江西土地利用/覆盖变化研究

本文利用了2000年和2004年的LandsatTM/MSS数据,对江西地区几年来的土地利用/覆盖变化进行了研究。结果表明从2000～2004年,江西地区发生了快速城市化的大规模土地利用/覆盖变化,表现出城镇用地通过大量占用平原区耕地扩展,非城镇用地间结构变化明显的基本特征。同时土地利用/覆盖变化区域差异明显,近郊区和远郊区的土地利用/覆盖变化强度发生了逆转,远郊区高密度城镇用地的重心发生了一定程度的移动,显示出同期城镇用地有扩展的趋势。     

地理国情监测在我国城市化进程中的应用

改革开放以来,我国城镇化进程发展快速造成城镇盲目扩张和无序蔓延,土地利用不合理,大量优质耕地被各类建设过度侵占,对生态环境造成过大压力.地理国情监测可以对地形、水洗、交通、地表覆盖要素进行动态和定量化、空间化的监测.通过对西安市影像进行城区边界提取,获取地表覆盖信息,连续进行土地利用变化监测、城市扩展监测等方面的研究,分析城市的空间和时间变化,为政府决策和城市规划部门提供第一手数据资料.     

基于RS技术的城镇空间发展动态监测研究——以成都市龙泉驿区为例

遥感技术具有大面积观测、周期性重复观测的特点,能够有效地对城镇空间布局进行持续的动态的变化监测,是支撑地理国情监测的一种重要的新技术手段。本文利用多时相Landsat 7多光谱遥感影像对成都市龙泉驿区在2000年-2011年间的城镇空间发展变化情况进行了分析。结果表明,自从该地区在2000年成立了成都经济技术开发区后,政府的经济政策对城镇空间的扩展有着明显的促进作用。     

基于多源遥感数据的北京市1973-2005年间城市建成区的动态监测与驱动力分析

城市地域空间扩展情况是衡量城市化水平的重要测度指标。利用陆地卫星MSS影像、TM（或ETM＋）影像、灾害监测星座数据和“北京一号”小卫星数据,对1973—2005年北京市建成区的扩展过程、面积变化和土地利用影响进行了监测分析。结果表明：32年间,北京市建成区面积净增加超过1000km2,2005年达到1209.97km2,相当于1973年的6.58倍,年均扩展32.07km2。北京市建成区的扩展基本上呈现出以旧城区为中心向四周扩展的方式,并未在某一方向表现出特别明显的变化,但在不同时期内的扩展速度差异非常明显。北京市建成区的扩展面积中,54.34%来自于农村居民点和独立工矿用地及其他建设用地,43.57%来自于水田、旱地等耕地。人口增长对北京市建成区的扩展有显著的刺激作用;经济增长是城市变化的主要动力之一;交通的发展促进了城市用地的扩展,是城市扩展的牵引力,对城市空间扩展具有指向性作用;而政策与制度因素则在很大程度上决定了北京市发展和扩张的宏观格局。     

北京市城市扩展空间格局变化监测与分析

本文基于地理国情监测数据,结合同期城市经济、人口等统计数据,利用高分辨率卫星遥感影像数据提取北京市建成区边界要素。采用地理国情与城市空间扩展相融合的监测分析模型及相关评价指标开展空间格局变化分析研究,揭示北京市2000—2017年间城市扩展的空间格局及其变化规律,并对其变化原因进行分析。其成果可为北京市科学规划与可持续发展提供决策依据。     

快速城市化地区土地利用动态变化及城市化空间进程分析

基于多时相TM数据，对上海西南快速城市化地区近10 a来的土地利用变化进行分析研究； 揭示了该区域各类土地利用数量变化的幅度、土地利用变化的空间分布特征、以及城市扩展强度； 计算城市化成熟区中建成区用地面积密度值。通过城市化成熟区和各实验区建成区用地面积密度值的比较，制定“城市化进程指数”，进行城市化空间过程的刻画。     

