城市空间增长与格局变化的预测

该文综述城市空间增长和空间格局变化的理论，并评述现今利用ＧＩＳ进行城市空间增长和格局变化的现状，分析促进城市空间增长及空间格局变化的动力机制和影响因素，提出用ＧＩＳ进行城市空间增长及格局变化预测     

21世纪以来俄罗斯人口增长与空间分布格局变化

在“一带一路”与“中蒙俄经济走廊”倡议的背景下,利用人口增减变化率、人口重心、人口密度变化率、人口地理集中度、人口商度等研究21世纪以来俄罗斯的人口增长与空间分布格局变化。结果表明：（1）21世纪以来,俄罗斯人口经历了先降后增的变化过程;中央区的人口显著上升,伏尔加、西伯利亚与远东区均呈下降趋势;莫斯科、圣彼得堡、乌拉尔区、北高加索区南端的联邦主体人口快速增加,西伯利亚区多数联邦主体人口缓慢增加,远东东部、莫斯科外围地域、伏尔加区多数联邦主体的人口缓慢减少,西北区北端联邦主体的人口急剧减少。（2）俄人口空间分布格局变化主要受地区间人口迁移流动的影响。空间上,俄人口重心不断朝西北向迁移,莫斯科市与圣彼得堡市的人口密度快速增加,远东与东西伯利亚区的人口密度缓慢降低,强化了俄人口分界线——“圣彼得堡-图瓦线”。以“圣图线”为界,俄“西密东疏”“欧洲密、亚洲疏”的格局短期不会改变,整体呈“一横、四纵、两团”及若干区域人口集团的空间结构。     

东北地区县区经济增长空间格局演化

基于ESDA方法,选取东北地区343个县级地区GDP平均增长量和平均增长率作为变量,分析1992-2012年4个时段经济总体增长、空间关联及格局演变特征。研究表明：① 研究区经济增长量呈现由强集聚向弱集聚变化的趋势,冷点和热点区域圈层分布明显,热点区域由东南部向南部和西部移动。② 各单元平均经济增长率逐渐下降,高值区空间上由分散向集中转变,由中南部向西迁移。低值区呈分散布局,由东南向西北迁移。③ 研究区平均经济增长率经历了弱—强—弱的空间集聚过程,冷点和热点区域呈现分散—集中—分散的变化趋势,辽中南和锡林郭勒盟区域内单元增长速度较快。④ 基础相对较差的单元具有较高的增长速度,但经济基础较好的哈大沿线单元仍是区域发展的中心区域。     

城市空间增长与人口密度变化之间的关联关系

探究城市空间增长与人口密度变化之间的关联关系是城市可持续发展研究的基础,对制定有效的土地政策、促进城市紧凑发展具有重要意义。选取中国和欧洲23个人口100万以上城市作为研究样本,采用1990年、2000年和2014年3期土地利用数据和人口数据,计算各时段样本城市空间增长速率,建立城市紧凑度指标,并将城市空间增长方式划分为紧凑型、保持型和蔓延型,进一步探讨了样本城市的空间增长特征、人口密度变化特征及两者之间的关系。主要结论为：① 人口密度降低这一现象普遍存在于中国和欧洲城市,中国城市人口密度相对较高且降低速率较快,欧洲城市人口密度相对较低且降低速率较慢;1990—2014年中国城市半径的增长速率明显快于欧洲城市半径的增长速率。城市空间增长速率与人口密度变化速率呈现强负相关关系（Pearson相关系数为-0.693）;② 1990—2000年中欧城市主要以紧凑型方式增长。2000—2014年中国城市主要以蔓延型方式增长,且人口密度随时间下降的速率加快;欧洲城市主要以紧凑型和保持型方式增长,人口密度降低速率减小;③ 紧凑型的空间增长方式并不一定会带来人口密度的升高,但会减缓人口密度下降的速率。中欧城市对比分析表明,城市维持紧凑型空间增长方式,则城市人口密度随时间下降速率减慢;而空间增长方式由紧凑型转为蔓延型,将加剧城市人口密度随时间下降。     

