二十世纪澳门城市演变

城市演变模拟是全球变化研究中的一个重要内容。将澳门地区的历史GIS数据和SPOT数据相结合,用GIS+RS一体化技术模拟澳门二十世纪城市演变特征,以重建澳门城市在二十世纪中的演变过程。该内容的研究对澳门地区的持续发展有重要意义。同时,该研究中提出的GIS+RS一体化技术方案,也将丰富环境动态演变模拟的方法技术。     

重庆两江新区空间结构演变驱动机制分析与过程模拟

两江新区作为中国第一个内陆开放区,在短时间内经历了高强度开发,其社会经济空间结构演变对于国家新区的发展和规划具有重要意义。两江新区的城市建设用地扩张基本分布在中心城区外围,部分沿交通线向外扩张,并可通过元胞自动机模型对未来建设用地演变趋势进行模拟。本研究基于两江新区的人口数据、建设用地空间分布、道路数据等基本要素分析区域空间结构演变过程,定性与定量相结合研究两江新区空间结构演变的特征与机制并进行多模型模拟。研究结果表明：① 从人口、用地、交通等基本要素的时空变化可以看出,两江新区自2010年6月成立至2015年,区域城镇中心体系和空间结构都发生了明显的变化;② 政策环境、基础设施、要素成本和集聚效应是企业入驻两江新区的4个主要驱动因素;③ 两江新区建设用地扩张空间累积阻力值呈同心圆和轴带发展形态,建设用地空间演变基本向空间累积阻力值低的方向和地区扩张;④ 元胞自动机模型模拟的结果精度在80%以上,能够展示过去5年两江新区空间结构的演变过程和未来该区域空间结构的状况。本研究的结果能够为内陆开放区的优化建设提供科学参考,有助于提高重庆市两江新区开发建设的效益。     

基于夜光遥感与POI数据空间耦合关系的南海港口城市空间结构研究

南海港口城市研究是南海资源环境监测的重要内容,目前对于南海港口城市空间结构特别是港口在城市空间结构中的地位缺乏研究。夜光遥感数据和POI数据均为城市空间结构研究的重要数据源,但对于2种数据的空间耦合关系与集成应用研究存在不足。针对上述问题,本文选取南海港口城市典型代表的三亚市为研究区,以研究区2016年NPP-VIIRS夜光遥感数据和POI数据为数据源,利用叠加分析将夜光遥感数据和POI核密度分析结果数据分别网格化。然后,利用双因素组合制图法对两种数据的空间耦合关系进行可视化,分析空间耦合关系相异区域和城市空间结构的关系,并在此基础上探讨港口在三亚城市结构中的地位。研究表明,三亚市夜光遥感和POI数据的空间分布总体趋势相一致,空间耦合关系相近的区域占比达85.6%;夜光遥感和POI数据空间耦合关系在三亚市内存在一定量的相异区域,如新城区、经济开发区、城市边缘区和乡镇中心等,结合2种数据的特点可以更显著地表征这些区域的城市空间结构特征;三亚市作为重要的南海港口城市,其城市的中心区域与港口密切关联。本研究为港口城市空间结构研究提供了新视角。     

基于空间突变特征的城市边缘区提取方法

城市边缘区位于城市与乡村之间的过渡交接地带,既是城市扩张的前沿,也是城乡建设和用地置换中最具活力的地区。准确识别城市边缘区的空间范围一直是城市空间结构研究的核心问题,有助于从城乡对比的角度来衡量城市化程度。本文以城市边缘区的空间突变特征为切入点,基于格网尺度评价构建基于多源数据的城市边缘区特征识别指标,然后采用小波变换检测进行特征值突变点群的识别,并利用基于Delaunay的自动边长阈值的边界提取算法识别突变点群内外边界,从而实现了一种基于空间突变特征的城市边缘区提取方法。最后,以江阴市作为研究区进行了实证分析,并将本文方法提取结果与通过信息熵模型和土地利用程度综合指数模型提取城市边缘区的经典方法提取结果进行对比,经典方法所提取的城市边缘区结果更为混乱分散,而本文结果更为完整客观。将本文方法提取结果与使用土地利用数据与行政区划统计年鉴数据构建城市边缘区识别指标进行突变检测的不同指标方法提取结果进行对比,二者重叠度达88.03%,体现了本文方法的正确性,而从局部细节分析来看,本文结果更符合实际情况。为了更好地验证本文方法的有效性,利用景观格局指数对本文方法和不同指标方法提取的城市建成区、城市边缘区和乡村腹地的范围进行检验：从斑块类型层级指数分析, 2种方法划定的区域都具有典型的空间特征;而从景观层级指数分析,本文识别出的边缘区所计算的斑块密度、最大斑块指数、景观分离度、景观破碎化指数和香农多样性指数均高于对比方法,而蔓延度和香农均匀度均低于对比方法,说明本文识别的城市边缘区范围内景观破碎化程度和异质性更高,景观分布不均匀,社会经济条件更复杂,从而证明了本方法的有效性,尤其适合于非闭合环状的城市边缘区的提取。     

