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。     

乌鲁木齐近50年城市用地动态扩展及其机制分析

近年来,在城市进程中,城市用地明显向外扩张,通过对城市用地的外部扩张和内部分异,以乌鲁木齐为例,利用统计数据和规划图件,从宏观与微观两个层次来研究乌鲁木齐城市近50年用地动态扩张及其机制。首先,总结了乌鲁木齐市建成区面积的变化和空间扩展规律;其次,分析了乌鲁木齐的工业用地、居住用地、商业用地这些主要城市用地类型的分异过程与特征;最后,分阶段探讨了影响乌鲁木齐城市扩展的自然与社会经济机制。     

2003年以来长春市城市功能用地演替

城市空间的增长不仅仅表现在城市用地的扩张,还表现在城市功能用地的演替。城市功能用地的演替可以更加深刻地揭示城市空间外延式水平扩展的内在特征,是城市功能集聚与扩散的空间反映。以长春市中心城区为例,利用2003、2007、2010、2012年4个年份的遥感影像图、地形图及城市用地现状图等数据资源,借助Arc GIS、Auto CAD等软件,运用GIS分析方法,在分析中心城区城市空间扩展的总体格局及城市用地结构变化的基础上,提出以外部扩展与内部更替来表达城市功能用地的演替,进而阐释城市空间扩展及城市功能集聚与扩散的内在特征,为城市空间扩展的研究提供一种新的、有效的手段,以丰富城市空间研究的理论成果体系。     

基于POI数据的城市用地功能识别与评价研究

充分利用大数据开展城市用地功能识别,有助于把握城市空间结构,推动城市内部空间合理布局。POI数据是大数据时代一种较易获得且极具代表性的空间点状数据,能够有效地确定城市用地的实际功能。以济南市内五区的185126条POI数据为基础,对所得数据进行去重、纠偏、重分类,构建城市用地功能分类体系,运用频数密度、类型比例及核密度估计,识别济南市内五区城市用地功能并利用误差矩阵对识别结果进行检验。结果表明：①混合功能用地与单一功能用地呈现圈层化地域分布特征,“核心-外围”分异明显;②由内向外单一功能用地集聚趋势减弱,混合功能用地多样性降低,不同用地表现出不同的空间分布模式;③通过误差矩阵及与用地规划图中规划用地及电子地图的实际用地对比,识别总体精度为75.67%,识别结果较为准确。     

基于POI数据的城市用地功能识别与评价研究——以济南市内五区为例

充分利用大数据开展城市用地功能识别,有助于把握城市空间结构,推动城市内部空间合理布局。POI数据是大数据时代一种较易获得且极具代表性的空间点状数据,能够有效地确定城市用地的实际功能。以济南市内五区的185126条POI数据为基础,对所得数据进行去重、纠偏、重分类,构建城市用地功能分类体系,运用频数密度、类型比例及核密度估计,识别济南市内五区城市用地功能并利用误差矩阵对识别结果进行检验。结果表明:①混合功能用地与单一功能用地呈现圈层化地域分布特征,"核心-外围"分异明显;②由内向外单一功能用地集聚趋势减弱,混合功能用地多样性降低,不同用地表现出不同的空间分布模式;③通过误差矩阵及与用地规划图中规划用地及电子地图的实际用地对比,识别总体精度为75. 67%,识别结果较为准确。     

近30a黄河流域中心城市空间扩展特征及启示

探究城市空间扩展特征,认识城镇用地开发效率,有助于科学践行城市开发边界和高质量发展政策。基于城市空间、人口和经济数据,采用扩展强度指数、差异指数和耦合协调度模型,分析1992—2020年黄河流域8个中心城市空间扩展数量和质量的时空特征及启示。结果表明：(1)中心城市平均扩展面积315 km²,下游城市扩展规模大于中上游,济南市、郑州市、西安市和银川市扩展强度较高。(2)各市空间扩展与人口、经济耦合关系呈下游向中上游、中游向上下游递减的分布特征,平均值分别由1992年0.42、0.19提升至2020年0.89、0.81,扩展质量整体向好。(3)城市空间扩展分异是自然区位、经济发展、政策条件等多方面综合驱动的结果。(4)严格落实流域高质量发展政策,科学践行城市开发边界,协调优化城市用地扩展与人口、经济之间相互关系,合理规划城市发展,是黄河流域中心城市实现高质量发展的重要路径。     

