基于DMSP-OLS和珞珈一号夜光遥感影像的粤港澳大湾区城市空间格局演变

夜光遥感影像数据可有效反映城市空间格局变化。本文基于1992—2012年的DSMP-OLS夜光遥感影像和2018年的珞珈一号遥感影像,利用分层阈值法提取粤港澳大湾区内各城市建成区;通过计算平均灯光强度、平均灯光增长速率、城市建成区面积、城市建成区增长速率、城市重心、城市重心偏移距离等一系列指数,揭示区内各城市的空间格局演变过程。研究结果表明:①1992—2018年,粤港澳大湾区的城市规模大幅增长,沿珠江口两侧形成了以澳门、广州、深圳和香港为核心的倒“U”形城市群,并呈辐射状向周边扩张。②以珠江口为界,粤港澳大湾区东部各个城市的发展水平整体高于西部各个城市,广州、深圳、香港等核心城市发展水平明显高于江门、肇庆、惠州等外围城市。③1992—2018年,粤港澳大湾区建成区的增长速率由小变大,最后逐渐趋于稳定,2002—2007年是城市扩张最迅猛时期。④1992—2018年,粤港澳大湾区的各城市重心迁移方式表现为3种类型:持续向区域中心迁移;持续向相邻城市邻接区迁移;持续向海洋方向迁移。大部分城市的重心迁移方向呈“震荡”特征。     

粤港澳大湾区建成区扩张时空特征分析

本文首先基于1992-2019年的夜间灯光数据(DMSP-OLS、NPP-VIIRS),参考粤港澳大湾区建成区面积数据,对比确定灯光阈值,提取出大湾区建成区边界;然后从扩张模式、扩张速度、扩张程度3个方面定量分析了大湾区建成区扩展时空特征;最后结合景观生态学方法分析了大湾区建成区扩展的时空格局特征。研究表明:①粤港澳大湾区城市群重心1992年位于东莞市内,2019年迁移至广州市,形成了以广州市为中心的珠三角地区发展核心区域;②整区扩展区域一体化,蔓延速度有所下降,蔓延程度增强,珠三角地区向周围城市的辐射能力不断增强;③城市扩展主要以珠三角地区为中心沿交通线呈倒"V"发展。     

基于长时间序列遥感数据的太原市建成区近50年扩张规律分析

本文基于太原市1973-2020年遥感影像,利用人工目视解译结合Google历史影像校正提取建成区,引入紧凑度、扩张强度、扩张速度及重心迁移模型等指标对太原市建成区近50年的时空演变特征进行深入分析,并分析太原市建成区扩张的主要驱动力因素。研究表明：①1973-2020年太原市建成区面积扩张了15.12倍,平均年增长面积为7.85 km²;建成区紧凑度普遍较低,在南北方向扩展明显,重心沿南西约30°方向迁移了约3500 m。②引起太原市建成区扩张的主要因素有经济、人口扩张等,其中国民生产总值与人均GDP起到关键性作用。     

扬子江城市群城镇空间格局演变解析

以扬子江城市群为研究对象,从城市群建成区扩张和城镇空间联系两个角度进行指标分析,综合测度了2005年、2010年、2015年的城市群城镇发展水平,并利用探索空间数据分析法对城市群城镇空间格局进行了研究。结果表明:①监测周期内,城市群各市的扩张均处于全省前列,"十一五"和"十二五"期间扬子江城市群建成区扩张迅速、效应明显,3期城市群建成区空间重心都集中在扬子江以南的常州市境内,表明扬子江以南的城镇发展规模优于江北;②从城镇空间联系来看,宁镇杨、苏锡常、苏通等城市组群的联系相对明显,构成了整个扬子江城市群的基本联络骨架,城市群内部各城市与周边城市之间、小城市与大城市之间的联系紧密,构成了联系网络。     

