杭州城市形态和土地利用结构的时空演化

根据分形理论研究杭州1949~1996年间城市形态和土地利用结构的演化特征,发现杭州城市具有明确的自相似规律。研究表明,杭州城市形态和土地利用结构的分形性态逐渐变好,这与国外学者“演化的城市分形”观相互印证。各类土地形态的维数都小于整个城市形态的维数,从而证实了国内学者“城市化地区的分维大于各职能类土地空间分布维数”的理论推断。从时空变化来看,杭州城市形态的分维呈上升趋势,1996年接近Batty等提出的理论预期维数D = 1.71;居住用地、工业用地和对外交通用地的分维近20年来趋于增大,而教育用地和绿化用地的分维则有所减小。杭州市的分形演化和分维变化总体上揭示了城市自组织演化的特征,但工业用地维数的大幅度上升和绿化用地维数的下降显然暗示该城市在进化过程中的局部退化倾向。     

基于遥感和GIS的重庆市近30年城市形态演化特征分析

基于8期遥感影像,研究了1978—2005年重庆市城市空间形态特征和演变过程。采用紧凑度指数、放射状指数和分形维数等城市空间形态定量研究的方法计算了不同时期重庆市城市空间形态的参数。结果表明,2005年重庆市建成区面积由1978年的87．32km^2增加到282．21km^2。改革开放后重庆市先后经历了20世纪80年代的相对稳定期、80年代中期以后的缓慢发展期和近年来的高速发展期,目前是扩展速度较快的时期,整个城市呈跳跃式发展。该时期增加的城市建成区面积中,有76．86％来自于周边的耕地,有20．52％来自于对周边农村居民点和其他建设用地的占用。     

徐州城市形态演变的分形分析

基于城市扩展图和多时相Landsat遥感影像资料，应用分形理论，对1949年以来徐州城市形态的演变进行定量分析，揭示了徐州城市形态在不同时期的扩展特征。结果表明：徐州城市形态具有分形性质，城市形态的演变是多种因素综合作用的结果，尤其与经济发展的周期性变化密切相关。城市形态的演变经历了迅速扩展期、缓慢扩展期、恢复扩张期、快速推进期和稳步扩张期。在空间上，徐州城市形态一直处于外部扩展一轴间填充一外部扩展的循环过程中。在扩展方向上，1987年以前，城市的扩展重心向东北方向转移；1987年以后，扩展重心转向东南方向。     

临沧市临翔区城市形态演变的分形研究

在对临沧市临翔区1949～2009年城市建成区地图进行遥感和GIS技术处理的基础上,利用分形理论的边界维数模型对其城市形态的演变过程进行了定量分析,并以城市紧凑度和建成区面积年均增长率作为辅助数据,探索了临翔区城市形态在不同历史阶段的扩展特征。研究表明:临翔区城市形态具有分形特征,其演变过程经历了5个大的阶段:第一次快速扩展期、缓慢扩展期、恢复扩展期、第二次快速扩展期和稳定扩展期。扩展模式在外部扩展和内部填充之间不断"角力"。在整体的扩展方向上,以向北为主导。演变受到多种因素的共同作用,以经济、政策和自然因素的影响为最大。     

北京城市形态的分形集聚特征及其实践意义

基于1984、1999年Landsat TM遥感图像,根据分形理论,用半径法研究了北京城市形态,发现北京城市具有分形性质。北京市建设用地从中心向外扩散的集聚分形结构存在明显的标度区转折现象,其中第一标度区是能够揭示北京城市形态演化特点的有效标度区。1984、1999年半径维数的数值变化反映了建设用地密度集聚扩散的不同特点。本文根据集聚分形的标度区建立了一种新的城市范围定义,这种定义可以减少通常定义中的主观因素和不可比因素,标度区大小具有一定的理论意义。     

中国星级饭店碳排放时空演化特征及影响因素研究

基于2000~2016年中国各省区星级饭店碳排放量的测算结果,采用泰尔指数、ArcGIS技术分析了中国星级饭店碳排放时空演化特征,并利用面板数据估计模型揭示星级饭店碳排放时空演化的影响因素。研究表明:(1)中国星级饭店碳排放在时序上呈先递增后波动递减的态势。(2)中国星级饭店碳排放的区域差异呈缩小趋势,各区域内部差异是造成全国总体星级饭店碳排放差异的主要原因。(3)中国星级饭店碳排放东多西少的梯度分布格局较为突出,随时间推移各省区碳排放量出现不同程度的减少。(4)中国星级饭店碳排放时空分布格局受星级饭店碳排放强度、星级饭店规模、星级饭店结构和气候条件的综合影响。     