哈长城市群城镇用地扩展进程及其驱动因素研究

以Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像为主要数据源,提取哈长城市群1990、2000、2010、2015 年4 个年份的建设用地信息,采用年均扩展指数、景观扩展指数、多距离空间聚类函数、空间分维度等对城镇用地扩展进程进行分析。结果表明,1990~2015年间,哈长城市群城镇用地增加57 321.47 hm²,增长率为21.05%,整体扩展强度呈上升趋势;空间扩展表现出以中心城市为核心的扩展模式,边缘式增长在各个时期均为主导增长方式;空间扩展聚集性总体表现出“先增强、后减弱”趋势,整体空间结构相对稳定。国家宏观政策、非农业GDP增量和第三产业GDP增量是影响哈长城市群城镇用地扩展的重要因素。GDP增量、非农业人口增量、第二产业GDP增量对城镇用地的扩展起阶段性作用;人均GDP增量与城市用地扩展相关性不显著。     

基于混合像元分类的城市地表覆盖时空演变格局研究

基于可能性理论和中心点聚类方法的原理,提出可能性C中心点(PCRMDD)聚类方法.运用该法对上海市中心城区Landsat ETM+遥感影像进行混合像元分类,并自动获取地物端元盖度分布图及影像端元光谱,解混精度的检验结果表明该方法能在噪声环境下获得精度较高的分类结果和端元光谱信息.根据各时期研究区域的地表覆盖分类结果,应用GIS空间分析功能,进一步探讨在城市化过程中上海中心城区土地利用时空演变格局,揭示城市用地空间扩展模式.     

中国大城市用地空间扩展若干规律的探索——以苏州市为例

城市用地空间扩展是城市成长发展过程中在物质形态上的具体体现,是城市发育有机成长的各种因素综合作用下的结果.自改革开放以来,由于经济增长迅速,优越区位外资的集聚,开发区的形成,中国大城市的用地空间扩展迅速.经过多年来的建设实践,参照全球经济一体化的背景,结合苏州市个案研究,初步探索了中国大城市用地空间扩展的若干规律,即城市扩展沿交通走廊轴线发展的脉动规律,城市边缘地区定向开发以及城市经济集聚与扩散规律制约下的城市空间扩展过程,按照科学发展观,探索这些规律指导中国的城市规划与建设,构建和谐社会,防止城市用地盲目扩大、用地失控,并促进城市土地开发按资源节约型方向发展,走城市可持续发展,健康城市化的道路.     

基于工业用地扩展的长沙城市空间演变与优化

以工业园区形式为主的工业用地扩展对城市空间演变产生着深刻影响。利用长沙市1949—2013年的城市用地资料,通过计算城市与工业的用地扩展强度指数、等距扩散缓冲强度峰值、重心轨迹、形状紧凑度与空间效率等城市空间衡量指标,分析工业用地扩展的时间特征,揭示工业用地扩展引导城市空间发展由内向填充走向外向扩展、空间模式由单中心走向多中心、空间结构由圈层走向轴向、空间联系由松散走向紧凑等规律,并从总体规划层面提出相应的城市空间优化策略,引导工业用地的合理规划。     

中国城市土地城市化水平与进程的空间评价

土地城市化在中国快速而持续的城市化进程中扮演的支撑与制约角色越来越明显,但目前对土地城市化水平的测度框架依然没有明确统一的认识。基于此,提出了一种可供参考的土地城市化率的概念与测度方法,并确定其阈值。以中国656个城市的城区为研究单元,以2000年和2010年城市建设用地面积为基本数据,采用城市建设用地面积、土地城市化率、城市土地扩展面积和城市土地扩展速度分别评价了中国城市的土地城市化规模、水平、绝对进程和相对进程的空间分异格局。并分析了九大类城市建设用地类型对土地城市化进程的贡献率。结果表明：① 近10年来,中国城市总体土地城市化率提高近一倍,由“金字塔式”等级分布逐渐转为“钥匙式”的分布格局;东部地区城市建设用地规模较大,但城区面积更大,使其土地城市化率的数值较低。② 省会城市和沿海城市群的城市土地扩展面积最大,呈现出行政等级式分异和空间集聚式分异的空间格局;城市土地扩展速度呈现出沿海城市群与其他城市分异的空间格局。规模越大的城市,土地城市化进程越明显。③ 近10年来中国土地城市化进程的两大核心用地增长类型是居住用地和工业用地;规模越大的城市,工业用地增长的驱动作用越显著;中西部地区和中小规模城市以居住用地增长为核心,沿海城市群和重要交通轴线城市以工业用地增长为主。     

