近15a乌鲁木齐市城市用地扩展动态及其空间特征研究

以乌鲁木齐市为例,在遥感和GIS技术的支持下,对干旱区城市土地利用结构、空间格局动态变化与城市扩展的空间特征进行定量分析.采用1987年、2002年两期陆地卫星影像为基础数据源,提取了研究时段内乌鲁木齐城市土地利用变化信息;结合景观生态学原理和方法,对研究区城市景观的动态变化进行定量分析.并引入建成区空间密度作为定量指标,分析总结了乌鲁木齐市扩展变化的空间特征.结果表明,1987-2002年间乌鲁木齐城市土地利用状况发生了较大的变化:城市建成区和绿地面积增长,水体面积减少;景观斑块分离度增强,边界构成曲折化,整体格局趋于复杂;在空间上,城市扩展主要沿西、西北及东北3个主要方向进行,并形成了建成区密度由内而外递减的空间分异特征.     

东北三省城市扩展及植被覆盖状况

基于三期遥感影像数据( MSS、ETM、CBERS) 对城市建成区的面积进行了调查,研究30 多年来东北三省城市的扩展情况,并且结合NDVI 数据,对研究区范围内的植被覆盖情况进行了研究。结果表明: 1976-2000 年、2000-2007 年两个阶段,城市建成区的面积持续增加,年均扩展率由 5. 10%增加至6. 32%,扩展强度比较显著的区域主要分布在哈大交通经济带上; 研究区范围内东部的植被覆盖情况明显好于西部,NDVI 均值随与城市距离的增加而提高。     

库尔勒市城市空间扩展特征及其驱动因素研究

以库尔勒市1990年、1995年、2000年、2005年、2010年以及2015年6个时期的Landsat TM/ETM+影像作为基础数据,借助ENVI 4.5、Arc GIS 10.1等专业软件对影像进行监督分类和空间分析。在此基础上,分析库尔勒市近25 a来土地利用时空变化规律、城市空间扩展趋势及演变过程、城市重心转移方向及距离和城市空间扩展形态变化特征等。研究表明:近25 a间库尔勒市建设用地面积大幅度增加,所占比例不断上升,年均增加速率为15.18%。耕地和未利用地对城市建设用地扩展贡献较大。城市向东南方向扩展,城市重心向东南方向转移了总共2 118.46 m。城市空间扩展紧凑度呈下降趋势,分形维数呈上升趋势,表明城市空间扩展趋于结构疏散化、形状复杂化。针对于以上特征及扩展趋势,分析了库尔勒市城市空间扩展的驱动因素并提出一些对策建议,为城市可持续发展提供科学依据。     

基于GIS与信息熵的长春市城市用地演变特征研究

选取长春市2009—2018年城市用地作为研究对象,采用土地利用动态度、土地利用结构信息熵与均衡度,从城市用地规模和结构等方面入手,分析长春市2009—2018年城市用地演变特征.结果表明:①与省内其他城市相比,长春市城市用地总量及年均增长率均显著偏高.②长春市城市用地呈缓慢增长趋势,用地类型除其他土地面积略有下降,各...     

动态时空视角下黄河流域城市土地利用效率的集聚演化特征

【研究目的】测度并分析黄河流域城市土地利用效率的时空格局特征是全面实现黄河流域生态保护与高质量发展的内在需求。【研究方法】本文以黄河流域83个地级市为研究对象,基于2004—2017年的市级投入产出数据,构建随机前沿模型和空间关联模型,测度并分析城市土地利用效率的时空集聚演化特征。【研究结果】2004—2017年黄河流域城市土地利用效率呈现明显的增长趋势,上游增长快,中、下游增长慢,整体仍处于中低水平;黄河流域城市土地利用效率的空间分布差异较大,但城市群中心城市的引领作用逐渐凸显,高效率区域（一、二类）逐渐由“斑点”状扩张为“斑块”状,中、低效率区域逐渐缩小,城市群间、上中下游间的土地利用效率空间分布差异逐步收敛;黄河流域城市土地利用效率存在空间正相关,且集聚特征逐年增强。LISA（局部空间自相关）空间形态呈现两极分化的特征,高效率均质区域（H-H类型）主要分布在山东半岛,且逐渐聚集成片,中原城市群首次出现H-H集聚区;低-高关联（L-H类型）由山东潍坊市转变为内蒙古巴彦淖尔市;高-低关联（H-L类型）分布在兰州市;低效率均质区域（L-L类型）分布在六盘山区、秦巴山区等国家级集中连片贫...     