长江经济带创新产出的时空演化特征及其成因

利用区位基尼系数、空间自相关、相对发展率指数（NICH指数）以及空间面板数据模型等分析方法,以长江经济带沿线38个中心城市作为空间观测单元,结合专利授权量等相关数据,研究了创新产出的时空演化特征及其成因。结果表明：2000~2013年长江经济带沿线中心城市的创新产出在整体上逐年增长,地理集中度呈现波动下降趋势;长三角地区相对发展速度较快;创新产出的空间集聚程度表现出反“Z”字形的波动上升态势;创新产出的热点区域由长三角-成渝“双核心”空间结构发展成长三角“单极突出”空间格局,且长三角热点区域范围有所增长,冷点区域则分布在长江中游地带;技术溢出、政府行为、空间区位和金融支持均对长江经济带沿线中心城市的创新产出具有显著地正向影响,经济基础对下游城市具有促进作用。根据研究结论还提出了相应政策建议。     

城市形态的分维估算与分形判定

城市形态的分形是城市发育到一定阶段涌现出的有序格局和复杂结构,其基本特征是空间分布的无尺度性质。当研究者基于某个显著性水平推断城市分维存在时,实际上就是基于相应的置信度判断分形特征。虽然分形城市研究已经多年,但大量有关维数测算的基础问题依然悬而未决。本文根据分形几何学的基本思想论证城市形态分维测算的若干问题。分维测量的准则是最佳覆盖——不多不少、恰到好处的覆盖。盒子覆盖是最容易理解的测量方法。采用盒子覆盖法测量城市形态分维时,应考虑三个标准：一是快速逼近,二是简便操作,三是稳定拟合。直观估计分维的办法是利用双对数坐标图。由于城市形态不是严格意义的分形,而是类似于文献中的“前分形”,测量尺度与相应测度的幂律关系通常仅在一定尺度范围内有效,从而形成所谓标度区。本文围绕城市形态的分维测量和分形判断开展一系列讨论,包括尺度选取、标度区识别和统计标准等问题,对今后城市分形研究具有理论启示和方法论的参考价值。     

碳排放约束下京津冀地区建设用地利用效率时空演化特征与影响因素研究北大核心CSCD

碳排放与建设用地利用效率具有显著的相互约束效应,建设用地低碳高效利用对实现区域高质量发展具有重要意义。该文通过构建碳排放约束下的建设用地利用效率评价体系,综合运用超效率模型、核密度估计、标准差椭圆等方法分析2005-2019年京津冀地区建设用地利用效率时空分异和空间特征,并探究建设用地利用效率变化的影响因素。结果表明:1)京津冀地区建设用地碳排放呈“先升后降再升”的变化趋势,净变化量为18387.308×104t;2)碳排放约束下的京津冀地区建设用地利用效率呈“先降再升”的特征,经济较发达城市的建设用地利用效率改善较明显,南部体量较小的城市呈波动式提升趋势;3)京津冀地区建设用地利用效率空间上呈东北—西南向分布,形成中北部和南部双核心的总体格局,核心城市集聚作用明显;4)人口规模与碳排放约束下建设用地利用效率呈显著负相关,而经济水平和对外贸易对建设用地利用效率具有显著正向作用。最后为提升京津冀地区建设用地利用效率,实现低碳高效发展提出相关建议。     

区域战略视角下中国地区差异时空演化特征研究

利用泰尔指数、全局空间自相关指数和局部空间自相关指数等指标,在Eviews和ArcGIS等软件支持下,从时间、空间和空间关联性三方面分析中国在不同区域发展战略时期地区经济差异演化规律。结果表明:在平衡发展战略时期,中国地区经济相对差异较小,主要表现为南北间差异和东西间差异并存的格局,且全局空间分布呈随机状态;在非均衡发展战略时期,相对差异较大,呈现经济发达地区向东部集聚而欠发达地区向中西部集聚的分异状态;在协调发展战略时期,东西间相对差异开始收敛,但集聚和分异的趋势依然显著。     

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。     

城市规划CA模型及其应用

基于CA模型,从城市规划角度,通过引入控制性详细规划层,将整个城市空间划分为不同组团片区,构建了自下而上和自上而下相结合的城市规划CA模型(UPCA),并以长沙市为例进行实证研究。结果表明:该模型简化了传统CA城市模拟模型的数据量,提高了模型的模拟精度,并增强了模型的规划决策功能,使模型具备一定的社会经济分析能力。     

中国特大城市空间形态演变研究

以2008年全国52个百万人口以上的特大城市为样本,分析了1990-2008年中国特大城市空间形态在形状指数、空间紧凑度和空间破碎度方面的演变特征。研究表明:1)中国特大城市空间形态趋向带状特征,形状率和圆形率指数均呈下降趋势,下降幅度最大的是西北部、西部和东部地区的城市;2)空间紧凑度下降,面积-周长紧凑度和面积-轴线紧凑度指数均呈下降趋势,下降幅度最大的是西部地区的城市;3)空间破碎度趋于增强,分形维数呈上升趋势,上升幅度最大的是西南和东南部地区的城市;4)影响中国特大城市空间形态特征变化的因素主要有城市规模的扩大、新型城市空间要素的出现和城市空间结构的多中心化。     