集约用地视角东北三省城市收缩效应诊断与作用机理研究

位处城镇化快速发展阶段的中国,在全球化与区域一体化浪潮中涌现了一批收缩城市、且这种趋势尚在不断加剧,引发了学术界对收缩城市发展效应的探索。本文从城市集约用地视角,结合城市土地集约度指标（城市收缩效应越显著、土地集约度越低,城市收缩效应越不显著、土地集约度越高）,以城市收缩最具代表性和典型性的东北三省为例、运用比较归纳分析法对2010—2019年间东北三省收缩城市的集约用地收缩效应及其阶段性、类型性和空间分布特征进行了诊断与揭示。结果表明：(1)东北三省15个收缩城市存在集约用地的收缩效应及其类型性和阶段性发展特征,对应的土地集约度平均得分呈现出：“非收缩城市>收缩城市、综合型收缩城市>资源依赖型收缩城市>虹吸型收缩城市>区位制约型收缩城市、收缩初期城市>收缩中期城市>收缩后期城市”的发展特征;(2)土地集约格局与城市收缩识别的空间分布具有高度一致性：集约度低等级城市全部属于收缩城市、集约度高等级城市属于非收缩城市,整体呈现出“核心-外围”+“南高北低”的空间特征;(3)城市收缩是发展要素流失→城市发展能力削弱、空间生产效率降低的结果,通过“投入-产出...     

1990—2014年印度城市扩张时空特征对比分析

印度是人口仅次于中国的发展中国家,也是“一带一路”倡议的重要节点。印度正处于城市化快速发展阶段,分析印度城市化特征具有重要意义,而中国国内关于印度城市化和城市扩张的研究和报道相对较少。论文选取10个人口超过100万的印度城市,获取1990、2000和2014年基于Landsat影像的土地利用数据和人口数据,采用圈层分析法将城市划分为等间距的同心圆圈层后统计各圈层内建设用地密度,选取增长率、密度、强度以及景观指数指标对印度城市扩张进行多维度对比分析。研究发现：①城市土地扩张快于人口增长,1990—2000、2000—2014年土地年均增长率分别是人口年均增长率的3.27和2.43倍。②建设用地密度随着与城市中心距离增加而衰减,且在一定距离内快速下降;同圈层内建设用地密度随时间逐渐增加;城市以分散的方式向外扩张,城市形态变得更加松散,特别是在第二阶段(2000—2014年)。③建设用地斑块破碎化程度与城市扩张强度的空间变化相吻合。城市扩张最活跃区域与景观破碎度最严重区域都随时间不断向外推进,城市扩张对景观格局产生显著影响。在全球城市扩张背景下,研究结果将为理解城市扩张时空特征而提供印度样本,也将为研究其他地区城市扩张提供分析方法和思路。     

近30年来绵阳市城市用地扩展模式研究

城市用地扩展不仅是评价城市化水平的重要测度指标,也是土地利用/覆被变化(LUCC)研究重要领域之一.本文以多时相、多源空间数据为基础,采用RS专题信息提取与GIS空间叠加分析技术,选择扩展强度指数、紧凑度、分形维数、重心转移指数、扩展方位指数等5个景观结构与变化指标,系统地分析了中国科技城绵阳城市用地扩展模式与时空分异...     

近30a来福州盆地中心的城市扩展进程

位于福州盆地中心的福州市在城市化进程的推动下,城市空间快速扩展。利用多时相遥感影像和IBI建筑用地指数获得的建筑用地信息表明,福州市建成区在1976~2006年的30a间面积增加了105km²,增幅达到3.2倍。由于金山、快安等新城区的形成和马尾区的扩展,整个福州城区从西到东几乎连成一片,城市扩展经历了先慢后快,先北、后东、西的扩展历程。研究发现,福州城市的空间扩展并不属于工业主导型,而是第三产业推动型。城市空间的快速扩展已给福州带来了一定的环境资源问题,其中最突出的就是城市热岛效应与城市建筑用地总量控制问题。     

广东省地级市建设用地扩展模式区域差异与驱动机制

利用景观扩展指数对2009―2014年广东省21个地级市建设用地扩展模式进行定量识别,对比和分析处于不同发展阶段城市的扩展模式组合与差异,揭示省级城市扩展的空间分异规律,并采用逐步回归模型探究不同扩展模式的驱动机理。研究表明：1）2009―2014年广东省各地级市城市扩展以边缘式为主,飞地式和填充式为辅,飞地式和填充式扩展比例呈反比。2）填充式扩展数量占比高的城市集聚于珠江口区域,呈现“小三角”形状,飞地式扩展数量占比高的城市在珠江三角洲区域外形成“大三角”的形状。3）人口密度越低,建设用地越趋向于飞地式扩展。非建设用地比例和人口密度较高的城市边缘式扩展更加剧烈。土地城镇化率高的城市填充式扩展更显著。     

