年兰州市城市土地集约度及主导因子进行研究。研究表明:(1)兰州城市土地集约度不断提高,并且在2013年达到最大值0.9661,且在2011年～2013年城市集约度增长迅速,达到每年增长0.19个单位;(2)各指标因子对兰州城市土地集约度影响程度依次为:城镇绿化覆盖率单位面积商品零售额单位面积总产值单位面积固定资产投资人均交通用地面积污水处理率人均绿地面积城镇人口密度城镇居民人均可支配收入单位面积财政收入人均城镇建设用地城市建筑密度单位面积就业人数。提高土地集约利用水平应协调好生态投入和经济投入。     

Variations of the Treescape in Relation to Urban Development in a Chinese City: The Case of Nanjing*

Urban trees, as prominent and pertinent landscape elements of cities, are increasingly studied by both practitioners and academics. Trees in Chinese cities have hitherto received little detailed analysis from the viewpoint of urban forestry or landscape analysis. This study attempts a comprehensive evaluation of the tree population in Nanjing, focusing on the association between urban development and treescape attributes. Six districts, covering the main built‐up area of 130 km², formed the study area. Nine land‐use types with varied urban morphology and three urban zones with different development history were identified, within which subareas and trees were sampled for field study of tree dimensions, tree performance, and site characteristics. Statistical analyses on the 6,527 surveyed trees verify that tree performance is significantly associated with land use, site condition, and related human activities. Treescape is associated with housing ownership, town planning, and the history of urban expansion. The relationship between treescape and urban landscape units can furnish hints for improved urban forest planning and management and better coordination between planners and landscape professionals.     

天山北坡绿洲城市空间形态时空特征分析

借助GIS 软件支持, 综合遥感影像、地形图和其它空间数据, 提取天山北坡8 个绿洲城市 1990 年和2000 年建设用地图形信息, 计算1990 年和2000 年天山北坡8 个绿洲城市的平面轮 廓形状的分维数、紧凑度以及城市用地扩展类型, 讨论紧凑度与分维数的关系。研究结果表明, 天 山北坡绿洲城市形态总体特征表现为形状规则, 结构紧凑。1990~2000 年, 城市扩展类型主要为 外延型, 城市形态分维数增加, 紧凑度降低, 城市外部形态趋于复杂化和不规则化, 而内部结构趋 于松散化, 与同时期我国大部分城市的用地扩展方式有所不同。同时, 天山北坡绿洲城市形态特 征描述参数间存在着明显的幂函数关系, 并且是一种线性负相关关系, 即随着分维数的增加, 紧 凑度呈递减的趋势。     

How block density and typology affect urban vitality: an exploratory analysis in Shenzhen,China

Recent urban transformations in China have led to critical reflections on the low-quality urban expansion in the previous decades and called for the making of vital and lively urban places. To date, limited research has been devoted to empirically testing the relationship between urban design, urban morphology, and urban vitality in Chinese cities. This paper employs new urban data and analytical methods and explores the relationship between urban morphology and urban vitality using regression models. Shenzhen, one of the largest and fastest growing cities in China, is selected as the case study. The regression analysis focuses on two morphological factors, density and typology, while controlling for the accessibility, functional mix, and size of individual blocks. The presence of small catering businesses is used as a proxy for urban vitality. The analysis suggests that both typology and density matter for urban vitality, with typology playing a more important role. More specifically, “block” and “strip” types tend to show significant positive effects on urban vitality. The implications for urban planning and design practices are discussed.     

中国特大城市空间形态变化的时空特征

基于国家资源环境数据库动态土地利用数据, 借助GIS软件支持, 分别计算了1990年和2000年中国31个特大城市平面轮廓形状的分维、紧凑度和形状指数以及城市的用地扩展类型。结果表明, 从1990年到2000年, 中国31个特大城市空间形态的总体变化趋势是, 城市用地空间扩展类型以填充类型为主, 外延类型相对较少且主要发生在发展限制较小的平原地区。总体上, 分维呈减少趋势且南方城市大于北方城市, 形状指数有减少, 城市空间形状有紧凑化趋势。综观1990年和2000年中国31个城市的分维、紧凑度和形状指数的数据, 可以看出广州、南昌、济南、成都、北京和上海等城市形状变化比较大, 而兰州、太原和唐山等城市形状变化很小。若用地扩展为填充类型, 则分维减少, 紧凑性增加, 形状指数减少;相反, 若用地扩展为外延类型, 分维增加, 紧凑性降低, 形状指数增加。     

城市空间增长与人口密度变化之间的关联关系

探究城市空间增长与人口密度变化之间的关联关系是城市可持续发展研究的基础,对制定有效的土地政策、促进城市紧凑发展具有重要意义。选取中国和欧洲23个人口100万以上城市作为研究样本,采用1990年、2000年和2014年3期土地利用数据和人口数据,计算各时段样本城市空间增长速率,建立城市紧凑度指标,并将城市空间增长方式划分为紧凑型、保持型和蔓延型,进一步探讨了样本城市的空间增长特征、人口密度变化特征及两者之间的关系。主要结论为：① 人口密度降低这一现象普遍存在于中国和欧洲城市,中国城市人口密度相对较高且降低速率较快,欧洲城市人口密度相对较低且降低速率较慢;1990—2014年中国城市半径的增长速率明显快于欧洲城市半径的增长速率。城市空间增长速率与人口密度变化速率呈现强负相关关系（Pearson相关系数为-0.693）;② 1990—2000年中欧城市主要以紧凑型方式增长。2000—2014年中国城市主要以蔓延型方式增长,且人口密度随时间下降的速率加快;欧洲城市主要以紧凑型和保持型方式增长,人口密度降低速率减小;③ 紧凑型的空间增长方式并不一定会带来人口密度的升高,但会减缓人口密度下降的速率。中欧城市对比分析表明,城市维持紧凑型空间增长方式,则城市人口密度随时间下降速率减慢;而空间增长方式由紧凑型转为蔓延型,将加剧城市人口密度随时间下降。     