基于多源遥感数据的南宁市建成区动态监测与驱动力分析

为了解南宁市建成区空间和时间的扩张特征,本研究选取美国国防气象卫星（DMSP）得到的DMSP/OLS和美国的“索米”国家极轨卫星伙伴卫星（Suomi NPP）得到的NPP-VIIRS两类夜间灯光遥感影像数据,以及Landsat系列遥感影像作为基础数据,提出了一种基于多源数据融合法结合统计数据比较法快速提取城市建成区的方法,基于该方法对2000—2020年南宁市建成区的面积扩张变化、面积重心变化、面积扩张速度和扩张强度变化进行了动态监测和驱动力分析。结果表明：(1)南宁城区扩张幅度明显,扩张速度呈增强趋势;(2)南宁市建成区形态以向外扩张、向内填充为主,空间紧凑程度不断下降,空间形态趋于稳定;(3)建成区重心由西北向东南转移,东南方向为南宁市建成区的主导发展方向;(4)人口增长和经济发展是城市建成区扩张的直接驱动力和根本驱动力,城市交通运输的发展对建成区扩张具有牵引力与指向性。     

广州市建成区空间扩张与驱动因子研究

利用Landsat与DMSP/OLS相结合的建成区提取方法分析了1993-2010年广州市建成区扩张的时空特点及其驱动因子。首先采用突变检测法提取DMSP/OLS夜间灯光数据的建成区范围,并对利用SVM监督分类方法提取的Landsat影像建成区进行过滤,得到广州市城市建成区空间分布;再通过统计数据的相关性分析验证该方法的有效性;然后采用紧凑度、扩张速度、重心迁移等指标分析了广州市建成区扩张的时空特点;最后通过建成区面积与统计数据中经济参量的回归分析探讨了建成区扩张的驱动因子。     

基于夜间灯光影像的太原市城市扩张特征及驱动力分析

随着城市化进程的推进,城市建成区范围不断扩大,在此过程中也出现了诸多问题。为更好地了解城市发展规律,本文选取1992、1997、2002、2007、2012年5期的DMSP/OLS数据和2017、2019年2期的NPP-VIIRS两种夜间灯光影像作为数据源,采用统计数据比较法提取太原市建成区范围,通过对太原市建成区形态扩张指数的分析,得出城市扩张规律。研究结果表明:①太原市建成区从1992-2019年太原市建成区面积增长了249.73km²,扩大了2.7倍,且建成区增长的面积主要集中在太原市的东南部。②2002-2012年和2017-2019年进入加速型扩张模式,扩张的速度快;1992-2019年太原市重心偏移距离为5676.42m,平均偏移速度为202.73m/a,重心位置总体向东南方偏移。③太原城市扩张的驱动力主要是受经济发展因素、人口因素、交通因素和政策规划因素的影响。本文为太原城市规划和空间结构调整提供理论依据和数据支撑。     

乌鲁木齐建成区扩张及植被的演变特征

针对乌鲁木齐市建成区扩张及其内部生态环境发生变化的问题,该文选取1993年、2003年和2013年的DM_SP/OLS夜间灯光数据、2018年的NPP-VIIRS夜间灯光数据以及Landsat影像,利用二分法、归一化植被指数分析等方法,研究乌鲁木齐市建成区扩张及其植被状况的时空演变特征。结果表明:乌鲁木齐市建成区呈现"T"型扩张的同时也向北延伸,其扩张速度和动态度分别为40.28km~2/a、23.98%,均属于高速扩张类型。乌鲁木齐市建成区重心在1993—2003年向西转移了1 577.60m;2003—2013年向西北方向转移了2 584.54m;2013—2018年向东北方向转移了1 232.59m。建成区内的植被呈现先升高后急剧降低的趋势,由1993年的419.70下降到2018年的-18.20,且NDVI均值变化量为负值,说明该建成区内的植被状况在逐渐变差。     

开封市城市扩张动态监测及驱动因子分析

近年来随着城市化进程的不断加深,城市扩张问题日益突出,土地资源浪费及生态环境污染问题也随之而来。采用支持向量机监督分类方法和人机交互解译方式对开封市土地利用进行分类,提取城市建成区范围,采用扩张速度指数(expansion speed index,ESI)、扩张强度指数(expansion intensity index,EII)、平均中心(mean centre,MC)和标准差椭圆(standard deviational ellipse,SDE)等指标分析开封市1990—2015年25 a间的城市建设用地扩张及其空间分布,并基于社会统计数据对城市扩张驱动因子进行分析。结果表明,开封市区建设用地呈扩张趋势,由1990年的38. 08 km2增加到2015年的125. 86 km2,扩张速度达3. 51 km2/a; MC和SDE分析得出,25 a间开封市城市平均中心位置变化不大,整体向西北方向移动; 1990—2009年建成区空间扩张呈均衡化; 2009—2015年建成区持续西扩,空间分布存在明显方向性;利用SPSS软件对社会统计数据进行分析得出,城市人口数量及经济发展等是开封市城市扩张的主要驱动力。     

