基于多尺度单元的城市化水平时空测度——以中国环渤海地区为例（英文）

Urbanization is a complex process reflecting the growth, formation and development of cities and their systems. Measuring regional urbanization levels within a long time series may ensure healthy and harmonious urban development. Based on DMSP/OLS nighttime light data, a human–computer interactive boundary correction method was used to obtain information about built-up urban areas in the Bohai Rim region from 1992 to 2012. Consequently, a method was proposed and applied to measure urbanization levels using four measurement scale units: administrative division, land-sea location, terrain feature, and geomorphological types. Our conclusions are: 1) The extraction results based on DMSP/OLS nighttime light data showed substantial agreement with those obtained using Landsat TM/ETM+ data on spatial patterns. The overall accuracy was 97.70% on average, with an average Kappa of 0.79, indicating that the results extracted from DMSP/OLS nighttime light data were reliable and could well reflect the actual status of built-up urban areas. 2) Bohai Rim's urbanization level has increased significantly, demonstrating a high annual growth rate from 1998 to 2006. Areas with high urbanization levels have relocated evidently from capital to coastal cities. 3) The distribution of built-up urban areas showed a certain degree of zonal variation. The urbanization level was negatively correlated with relief amplitude and altitude. A high level of urbanization was found in low altitude platforms and low altitude plains, with a gradual narrowing of the gap between these two geomorphological types. 4) The measurement method presented in this study is fast, convenient, and incorporates multiple perspectives. It would offer various directions for urban construction and provide reference values for measuring national-level urbanization.     

南昌地区建设用地空间扩展的广义转移概率模型建设与应用研究

对南昌地区城市发育约束因素的分析的基础上,基于非城市像元所处的城市化梯度、距离最近建成区斑块的距离、最近建成区斑块的规模、边缘像元的邻域水平等4个城市景观格局因子和道路及地形等两个社会经济和自然影响因子,构建了广义转移概率模型,并开展了相关的动态模拟研究。表明,与传统模拟方法相比,该模型具有比较理想的精度水平,模拟结果能够很好地反映南昌地区今后城市建设用地发展趋势,提出的模型手段改进设计获得了令人满意的效果,是对现行城市景观动态模拟研究工作的一个重要的方法论补充和完善。     

基于夜间灯光数据的快速城镇化地区城市扩展与重心演变分析——以河南省为例

利用DMSP/OLS和NPP/VIIRS夜间灯光数据,结合社会经济统计数据,分析了河南省城市建成区空间格局的变化;通过引入重心理论模型,识别了河南省经济、人口、灯光重心轨迹演变。结果表明：①以郑州为核心的中北部城市群,城市化进程较快,郑州和开封的空间扩展联系紧密;河南省东西向建成区扩展水平高于南北方向,中部平原区好于西南部山区,整体呈现集聚式扩张;②灯光重心主要向东北方向移动,与经济重心转移方向一致,与人口重心方向明显偏离。③夜间灯光强度与建成区面积相关性较高,经济发展情况与夜间灯光强度以及建成区面积的相关性均高于人口与灯光及建成区面积的相关性。     

功能区视角下城市夜光与夜间“两抢一盗”犯罪的空间相关性——以H市市辖区为例

以H市市辖区为例,基于POI数据识别城市功能区,并结合NPP-VIIRS夜光遥感数据与夜间“两抢一盗”犯罪数据,构建双变量空间自相关分析模型,从整体及不同功能区角度探讨城市夜光与夜间“两抢一盗”犯罪的空间关系。结果表明：1）整体上,H市夜间“两抢一盗”犯罪形成“一主一副”的犯罪热点,且夜光与夜间“两抢一盗”犯罪存在空间异质性关系。2）大部分功能区在全局Moran’sΙ上表现为正相关。在局部LISA聚类上,只有居住用地、商业服务业用地和道路与交通设施用地呈现显著的空间异质性。商业用地的高-高聚类多数分布在一环及二环以内,低-低聚类多数分布在城市外围及边缘地带,高-低聚类与低-高聚类则零散分布在二者之间的区域;居住用地的聚类情况呈现南北区域差异;道路与交通设施用地则由于报警地点与实际案发地点可能有所出入,因而结果可信度降低。     