中国地级以上城市经济承载力的空间格局

在探讨经济承载力内涵和特征的基础上,利用探索性空间数据分析和地统计全局趋势分析法,对中国288个地级以上城市的经济承载力空间格局分异特征进行分析,并在此基础上归纳城市经济承载力的驱动路径及提升策略。结果表明：① 城市经济承载力的空间分布,基本呈东、中、西三级阶梯依次递减的趋势,且各城市得分值从高至低的衰减速度由快到慢再变快。② 城市经济承载力空间分布呈现较弱的正向空间自相关,热点区域H-H类型集中,冷点区域H-L型和L-H型较多,且热度从东南沿海向西北内陆依次递减。③ 城市经济承载力的空间差异主要在东西方向,而经济发展的差异主要体现在南北方向,且两者由低级到高级的发展阶段基本对应中国的西部、中部和东部位置。④ 资源环境驱动路径、经济社会驱动路径和政策人才驱动路径是城市经济承载力提升的三种主要途径。     

中国城市体系的空间格局研究评述与展望

构建科学合理的城市空间格局,是推进中国新型城镇化的重要内容.本文从中国城市体系的空间分布与空间结构、等级规模结构、职能结构与城市网络的空间格局等方面,对国家尺度城市体系的空间格局现状特征、演变过程及形成机理等方面的研究进展进行了梳理,并据此得出:当前基于社会经济发展的中国城市体系的空间格局研究虽较多,但仍需深化和完善;基于生态环境和自然资源安全的城市体系的空间格局研究较少,不能满足现实需要;而城市体系空间格局优化理论与合理性评价研究较为缺乏,系统模拟与优化模式研究则更为薄弱.因此,未来应在深化和完善现有研究内容的基础上,强化中国城市体系的生态安全格局、资源环境格局、经济社会发展格局的空间耦合研究,加强中国城市体系空间格局的优化理论、合理性评价方法、系统模拟方法、优化模式及优化对策研究,并形成综合集成体系.     

中心城区城市增长的情景模拟与空间格局演化

基于1993-2008 年间4 个时相的遥感影像,应用SLEUTH模型模拟与预测自组织和规划引导两类情景下泉州中心城区的城市用地增长过程,并借助空间关联法分析其城市增长的空间格局演化特征,为“两规”空间协调提供科学依据。结果表明：① SLEUTH模型适用于研究区的城市增长模拟与预测,其对城市用地扩展的数量拟合要优于空间匹配,可作为多方案情景模拟的一个技术手段。② 规划引导预案的MPS、ED、AWMSI、MPI 四类景观指数均优于自组织预案,城市用地斑块的整体性、连接性较优,未来城市发展较为紧凑,利于实现土地的集约利用与城市的集聚发展。③ 随预测时间推移,研究区城市用地扩展的速率以及空间集聚性将有所减弱,城市增长的热点区也会发生演变与迁移。2008-2020 年,热点区分布总体呈现“圈层式”结构,局部以“跨江发展”为主要特征;2020-2030 年,热点区总体布局较为发散,局部则呈“环湾发展”与“孤立分布”特征。本研究将情景模拟、景观指数、空间分析等方法有效结合,有助于深刻理解研究区的城市空间增长过程,可为城市管理工作提供决策支持。     

基于引力模型的安徽城市空间格局研究

依据引力模型的原理,构建新型引力和断裂点公式,通过安徽省17个城市间引力值和断裂点距离的计算和分析,研究安徽省城市的空间格局,得出结论:安徽省内区域性城市群初步形成,合肥市已经成为区域中心城市,城市间锁定效应和屏蔽效应显现,城市发展偏心化以及城市分布东紧西松加剧。提出应建立一个以中心城市为主的城市空间格局,依托中心城市,实行联动发展,注重城市交通基础设施建设,强调政府在城市空间布局中的主导作用。     