基于夜间灯光影像的云南省建成区演变研究

夜间灯光影像可衡量城市进程.建成区与植被覆盖度具有一定的负相关性.本文用基于植被校正的城市夜间灯光指数(Vegetation Adjusted NTL Urban Index,VANUI)提取云南城市建成区.先对两种影像进行相互校正,再与归一化植被指数合成基于植被校正的城市夜间灯光指数,最后基于指数采用分水岭分割算法提取城市建成区进行时空演变分析.研究表明:VANUI指数可以对建成区边缘进行较高精度的识别;滇中建成区的扩张速度和强度在全省保持在较高水平;主要城市的建成区紧凑度都在减小;全省建成区重心的偏移呈现东南—东南—东南—东北—西南—东北方向,建成区重心偏移位置变化不大.     

城乡生态质量对经济快速增长区建设用地扩张的响应——以合肥为例北大核心CSCD

21世纪以来,中国经济增长促进了城市化进程的快速发展,也在一定程度上带来一系列环境问题。本文以合肥为例,选用2002、2010、2020年的Landsat系列影像,利用改进的遥感生态指数(MRSEI),并引入城市扩张强度、城市重心转移模型等,探讨了城乡生态变化对建设用地扩张的响应。结果表明:2002—2020年合肥市主城区与周边乡镇生态环境质量总体呈恶化趋势,其中周边乡镇MRSEI均值由2002年的0.747下降至2020年的0.495,降幅为33.7%,主城区MRSEI均值由2002年的0.669下降至2020年的0.491,降幅为28.73%;周边乡镇生态质量下降幅度高于主城区,建设用地扩张强度大于主城区,生态破损更为严重。生态环境恶化区域主要由主城区向周边乡镇放射性分布,生态环境变好的区域主要集中在老城区周围,而城市扩张的区域与MRSEI评价结果显示的生态环境恶化区域基本重合,生态环境变化与城市建设用地扩张强度呈明显的负相关关系。     

An analysis of changes in the urban landscape composition and configuration in the Sancaktepe District of Istanbul Metropolitan City,Turkey using landscape metrics and satellite data

Changes in landscape composition and configuration patterns of Sancaktepe Municipal District in the Asian side of Istanbul Metropolitan City of Turkey were analysed using landscape metrics. Class-level and landscape-level metrics were calculated from the land cover/land use data using Patch Analyst, an extension in the Arc View GIS. The land cover/land use data were derived from classified satellite images of Landsat Thematic Mapper of 2002 and 2009 for Sancaktepe District. There was evidence of increase in agglomeration process of built-up patches as indicated by the increases in mean patch size, decrease in total edge and number of patches between 2002 and 2009. The urban expansion pattern experienced overall was not fragmented but concentrated due to infilling around existing patches. Changes in Area-Weighted Mean Shape Index and Area-Weighted Patch Fractal Dimension Index indicated that the physical shapes within built-up, forest and bareland areas were relatively complex and irregular. A conclusion is made in this study that spatial metrics are useful tools to describe the urban landscape composition and configuration in its various aspects and certain decisions whether to approve a specific development in urban planning could, for example, be based on some measures of urban growth form or pattern in terms of uniformity and irregularity, attributable to the dynamic processes of agglomeration and fragmentation of land cover/land use patches caused by urban expansion.     

长沙市景观破碎化时空分异特征研究

基于2000年长沙市1:10万土地利用图,利用ERDAS软件对1989年、2006年的遥感图像进行解译;在地理信息系统软件ArcGIS和景观格局分析软件Fragstats支持下,以城镇建设空间重心为中心,分别选取东西、南北景观样带(40 km×8 km)和8个不同半径的同心圆缓冲区,用斑块密度、边界密度、平均斑块分维数...     