A landscape ecological perspective of the impacts of urbanization on urban green spaces in the Klang Valley

Urbanization is an inevitable process and the majority of the world's population are migrating into cities, particularly in developing countries. Urban development has expanded rapidly in expense of the already limited green spaces in the world. Urban green spaces (UGS) are crucial components of urban sustainability and are vital for enhancing our quality of living. This study aims at developing a systematic approach to monitor changes of the urban landscape and assessing the conditions of UGS in the Klang Valley. Remote sensing processing techniques were used to extract meaningful data from mid-resolution Landsat satellite images of 1989, 2001, and 2014. We utilised urbanization indices to measure the magnitude and speed of urban development, while landscape metrics were used to describe the composition and configuration of each classes in the landscape. The results revealed that UGS in the Klang Valley have increased by 318.02% in proportion to built-up areas (high density built-up (HDB) and low density built-up (LDB)) from 1989 to 2014. The percentage of UGS compared to both HDB and LDB in 1989, 2001, and 2014 is 12.62%, 19.43%, and 22.51%, respectively. However, the fragmentation of UGS increased by approximately 100% in two decades and mainly occurred in areas with higher HDB. Spatial patterns of UGS in the Klang Valley were described based on the landscape metrics used. The developed approach can assist urban planners and decision makers to obtain a synoptic yet comprehensive view of the urban landscape.     

中国城市体系等级结构及其空间格局——基于DMSP/OLS夜间灯光数据的实证

完善的城市体系可以不断优化各个城市的时空资源并强化区域城市的集聚效应,切实推动区域可持续发展与城市综合效益最大化。受惠于城市因素流与城市作用潜力的显著相关关系,节点体系研究可以准确测度城市体系内部各个城市之间的相互作用关系,又避免了功能体系研究所需矢量数据的难以获取与测算庞杂,而DMSP/OLS夜间灯光遥感数据可以综合地定量测度城市地区人类活动的广度与强度。基于夜间灯光指数的引力模型定量测度中国341个城市之间的相互作用关系,并通过二阶段聚类法综合分析其城市体系等级结构与空间格局。中国节点城市被划分为7 大国家节点城市（包括北京、天津、上海、广州、重庆、哈尔滨与沈阳）、26 个区域节点城市与107 个省域节点城市,而中国城市体系则被划分为2 个国家城市体系（北方城市体系与南方城市体系）、8 个区域城市体系（华北城市体系、东北城市体系、西北城市体系、黄河中游城市体系与华东城市体系、华南城市体系、西南城市体系、长江中游城市体系） 与31 个省域城市体系。城市体系的地域范围是相对的、局部的,没有明确的识别界线,不过通过对基于DMSP/OLS夜间灯光数据的中国城市体系等级结构与空间格局与顾朝林实证研究的分析结果进行进一步的综合比对评估,总体而言,基于DMSP/OLS夜间灯光数据对城市体系的等级结构与空间格局进行实证研究是可信的和可行的。     

中国大运河沿线城市扩张时空差异研究

自20世纪80年代以来,中国大运河沿线城市建成区规模、空间扩张模式以及空间分布特征都发生了显著变化。虽然当前不缺乏大运河重要河段以及沿线典型城市的研究,但对于大运河沿线城市整体扩张的研究较为少见。论文结合统计数据与遥感数据分析了1984—2016年中国大运河沿线城市建成区扩张速度特征、空间特征以及区域差异。结果显示：① 中国大运河沿线城市建成区扩张速度特征可被归纳为4类,不同类别之间差异显著;② 基于遥感影像提取的运河沿线城市建成区面积通常为相同城市对应年份的统计年鉴中建成区面积的1~2倍;③ 运河沿线城市建成区空间分布整体趋于离散、破碎,江浙地区运河沿线城市的建成区空间分布最离散、破碎,且离散度增长最剧烈。     

