基于主体功能区规划的中国城市化地区生态功能评估

从县域尺度对中国主要城市化地区生态功能开展后评估研究,分析城市化地区生态功能指数与第三级指标的相关性,对生态功能明显衰退地区提出政策建议。结果表明：2009?2015年,“两横三纵”城市化战略格局生态功能中高水平区县占比从78.68%降低至68.13%;优化开发区域生态功能中高水平区县占比由53.85%减少至37.28%,明显降低区域主要分布于京津冀东南部、环渤海地区;重点开发区域生态功能中高水平区县占比由73.78%降低至69.21%,明显降低区域分布在中原城市群和东北地区。生态退化的城市化地区均伴随不同程度的生境质量指数降低、生态空间减少、开发强度以及人口密度增加现象。生态功能与第三级指标的相关性由大到小依次为生态空间占比＞生境质量指数＞开发强度＞人口密度。建议强调发展控制,加强生态保护,实施分区分类管控,健全不同主体功能区差异化协同发展长效机制。     

基于地理标记照片的北京市入境旅游流空间特征

城市作为现代旅游目的地的一种重要类型,在集聚旅游发展要素、塑造城市休闲空间、提升城市品质等方面具有突出作用。城市旅游流是城市旅游要素关联、空间组织的路径,对于城市交通组织方式、公共服务设施建设、休闲旅游产业布局等方面影响越来越大。本文立足城市内部微观尺度,以入境旅游流空间特征为研究对象,利用数据挖掘技术,通过Flickr API接口获取了2004-2015年北京市范围内全部带有地理信息的照片及其属性信息,通过构建的数据清洗方法控制初始数据质量,建立基础数据库,使用密度聚类（P-DBSCAN）、马尔科夫随机链等方法探索入境游客热点区域空间分布格局、流动空间特征。结果显示：① 北京市历史城区（2环之内区域）、中心城区（2环至5环之间区域）以及郊区（5环之外区域）的旅游热点区域（AOI）呈现出不同的空间特征,其中历史城区AOI呈现出与景区、休闲娱乐、餐饮购物等相关产业空间重叠的趋势,各热点区域边界模糊,复合连绵成片。中心城区AOI集聚与城市功能区密切相关,具有明确的城市功能取向。郊区AOI基本与旅游景点一致,没有向景区外部延伸;② 传统历史文化类AOI访问热度占有绝对优势,商业购物休闲AOI及现代城市功能AOI的影响力在逐渐增强;③ 强入境旅游流主要集中在历史城区内部AOI之间,以及中心城区的西北部与东部区域内部AOI之间,郊区AOI之间没有较强的旅游流,北京市入境旅游流整体呈现以历史城区为中心,放射性分布的框架;④ 各区域AOI之间均有较次一级旅游流联系,北京市入境旅游流形成了初步的网络结构。     

西部边疆旅游城市功能区空间集聚模式——以云南省丽江市为例

以丽江市古城区与玉龙纳西族自治县为研究区域,基于丽江市POI数据,采用土地利用混合度熵值、行业地区集中度指数作为研究指标,用ArcGIS,MATLAB等提取旅游城市的空间格局及行业分布特征。结果表明:丽江市形成“以人文景点为导向”的城市空间格局,景点周围区域以不同比例分布着与旅游产业关联性显著的商业、公共服务;与旅游产业相关的住宿、餐饮集聚程度最高,行业集中度指数分别为0.97(住宿)、0.96(餐饮);区域内住宿、餐饮服务对景点的依附程度高,并且高度集聚于丽江古城周围区域,区域内98.7%的住宿服务、97.5%的餐饮服务均分布在以丽江古城所在地为中心、半径为10 km的区域内。     