城市空间形态与特征的定量分析——以重庆市主城区为例

本文梳理了城市空间形态研究的理论与方法,系统分析了城市空间形态研究的趋势。鉴此,构建了城市形态定量化研究的测度指标体系,并以RS和GIS技术制定了城市形态定量化分析方法框架,对重庆市主城区空间形态进行了系统的定量分析。在城市用地扩展的时空特征上采用了面积增长量、城市用地扩展速度、扩展强度,及各方位用地扩展强度等指标;在城市外部空间形态特征方面采用了紧凑度、分形维数和形状指数等指标。结果表明:主城区空间形态演变受其重大事件影响较大,呈"突变"和"整合"相结合的演化过程;重庆市主城区空间扩展呈现明显的阶段性,以集约式和内涵式扩展为主;由于受主城区扩展的各向异性影响,主城区扩展以北向和西向扩展为主。本研究为城市空间形态的定量分析提供了参考。     

2003—2018年中国地级城市土地出让交易状况及时空动态特征

本文结合2003—2018年中国土地市场网的土地出让数据,利用核密度分析、冷热区分析和空间可视化等方法,对土地出让空间分布、出让土地来源和用途等要素进行对比研究,总结出中国地级市土地出让的空间结构分布特征。研究结果显示：① 2003—2013年全国土地出让增速明显,2013年后土地出让总量增速放缓,但土地出让收入在持续增长,土地出让整体呈现出“量变到值变转化”的特征;② 2003—2018年用地出让构成变化趋势为：道路与交通设施用地、绿地与广场用地出让占比增长较为明显,居住用地、商业用地、公共管理与公共服务设施用地出让占比稳定,工业用地、物流仓储用地和公用设施用地出让占比增速开始放缓,并呈现出收缩趋势;2003—2018年土地出让来源差异显著,主要来源于新增建设用地,对存量用地的再开发利用率较低,盲目的外向扩张不利于新型城镇化建设;③ 2003—2018年土地出让呈现出“点-线-面”的空间演变特征,形成了多核心、层级分明的圈层空间结构,展现出“核密度重心由北向南、由西向东转移”、“核心城市高度集聚、外围城市密集、区（县）稀疏”的空间演进特征;其中,不同用地也呈现出不同的空间演进特征：工业用地出让增速由东北地区向全国扩张后,逐步向华东沿海城市收缩,并呈现出“由一般城市到省会城市,再到其周边城市”的空间演变特征;居住用地出让面积由省会城市带动周边城市增长,增长到一定程度,逐渐向华南和华东中心城市收缩;商业用地出让较为稳定,未出现收缩现象、增速较为均衡;其他建设用地出让面积分布覆盖范围较均衡,也反映出全国基础设施建设土地资源配置比较均衡。     

网络大数据下的中国现代食甜习惯空间分布特征及其影响因素研究

饮食地理文化作为地域文化中最具地方特色的重要元素,在现代人口大规模流动背景下呈现出全新的多样化局面,而基于传统认知的“南甜北咸”的地域分异已然不能代表中国现代食甜分布的空间特征。因此,本文采用网络爬虫技术,获取我国大陆31个省会城市共计约2000万条美食消费数据,从传统类菜品、主食类菜品、饮料类和甜品类菜品4个方面计算城市食甜度,在ArcGIS、MySQL软件支持下,借助GIS空间分析和数理统计方法探究我国现代食甜习惯的空间分布特征,分析影响食甜分布的因素。研究发现：① 中国食甜在空间分布上存在显著的地域分异特征,聚类分析评价参数R ²高达0.88,现代食甜习惯总体呈现“东高北中,西微内低”的包围式格局;② 从整体抑或局部角度,在1%显著性水平上莫兰指数均为正,中国食甜分布呈现显著的空间正相关关系,形成特色鲜明的3个地理集聚区,即以苏浙沪闽为主的东南沿海高甜集聚区,以渝黔川为主的西南内陆低甜集聚区和以陕宁为主的西北内陆低甜集聚区;③ 构建了中国现代食甜习惯分布影响因素模型,其拟合精度为0.82,分析结果显示降水、湿度、气温等气象要素及地理位置是影响现代我国食甜空间分布的重要因素。     