新时期国土空间治理单元功能认知及其融合路径——以成都市为例

国土空间治理是新时期中国国土资源开发、利用、保护、整治及修复的重要战略手段。当前国土空间治理体系在空间尺度上存在主导功能衔接失配,亟待统一不同尺度空间单元以统筹治理边界、提高治理效率。据此,面向传统治理单元管制边界的针对性问题导向,提出“通过不同理念或方式界定的国土空间单元具有不同的功能导向”等研究假设,并构建土地利用冲突、生态系统障碍、社会发展状态等指数在行政区划单元、自然生态单元、社会发展单元等治理单元上以成都市为例进行验证。结果表明,研究区国土空间治理问题属性的空间格局特征差异化显著,人类活动范围与自然环境限制之间的矛盾是导致区域内治理问题发生的核心因素。在空间相关性分析方面,所有治理问题类型在不同空间单元上均呈现显著自相关性,且均通过0.05显著性检验,但不同空间单元具有理论指向性特点。其中,社会发展单元更适合解决经济发展动力差距问题,自然生态单元更适合解决生态系统连通阻力问题,行政区划单元则更适合解决事权管理冲突问题。在此基础上,利用景观单元协调不同尺度空间单元的问题属性,将研究区划分为高山地带发展动力衰弱型（22.98%）、丘陵地带治理属性均衡型（11.55%）、乡村地区管理冲突加剧型（44.57%）、城乡边缘区发展主导复合型（9.44%）、核心建成区连通阻力增强型（11.46%）5类空间,进而实现多尺度空间单元的跨行政区融合路径。综合而言,有必要建立管理-保护-发展功能嵌套的空间单元集成体系,通过细化景观尺度将权力和责任从政府机构拓展至更广泛的行动参与者,系统地提升国土空间治理效能。     

城市建成区内国家湿地公园调整探析:以贵阳阿哈湖国家湿地公园为例

以贵阳阿哈湖国家湿地公园的范围和功能区的优化调整为例,系统分析了城市建成区内国家湿地公园规划中存在的问题。从明确调整目标、创新调整方法、统一技术要求等方面深入探析,形成科学合理的调整方案,提出坚持生态区位重要性底线、坚持城市公园基本属性的建议和思考,以期为城市建成区国家湿地公园的科学合理调整提供参考,有助于城市建成区内国家湿地公园的升级发展。     

中国城市群城市用地扩张时空动态特征

认识城市群城市用地扩张特征、扩张质量及景观生态效应等综合信息将有助于城市群空间高质量发展规划与决策。选取10个不同发育等级的城市群作为研究对象,综合运用城市用地扩张强度指数、城市用地扩张强度差异指数、景观扩张指数、景观格局指数,分析1990—2015年期间城市群城市用地扩张时空特征及景观生态效应,并构建人口、经济与城市用地协同发展指数,据此分析城市用地扩张中“人—地”关系协同程度。结果表明：① 1990—2015年,各个城市群城市用地面积持续增加,建成区的范围不断扩大,扩张强度呈现“上升—下降”的趋势;在2010年之前成熟型城市群的扩张强度最高,2010年之后培育型城市群成为扩张强度最高的类型。② 城市群城市用地扩张总体上呈现不均衡布局的趋势,高速扩张区域主要分布在沿海地区。从全国视角来看,东部高于中、西、东北部,整体城市群快速扩张的中心由东向西移动。③ 城市群城市用地空间扩张模式表现出边缘式和飞地式两种空间扩张模式并存,不同发育等级之间具有明显差异性,成熟型城市群的空间结构较为稳定,其他两种类型的城市群空间结构初具雏形或尚未形成。④ 城市群城市用地扩张“吞没”了郊区和农村地区,破碎化程度、形状的复杂程度较高,景观格局表现出不稳定。⑤ 城市群“人口—土地”协同程度逐步增强,“经济—土地”协同程度整体较高,整体上表现出城市用地扩张质量有所提升。新时期城市群城市用地应严格控制扩张规模,加快中小城市的发展,促进城市群城市用地扩张均衡发展,为城市群国土空间高质量发展提供重要参考。     