长沙城市土地扩张特征及影响因素

以不同时期长沙市城区土地利用现状图为基础,通过对城市用地结构比例、扩张强度指数、人口弹性指数、经济弹性指数、紧凑度变化指数等指标的具体研究,从时间序列、空间形态、结构演变等方面对长沙市城市土地扩张特征进行了系统分析,并结合区域社会经济发展情况从自然地理环境、人口与经济发展、交通设施建设、规划与区域发展战略引导、体制与制度创新等方面探讨了城市土地扩张的作用机制。研究表明：从1949年到2004年,长沙市城市土地扩张速度和强度逐步上升,整体上呈现出非理性向理性发展的趋势,扩张形态也经历了一个由单一的外部空间扩展向外部空间扩展与内部填充相结合转变,由以圈层状、轴线状为主的连续扩展形态向以斑块状与组团状为主的非连续扩展形态转变的过程,总体而言,长沙市城市土地扩张是一个具有阶段性、多样性和复杂性的过程。无论是哪个阶段,城市土地的扩张均受到多重力量的影响,某一时期的城市土地扩张是多重速度、多重模式以及多重形态的有机叠合体,由于力与力之间的均衡与偏向性差异而导致了不同时期城市土地扩张主导特征的凸现,最后在各阶段性合力的共同作用下,形成了现有城市土地边界和形态。     

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。     

中国地级以上城市土地经济密度差异的时空演化分析

以中国336个地级以上城市为研究对象,利用核密度估计和探索性空间数据分析方法,对2001~2014年中国地级以上城市土地经济密度差异的时空格局演化及影响因素进行分析和探讨。结果表明：① 中国地级以上城市土地经济密度的总体水平不断提高,平均值从2001年的4.769亿元/km²增加至2014年的15.375亿元/km²,但地区差距逐渐扩大;② 中国地级以上城市土地经济密度表现出显著的全局空间正相关性,相邻地市相互影响,呈现出“高–高”或“低–低”的空间集聚态势,且从LISA集聚图来看,城市土地经济密度通过空间聚类可以划分为“高水平均质型地域”、“塌陷型地域”、“极化型地域”和“低水平均质型地域”4种类型,不同地域类型的空间分布范围和稳定性等都存在差异;③ 中国地级以上城市土地经济密度冷、热点区域的空间分布具有相对稳定性,总体上表现出“东热西冷”的分布格局,热点区主要分布在东部的京津冀地区、长江三角洲地区和珠江三角洲地区等,广大中、西部地区则大多处于低值簇,属于城市土地经济密度的冷点区或次冷点区;④ 自然条件状况决定城市土地的供给能力和开发潜力,是导致中国地级以上城市土地经济密度差异的基础性因素,区域经济发展水平、经济发展政策、土地利用管理政策也会对城市土地经济密度差异造成一定程度的影响。     

近十年长沙市区建设用地扩张的理性思考

利用长沙市区近十年土地利用变更数据,分析长沙市区建设用地扩张存在的问题、根源及其解决途径。长沙市区建设用地扩张存在耕地大量流失、土地粗放利用、生态服务功能持续降低等现象;经济学分析表明,建设用地扩张过程中外部性未能有效化解,是近十年长沙市区建设用地不合理扩张的根源;提出政府调控为主、市场配置为辅的政策建议。     

长沙市区建设用地扩张的时空特征

以不同时段的遥感影像资料为数据源,借助GIS技术对空间数据的统计及分析功能,提取出6个时期长沙市建成区变化的相关数据信息。在此基础上,利用扩张速度、扩张弹性、分维数、玫瑰图等方法分析长沙市区1986~2004年建设用地扩张的时空特征。结果表明,近20年来,长沙城市建设用地扩张了将近1倍,尤其是2002~2004年,建设用地扩张趋势最为明显。现阶段城市的扩张主要表现为低密度填充式的蔓延,城区扩张方向的主要方位是NW270°~295°和SE165°~180°。建设用地扩张的驱动因素除经济发展及人口增长因素之外,政策也是重要的影响因素,尤其是近年来政策因素的作用更为突出。未来长沙城市的空间发展将是多中心组团式的扩张,城市扩张方向日趋合理化。     

泛长三角城市土地利用效益测度及时空格局演化

以泛长三角地区为研究区域,从经济、社会、生态3维度构建城市土地利用效益指标体系,运用改进熵值法测度1995-2013年城市土地利用效益值;并通过ESDA分析技术、耦合度及多元回归模型等方法对泛长三角城市土地利用效益时空格局演化及机理进行了初步探讨。结果表明:1)1995-2013年泛长三角城市土地利用效益整体上呈提升趋势,且效益"南高北低、东高西低"差异显著;2)相邻城市单元表现出较弱的空间集聚特征,效益热点区主要分布在苏锡沪和宁杭地区,向皖江、绍甬地区演化,而效益冷点区主要集中在皖北地区;城市土地利用效益系统的耦合度不高,处于拮抗阶段向磨合阶段演化,仅个别城市效益系统耦合较好,呈"点"状形态分布;3)泛长三角城市土地利用效益时空格局演化主要受城市化水平、经济发展程度及土地市场化3个主要驱动力综合作用及影响。