基于陆路交通网的空间通达性分析——以兰州-西宁城市区域为例

以兰州-西宁城市区域交通路网为例,基于空间句法模型、日常可达性模型和等时圈通过特征点算法,试图运用GIS技术将节点、轴线和域面结合起来对通达性进行全面阐述,多视角综合测度区域路网通达性的空间格局。研究结果表明:1.区域路网体系较为完善,路网线段集聚相对明显;线段式空间伸展格局呈"点-轴"状,轴线式空间伸展格局呈"干-枝"状,初步形成核心、过渡、外围三大等级圈层以及"X"字型路网骨架,区域交通运输与城镇发展水平表现出较强的共轭协同发展关系。2.等时圈沿国道、省道、县道扩散表现连续,沿封闭铁路、高速公路扩散出现跳跃,其等时圈空间特征多呈现"枝-叶"状。城镇日常可达性在较大程度上取决于区域中心性、周边路网发达程度和城镇密集程度,区域路网单中心极化现象比较明显,兰州市对整个区域路网的控制作用较为突出。3.区域通达度空间分布各异,核心板块破碎而外围板块连片。区域通达性差异极其显著,出现极高值区和极低值区;兰州与西宁通达度中高值区出现断裂,区域南部通达度极低值区连片成带。因此,应当构建兰州地区绕城高速和环状路网,实现路网交通的适度分流;加快兰州-西宁高等级快速交通建设,推进兰州-西宁区域一体化进程;建设兰成铁路和兰州至云南磨憨口岸高速通道,培育临夏为南部区域性中心城市。     

关中—天水经济区路网空间通达性分析

通达性是人文地理学、城市与区域规划、交通运输经济学等学科的研究热点之一。随着应用需求的持续加大和技术研究的不断深入,通达性测度方法和度量体系正在逐步完善。以关中—天水经济区交通路网为例,本文试图将城市、交通和区域结合起来全面阐述区域通达性。采用空间句法模型、可达性相关指标和等时圈通过特征点算法,多视角综合测度经济区路网通达性的空间格局。研究结果表明：①区域路网体系较为完善,路网线段集聚明显;线段式空间伸展格局呈＂点—轴＂状发散,轴线式空间伸展格局呈＂干—枝＂状发散,初步形成核心圈、中间圈、外围圈三大等级圈层以及＂米＂字型路网骨架,区域交通运输与城镇发展水平表现出较强的共轭协同发展关系。②城镇区域可达性在较大程度上取决于区域中心性和周边路网发达程度,区域路网单中心极化现象比较明显,西安市对整个区域路网的控制作用过于突出。③区域通达度空间分布各异,核心板块连续性较好,外围板块破碎化明显。关中、天水两大梯度板块差异较大,天水与关中通达度中高值区出现断裂。鉴于区域中心偏于西安以西的现实,适度培育杨陵或宝鸡为区域路网的副中心城市;加快关中—天水高等级快速交通建设,推进关中—天水区域一体化进程。     

基于MODIS数据的雪深反演--以天山北坡经济带为例

应用中分辨率成像光谱仪（MODIS）数据进行雪深遥感反演理论和方法的研究.利用全波 段地物光谱仪对不同深度的积雪进行反射光谱值野外量测且同步测定雪深,通过分析雪深和 反射光谱值的关系确定反演雪深的MODIS最佳观测通道,应用新疆地区冬季MODIS 1B数据, 以天山北坡经济带为实验区,结合该区域同期气象台地面雪深观测记录数据建立雪深遥感反 演数学公式.雪深反演结果与实测值对比表明,应用MODIS数据进行大区域雪深反演时 ,其结果具有分辨率高、监测范围广的特点,可以清楚反映积雪覆盖范围和雪深空间分布特征,对地表径流量计算、农业开发等具有应用价值.     