基于夜间灯光的1992-2012年甘肃省城市空间扩展研究

利用1992年、2002年和2012年DMSP/OLS 夜间灯光遥感影像、MODIS NDVI产品、LandsatTM/ETM影像和统计数据,提取甘肃省县级及以上城市的建成区轮廓,对比分析了统计-植被指数法与现有基于DMSP数据中普遍采用的4种常规方法在快速提取城市轮廓中的优劣。结果表明：统计–植被指数法较好地集成了统计数据法的高效、计算简便、数据量小的特点,以及较高分辨率空间数据法对细节反映好的优势,提取的结果误差较其余4种方法低。对提取的城市建成区以DMSP灰度值为权重计算了城市重心轨迹,并采用城市扩展强度和城市紧凑度指数,分析了近20a甘肃省主要城市空间形态的变化特征,城市建成区的扩展模式主要表现为“圈层式”延伸和“跳跃式”新城区的建立。     

天津平原区城市化地区蒸散发特征

为揭示城市蒸散发特征,采用考虑人为热影响的SEBS-Urban模型计算天津平原区2015—2017年逐月蒸散量。使用两步验证法对结果进行检验,首先利用MODIS MOD16产品对非建成区模拟结果合理性进行验证,其次利用城市耗水（UWD）模型得到的天津大学卫津路校区月蒸散量对建成区模拟结果验证。在SEBS-Urban模拟结果基础上,检验Budyko方程在城市化地区的适用性。结果表明:① SEBS-Urban模型精度可靠,体现了蒸散发项在城市地表能量平衡与二元水循环中的相合性;②人为热或社会侧的耗水会导致蒸散发量增加,建成区增幅达85%~115%,整个研究区增幅为7.2%~8.7%;③ Budyko方程在研究区具有较好的拟合效果,可应用于城市地区。本研究成果可为城市化地区蒸散发研究提供必要的参考。     

石家庄市城市扩展监测遥感应用研究

遥感对地观测技术可以提供丰富的城市扩展变化数据,成为城市扩展监测的主要手段。遥感对地观测技术在城市扩展监测中的发展趋势主要表现在采用高分辨率、高光谱遥感数据,对光谱特征非常相似的城市地物和人工目标物加以区分和精细分类,以提高土地利用变化监测数据的准确性、可靠性和时效性。石家庄市扩展动态监测采用1987年TM（30m）与1999年SPOT（5m）数据融合,对石家庄城区扩展作了详细解译和分析,指出城市扩展中存在的问题。     

烟台城市空间扩展的过程与机制研究

城市空间扩展是城市中心的经济、社会、政治和文化等人文因素和土地利用、地貌形态等自然因素在地域上的向外推进与扩散。在遥感影像和统计年鉴等资料的支持下,以烟台市为例,探讨了城市空间扩展的过程与动力机制。烟台市在建国后相当一段时期内城市空间扩展缓慢,1985年城市化开始加速,进入21世纪后城市空间快速扩展;其城市空间扩展机制受自然条件、经济发展水平、交通状况、国家政策与城市规划等诸多因素影响。     

长春市建成区土壤重金属污染与生态风险评价

为了解长春市建成区土壤重金属的污染情况及其存在的潜在生态风险,以长春市建成区内土壤为研究对象,对样品进行系统采集,以电感耦合等离子体质谱法为手段,分析测定As、Cd、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni 7种重金属的含量,同时通过单因子指数法、内梅罗综合污染指数法及潜在生态风险指数法等方法评价长春市建成区表层土壤重金属的空间分布情况及其污染程度。结果表明,7种重金属在研究区均表现为不同程度的污染,除Zn外均值都大于吉林省土壤背景值,长春市建成区土壤中As和Cr以污染状态为主,主要出现在长春市建成区中部与南部地区。长春市建成区土壤重金属潜在危害程度依次为As Cd Cu Pb Cr Ni Zn,各种金属元素中,存在潜在生态危害的重金属主要是Cd,综合潜在生态指数为轻微生态危害程度,研究区总面积的1.28%达到强生态危害程度,这些污染高值区分布着众多工厂,其形成可能与工业生产有关。     