人口密度与夜间光数据乡村聚落空间演变分析

本文以新疆为研究区,结合人口密度和1993—2013年的夜间光数据,开展对研究区近20年乡村聚落扩展时空变化特征。采用空间增长率指数、扩展强度和平均最近邻分析方法,分析新疆乡村聚落空间分布的演变。结果表明:①新疆南部地区乡村聚落空间演变剧烈,北部和东部地区乡村聚落空间演变较为缓和;②从增长率和扩展强度来看,新疆北部和南部地区乡村聚落平均扩张强度都呈增大趋势,但东部地区乡村聚落扩张强度先增长后减少的趋势;③由于自然环境和社会经济发展的不同,新疆南部地区的乡村聚落在空间上呈松散分布,而北部和东部地区呈较紧密分布状况。新疆乡村聚落沿着自然资源丰富的绿洲上以集聚分布,而且一直保持递增扩张。     

基于多源数据的城市建设用地扩张时空特征分析——以佛山市顺德区为例

随着我国城市化进程的加快,城市建设用地规模进一步增加,同时带来交通拥堵、环境污染、绿地减少、城市热岛等城市问题。本文综合利用2015年地理国情普查数据、2011和2013年遥感数据,通过建立城市扩张强度指数,运用统计分析、空间聚类等方法,确定了顺德区建设用地在过去4年间年均增长率为1.8%,其中新城区的年均增长率超过14%;此外还发现主城区的扩展模式主要为填充式扩展,其中大良街道和勒流街道主要为工业园区的扩展,伦教街道主要为中央公园的扩展,容桂街道主要为物流园的扩展。     

基于地理国情数据的重庆两江新区建成区空间扩张分析

本文以重庆两江新区地理国情监测成果及历史遥感影像为基础,提取新区2010、2012、2015、2017四个年度的建成区信息,结合新区历年来人口、地区生产总值等数据,开展新区自成立以来建成区空间扩张情况及其与人口、经济的协调发展分析,为新区科学管理提供数据及技术支撑。监测结果表明新区建成区扩张速率呈"先快速后平稳"的趋势,空间上建成区质心呈"东拓北进"的变化趋势。新区人口规模、经济增长与建成区的扩展趋势基本保持一致,三者具有较强的相关性。     

地理模拟优化系统(GeoSOS)及其在地理国情分析中的应用

第一次全国地理国情普查工作已基本完成,需要对所获取的地理国情监测数据进行空间统计分析,以得到地理国情的时空分布模式、演变规律及发展趋势,形成地理国情信息和知识。地理国情监测生成的基础数据源,可用于土地资源集约利用、城乡及城市群协调发展、生态环境保护等问题的空间智能决策分析,但目前有效的模拟分析工具还比较缺乏。笔者提出的地理模拟优化系统(GeoSOS)理论框架,耦合了地理过程模拟预测和空间优化,为上述研究提供了有利的理论支持和实用工具。为进一步方便与GIS进行无缝的链接,本文提出了基于ArcGIS插件的GeoSOS以方便进行高效的地理模拟分析。并以快速城市化地区的城市扩张与生态保护研究为例,通过在地理国情信息分析中的应用,得到了一些重要的发现。模拟结果显示,按照现在的发展趋势,广东省优化开发区域在2020年其土地开发强度将超出规定的约束指标,并发现各区域均存在大量城乡建设用地占用生态保护压力等级高和较高地块的现象,而基于土地开发强度和生态保护双重约束的城镇化扩张能够在满足约束指标的同时获得更紧凑的景观格局。表明GeoSOS及其ArcGIS插件可以成为地理国情信息分析的有利工具,并给出了今后需解决的问题和发展方向。     

Investigating the land use characteristics of urban integration based on remote sensing data: experience from Guangzhou and Foshan

Abstract

Urban integration is an increasingly popular phenomenon. It is important to characterize the dynamic processes of urban integration from the perspective of geography. However, previous studies mainly focussed on the overall characteristics of a single entity and failed to consider inter-city influences. Therefore, this study aims to systematically investigate this phenomenon. Firstly, spatial clustering technique and landscape metric were used to analyze the temporal change of spatial layout. Secondly, we built multiple ring buffers of city boundary to reveal the directional differences in urban expansion. Lastly, we compared the observed land use data with the results simulated by cellular automata model. These experiments have shown that the urban expansion characteristics during the urban integration process are rather different from those of a single city, and the above methodology can effectively characterize the urban integration phenomenon. The successful example of Guangzhou–Foshan integration could also provide practical experience for other similar attempts.     