广州地铁网络复杂性特征及时空演变过程研究

本文以广州市地铁网络2003―2019年发展历程为例,将复杂网络理论和地理信息系统(GIS)结合,开展城市轨道交通网络空间结构复杂性特征测算和时空演变过程研究,旨在通过复杂网络理论探析广州地铁网络复杂性为基础,应用GIS空间分析技术对复杂网络拓扑特性时空演变过程进行阐释,研究结果可为广州市及其他大城市轨道交通网络规划发展、运营管理和服务水平提升等提供科学依据与决策支持。     

城市生长与形态双维分形模型改进及应用

分形方法是测度城市生长与形态演化的重要方法,然而其标度区范围的自然识别依然存在瓶颈。本文采用二阶导数识别半径法标度区界线,结合经典计盒法模型提出改进的双维分形标度律测算方法,以郑州市为案例区验证模型的精度与效度,综合解析郑州城市空间形态结构的生长演变特征。结果显示:① 利用二阶导数自动识别半径法标度区界线可显著提升分形模型拟合效果,拟合精度R²由0.920提升至0.996以上;② 郑州城市空间结构存有双标度现象,城市生长扩张并非标准环形波状推进,半径法模型仅在“城市中心边缘—建成区内侧”的环状范围拟合有效,城市结构可能存有自仿射生长或随机多分形特征;③ 1982—2020年郑州城市形态演化为明显的中心蔓延模式,职能用地的空间配置整体均匀程度偏高,功能分异程度较低,存有城市景观较紊乱,系统效率不高的隐患。本研究对半径法分形模型中拟合精度难以提升的应用瓶颈作出了突破性尝试,为城市生长模拟与城市空间结构演变分析提供了一种新方法,丰富了城市分形研究。     

基于多源遥感数据的城市扩张监测与分析

有关建成区空间分布的研究是城市发展规划的重要组成部分,针对单一数据源不足以提供准确、及时的建成区信息的问题,提出了一种结合Landsat数据和夜光遥感数据的城市扩张监测方法。该文以Landsat影像与夜光遥感影像为数据源,采用SVM分类方法和突变检测阈值分割技术,提取2004—2016年的原济南市、泰安市、原莱芜市的建成区范围,然后引入城市扩张强度、紧凑度、重心轨迹转移分析和等扇形分析等指标,来定量分析城市扩张的时空变化特征。结果表明:从2004—2016年,研究区建成区面积增加了508.06km~2,原济南、泰安市均以外延式的城市发展为主,主要的趋势是北部、西部和南部;而原莱芜市则以填充型的城市发展为主,紧凑度高于其余两市,西北方向处于扩张速率的高值区;其中城市扩张强度指标定量地反映出在2004—2007年间研究区城市化进程取得重大突破,是区域城市化进程的重要阶段。相较于单一数据源,引入夜光遥感数据,可以更快速高效地提取城市建成区信息。     

云南三生空间时空演变特征分析

以云南为研究区开展基于三生空间理论的国土空间时空格局演变特征分析。基于土地利用/覆盖变化的土地分类标准构建三生空间分类体系,通过土地利用数据得到2005～2020年云南三生空间数据分布格局,利用变异系数、标准差椭圆、空间相关分析和耦合发展模型分析其时空变化特征。结果表明：(1)云南的三生空间以生态空间为主,主要分布在西北和西南部。生产空间分布较为分散;生活空间分布相对聚集,分布中心更靠近省会城市。(2)2005～2020年云南三生空间的变化幅度较小,以生产、生活空间的变动较为明显。生产空间的变化幅度主要受政策的驱动,呈现出由减到增的发展态势;生活空间伴随着城镇化进程的推进呈现出持续扩展的态势。(3)云南三生空间属于轻度失调等级,并逐渐向协调的方向发展。研究结果可为云南国土资源调查、国土空间规划开发和生态环境保护提供数据支持和决策依据。     