基于遥感夜间灯光数据的大连城市用地扩张的空间特征分析

为揭示大连城市用地扩张的空间分布特征,基于DSMP/OLS夜间灯光数据提取1998—2013年大连地域边界,并得到各地区的灯光阈值及地域边界分区统计面积。通过计算不同时期不同区域的城市用地增长景观格局指数,研究该市16年来的城市用地扩张方向、强度和空间景观格局变化,以揭示大连20年来城市用地扩张的空间分布特征。结果表明,城市用地扩张主要集中在沙河口区、中山区和西岗区,并以其为中心向甘井子区、旅顺口区、金州区等区域扩张。城市用地空间格局总体基本稳定,受地理条件、空间距离、经济发展和政策指引等因素的影响,城市用地扩张在不同方向上差异化显著。研究成果可作为大连城市规划的依据。     

1990—2018年长沙市土地利用变化对生态系统服务价值的影响

评估生态系统服务价值(Ecosystem Service Values,ESV)有利于衡量生态系统服务供给潜力和生态效益的大小,对城市生态规划与土地利用管控起到重要的支撑作用。选择长沙市为研究区域,基于1990、2000、2010和2018年4期土地利用现状遥感监测数据集,利用ArcGIS软件和经本地化校正的当量因子法,分析1990—2018年间的土地利用变化特征,并探讨土地利用变化对ESV的影响。结果表明: ①1990—2018年长沙市土地利用变化轨迹以耕地→林地互相转化以及建设用地对耕地、林地的侵占为主; ②1990—2018年长沙市的ESV共减少53.17×10⁸ 元,降幅3.59%,除水域外各类ESV均呈下降趋势,林地和耕地服务价值减少最明显; ③在各单项服务功能中,水文调节的价值最大,其次是气候调节,两者之和占总价值的54%; ④“退耕还林”“退田还湖”“兴工强市”等政策引起的土地利用变化势必对ESV造成影响,城市快速扩张、土地开发会导致ESV不断下降。综合分析认为,在调整研究区土地利用结构、优化土地配置时应充分重视水域、林地等生态系统服务价值较高的土地利用类型,减缓ESV的下降趋势。     

淄博市城市建设用地扩展及影响机制研究

以山东省淄博市1981-2005年城市建设用地统计数据为研究基础,运用主成分分析法和定性分析法,研究该地区城市建设用地扩展的特征和影响机制。1980年以来淄博市城市建设用地分为平稳扩展、加速扩展和快速扩展3个时期。淄博市城市建设用地扩展的主要影响因素是制度改革、经济发展和人口增长。国家财税、土地等制度改革影响了经济的发展,而经济发展是城市建设用地扩展的根本驱动力。     

On the influence of urbanization on the water budget in Nairobi city: A numerical study

The impact of the growth and development of the City of Nairobi on the water budget is simulated using a high-resolution limited-area numerical model. The water substance fields are modelled with full physics in a control experiment. Five sensitivity experiments are then performed by altering the land-use/cover over the domain of study to assess the influence of the city, forests and terrain undulations on the water substance fields. Results showed that the highest evaporation occurred in areas of the study domain with open grasslands/scattered bush-land's vegetation types and the least at the city centre. Deforestation would lead to a substantial increase in the loss of water effected through evaporation despite a reduction in transpiration. The observed rainfall amount and frequency were highest in the high ground portions to the northwest of the study domain. Numerical analyses showed that the urban heat island had a destabilizing effect on the flow, which enhanced convection that resulted in increased rainfall downwind of the urban area. Further growth and expansion of the city of Nairobi would increase the area and amount of rainfall received. Deforestation would decrease rainfall amounts. Massive reforestation would increase the observed rainfall. There has been a decrease in soil moisture at the current location of the city centre; the decrease is bound to increase with the expansion of the city. The City of Nairobi has resulted in a large decrease in the soil moisture through converting the natural fabric to concrete/asphalt material. Deforestation would result in a marginal decrease in the soil moisture. Further growth and development of Nairobi City would modify the water substance budget appreciably. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

基于土地集约利用水平的城市热岛效应影响因子分析

利用乌鲁木齐市1990年8月6日、2001年7月11日和2013年7月4日三期热红外遥感数据,定量反演亮度温度,利用均值-标准差法对温度进行分级后评价城市热岛效应时间变化特征:1990、2001、2013年3个时段,乌鲁木齐市最大热岛强度分别为11.48℃,12.06℃和14.01℃;加权平均热岛强度分别为1.033℃,1.603℃,1.236℃;城市热岛比例指数分别为0.1054,0.3945和0.4328;乌鲁木齐市城市热岛效应在平均水平上呈现先增强、后减弱的趋势,最大热岛强度、热岛比例指数均增加,城市已初步形成区域内的"热岛",城市高温区温度将继续上升且面积存在扩展趋势.利用PSR模型构建指标体系对城市土地集约利用水平进行评价,在同时段内乌鲁木齐市城市土地集约利用水平和协调性均在提高.从评价结果出发,通过相关分析,得出基于土地集约利用的城市热岛效应影响因子包括:人口密度、建成区绿地覆盖率、地均国民生产总值、人均建设用地面积、人均道路铺装面积、地均固定资产投资,这些因子涵盖了经济、社会、环境三个方面.     