基于市场潜能的城市经济增长空间格局及溢出效应

基于新经济地理学理论,定量分析中国285个地级市的市场潜能及其空间格局,并根据其强度划分为3个等级市场潜能区,运用探索性空间数据分析工具,揭示其空间相关性随地理距离的变化规律。引入市场潜能变量作为测度经济增长溢出效应的指标,建立空间计量模型测度中国经济增长的空间溢出效应及其范围,结果显示：① 中国市场潜能空间分布呈“中心-外围”结构,具有从沿海向内陆阶梯状递减的趋势;② 市场潜能的空间自相关性随距离增加先上升后下降,市场潜能的强度不同,其空间自相关范围也有所差异;③ 经济增长溢出效应强度随距离增加呈“∽”型趋势变化,中国地级市经济增长的有效溢出范围为200 km以内,市场潜能越高,经济活动空间集聚性越强,溢出范围越大。     

新时期中国经济增长的空间格局

针对1998~2013年中国2 303个县域经济增长格局与变迁研究表明：县域经济空间关联格局相对较稳定,高高区呈团块式集中于东部沿海,带状式分布于内蒙地区,低低区散布中西部地区;县域增长时空关联特征及变化大体相一致,经济增长潜力或活力的环渤海、长江三角洲、珠江三角洲及内蒙古地区的县域单元LISA时间路径移动长度变化较大;中西部地区县域LISA时间路径长度较短,经济增长缺乏活力,而时间路径弯曲度最大的地区主要分布于缺乏稳定空间依赖方向的京九沿线、110°E附近及西藏部分县域。     

徐州城市建设用地空间格局特征及其演化

基于1979年、1994年、2003年、2008年徐州城市土地利用现状图,构建研究区居住、工业和商业及公共服务（商服）用地图层,在此基础上运用基于矢量单元的圈层分析、扇形分析和基于栅格单元的空间韵律分析技术,分别从距离、方位和空间格局关系等方面分析了徐州城市建设功能用地空间格局。研究表明：（1）工业和居住用地的波峰位置...     

21世纪初中国土地利用变化的空间格局与驱动力

Land use and land cover change as the core of coupled human-environment systems has become a potential field of land change science (LCS) in the study of global environmental change. Based on remotely sensed data of land use change with a spatial resolution of 1 km × 1 km on national scale among every 5 years, this paper designed a new dynamic regionalization according to the comprehensive characteristics of land use change including regional differentiation, physical, economic, and macro-policy factors as well. Spatial pattern of land use change and its driving forces were investigated in China in the early 21st century. To sum up, land use change pattern of this period was characterized by rapid changes in the whole country. Over the agricultural zones, e.g., Huang-Huai-Hai Plain, the southeast coastal areas and Sichuan Basin, a great proportion of fine arable land were engrossed owing to considerable expansion of the built-up and residential areas, resulting in decrease of paddy land area in southern China. The development of oasis agriculture in Northwest China and the reclamation in Northeast China led to a slight increase in arable land area in northern China. Due to the "Grain for Green" policy, forest area was significantly increased in the middle and western developing regions, where the vegetation coverage was substantially enlarged, likewise. This paper argued the main driving forces as the implementation of the strategy on land use and regional development, such as policies of "Western Development", "Revitalization of Northeast", coupled with rapidly economic development during this period.     

全球气候变化背景下中国降水量空间格局的变化特征

相对于全球性的持续变暖趋势,降水量变化格局及其区域分异有更大的不确定性,因此研究不同区域降水量的变化特征是当前全球气候变化研究的重要内容之一。本研究基于1951²002年中国约730个气象台站观测数据,利用空间插值和Mann-Kendall时间序列趋势分析方法并结合GIS技术,分析了过去50多年中国降水量的时空变化特征。结果表明,全国平均年降水量从60年代到90年代呈明显下降趋势,但在90年代后期出现回升,其中夏季和冬季降水量已达到50年代和60年代的水平。同时,降水量变化呈现显著的区域分异特征:华北、华中、东北南部地区持续下降,长江流域以南地区明显增加,而新疆北部、东北北部和青藏高原西部60年代到70年代下降,80年代后期有所回升。中国北方有从干旱到湿润转变的迹象,但华北和东北南部地区仍然处于持续的干旱期。中国降水量的总体下降及90年代后期的回升与全球变化趋势基本一致,但区域变化格局与全球中高纬度地区降水增加、热带和亚热带地区减少的特征正好相反。     