西安市城市边缘区空间识别与边界划分

城市边缘区研究的首要任务是对城市边缘区进行空间识别和边界划分。针对现有研究存在的指标选取过于单一或繁杂、水陆分离导致划分间断等问题,利用西安市SPOT-5、Landsat TM遥感影像和社会统计数据,分别从物理、景观、人口3个视角出发,选定不透水面盖度与景观絮乱度作为主要判别指标,人口密度作为辅助指标,构建城市边缘区识别指标体系。运用信息熵法和突变检测法,量化并可视化西安市城市边缘区的空间范围。结果表明：① 所选取指标沿着城乡梯度表现出独特的空间信息,根据指标的城乡空间异质性特征可以识别出城市边缘区的空间范围,且方法更科学,界定结果更精确。② 西安市呈现出明显的城市核心区、城市边缘区、农村腹地的圈层结构特征。道路牵引与政策调控对城市边缘区的空间分布有重要影响。本研究可为城市边缘区其他相关研究提供科学参考和依据。     

基于同城化背景下的太原和榆次城区建设用地时空变化

同城化背景下城市建设用地的时空变化,对于城市制定科学规划、促进地区可持续发展具有重要意义。本文以遥感影像为主要数据源,提取3个时期太原市城区和榆次城区建设用地信息,分析了研究区建设用地扩张的区域以及时空动态变化特征;利用相关的统计数据,采用灰色关联度模型,探究研究区建设用地扩张的主要驱动因素。结果表明:研究区的建设用地面积不断扩张。研究区太原部分的建设用地重心先向西北再向东南迁移,研究区榆次部分的建设用地重心整体向西北方向迁移。研究区建设用地扩张主要受城镇化水平、经济发展水平、产业结构、政策因素和交通因素等5个因素影响,但各个因素对建设用地扩张的推动力大小不同。     

青藏高原城镇体系的时空演变

城镇体系的形成和发育对区域城镇化进程及社会经济发展起着至关重要的作用,并对生态环境产生重要影响。青藏高原特殊的地理环境与相对落后的社会经济基础,导致城镇体系不甚健全。目前国内外相关研究薄弱,不利于国家生态安全屏障建设及青藏高原可持续发展。为此,本文以建制镇以上的镇区和城市市区为研究对象,结合统计数据与遥感数据,借助GIS空间分析方法对青藏高原1990-2015年城镇体系的空间结构和规模结构进行时空演变格局分析,并采用重心移动模型揭示了青藏高原城镇人口规模和用地规模重心的迁移规律。结果表明：青藏高原城镇空间分布总体呈现出“东南密集、西北稀疏”、“大分散、小集聚”的格局;城镇分布在时间上具有阶段性增长特征且总体趋于集聚,在空间上不均衡程度呈上升趋势但2005年后明显减缓;虽然建制镇数量大幅增长,但96.88%的城镇规模在5万人以下,大中小城市发育不足;城镇人口规模重心呈现“先向西南,再向东北,又向西南”的移动轨迹;城镇用地规模重心呈现“先向东南,再向西北,再向东北”的迁移趋势。本文研究了青藏高原城镇体系的规模结构及其时空演变特征,为青藏高原新型城镇化及城镇空间格局优化提供基础依据;提出了资料缺乏和统计口径不一致的条件下城镇规模的合理估算方法,对我国城镇化相关研究具有一定的参考价值。     

集成土地利用数据和夜间灯光数据优化人口空间化模型

人口统计数据空间化是解决统计数据与自然要素数据融合分析的有效途径。随着RS和GIS技术的发展,人口统计数据空间化方法推陈出新,其中,土地利用数据、夜间灯光数据是人口空间化研究中普遍利用的数据源,但各有优、缺点：土地利用数据中的城镇用地、农村居民点能准确表示人口分布的空间范围,却不能反映其内部的人口密度差异特征;夜间灯光数据的强度信息能体现人口分布的疏密程度,但其像元溢出问题显著夸大人口分布范围,像元过饱和现象也影响着人口数据空间化结果的精度。本研究以中国大陆沿海区域为例,尝试集成土地利用数据和夜间灯光数据优化人口空间化方法,设计了基于精度阈值和动态样本的渐进回归与分区建模的方法,获得了中国沿海2000、2005、2010年1 km分辨率人口空间化数据。结果表明,优化模型显著提高了研究区整体的精度,尤其适用于人口空间结构内部差异较为显著的区域。     

