近20年来济南泉水补给区景观格局及其功能变化分析

本文以济南市泉水补给区为研究对象,利用GIS空间分析方法,在其景观变化分析的基础上,参照中国陆地生态系统的生态服务价值系数,估算了泉水补给区生态服务功能价值变化,重点分析景观变化对研究区生态服务功能的影响,进而为区域可持续发展和城市建设提供理论支持。结果表明:(1)20世纪90年代以来,泉水补给区耕地和草地景观面积呈减少趋势,林地、园地和建设用地景观面积大幅增加,其中,以林地面积增加最大;从景观类型转化看,耕地与其他景观类型相互转化较为密切,特别是与建设用地和园地之间的转化;林地面积的增加主要来源于草地和耕地;(2)泉水补给区生态服务功能价值主要由林地和耕地景观生态服务价值构成,其变化对该研究区生态服务价值变化起决定作用;从生态服务价值构成类型来看,该地区土壤形成与保护服务功能单项价值所占比重最大,约占总服务功能价值的20%;(3)90年代以来,该地区总生态服务价值呈增加趋势;从单项服务价值变化来看,水源涵养、废物处理和食物生产服务功能价值则呈现出减小趋势,其中,以水源涵养减幅最大,为4.01%,主要是由该区建设用地增加,地面硬化面积增多而引起的。研究认为,济南市南部山区作为重要的泉水补给区,其生态服务功能尤为重要,特别是水源涵养功能,因此,研究区水源涵养服务功能价值的降低应在今后南部山区开发过程中得到足够的重视与保护,逐步增加泉水补给区的整体生态效益。     

基于气象站观测数据的京津冀城市扩展对气温变化的影响研究

城市扩展引起的区域增温效应一直都是城市热环境研究中的热门领域。本研究首先基于1980-2015年7期城市扩展遥感监测数据,通过熵值法构建了京津冀地区58个气象站周边2 km半径范围内城市扩展程度指数;然后使用四分位法对该指数进行分级,将站点划分为低度城市扩展（C1）、中度城市扩展（C2）和高度城市扩展站点（C3）;最后通过3类站点年和季节平均气温变化趋势对比分析,揭示了城市扩展对气温变化的影响程度及其贡献率。结果表明：① 1980-2015年京津冀地区几乎所有站点周边都有城市扩展现象,58个气象站周边城市扩展程度指数平均为0.377,C3类站点周边城市扩展程度指数为0.650;② 3类站点年和季节平均气温增温速率均表现为C1 < C2 < C3,C3类站点年平均气温的增温速率为0.536 ℃/10a;在季节平均气温上,C1、C2和C3站点春季的增温速率均最高,其中C3类站点的为0.637 ℃/10a,而夏季或秋季最低;③ 城市扩展对C3类站点年和季节平均气温增温影响和贡献率均高于C2类站点,对C3类站点年平均气温的增温影响和贡献率分别为0.342 ℃/10a和63.81%;在季节平均气温上,城市扩展对C2和C3类站点的增温影响均在冬季最高,分别为0.229 ℃/10a和 0.410 ℃/10a,而在春季或夏季最低;城市扩展对C2和C3类站点的增温贡献率均在秋季最高,分别为73.24%和82.96%,而在春季最低。     

城市建成区遥感影像边界提取与扩张分析

针对城市建成区提取过程中,仅依赖单一数据源导致精度不够的问题,本文基于面向对象分类方法和利用土地类型信息标准差统计变量,实现遥感影像中城市建城区边界的提取,并以该建成区为依据对河南省虞城县的城区空间扩张特征作了分析。实验中首先采用均值漂移分割算法对高分一号遥感影像实现分割,然后利用决策树分类算法实现土地利用类型分类,最后基于0.1 km × 0.1 km窗口统计土地利用类型标准差信息,获取建成区边界。面向实际应用,以河南省虞城县为例,采用高分一号影像获得虞城县2017年建成区数据,并基于该数据采用多个TM影像提取城区其他年份的建成区边界,实现河南省虞城县城区空间扩张特征分析。结果表明,本文方法获取的建成区边界精度较一般的监督分类提取边界有进一步的提高,精度达到89%。进而说明结合高分辨率影像提取多个年份的建成区数据的可靠性,在城市扩张研究中,对仅利用低空间分辨率提取精度不够问题和仅利用高分辨影像提取效率低等问题提供了较好的解决方案。     

闽南金三角地区城市扩展及其驱动分析——以漳州市主城区为例

城市空间扩展是衡量城市化进程的重要指标。本文以闽南金三角地区的福建省漳州市主城区作为研究区,选取2000、2006和2013年的Landsat遥感影像,利用IBI建筑指数分别提取了3个年份的建筑用地信息,然后对其变化进行GIS分析。结果表明,13 a间漳州市主城区面积净增13.69 km²,净增面积为2000年的66.9%。主城区主要沿交通主干道往西北方向呈带状和面状扩展。缓冲区分析表明,道路对主城区扩展起到很大的引导和促进作用。综合社会经济数据可知,主城区的城市扩展历程与第二产业的发展密切相关,属工业导向型的城市扩展模式。另外,城市人口的增加也起到了一定的促进作用,不同区位人口增长速率的差异,对城市扩展的方向也产生了一定的引导作用。     

基于DMSP-OLS与NPP-VIIRS整合数据的中国三大城市群城市空间扩展时空格局

通过拟合最优幂函数模型,将NPP-VIIRS影像模拟为DMSP-OLS影像,构建了京津冀、长江三角洲（简称长三角）和珠江三角洲（简称珠三角）三大城市群1992—2017年长时间序列夜间灯光影像集。参考城市建成区统计数据确定夜间灯光最佳阈值提取城市范围,有效剥离统计数据中包含的经济活力不足的城市空间,识别出不属于统计范围的低等级、高活力城镇区,创新了数据应用视角。研究表明：① 县级城镇和市级以上城市对三大城市群城市范围的贡献度不同。京津冀腹地广阔,县级城镇是区域经济活力的重要组成部分,整体上贡献度最大;1990s初期长三角部分县级城镇经济活力较强,大量撤县设市后县级城镇数量减少,逐渐在2005年后低于京津冀;珠三角受到社会经济发展条件和行政单元划分的影响,县级城镇对城市范围的贡献在3个城市群中始终最小。② 三大城市群城市扩展非均衡性特征存在差异。京津冀城市扩展为京、津主导下的“双核”模式,非均衡性显著,尚未形成完善的城市规模体系;长三角和珠三角城市集聚特征明显,均衡性更强。重心迁移的路径、方向和距离反映各城市群不同的扩展强度和作用模式。③ 城市空间扩展格局整体均呈现热点区不断扩大、冷点区不断缩小的特征。其中京津冀热点和冷点区相对稳定,热点区向心集聚作用较强;长三角和珠三角空间格局变化较大,区域核心城市带动作用较强。