干旱区可持续土地利用模式分析——以天山北坡为例

可持续土地利用模式是土地生态经济可持续发展的必然要求,但目前对可持续土地利用模式的科学基础研究较为薄弱。可持续土地利用模式的科学基础是土地类型及其空间组合结构,利用遥感和地理信息系统等新技术、基于社会发展需求的小尺度、大比例尺土地类型制图及其空间结构研究将是今后土地分类学的重要研究方向之一。目前土地利用中存在的与环境相关的问题,多数源自于违背土地类型自然属性的客观要求。退耕还草还林政策的实施,体现了土地利用需要遵循土地类型自然属性的客观要求。以天山北坡为例,在可持续土地利用模式的科学基础分析的基础上,根据土地类型及其空间组合结构,进一步完善和提升了近年提出的干旱区绿洲－中山带立体双带模式和干旱区山地利用模式;并基于典型的干旱区绿洲格局提出了冲洪积扇绿洲集约利用模式、冲积平原绿洲农业规模经营模式以及河流尾闾三角洲绿洲生态利用模式。     

新疆天山北坡经济带土地利用时空变化特征研究

基于GIS平台,以新疆各县市统计资料及Landsat TM 影像解译得到的三期土地利用数据为基础,对天山北坡经济带1996-2004年土地利用数量、类型及其变化进行了分析.结果得出,前后2个4年间,天山北坡经济带林地和未利用土地是先增加后减少.在8年尺度上土地利用总的动态特征是,耕地、园地、林地、水域、建设用地及未利用土地面积增加,草地面积减少.8年尺度天山北坡经济带综合土地利用动态度为12.95%.前4年综合土地利用动态度为12.83%,园地、水域及未利用土地的年变化率较大,林地的年变化率较小.后4年天山北坡经济带综合土地利用动态度为1.58%,建设用地与园地的年变化率较大,草地及耕地的变化率较小,前4年变化程度比后4年明显.最后,引入单一土地利用类型相对变化率反映出天山北坡经济带土地利用变化存在明显的区域差异.政策变动、经济发展、城市化水平、市场需求和人口增长是天山北坡经济带土地利用变化的主要原因.     

城市生态位测度研究——以天山北坡城市群为例

依据生态位理论,界定了城市生态位等相关概念。以天山北坡城市群为研究对象,选取1980-2010年人口、产业和投资等数据,根据城市生态位宽度模型、分异指数模型和重叠指数模型,分析了该城市群中各城市生态位空间宽度、生态位结构变化及其相互作用关系,为实现城市群的持续发展提供了新视角。结果表明：天山北坡城市群中,乌鲁木齐和石河子的人口生态位较大,而在经济生态位及资源生态位方面乌鲁木齐和克拉玛依位居前两位,说明城市生态位具有不连续性特征。天山北坡城市群中经济生态位宽度最大值的城市是最小值城市的32倍,说明天山北坡城市群中城市生态位宽度的差异悬殊。同时,天山北坡城市群的人口、经济及资源生态位分异指数均呈现下降趋势,人口与经济要素在空间上的不平衡得以改善,城市之间人口、经济发展的差距在逐渐缩小。天山北坡城市群正逐渐由“单中心”城市群向“多中心”城市群演进。在城市生态位重叠指数方面,城市之间的重叠指数呈现不断增大趋势,说明天山北坡城市之间的产业结构趋同性增强,同质竞争日趋激烈。针对天山北坡城市群城市生态位特征,按照专业化分工协作的要求,提出了城镇组团错位发展的设想。     

基于遥感影像的雪线高程提取方法对比分析——以天山北坡为例

利用2010-2014年6~8月MOD10A1、MOD10A2及HJ-1/CCD数据,以天山北坡为研究区,对比分析了积雪持续时间比率法及最大值合成法在雪线高程提取中的精度和适用性。结果表明:当MOD10A1以旬合成,积雪持续时间比率阈值为40%时,提取的雪线高程与"真值"最为接近;基于混淆矩阵法,以目视解译得到的HJ-1/CCD积雪面积为"真值",分析得出,积雪持续时间比率法提取积雪面积的总体精度较高,为98.59%,khat系数为0.90,最大值合成法的总体精度仅为85.29%,khat系数为0.70;基于统计学的方法,计算得出,积雪持续时间比率法提取的雪线高程与"真值"的相关系数较高,为0.77,其平均误差、正、负误差、绝对平均误差以及均方根误差相对较低;最大值合成法提取的雪线高程与"真值"的相关系数较低,仅为0.54,其平均误差、正、负误差、绝对平均误差以及均方根误差相对较高;积雪持续时间比率法提取的雪线高程结果优于最大值合成法。     