Characterization and spatial modeling of urban sprawl in the Wuhan Metropolitan Area,China

Urban sprawl has led to environmental problems and large losses of arable land in China. In this study, we monitor and model urban sprawl by means of a combination of remote sensing, geographical information system and spatial statistics. We use time-series data to explore the potential socio-economic driving forces behind urban sprawl, and spatial models in different scenarios to explore the spatio-temporal interactions. The methodology is applied to the city of Wuhan, China, for the period from 1990 to 2013. The results reveal that the built-up land has expanded and has dispersed in urban clusters. Population growth, and economic and transportation development are still the main causes of urban sprawl; however, when they have developed to certain levels, the area affected by construction in urban areas (Jian Cheng Qu (JCQ)) and the area of cultivated land (ACL) tend to be stable. Spatial regression models are shown to be superior to the traditional models. The interaction among districts with the same administrative status is stronger than if one of those neighbors is in the city center and the other in the suburban area. The expansion of urban built-up land is driven by the socio-economic development at the same period, and greatly influenced by its spatio-temporal neighbors. We conclude that the integration of remote sensing, a geographical information system, and spatial statistics offers an excellent opportunity to explore the spatio-temporal variation and interactions among the districts in the sprawling metropolitan areas. Relevant regulations to control the urban sprawl process are suggested accordingly.     

基于分形维度法的都市区城市蔓延分析——以广佛为例

根据1957与1982年两个时期的地形冈并结合1995与2008年的遥感卫星影像提取城镇建设用地专题信息。利用ArcGIS建立广佛都市区城镇建设用地数据库．采用分形维度的计锋方法,对广佛都市区城市蔓延的情况进行测度和分析。结果表明广佛都市区三个发展阶段城镇建设用地面积增长速度并不均匀,具有加速发展的特点。四个测度年份的分形维数分别为1．6454,1．6285,1．5586和1．5270,均在1-2之间．分形维数呈递降趋势,总体下降了0．1184,城市发展模式由紧凑型逐渐向松散型演变,存在城市蔓延情况,而且城市发展模式以年均0．14％的速度从紧凑型向松散型演变。广佛都市区城市蔓延的地域分异较为明硅,具有较强的空间集聚性和中心向心件,广州和佛山毗邻地区以及中心城区是城市蔓延的活跃区和集中区,1982—1995年问研究区内蔓延速度比1995．2008年间要快。通过深入分析发现,经济快速发展、城市人口的持续增长、交通道路网络的建设是广佛都市区快速扩张和城市蔓延的基本动力因素之一,开发区土地扩张,进一步加剧了无序扩张和城市蔓延。     

Urban Sprawl Analysis of Tripoli Metropolitan City (Libya) Using Remote Sensing Data and Multivariate Logistic Regression Model

The main objective of this paper is to analyze urban sprawl in the metropolitan city of Tripoli, Libya. Logistic regression model is used in modeling urban expansion patterns, and in investigating the relationship between urban sprawl and various driving forces. The 11 factors that influence urban sprawl occurrence used in this research are the distances to main active economic centers, to a central business district, to the nearest urbanized area, to educational area, to roads, and to urbanized areas; easting and northing coordinates; slope; restricted area; and population density. These factors were extracted from various existing maps and remotely sensed data. Subsequently, logistic regression coefficient of each factor is computed in the calibration phase using data from 1984 to 2002. Additionally, data from 2002 to 2010 were used in the validation. The validation of the logistic regression model was conducted using the relative operating characteristic (ROC) method. The validation result indicated 0.86 accuracy rate. Finally, the urban sprawl probability map was generated to estimate six scenarios of urban patterns for 2020 and 2025. The results indicated that the logistic regression model is effective in explaining urban expansion driving factors, their behaviors, and urban pattern formation. The logistic regression model has limitations in temporal dynamic analysis used in urban analysis studies. Thus, an integration of the logistic regression model with estimation and allocation techniques can be used to estimate and to locate urban land demands for a deeper understanding of future urban patterns.