城市收缩时代的适应战略和空间重构 ——基于日本网络型紧凑城市规划

通过对日本网络型紧凑城市规划的发展机制、发展政策和代表性案例--富山市和宇都宫市的探讨,归纳总结了日本中央和地方城市政府的收缩城市规划战略政策和空间重构规划方案,借此为陷入收缩境况的中国城市在战略取向和空间重构方面提出有益启示：1）勇于接纳和面对人口减少和城市收缩这一客观事实,积极采取激活城市收缩所带来的机遇的适应性战略,而不是采取促使人口再度增加的应对性战略;2）充分考虑人口减少和老龄化社会并存的城市收缩时代特征,通过城市功能集聚的“据点化”战略和公共交通系统主导的“网络化”战略,构建多中心连接的网络型紧凑城市空间结构;3）根据人口数量变化预测结果,动态地推动城市规模的精明收缩,开展匹配存量规划或减量规划的规模适当化规划。     

城市夜间灯光强度空间衰减规律及应用

夜间灯光强度是城市社会经济活动强弱的直观表征,通常随到城市中心距离增加而逐渐降低。但其空间衰减过程是否可以定量化、模型化,以及空间衰减规律关于城市形态的指示意义仍不明确。论文获取32个中国主要城市2012年和2020年NPP-VIIRS夜间灯光年度合成数据,以城市中心为圆心,计算同心圆圈层内平均夜光强度;受建设用地密度空间衰减函数启发,采用反S函数拟合城市夜间灯光强度空间衰减特征。结果表明：反S函数可以很好地拟合夜间灯光强度空间衰减特征,模型参数D和α的变化分别反映了城市扩张过程和形态变化。2012—2020年间,各城市半径(参数D)增长到1.1～3.6倍;城市规模较小的长春、银川和西宁经历的夜光亮度增长幅度最大,而东部沿海城市增长幅度较小。参数α的变化说明中国主要城市由夜间灯光反映的空间形态趋于紧凑。反S函数为刻画夜间灯光强度空间衰减提供了新工具,为测度城市扩张和形态变化提供了新指标。     

凸壳原理用于城市用地空间扩展类型识别

针对目前尚缺乏定量方法确定城市用地扩展类型的问题,首次提出了利用计算几何中凸壳原理识别城市用地扩展类型的新方法,阐述了该方法实现步骤和判别标准,凸壳方法可以区分城市用地扩展的两种类型,即填充类型和延伸类型。基于国家资源环境数据库,应用研究的结果表明,从1990年到2000年,安徽省城市用地扩展类型以填充类型为主,而用地扩展的结果导致城市形态的变化,这一时期安徽省城市轮廓平面形态逐渐趋于紧凑。     

“一带一路”沿线地区城市扩张和形态变化分析

尽管越来越多的人认识到“一带一路”沿线各国的城市化进程对其经济、政治和环境系统所起的重要作用,但对监测区域范围内城市扩张和形态变化的比较研究却极为有限。基于欧空局气候变化倡议项目最新发布的1992—2015年300 m分辨率的全球土地覆盖数据集、1992—2012年DMSP/OLS夜间灯光数据和2000—2015年LandScan人口数据,本文首先分析了1992—2015年“一带一路”陆域城市用地增长的空间格局和十大分区城市用地面积的动态。其次,通过分析3个时间点（1992年、2003年和2015年）上同心环内城市用地密度的时空变化,量化了“一带一路”沿线80个城市的扩张和形态变化。最后采用3种统计模型（线性、幂律和指数函数模型）来分析城市用地面积、加权灯光面积和城市人口之间的长期关系。结果显示,“一带一路”陆域城市用地面积占土地总面积的比例从1992年的0.24%上升至2015年的0.56%,并且非洲和亚洲的发展中国家是“一带一路”监测区域城市化的主要贡献者。同心环内城市用地密度从城市中心到城市边缘呈递减趋势,且城市间的空间分布完全不同。中国、欧洲、非洲、西亚、东南亚和印度6个分区人口数超过100万的城市间比较显示,除了中国城市形态变得分散,其他分区城市形态总体变得紧凑。分析结果也显示,夜间灯光信号所反映的城市经济活力和城市人口分布趋势在不同程度上影响城市空间扩张和形态变化。     

基于元胞自动机的城市发展密度模拟

元胞自动机CA越来越多地被用于模拟复杂的城市系统,但这些模拟基本不考虑城市的发展密度。不同的城市发展密度会对城市的形态有很大的影响,有必要将城市的发展密度引进CA的城市模拟中,以获得更好的模拟结果。本文将密度梯度函数引进了CA模型的转换规则中,并定义‘灰度’来反映状态的转换。利用该模型对不同可能的城市发展组合进行了模拟,为城市规划提供了辅助依据。