新疆天山北坡日照时数变化特征——以玛纳斯-石河子-沙湾线为例

运用线性趋势估计、距平与累积距平、滑动t检验、小波分析、灰色预测等方法,对天山北坡中部日照时数的变化趋势、周期特征、突变特征及未来趋势进行了分析。结果表明:1.近47年来,天山北坡一线日照时数呈减少的趋势,其变化倾向率为21.6 h/(10 a),相关系数为0.26。累积距平曲线的变化趋势显示,年日照时数以1986年为转折点,前期偏多,后期偏少。2.年日照时数在1986年发生了由多到少的突变,其突变类型比较复杂,是均值突变和转折突变两种突变类型的组合。3.日照时数在近47 a的时间序列中存在8 a和19 a的周期。在8 a的时间尺度上,年日数序列经历了7个偏多期和6个偏少期;在19 a的时间尺度上,经历了2个偏少期和2个偏多期。4.利用建立的灰色预测GM(1,1)模型对天山北坡的日照时数进行了预测,发现模型的可靠性高,预测结果准确,年日照时数在2010年达到2 970.8 h,为近10年来的最高值。     

基于空间句法的城市立体交通通达性模型及其应用——以石家庄市为例

当前通达性研究多单方面关注地面交通或地下轨道交通,缺少对地面、地下一体化立体交通通达性的研究。利用空间句法形态分析变量,分别表述地面和地下交通的通达性,并以地面公交站点通过的公交车数量作为权重因子,构建地下交通通达性向地面交通传递的纽带,最终建立城市立体交通空间通达性模型。研究表明,该模型可用于立体交通通达性的计算,定量描述结果更符合城市交通通达性现实状况,可作为城市科学布局与发展的依据。     

民用机场区域服务能力的结构与空间格局——以长江经济带民用机场体系为例

基于航空运输过程的完整性,认为民用机场对区域的服务能力取决于机场经由陆路集疏运体系与腹地的连通性,以及机场通过航线网络与其他机场的连通性两方面,据此构建了机场陆侧、空侧及综合服务能力评价方法。长江经济带民用机场体系的实证研究表明,机场间陆侧、空侧以及综合服务能力均呈明显差异,差异程度空侧显著高于陆侧,综合服务能力最低;长三角、长江中游和长江上游三大区域间机场差异与区域内部机场差异共同导致了经济带机场陆侧服务能力的总体差异,但区域内部机场间的差异是形成空侧和综合服务能力总体差异的主要因素;根据服务能力指数的自然间断,将机场划分为高、较高、中等、较低、低5个等级,则陆侧、空侧和综合服务能力等级结构均呈金字塔特征。在空间格局上,受陆路交通网络发展以及区域经济与人口密度等影响,陆侧服务能力由长三角往上游地区呈梯度下降态势;受机场所在城市经济社会特征、综合交通发展与竞争等的综合作用,空侧服务能力呈长三角与上游高于中游地区的“鞍形”格局;综合服务能力沪蓉、沪昆两大交通主轴串联的城市区域相对优于腹地,在三大区域则均存在明显的核心-外围格局,但总体水平由长三角往上游地区呈梯度递减。     