中国人口与土地城镇化时空耦合特征及驱动机制

城镇化是现代化的必然趋势,城镇人口与土地利用的合理匹配成为新型城镇化的重要前提。本文以中国636个建制市为研究对象,构建了人口城镇化与土地城镇化耦合发展关系指数,据此划分其耦合类型。借助Kernel Density工具,分析了中国城镇化发展的宏观格局、人口与土地城镇化耦合变化态势,诠释了这些耦合特征形成的原因及其内在驱动机制。结果表明：① 2006-2014年中国城市建设用地年均增长率是城镇常住人口年均增长率的1.65倍,土地城镇化远快于人口城镇化;② 市域人口与土地城镇化发展的空间依赖性较强,人口向城市集聚的密度重心呈现逐渐西移的趋势;③ 城市建成区快速扩展,城市人均建设用地面积普遍超标,其中42%的城市现状人均用地是标准值的5倍以上;④ 人口与土地城镇化耦合失调类型的城市空间分布相对集中,且“同增失调”现象较为普遍,主要城市群外围地区的失调问题较中心地区更为严重;⑤ 人口与土地城镇化耦合发展程度受到经济发展水平、城市性质、人口规模、政府决策行为、地理区位条件和地区内部差距等要素的综合影响,不同要素的作用机理和效应存在明显差异。新时期城镇人口与土地利用管理应当注重新常态、新趋势的系统诊断和动能转化的综合分析,为新型城镇化、城乡融合发展与乡村振兴决策提供科学依据。     

Administrative hierarchy and urban land expansion in transitional China

In a growing body of literature on urbanization in China, scholars have emphasized the proactive role of the Chinese local state in urban land expansion. Drawing upon official land use change data from 1998 to 2008, this study investigates the relationship between the hierarchical structure of the Chinese urban administrative system and urban land expansion. We find that urban land expansion coincides with administrative hierarchy, and cities with higher administrative levels (ranked by central government) tend to expand more rapidly while controlling for other economic and demographic drivers of urban expansion. Spatial regime models reveal that economic and demographic drivers of urban growth are also sensitive to a city's administrative rank. By quantifying the link between a city's rank and urban land expansion, we conclude that considering the hierarchical structure of the Chinese cities will result in a fuller understanding of the rapid urban growth in China.     

基于土地开发强度的长春市城市空间效率分异研究

以地块容积率和建筑密度为基础数据,从土地开发强度这一微观视角出发,针对长春市建成区圈层式快速发展的现实,运用替代原理和竞租理论分析长春市中心城区1 460个地块的土地开发强度的分布特征,并采用核密度估计法对城市空间扩展过程中的低效地块和“超效”地块进行判断,总结分异特征和原因。研究发现：长春市土地开发强度的分布不符合替代原理,地块容积率的分布总体呈现“高-低-高”的环状分布特征;长春市城市空间结构组织总体上符合竞租理论,公共服务设施对传统竞租函数及其空间结构组织模式具有很大的影响;长春市在城市空间扩展过程中,低效与“超效”并存;商业用地和居住用地是低效地块和“超效”地块的主要用地类型,以商业、居住、娱乐、休闲、办公为一体的城市商业综合体建设或许可在一定程度上缓解该矛盾。     

国内外城市空间扩展研究评析

城市空间扩展是城市化过程的重要标志, 而城市土地利用变化又是城市空间扩展最为直接的表现形式。随着全球城市化的推进, 城市空间扩展已成为国内外城市发展研究中的热点领域。国外城市空间扩展研究发端于20 世纪60 年代的计量地理革命, 中国城市空间扩展的研究自80 年代中期开始;2000 年以来, 伴随中国城市化的快速发展, 城市空间扩展问题日益突出, 城市空间扩展研究逐渐成为热点, 有关研究成果更是大量涌现。本文根据国内外城市空间扩展研究内容的变化, 运用文献资料法和对比分析法, 从扩展形态、扩展模式、动力机制、模拟预测、效应与调控5 个方面对城市空间扩展研究进行了系统总结与梳理。在国外与国内比较研究与综合分类基础上, 重点评析现阶段国内相关研究的特点和不足, 并对中国未来城市空间扩展的研究趋势进行了展望。