基于电子地图兴趣点的城市建成区边界识别方法

城市建成区边界是认识和研究城市的重要基础性信息,也是落实城市功能空间布局、实施界限管控的前提。但是,以往通过夜间灯光的强度、土地覆被或建筑覆盖率等信息获取城市空间范围的方法,由于受到数据精度和尺度限制,对城市社会经济活动的解释性不强,因而存在较大局限性。电子地图兴趣点（POI）作为城市空间分析的基础数据之一,直观且有效地反映了各类城市要素的集聚状况。本文基于POI与城市空间结构和城市要素空间分布的关联性,提出了一种新的通过POI密度分布来判别城市建成区边界的技术方法。为此,开发了Densi-Graph分析方法,用来分析POI密度等值线的变化趋势,在此基础上对城乡过渡地带的阈值识别的方法进行了理论分析,并讨论了单中心圆结构、双中心“鱼眼型”结构、双中心“子母型”结构等各类城市POI密度等值线的生长规律,证明了Densi-Graph分析方法的适用性。较之以往的城市建成区边界识别方法,这种方法的基础数据更加直观可信,分析结果也更加客观。运用这种方法,本文对全国地级以上城市的建成区边界进行了实证分析,探索了城市建成区边界的阈值及其与城市人口规模、城市所在区域之间的关系。     

闽南三市城镇发展与地表温度的空间关系

基于厦门、漳州、泉州三市1996—2017年的Landsat遥感数据与夜间灯光数据,应用总体耦合态势模型及协调性模型探讨了城镇发展与地表温度的时空耦合规律,并运用标准差椭圆、双变量空间自相关及景观指数分析两者之间的空间响应规律,结果表明：1996—2017年,闽南三市表征城镇发展变化的夜间灯光与地表温度的空间分布呈现出与地形、区位等因素的空间耦合性。三市夜间灯光与地表温度的总体耦合态势不断加强,协调类型逐渐增多;城镇发展早期,夜间灯光对地表温度的影响存在滞后性,在城镇发展后期,夜间灯光则对地表温度的影响呈超前性;夜间灯光与地表温度呈正相关关系,空间溢出效应明显。夜间灯光对地表温度的正向影响逐渐加强,其与地表温度的HH、LL聚集不断扩张;HH集聚连片趋势明显。厦门的城镇发展对地表温度的影响更显著,而在泉州、漳州则较弱。本文可为闽南三市热环境优化提供科学指导。     

基于遥感影像的甘达基流域博卡拉和巴拉普尔的土地利用变化及其驱动力研究（英文）

城市扩张是反映经济增长的重要指标,但随意的城市扩张也带来了严重的社会经济问题、环境问题以及城市土地管理问题。在这个背景下,理解城市扩张的过程对于指导城市的可持续增长具有重要意义。本研究采用基于遥感影像的监督分类方法,分析了甘达基流域内的两个大城市—博卡拉和巴拉普尔1990–2018年的城市用地变化。结果表明:在过去的28年,博卡拉和巴拉普尔的城市面积分别显著扩张了300%和近500%。人口增长、城市基础设施和便利的生活方式引起周边地区向城市的人口迁移,是造成本研究区城市扩张的主要原因。除此之外,不断变化的城市定义和城市边界的扩张是造成城市快速扩张的关键因素。由于上述两个城市拥有高水平的商业活动以及现代化的设施,未来城市规模可能继续扩大。应当通过城市规划和政策减少随意的城市扩张,从而实现城市的可持续发展。     