Linkage of urban expansion and land surface temperature using geospatial techniques for Jaipur City,India

The aim of this study is to understand the land use change and urban expansion of Jaipur City of Rajasthan (India). Landsat 5 TM and Landsat 8 OLI satellite data of 4 years, i.e., 1993, 2000, 2010, and 2015 are used for land use and land surface temperature (LST) analysis. ERDAS Imagine and ArcGIS software are used to conduct the analysis. Urban settlement increased from 13.5 to 57.3% in the study period. Open land is mainly changed to urban areas. Urban settlement is also expanded to peri-urban area of Jaipur City. Jaipur City expanded along three directions i.e., north, west, and south and less development is found in the east direction. Based on radial analysis, it is observed there is not much development within the periphery of 2 km (close to city center) but maximum growth is observed within the distance from 4 to 6 km radius of city center. Expansion intensity was observed highest in the period 2015–2010 from 6 km onwards and reached to a maximum value close to 17 km²/year. In LST analysis, there is less change in extreme temperature, but more areal increase in average temperature range (30–35 °C). Urbanization is the main driving process of land cover changes and consequently changes in LST.     

ATEM瞬变电磁系统在长春市活断层勘探中的应用

分析了电磁噪声在城市中的存在方式和特点,讨论了人文噪声对城市活断层探测的影响。由于城市环境的限制,瞬变电磁法中发射线圈的边长受限,提出通过加大发射电流和信号叠加、分段放大等技术来压制电磁噪声,提高信号的信噪比,以确保城市探测的有效性。采用吉林大学自行研制的ATEM瞬变电磁测量系统,在长春市伊通河和蔡家等地的活断层进行了勘探研究,取得了较好的效果。     

贵阳市城镇化进程与土地利用转变关系

贵阳市岩溶地貌十分发育,可利用土地资源缺乏,城镇化发展与土地利用相互制约.基于贵阳市2001~2014年城镇化指标数据及1996、2001、2004、2009、2016年五期遥感影像数据,采用指标权重法和土地利用类型转移矩阵,分析了2001~2014年贵阳市城镇化发展趋势和1996~2016年土地利用的时空分布特征及演变规律.并运用相关性分析方法建立函数响应度模型,探讨了城镇化与土地利用之间的作用关系.结果表明:（1）2001~2014年间,贵阳市城镇化水平呈上升趋势,综合城镇化得分增长率为52.46%,其中人口（26.0%）、生态（20.4%）、空间（19.9%）和经济（18.3%）城镇化对综合城镇化贡献较大,社会（15.4%）城镇化相对较小;（2）贵阳市农用地、建设用地面积增加,净增长总量23.66%,未利用土地面积减少,净减少总量23.56%,土地利用类型总变化量为87.77%;（3）城镇化进程推动着土地利用的变迁,2001~2014年水田（13.767响应度）、裸地（4.476）、旱地（1.708）、灌木（1.319）土地利用类型对城镇化的综合响应度较高,乔木（0.897）、草地（0.878）、建设用地（0.693）、水域（0.180）相对较低.城镇用地面积的快速扩张是土地利用类型转变的直接因素.因此,建议在城镇化进程中,优化土地利用结构,以提高土地资源利用效率,保证城镇化进程可持续发展.      

2005-2015年贵阳市生境退化程度对土地利用变化的响应

基于2005和2015年贵阳市土地利用数据,利用InVEST模型,分析了2005-2015年贵阳市生境退化程度对土地利用变化的响应,结果表明:（1）2005-2015年贵阳市城镇建设用地、农村居民点和有林地大幅增加,水田和旱地大幅下降,其他地类变化相对较小;水田和旱地转化为城镇建设用地、农村居民点和有林地最为突出;（2）10年间,贵阳市生境退化程度以下降为主,生境退化程度增加区主要分布在南部,下降区主要分布在北部、东部和西部;（3）生境退化程度热点变化以低值减少和高值减少为主;生境退化程度热点空间变化主要分布于南部。退耕还林政策及快速城镇化引起的水田和旱地转化为有林地、城镇建设用地和农村居民点是导致该区生境退化程度变化的主要因素。