国家重点生态功能区生态状况变化与保护成效评估——以海南岛中部山区国家重点生态功能区为例

自2000年提出生态功能保护区的概念以来,历时17年不断探索和发展完善,中国已经形成了一批国家重点生态功能区和相关配套政策,成为生态保护红线划定的重要依据和主体功能区战略实施的主要组成,对保障国家生态安全和优化国土空间格局具有十分重要的意义。海南岛中部山区在2001年成为国家生态功能保护区试点,2010年被确定为国家重点生态功能区,是较早实施生态功能保护的重点管控区域之一。本文以海南岛中部山区热带雨林重点生态功能区为研究区域,综合利用多源卫星遥感数据和地面观测统计数据,集成地统计学和生态评估模型模拟方法,以生态系统格局、植被长势、服务功能为主要评估内容,通过时空尺度拓展和多维时空对比分析,探讨了该重点生态功能区生态系统变化和保护成效。结果发现：① 2013年功能区森林面积占比为84.5%,显著高于海南岛平均水平。1990-2013年功能区内建设用地逐渐增加。2010年功能区实施后,人类活动强度仍然呈现持续增加态势,面积比例从0.5%增加到0.8%,主要表现为城镇建设和耕地开垦。② 功能区水源涵养服务功能明显优于功能区外部,1990-2013年水源涵养服务功能总体上略有增加,但是不同时间段的波动变化明显,特别是1990-2000年和2000-2013年两个时间段内均表现为先减少后增加的变化特征。功能区单位面积的水源涵养量为51.78万m²/km²,明显高于功能区外部。③ 功能区土壤保持服务功能明显要优于功能区外部,1990-2013年表现出剧烈波动、稳定性较差。功能区单位面积的土壤保持量为1.95万t/km²,明显高于功能区外部。④ 功能区人类扰动指数明显小于功能区外部,生物多样性威胁程度明显偏小,有利于生物多样性的保护。功能区平均人类扰动指数为0.3664,比功能区外部低0.1152。1990-2013年功能区外部人类扰动指数变化幅度为0.0152,约为功能区内部变化幅度的5.31倍。特别是2010-2013年,功能区内部人类扰动指数增加幅度要明显小于功能区外部。     

基于多源数据的主体功能区划分方法——以广州市为例

以广州市为例,基于城市感知数据、遥感影像等多源数据,采用卷积神经网络对遥感影像进行了语义提取,将提取结果与兴趣点（Points of Interest）样方密度的功能用地识别结果进行补充校验,根据政策和规划文件建立功能用地与主体功能区之间的关联,利用信息熵分析广州市功能用地混合程度,以辅助判别主体功能区,最终得到广州市主体功能区划分结果。将划分结果与《广州市主体功能区规划（2008—2020年）》和《广州市城市总体规划（2017—2035年）》草案对比验证,结果表明文章所提出的方法精准度较高,并能体现广州市空间格局形态,反映主体功能区实际分布情况。     

中国主体功能区划方案

中国主体功能区划方案是刻画未来中国国土空间开发与保护格局的规划蓝图,主体功能区规划已上升为主体功能区战略和主体功能区制度。2004-2014年,笔者组织系列研究项目,配合国家编制主体功能区规划,研究地域功能基础理论和功能区划技术流程,提出国家和省区尺度进行空间管制的地域功能区域类型为城市化区域、粮食安全区域、生态安全区域、文化和自然遗产区域等4类,在此基础上转化为以县级行政区划为单元的优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发4类主体功能区。研制了由水资源、土地资源,生态重要性、生态脆弱性、环境容量、灾害危险性、经济发展水平、人口集聚度和交通优势度等9类可定量指标及战略选择为1项定性指标构成的地域功能识别指标体系,进行了单项指标评价,开发并运用地域功能适宜程度综合评价指数进行了综合评价,测算了各省区保护类区域下限、开发类区域上限以及开发强度等关键参数;研讨了以规划为应用指向的主体功能区划分方法,形成中国首部主体功能区划方案,按照全国主体功能区规划口径,2020年与2010年相比,全国国土空间开发强度从3.48%增加到3.91%;按照省区集成的主体功能区规划口径,优化、重点、限制开发区域的土地面积比重分别为1.48%、13.60%、84.92%,城市化、粮食安全、生态安全区域的土地面积比重分别为15.08%、26.11%、58.81%。结合区域发展水平、资源环境承载状态、民生质量等相关分析,给出了主体功能区的主要特征。通过区划方案校验,国家和省区分两级采用笔者主持制定的《主体功能区划技术规程》互动完成的全国主体功能区划方案,同预判的吻合程度多为80%以上。     