天山北坡经济带土地利用效益评价

土地利用效益评价是衡量土地利用可持续发展的重要标度。从经济效益、社会效益、生态效益三方面建立天山北坡经济带土地利用效益评价的指标体系,利用熵值法确定各指标权重,对天山北坡经济带1990和2005年的土地利用效益变化及各类效益的协调度进行了综合评价,得出以下主要结论:(1)1990-2005年天山北坡经济带各县市的土地利用综合效益均有所增长,其中克拉玛依的综合效益上升幅度最大,而呼图壁的综合效益上升幅度最小,其余市县呈小幅增长。三大效益子系统在不同的市县具有较大的差异。(2)目前天山北坡经济带11个市县中有6个呈现出不协调状态;4个处于基本协调状态,总体协调状态不理想。1990-2005年的协调度动态变化区域差异明显。沙湾、乌鲁木齐、奎屯和乌苏的协调度呈现上升状态;协调度呈下降态势的是阜康、米泉、玛纳斯、呼图壁和克拉玛依,昌吉和石河子的协调度的变化较小。     

基于生态足迹的天山北坡经济带生态承载力评价与预测

生态承载力是测度区域社会经济发展对资源与环境系统压力程度的重要标尺。基于生态足迹法,构建生态承载力的评价与预测模型,分别评价和预测了2010年与2015年天山北坡经济带的生态足迹和承载力。结果表明：2010年天山北坡经济带生态足迹组分以草地和能源用地为主,约占足迹总量的93%,人均生态承载力总体高于人均生态足迹;2015年生态承载状况仍然总体盈余。但随着人口快速增长以及人均消费能力提高,2015年人均生态承载力已经低于2010年水平,城镇化对未利用地的开发形成用地总量供给的增加可能是维持生态盈余的主要原因之一。经济发展与城镇化进程对区域可持续发展造成一定压力,需要对资源环境承载能力加强监测预警。     

天山北坡经济带可持续发展能力的综合评价

通过选取经济、社会、生态环境三方面24个与天山北坡经济带11个市县可持续发展密切相关的原始指标．通过因子分析对原始指标进行两级降维处理,最后得到3个综合指标。根据综合得分的数值对天山北坡经济带可持续发展能力进行排序,从高到低依次为：克拉玛依市、乌鲁木齐市、石河子市、乌苏市、奎屯市、米泉市、沙湾县、昌青市、阜康市、玛纳斯县、呼图壁县。结合地域特征划分出3类可持续发展类型区：（1）综合经济实力型和工业经济主导型“强”可持续发展地区;（2）工业经济与农业经济均衡型“中”可持续发展地区;（3）农业经济主导型“弱”可持续发展地区。并对各类型区可持续发展能力的构成因素进行了分析。同时对天山北坡经济带的可持续发展提出了一些建议。     

天山北麓经济发展与绿洲扩张

借助地学信息图谱技术，以不同时相、不同尺度的图像数据源为基础，编制出1949年以来天山北麓绿洲分布图4幅，绿洲演化规律为：1949－1967年为绿洲迅速扩张阶段，耕地面积急剧增加，1967－2000年绿洲扩张速度减缓，耕地面积总量基本保持平衡，城市化进程加快，分析了天山北绿洲经济带发展现状，论述了北麓经济带，城市群和主导产业分布格局，讨论了绿洲扩张过程中水资源利用变化以及生态环境问题，这些对研究50年来北麓绿洲经济带的变化具有重要意义，也对未来北麓绿洲经济带的发展具有指导作用。     

天山北坡区域发展与生态环境协调度评价

选取与区域发展水平和生态环境状况密切相关的34个指标,分别建立区域发展、生态环境综合评价指标体系,利用综合型协调度评价方法,构建了天山北坡经济带区域发展-生态环境协调度评价模型,对区域发展与生态环境之间的协调度及其整体发展水平作了定量研究.研究表明,天北各县市区域发展水平不均衡,生态环境条件不一致,各县市区域发展水平与生态环境的协调性也不尽相同.以协调度为分类标准,结合协调发展度与区域发展、生态环境综合评价指数,将天山北坡各县市分为3种类型:[1]同步协调型,包括石河子、米泉、阜康、奎屯、昌吉和玛纳斯;[2]趋近协调型,包括乌鲁木齐、克拉玛依、呼图壁、博乐、奇台、木垒;[3]生态主导型,包括温泉、精河、乌苏、沙湾、吉木萨尔.针对不同类型区域发展水平与生态环境状况,分析其社会经济与生态环境协调发展的制约因素与关键所在,并在此基础上提出相应的可持续发展对策.     