城市化背景下的北京市通州区土地利用遥感监测

以北京市通州区为例,基于Landsat-TM影像等基本数据源,提取了研究区土地利用的类型、位置和面积.采用RS和GIS相结合的方法,从数量特征和空间布局的角度出发,对研究区内各土地利用类型的用地规模和空间分布特征进行动态监测,揭示了不同阶段下通州区土地利用的转移规律和总体特点.结果表明:研究区土地利用类型受城市化影响在...     

2000年以来山东省地级以上城市空间格局监测分析研究

城市空间格局变化监测能够反映城市建设空间的发展规律和特点,为城镇体系发展规划、优化以及城市空间开发集约利用等提供重要基础。该文选取山东省作为研究区域,以全省17个地级以上城市城区为研究对象和统计分析单元,以2000-2017年7个时期高分辨率正射影像提取其城区边界和部分时期内部结构数据,采用城市扩展面积、城市扩展速度、城市扩展强度及紧凑度等指标,对山东省17个地级市城市空间格局发展变化进行综合分析,对城市扩展、城市用地等进行评价。研究结果表明:山东省地级以上城市空间格局演变整体呈现出以济南青岛为中心的东西两极发展格局,整体发展较为均衡,但东西部差距依然较大。城市紧凑度较低,以粗放型土地增长模式扩展,面积扩张过快,占用耕地比例较高,土地集约利用程度不够。研究成果可为优化城市空间结构,促进城镇高效、集约、节约、绿色发展等提供了合理的建议以及技术支撑。     

快速城市化的空间过程检测与动态机制分析

监测并理解建成区扩张有助于管理城市发展。针对城市建成区提取与其空间扩张驱动力分析存在的困难,提出集遥感信息提取与驱动力分析于一体的技术框架,利用面向对象分类技术提取建成区,采用扩张指标分析城市扩张过程,使用随机森林回归分析城市扩张驱动因素。结果表明,研究区在最近25年里建成区的扩张存在时空差异,研究期内城市扩张主要受社会经济因素和邻域因素驱动,其主导驱动力随时间的推移而演变。     

基于多源时空数据的粤港澳大湾区建设用地扩张及动力机制研究

粤港澳大湾区是我国快速城镇化的典型代表地区,是世界第四大湾区。作为我国开放程度最高、经济活力最强的区域之一,在国家发展大局中具有重要战略地位。深入研究粤港澳大湾区建设用地的扩张特征及动力机制,对于优化粤港澳大湾区的城镇化布局和形态,推进我国高质量新型城镇化发展具有重要意义。以粤港澳大湾区为研究对象,通过综合遥感技术、统计分析及地理信息系统空间分析方法研究粤港澳大湾区1985～2017年的建设用地时空变化特征;并结合数字高程模型、社会经济数据、交通路网信息等分析建设用地扩张的驱动机制。研究结果可为粤港澳大湾区的城市规划及可持续发展提供科学支持,并为其他特大城市群的高质量发展规划提供参考。     

基于RS/GIS的西藏地区湖泊变化动态监测及气候背景

在RS/GIS技术的支持下,以1970年1∶10万地形图、20世纪70年代末MSS遥感图像、80年代末TM遥感图像和2000年左右 ETM遥感图像为主要数据源,提取了4期湖泊数据,结合 1965～2002年来温度、降水和前人资料,分析了西藏地区湖泊分布及30年来湖泊变迁的时空差异特征.研究结果表明:西藏地区内陆湖泊对全球和区域性气候变化有着敏感的响应,研究区内的湖泊在20世纪80年代末萎缩比较明显,2000年以来西藏湖泊出现全面扩张的趋势.湖泊变迁的地区性差异主要体现在"藏北南部大湖区"的湖泊群和喀喇昆仑山地区湖泊群持续扩张,藏北地区分布的中小型湖泊受温度升高影响最大,气候变化是湖泊面积变化的驱动因素,而湖泊的地质、地理条件和补给方式等特征决定了湖泊的变迁类型和程度.