黄河流域土壤侵蚀时空演变与格局特征

中国土壤侵蚀类型多样、过程复杂,精准量化流域土壤风蚀和水蚀强度状况,掌握流域土壤侵蚀时空分布格局并辨识区域主导侵蚀类型,对统筹相应的水土保持工作具有重要意义。综合遥感监测、地面调查、模型模拟等手段,定量刻画黄河流域2000—2020年土壤风蚀和水蚀强度的时空格局与演变规律,开展土壤侵蚀类型分区,讨论不同土壤侵蚀分区治理措施的重要作用。结果表明：黄河流域土壤风蚀、水蚀强度均整体呈下降趋势,土壤风蚀、水蚀分别呈波动降低、持续降低态势。以土壤风蚀和土壤水蚀为主的区域分别占区域总面积的16.35%、83.65%,土壤侵蚀类型分区自北向南总体表现为从土壤风蚀为主向水蚀为主过渡。土壤风蚀为主的区域分布在黄河干流上游水系、鄂尔多斯内流区,分别占土壤风蚀区面积的41.53%和28.57%。土壤风蚀中度侵蚀强度所占比例最大,为24.72%。土壤水蚀为主的区域主要分布在黄河中游水系（25.04%）、渭河-伊洛河水系（22.06%）、黄河源头水系（18.60%）、黄河干流上游水系（15.49%）、湟水-洮河水系（13.35%）。土壤水蚀以微度侵蚀强度为主,占土壤水蚀区面积的49.30%,轻度（17.28%）...     

功能区视角下城市夜光与夜间“两抢一盗”犯罪的空间相关性——以H市市辖区为例

以H市市辖区为例,基于POI数据识别城市功能区,并结合NPP-VIIRS夜光遥感数据与夜间“两抢一盗”犯罪数据,构建双变量空间自相关分析模型,从整体及不同功能区角度探讨城市夜光与夜间“两抢一盗”犯罪的空间关系。结果表明：1）整体上,H市夜间“两抢一盗”犯罪形成“一主一副”的犯罪热点,且夜光与夜间“两抢一盗”犯罪存在空间异质性关系。2）大部分功能区在全局Moran’sΙ上表现为正相关。在局部LISA聚类上,只有居住用地、商业服务业用地和道路与交通设施用地呈现显著的空间异质性。商业用地的高-高聚类多数分布在一环及二环以内,低-低聚类多数分布在城市外围及边缘地带,高-低聚类与低-高聚类则零散分布在二者之间的区域;居住用地的聚类情况呈现南北区域差异;道路与交通设施用地则由于报警地点与实际案发地点可能有所出入,因而结果可信度降低。     

基于GIS的多因子分析法对兰州市大气环境功能区划的研究

兰州市是全国大气污染十分严重的城市之一。因地制宜,进行城市大气环境功能分区对全市污染总量控制以及污染治理具有非常重要的意义。研究通过对影响兰州市大气质量主要因子分析,应用层次分析法(AHP)建立了大气功能区划分的多因子评价模型。并且运用GIS空间分析功能对兰州市区进行了大气污染指数模拟与功能区划,结果表明:由于受到地形因子与盛行风影响,兰州市区大气质量较差,市区中西部大部分被三类功能区覆盖。三类功能区面积约32.9 km2,约占整个兰州市城区面积的20.5%,主要分布在西固区的西北部和七里河区的西南部。二类功能区面积约122.8 km2,主要分布区域是城关区、安宁区、七里河区的东南部和西固区的东南部。结果表明该方法能定量划分大气环境功能区,证明GIS具有较为准确的空间分析与模拟功能。     