天山北坡城市群地域空间结构时空特征研究

正确认识城市群地域结构的形成及发展规律对促进城市群的健康发展有着十分重要的意义。运用分形理论和多变量聚类统计分析等方法,以干旱区天山北坡城市群为研究对象,对其1990—2005年城市群规模和职能结构时空特征、空间分布进行研究。研究结果表明,该区域城市群城市规模等级结构和空间相互作用都具有分形特征。天山北坡城市群等级规模结构比较松散,呈明显的首位分布,人口分布不均,且有极化趋势。城市群职能分工不明显,城市经济结构雷同,经济活动的主导部门都是工业,优势职能为交通和商业,但城市群职能结构不断发展完善。城市群空间布局受到自然条件的制约与影响,城市缘绿洲疏密相间分布、沿河流空间扩张分布,交通干线两侧集聚的特点,城市间连通度很高,接近直线式连通。城市空间组织形态呈现出总体带状发展,点面结合、圈面集中的特点。     

基于DEM数据的北天山地貌形态分析

基于SRTM3-DEM数据,运用GIS空间分析技术,通过面积-高度积分、地形高程(平均高程、最大高程、最小高程)、地势起伏度及地形剖面线方法,对北天山的地貌特征进行了初步分析。结果表明,北天山山势险峻并且呈NW-SE走向,显示天山受南北向水平挤压隆升作用。近S形的面积-高度曲线、偏高的面积高度积分值表明北天山地区处于构造活跃时期,地貌发育属壮年期的早期阶段。地形高程剖面线揭示了北天山存在3级夷平面地貌特征,地势起伏度变化幅度最大地区则是受陆内挤压构造应力影响地形抬升最强的地区。     

新疆交通可达性对区域经济的影响分析

采用Cobb-Douglas 生产函数模型, 结合GIS 空间分析的方法, 分析了交通可达性在区 域经济发展中对投资绩效的影响, 以及定量模拟了交通可达性在经济发展中的作用。研究结 果表明, 当交通可达性满足某一经济水平时, 区域经济发展主要取决于投资的规模, 但当交 通可达性小于与之对应的经济水平时, 它对投资绩效具有明显的制约作用。同时在一定经济 发展阶段, 交通可达性的波动与经济的波动之间具有显著的同步响应关系。另外, 新疆的交 通可达性具有明显的局部分异特征, 总体水平较低, 通过万元GDP 增长所需交通耗费分析 进一步表明, 这种分异特征与经济分布特征相一致。因此, 分析交通可达性对研究区域经济 具有重要意义, 对稳定、谐调、平衡发展区域经济, 划分主体功能区提供有力的依据。     

天山北坡高山林线分布的生态地理特征

综合利用多源遥感影像和实地勘察资料识别天山北坡高山林线分布格局,结合区域气象数据和土壤理化性质,分析天山北坡林线分布的生态地理特征。结果表明:①天山北坡林线分布高度大约在2 600～2 850 m,从西向东林线分布高度呈上升趋势,奇台至巴里坤段林线高度上升最为显著;伊犁河谷段与玛纳斯段林线垂直宽度较宽。②影响天山北坡林线分布高度的关键气候因子为生长季温度（如年生物学温度3.35 ℃,最热月均温10.49 ℃,生长季均温8.26 ℃）,特别是年生物学温度,能较好的指示天山北坡高山林线分布位置,且各气候指标均在全国均值范围之内,而影响巴音布鲁克地区森林发育的主要原因为冬季低温干旱。③伊犁林线过渡带和玛纳斯林线过渡带有机质、全氮及全磷的含量最高;酸碱性大致以阜康林线为界,向西呈酸性,向东呈碱性;土壤营养物质主要分布于表层（0～10 cm）,深层(30～80 cm)含量低且变化不显著,具有明显的“表聚现象”;下层土壤pH值从西向东逐渐由弱酸性向弱碱性过渡;电导率空间变异性较强,各层变化特征不显著。