Remote sensing of urban growth and landscape pattern changes in response to the expansion of Chongming Island in Shanghai,China

Chongming Island in China is currently undergoing a rapid urbanization and an increasing environmental pressure due to its fast-paced social economic development. Owing to natural silts deposit phenomenon as well as artificial land reclamation practices, the Island is also experiencing an expansion phenomenon. The synergy between these natural and artificial phenomena results in a rapidly changing landscape on Chongming Island. Consequently, the tools and methods for a rapid and cost-effective detection and assessment of related issues are urgently needed to ensure a harmonious and sustainable development of the Island. We herein investigate the urban growth and the landscape pattern change in relation to the Island’s expansion phenomenon and the associated complexity of land use/cover change. Our investigation is based on a time series of Landsat satellite images spanning the past 34 years. The methodological approach adopted in the present study combines vegetation indices, images textural features and social statistics data in an object-oriented classification framework. With Chongming Island expanding by an annual rate of 0.9% between 1979 and 2013, we found that the proportion of vegetation area to the total area decreased from 71 to 45%, whereas the proportion of built-up area to the total area increased from 5 to 19.9%. The urban area expanded about six times from 1979 to 2013, and during the same period, the Island’s population did not change significantly. The urban spatial expansion of Chongming Island caused distinct expansion intensity index for each intervals, and significant fragmentation and diversity in the landscape pattern between 1979 and 2013. It was also found that the rapid urbanization process took place at the expense of landscape pattern changes at any time within the study period. This is a strong indication that besides the natural geographic element, economic development and policy orientation were the dominant driving factors. If the current rate of urban expansion is to be maintained and the vegetation cover is to keep decreasing at an annual rate of 0.1% (period 1979–2013), their combined effects would profoundly alter the ecological environment in the long term. These findings provide a basic objective and scientific information for knowledgeable decision-making and policy formulation regarding regional planning and management to ensure harmonious transition of Chongming towards ecologically oriented development.     

城市不透水表面遥感估算研究

作为城市化水平的关键指示因子,不透水表面已经被广泛应用在城市生态环境评估中。利用TM影像,采用附有限制条件的线性光谱混合模型对北京城区的不透水表面分布进行空间分析。通过高反照率、低反照率、植被及土壤4类光谱端元的线性组合表征城市土地覆盖类型,综合剔除噪声影响后的高、低反照率分量,估算北京城区不透水表面分布。研究结果表明：利用附有限制条件的线性光谱分解得到的RMS平均值为0．003428。其不透水表面分布结果与同期spot-5对比验证,R2为0．932,均方根误差为0．086,结果令人满意。     

成都平原中等城市的热岛效应动态特征对比研究

城市热岛效应是当前城市气候与城市生态环境的研究热点。研究使用Landsat TM/ETM+遥感影像获取城市建成区信息和反演亮度温度,进而评价成都平原6个中等城市的热岛强度、热岛发育程度以及空间动态演变特征。研究发现,在"评价初期→评价中期→评价末期"过程中,成都平原6个中等城市的热岛强度前期增强、后期减弱;城市旧城区的热岛规模普遍减小,这说明,旧城区热环境有所改善,而城市扩展区的热岛规模普遍增大,是因城市扩展明显改变了地表自然环境,导致热岛效应出现,这与城市化进程的内在规律基本一致。绵阳等城市的研究成果表明,即使城市规模扩大,只要城市规划科学合理,并注重城市生态环境的保护,城市热岛效应也能得到有效缓解。     