“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。     

城市昼夜人口空间分布的估算及其特征——以北京市海淀区为例

城市人口的空间分布特征及昼夜差异是配置城市公共基础设施及公共服务设施和制订城市公共安全应急保障方案的重要依据,也是城市地理研究领域的前沿方向之一。但由于国内目前没有区分昼夜的人口统计数据,城市昼夜人口空间分布的相关研究难以开展,极为薄弱。本文以土地利用类型为媒介,构建基于不同类型城市人口时空行为特征的城市“人口-昼夜-土地利用”关系模型和基于差异化面积权重的城市人口空间化模型,旨在以格网为单元来估算城市昼夜人口并分析其空间分布特征。同时,以北京市海淀区为例开展实证研究,估算了海淀区的昼夜人口规模,分析了城市昼夜人口的空间分布特征及其空间耦合关系。结果表明:① 城市昼夜人口的空间结构存在显著差异,白天人口相对于夜晚人口具有更广泛的分布范围,并具有更显著的集聚特征。② 城市昼夜人口表现为多种空间耦合关系,包括“三明治”模式、“镶嵌”模式、“辐合”模式、“单体”模式等。③ 城市路网的昼夜利用与人口的昼夜分布有较高的相关性,白天人口分布对路网扩张有显著影响。城市昼夜人口的空间分布折射出中国城镇化进程中诸多因素,例如“旧住宅区”的分布、产业新区的建设、城乡发展差异等,以期对相关的研究提供参考。     

玉溪市中心城区建设用地集约利用空间差异研究

为科学地分析城市土地集约利用在空间上的分布规律及趋势,以玉溪市中心城区为研究区域,在玉溪市中心城区建设用地集约利用评价的基础上,通过空间相关分析的方法揭示了中心城区建设用地集约度的空间分布特征。结果表明:玉溪市中心城区集约利用度呈现出由城市中心逐渐向外递减的趋势,土地集约利用水平在一定程度上存在集聚效应;从全域空间分析看,各功能区土地利用集约度空间分布在整体上具有较好的正相关性,居住功能区相关性最强,其他功能区最弱;从局部空间的角度来看,集约度的分布既存在空间聚集性又存在空间异质性。     

大都市边缘区的环境问题及其对策——以北京市房山区为例

大都市边缘区是城市人口和产业外迁的主要地带,建设用地扩展迅速,土地利用变化剧烈。加之该区离城市较近,其生产和生活方式接近城市,生产和生活垃圾较多;同时该区域又具有基础设施相对落后,规划相对欠缺的特点,因此,该区环境问题突出,污染较为严重。房山区位于北京市区西南,是典型的城乡边缘地带。重点剖析该区域在土地和水资源利用、矿产资源开采和旅游发展过程中存在的主要环境问题,并针对这些问题,结合房山区特点,提出了相应的对策。研究可为我国大城市边缘区的环境问题研究提供参考。     