基于遥感分析的无锡市城乡过渡地域嬗变研究

对无锡市30年遥感影像分析表明,20世纪90年代中期之前,无锡市城乡过渡地域用地形态主要以郊区农业形态存在,从1998年以后,郊区农业形态消失.城乡过渡地域从行政区划概念下的郊区嬗变为具有新型城乡关系的城乡耦合地域,但行政区划的调整滞后于空间用地形态及社会属性的嬗变;通过建立嬗变模型,分析影响无锡市城乡过渡地域的嬗变因素,外部控制因素主导着城乡过渡地域嬗变,同时引导内部控制因素变化,并且城乡过渡地域嬗变具有不可逆转性,城乡统筹规划中应强化乡村外部条件促进乡村发展.     

城市昼夜人口空间分布的估算及其特征——以北京市海淀区为例

城市人口的空间分布特征及昼夜差异是配置城市公共基础设施及公共服务设施和制订城市公共安全应急保障方案的重要依据,也是城市地理研究领域的前沿方向之一。但由于国内目前没有区分昼夜的人口统计数据,城市昼夜人口空间分布的相关研究难以开展,极为薄弱。本文以土地利用类型为媒介,构建基于不同类型城市人口时空行为特征的城市“人口-昼夜-土地利用”关系模型和基于差异化面积权重的城市人口空间化模型,旨在以格网为单元来估算城市昼夜人口并分析其空间分布特征。同时,以北京市海淀区为例开展实证研究,估算了海淀区的昼夜人口规模,分析了城市昼夜人口的空间分布特征及其空间耦合关系。结果表明:① 城市昼夜人口的空间结构存在显著差异,白天人口相对于夜晚人口具有更广泛的分布范围,并具有更显著的集聚特征。② 城市昼夜人口表现为多种空间耦合关系,包括“三明治”模式、“镶嵌”模式、“辐合”模式、“单体”模式等。③ 城市路网的昼夜利用与人口的昼夜分布有较高的相关性,白天人口分布对路网扩张有显著影响。城市昼夜人口的空间分布折射出中国城镇化进程中诸多因素,例如“旧住宅区”的分布、产业新区的建设、城乡发展差异等,以期对相关的研究提供参考。     

北京城市边缘区城市化过程与空间扩展——以大兴区为例

城市边缘区空间扩展研究是探讨城市未来空间结构和形态演变的基础。本文基于北京大兴区1994、2001和2006年3期TM遥感影像资料提取城镇用地信息,通过对城市扩展强度、城市扩展梯度、城市边缘区空间扩展模式等建设用地的总体扩张行为进行研究,分析研究区十多年来城市化进程中城镇建设用地扩展的时间过程和空间格局特征,对明确未来城市边缘区土地利用发展方向,提高土地利用效率和城乡建设效益提供基本依据。结果显示,大兴区城市土地利用扩展强度不断增强;中心城区以及中心区面积的不断扩张,导致建设用地在高指数区间集中的趋势明显,农村地区小城镇建设的高速发展使得低指数区间的建设用地面积大幅度增加;根据城市化扩展梯度,大兴区分为城市化高速扩展带、城市化快速扩展带和城市化低速扩展带;紧邻中心区的城市化高速扩展带,以集中连片式扩展为主,该模式在边缘区空间扩展中居于主导地位。城市化快速发展带土地利用以轴向扩展模式为主,轴向扩展稳定地影响着大兴区城市化进程。独立发展模式随着城市经济的快速发展其影响将明显增强,逐渐成为城市边缘区空间扩展的主要形式。     

Exploring a combination of objective and subjective assessment in landscape classification: Side case from Turkey