北京环线建设驱动的土地利用变化遥感检测与分析

近年来,北京市的环线建设大大改进了北京的交通状况,促进了环线周边的商业发展和房地产开发的繁荣,同时也带来了环线周边地区的土地利用的变更。在“科技奥运”科技攻关项目和在研自然科学基金项目的支撑下,选择了1988,1994,2001和2003年5—6月份的TM数据,在影像经过几何校正和辐射归一化校正后对其应用高精度的自组织神经网络分类和利用高分辨率的航空照片验证;在分类数据和变更信息的基础上,采用了空间自相关分析模型、频率指数模型和潜力模型分别对北京各种用地类型的频率指数和建设用地的Moran系数和Geary系数,以及城市增长的潜力指她进行计算。一系列计算显示了环线驱动的北京市土地利用变化情况。结果表明:在环线建设的驱动下,北京市的建设用地围绕环线呈快速增长趋势;绿地面积在四环、五环的环线一带也呈增加趋势;城市增长潜力从四环到六环呈逐渐增大趋势。     

城市热岛空间格局及其变化的图形信息特征分析

热岛效应是城市化进程中产生的特有环境问题。基于Landsat TM/ETM+（1989、2001、2007、2013年）遥感影像完成哈尔滨地面亮温定量反演、标准化和等级划分等处理,并分析城市热岛空间分布特征和时空演变规律。基于地学信息图谱理论,定量分析24 a间热岛效应图谱信息变化特征,探究城市热岛格局的时空演变进程和形成机制,揭示城市化进程与热岛效应之间的响应关系。结果表明,随着哈尔滨城市化进程加速,4级热岛效应呈递增趋势,面积比例分别为4.36%、5.69%、6.29%和7.12%,主要分布在道外区和铁路沿线地带;植被和水体区域的地面温度较低,其边缘温度更低;反复变化型面积最大,后期变化型面积最小,面积比例分别为33.30%和7.30%。地学信息图谱分析可为城市热岛效应随城市化演变趋势提供准确、丰富的信息,对全面分析城市热岛的形成和发展具有重要的意义。     

泉州市城市扩展的遥感监测及其城市化核分析

以泉州市为研究区,采用仿归一化植被指数(NDBI)和监督分类法对1989年和2000年的TM/ETM⁺图像进行城市空间信息提取,分析了城市空间扩展的趋势,探索出泉州市是以乡镇企业为城市化核来进行城市化过程的     

浅谈北京市二环路大修工程的测绘工作

随着社会发展和城市化进程,城市路网以逐步完善,随着时间推移老旧公路的大修问题逐步显露出来,本文以北京市二环路大修作为模版,总结出道路大修中的测量工作要点、方法和注意事项。     

A novel approach for predicting the spatial patterns of urban expansion by combining the chi-squared automatic integration detection decision tree,Markov chain and cellular automata models in GIS

Urban development is a continuous and dynamic spatio-temporal phenomenon associated with economic developments and growing populations. To understand urban expansion, it is important to establish models that can simulate urbanization process and its deriving factors behaviours, monitor deriving forces interactions and predict spatio-temporally probable future urban growth patterns explicitly. In this research, therefore, we presented a hybrid model that integrates the chi-squared automatic integration detection decision tree (CHAID-DT), Markov chain (MC) and cellular automata (CA) models to analyse, simulate and predict future urban expansions in Tripoli, Libya in 2020 and 2025. First, CHAID-DT model was applied to investigate the contributions of urban factors to the expansion process, to explore their interactions and to provide future urban probability map; second, MC model was employed to estimate the future demand of urban land; third, CA model was used to allocate estimated urban land quantity on the probability map to present future projected land use map. Three satellite images of the study area were obtained from the periods of 1984, 2002 and 2010 to extract land use maps and urban expansion data. We validated the model with two methods, namely, receiver operating characteristic and the kappa statistic index of agreement. Results confirmed that the proposed hybrid model could be employed in urban expansion modelling. The applied hybrid model overcame the individual shortcomings of each model and explicitly described urban expansion dynamics, as well as the spatio-temporal patterns involved.