新疆夜雨和昼雨的空间分布和长期变化

用新疆98个气象站1960—2001年的昼夜降水量资料,分析了冷季（10月到翌年3月）和暖季（4—9月）昼夜降水频率和强度的差异和空间分布。结果表明：新疆暖季分别有两个频率≥55％的夜雨区和昼雨区。夜雨区分别位于西天山北坡和西昆仑山北坡;昼雨区位于阿尔泰山南坡和天山南坡等地。而到了冷季,暖季夜雨和昼雨的条状带相间的格局消失。除了海拔较高的西天山山区和海拔较低的塔里木盆地西部、吐善托盆地分别有小范围的夜雨区和昼雨区外,新疆其他地区的夜雨和昼雨的比例均在45％~55％之间,基本趋于平衡,夜雨和昼雨之差较暖季已明显减弱。对于暖季的大降水事件（一个夜间或白天降水>15 mm）,伊犁河谷、中东天山及天山北坡,昆仑山北坡60％以上发生在夜间,阿尔泰山和塔尔巴哈台南坡、天山东南部盆地地区60％以上发生在白天。另外,还对暖季夜雨区夏季降水的长期变化进行了分析,结果显示,这两个以夜间降水为主的区域,其夜间降水的增加率略大于白天,并不是很明显大于白天降水的增加率。     

北京城市社会区分析

自从1984年中国实施城市改革以来,城市土地市场和住房市场建立已经对城市的社会空间结构产生重要影响。作者利用1998年北京街道一级调查数据进行城市社会区分析。结果显示,经济社会和种族状况具有一定的影响,但并没有发挥重要的作用。土地利用强度在形成新的城市社会空间结构过程中发挥了关键的作用。与家庭状况相关的流动人口状况也表现为非常强劲的影响。北京的社会区表明：土地利用强度分布呈同心圆模型,家庭分布形态具有扇形结构的特征;社会经济状态因子分布形态既表现了同心圆的特征,也具有扇形结构的特点;种族因子的空间分布形成了一种多核空间结构。     

城市活力与建成环境的非线性关系和阈值效应研究——以广州市中心城区为例

城市地理与城乡规划一直关注城市活力与建成环境的关系。论文以广州中心城区为例,通过采集百度热力图、建筑矢量数据、路网数据、兴趣点数据等多源空间大数据,应用梯度提升决策树模型,探究建设强度、功能性质和交通可达性3个维度的建成环境要素对城市活力影响的非线性关系和阈值效应,并对比工作日白天与夜间的影响差异。研究发现：(1)容积率对城市活力塑造的相对重要性最高,其次是休闲设施密度与公交密度,且白天与夜间的差异不显著。合理的开发建设强度、集聚的休闲与办公设施、公交导向交通发展,更有助于塑造充满活力的城市。(2)各建成环境要素与城市活力之间均存在非线性关系和阈值效应,且部分建成环境要素白天与夜间的差异较明显。研究结论可为精细化的建成环境规划与治理以促进城市活力提供一定的政策启示。     

城市热岛斑块遥感识别及空间扩张路径研究——以北京市为例

研究利用MODIS地表温度数据产品,引入概率阈值算法提升城市热岛斑块空间识别精度。在此基础上,构建城市热岛扩张指数将城市热岛斑块时空变化过程分解为飞地型、边缘型、填充型扩张模式和缩减型模式。基于土地利用变化过程,开展城市热岛斑块空间扩张模式的路径分析,准确识别城市热岛斑块空间扩张路径的来源和归趋。研究表明：2020年北京市夏季昼夜城市热岛斑块总面积分别为3932 km²和2 266 km²,占北京市总面积比例23.96%和13.81%。2005―2020年夏季昼夜城市热岛斑块面积比例分别增加43.40%和24.44%。增长型城市热岛斑块面积大于缩减型城市热岛斑块面积。边缘型扩张模式是增长型城市热岛斑块最主要的模式。耕地、城市建设用地、农村居民点是增长型城市热岛斑块主要的空间扩张路径。研究结果为揭示城市热环境形成过程和精细化管理提供理论依据和数据支撑。     

基于FSDAF模型的干旱区典型绿洲城市夏季地表热岛效应时空演变研究

全球城市化进程加快引起的干旱区绿洲城市热岛效应变化及其生态环境问题已成为当前国内外城市气候、环境和生态等领域的研究热点之一.基于遥感热红外通道反演的地表温度(Land surface temperature,LST)是开展城市地表热岛(Surface urban heat island,SUHI)效应监测研究的关键参数...