中国中心城市公路客运联系及其空间格局

依托中国地级中心城市间的公路长途客运联系数据,运用GIS空间网络分析方法,对中国公路客运联系网络结构及其分布格局进行清晰的空间解构。研究显示：公路客运联系强弱与城市人口规模和经济总量相关性较强,而与经济发展水平不相关性;中国人口经济密集分布的东中部地区中心城市间的公路客运联系密切,呈现区域性集聚的分布格局;最为密集的区域为长三角、珠三角两地,而京津冀、山东省、河南省和成渝地区的集聚程度也相对突出。总体上,中国公路客运联系以各省份的省会及区域中心城市为联系中心,以区内其他城市为联系对象,在中短途客运距离内形成自成一体的区域性空间集聚。研究表明：中国公路长途客运联系的适宜空间距离应在500 km以内,最佳客运距离为100~300 km左右;中国公路长途客运联系在200 km内是随着距离增大而增加,之后则呈现二次曲线型的距离衰减趋势;细分各距离区段内的公路客运联系可以清晰识别城市群内、省域内、省际间及大区域间等不同空间尺度下区域交通联系的结构特征。     

中国区域经济增长与差异格局演变探析

在评析区域经济差异研究进展的基础上,以中国大陆31个省、自治区、直辖市为研究单元,以人均国内生产总值(GDP)为测度变量,定量评价了改革开放以来中国区域经济差异及空间格局变化的总体水平与特征;并引用国外最近使用的区域分离系数等方法,分析了中国区域经济增长与差异格局变化的相互关系,得出的基本结论为:随着中国经济的不断增长,其东、中、西三大区域逐渐发散趋异,而南、北两大区域逐渐收敛趋同。     

基于省会城市的中国体验性网络团购发展的空间格局与空间错位

体验性网络团购是一种消费者需要到店才能完成消费的特殊网络购物形式,因其服务范围的空间局限性,正在对消费地理格局产生不可忽视的影响。借助360团购导航网站,以中国30个省会城市(含直辖市)为研究对象,采用综合规模指数、发展水平指数、集中化指数、空间错位指数等指标,对中国体验性网络团购发展的空间格局与空间错位特征进行了实证研究。结果表明:1团购市场发展规模在中国省会城市的空间分配极不均衡,主要受东部发达城市的带动作用,同时也受西部地区部分内在增长极城市的驱动影响;2中国省会城市团购市场的发展主要处于"小规模—低水平"和"大规模—高水平"的两极化状态;3城市的经济发展水平是团购市场规模扩张的根本动力,城市的网络零售市场消费潜力规模以及互联网基础设施规模、互联网用户规模和发展水平也对团购市场规模有明显的驱动作用;4中国省会城市团购市场的发展规模在空间上与消费者的需求潜力的错位程度较低,与购买能力错位现象较明显,空间错位主要是由部分城市的团购市场规模发展过大或过小造成的。     

江苏省土地利用功能变化及其空间格局特征

面对资源约束与生态环境破坏的双重压力以及经济发展与社会稳定的双重需要,优化国土空间开发格局已成为中国经济社会可持续发展的重要任务。土地利用作为国土空间开发的核心载体,研究其利用过程中形成的各项功能效应及其变化特征,有利于摸清国土空间开发中的症结与问题。以江苏省为实证,立足区域国土空间发展目标,构建包含农业生产、城镇生活、生态维护等3项一级功能以及9项二级功能的土地利用功能分类体系,以1 km×1 km空间格网为评价单元,运用经济社会数据空间化方法以及InVEST、RUSLE等模型方法,综合测度2000年和2015年两个时间断面下江苏省各项土地利用功能及其变化,分析土地利用功能变化特征,总结土地利用功能变化模式及成因,并划分功能变化分区。结果表明：① 2000-2015年,江苏省农业生产功能西增东减;南部地区城镇生活功能增强明显高于中北部地区;各项生态维护功能变化特征差异显著。② 江苏省农业生产功能与生态维护功能变化存在协同关系,与城镇生活功能变化存在权衡关系。③ 江苏省土地利用功能变化可划分为西南丘陵综合功能提升区、太湖平原生产功能减弱区、沿江平原生活功能增强区等8个类型区,各分区功能变化主导模式存在差异。