Landscape is a product of interactions between human and nature that bring multiple characteristics to discrete geographic settings. Landscape character assessment (LCA) is a process of describing, mapping and evaluating distinct characters in the landscape. The aim of this study is to integrate objective and subjective assessment in landscape classification in the case of Side district in Antalya, Turkey. The methodology of the study is based on a holistic approach to combine map-based biophysical information and on-site visual landscape characteristics into the LCA process. Principal component and cluster analysis were used to understand relationships and spatial patterns between 29 landscape character areas and types which were previously defined by previous work. The main source of data was landscape characters, and 35 character attributes was processed as variables. Cluster analysis showed that landscape character areas and types in Side were gathered into two main cluster groups and five sub clusters. The majority of landscape character areas tended to constitute separate subclusters, while character types appeared to form large groups of clusters in which recognisable land-use patterns were the main activity. According to the cluster dendrogram, it was possible to interpret spatial linkages between the clusters of character areas and types and to delineate geographic classification of the main landscapes in Side. Scaling relations for LCA in a pattern-process-product framework provided an explicit understanding of the data layers in landscape classification and where the clustering can function. Biophysical characteristics comprised the pattern of the landscape, while visual characteristics demonstrated the condition of the landscape as a product. The process depends upon transformation between the objective and the subjective as a link between pattern and product. Further steps would be to conduct semistructured surveys to assess local perceptions and preferences about landscape characters for landscape quality objectives.     

Darkness on the Edge of Town: Mapping Urban and Peri-Urban Australia Using Nighttime Satellite Imagery

This article explores the use of nighttime satellite imagery for mapping urban and peri-urban areas of Australia. A population-weighted measure of urban sprawl is used to characterize relative levels of sprawl for Australia's urban areas. In addition, the expansive areas of low light surrounding most major metropolitan areas are used to map the urban–bush interface of exurban land use. Our findings suggest that 82 percent of the Australian population lives in urban areas, 15 percent live in peri-urban or exurban areas, and 3 percent live in rural areas. This represents a significantly more concentrated human settlement pattern than presently exists in the United States.     

西安市城市景观的正负生态系统服务测算及空间格局

综合测评城市景观的复合（正负）生态系统服务功能和评价不同城市景观类型的生态系统服务贡献,对优化、调控在城市化影响下的景观转换和城市生态环境建设等具有重要的科学意义。运用景观生态学理论与生态系统服务理论,基于研究区的TM遥感影像和Erdas、ArcGIS 10.1软件对西安市建成区2013年城市景观的复合生态系统服务进行测算和空间分析。结果表明：① 西安城市景观产生的负向生态系统服务价值远高于正向生态系统服务价值,净生态系统服务达-12.71×10⁸元;在城市化过程中,随着自然景观向半人工景观、人工景观的转变,导致景观生态系统服务的价值急剧下降,负向生态系统服务占主导,87.81%的土地复合生态系统服务为负值,仅有12.19%的土地复合生态系统服务为正值,以建筑用地为主体的城市景观体系必然会导致生态系统服务的下降。② 西安市城市景观的总正向生态系统服务空间分布差异明显,整体呈现为研究区中心值低于四周,沿行道绿地、公园绿地等景观形成格网状、斑块状分布的高值区;总负向生态系统服务整体上呈现中心值高于四周,高值区较集聚,自然景观和半人工景观是维系城市正向生态系统服务的主要景观类型。③ 城市景观的空间分布基本上决定了复合生态系统服务的空间大格局,西安市各城市景观类型的空间组合与镶嵌状况,使得生态系统服务正负值呈斑块状、棋盘状交错分布的格局。愈向城市外围,复合生态系统服务价值越高;城中林地、绿地和水域分布的地方是复合生态系统服务价值网状高值区。     

Spatio-temporal variations and influencing factors of energy-related carbon emissions for Xinjiang cities in China based on time-series nighttime light data

Journal of Geographical Sciences - This essay combines the Defense Meteorological Satellite Program Operational Linescan System (DMSP-OLS) nighttime light data and the Visible Infrared Imaging...