基于MCE-CA模型的快速城镇化地区开发区边界划定——以山东省惠民经济开发区为例

为科学划定开发区的发展方向区,优化用地空间布局,遏制开发区蔓延式扩展,以山东省惠民经济开发区为例,应用MCE-CA模型,借助Erdas和Arc GIS进行数据处理分析,将"正规划"和"反规划"理念运用于开发区用地布局规划实践,划定惠民经济开发区2020年的发展方向区。结果表明:(1)2006—2015年,开发区城镇用地扩张迅速,城镇化进程持续加快,蔓延性增长特征明显;(2)开发区2020年的城镇用地规模为1 521.03 hm2,其中主区170.00 hm2,发展方向区为1 351.03 hm2;(3)划定的发展方向区提升了开发区的用地聚集度和紧凑度,更符合经济与生态协调发展的生态型开发区建设模式。应用MCE-CA模型能够实现影响开发区扩展因素的定量化和空间化表达。     

基于“反规划”理念及FLUS模型的城镇用地增长边界划定研究——以徐州市贾汪区为例

城镇用地增长边界划定对城镇用地扩张调控与管理具有重要意义,但当前仍无统一划定思路与方法。基于"反规划"理念,引入FLUS模型探讨城镇用地增长边界划定思路,并以徐州市贾汪区为例,采用2009年和2014年数据对FLUS模型可靠性进行验证,对2020年研究区土地利用变化进行情景模拟,在此基础上辅以各部门近期用地需求划定城镇增长边界。结果表明:FLUS模型模拟结果的Kappa指数达0.95,总体精度达0.9628,各类用地ROC值也较高,说明FLUS模型模拟效果较理想;对基本农田及生态红线严格约束后,贾汪区城镇发展形态更加紧凑,2020年城镇用地增长边界面积为5 606.39hm2,占研究区总面积的9.03%。该研究既遵循了土地利用变化客观规律,又考虑了基本农田及生态红线等保护要求,能够有效缓解城镇扩张与基本农田和生态保护之间的矛盾,有利于引导城镇用地合理发展。     

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。     

郑州市2001~2007年城市扩张过程中城市用地景观特征分析

城市用地景观对理解城市扩张过程中土地利用的内部特征及其动态变化具有重要意义。利用2001年Landsat7和2007年Spot4影像,采用人工神经网络方法,提取郑州市土地覆被变化信息;并利用景观指数中的平均斑块面积指数、景观形状指数、平均分维指数和平均连接度指数对土地利用景观沿主要方向进行梯度分析。揭示了城市扩张与土地利用的景观变化是一个过程的两个方面;主要经济发展区已成为城市空间扩张的推动力,在提高平均地块面积和地块连通性方面起到一定积极作用,在距市中心10 km范围内紧凑度提高,整体上松散式和紧凑式扩张并存。     

基于基础设施综合服务水平导向的城市增长边界划定——以广州市为例

快速城镇化导致城市空间扩张对自然生态空间侵蚀突出,城市增长边界的界定和管控面临严峻挑战。该文利用GIS技术,划定了2010年广州市基础设施较为完善的城市建成区;遵循空间开发导向,确定了非建设用地开发性综合指数;根据规划期内城市人口增长规模确定的新增建设用地规模与非建设用地开发性综合指数,明确城市最适宜开发建设用地规模和空间布局;将最适宜开发建设用地与基础设施较为完善的建成区归并,确定2020年广州市UGB,大致形成了流溪河以北的机场、花都区连片建设区,珠江以北、流溪河以南和帽峰山等自然山体以南连片建设区,海珠区和番禺区北部连片建设区、南沙区连片建设区等多片集中建设区,总体呈现"中心城区+外围"多个连片建设区的发展格局。研究方法对全国其他城市划定城市开发边界具有借鉴意义。     

近30a黄河流域中心城市空间扩展特征及启示

探究城市空间扩展特征,认识城镇用地开发效率,有助于科学践行城市开发边界和高质量发展政策。基于城市空间、人口和经济数据,采用扩展强度指数、差异指数和耦合协调度模型,分析1992—2020年黄河流域8个中心城市空间扩展数量和质量的时空特征及启示。结果表明：(1)中心城市平均扩展面积315 km²,下游城市扩展规模大于中上游,济南市、郑州市、西安市和银川市扩展强度较高。(2)各市空间扩展与人口、经济耦合关系呈下游向中上游、中游向上下游递减的分布特征,平均值分别由1992年0.42、0.19提升至2020年0.89、0.81,扩展质量整体向好。(3)城市空间扩展分异是自然区位、经济发展、政策条件等多方面综合驱动的结果。(4)严格落实流域高质量发展政策,科学践行城市开发边界,协调优化城市用地扩展与人口、经济之间相互关系,合理规划城市发展,是黄河流域中心城市实现高质量发展的重要路径。     

农产品质量安全导向的耕地质量评价及在城市开发边界划定中的应用——以南通市为例

快速城镇化过程中,耕地面临日益严重的质量和数量安全问题,改进耕地质量评价方法并探索其在城市开发边界划定中的应用研究,对于耕地和农产品质量安全保护、“多规合一”的实施具有重要意义。通过融合农用地自然质量分等和多目标地球化学调查成果,重构耕地质量评价指标体系与集成方法,结合耕地质量与规划城镇用地的耦合分析,探索可占用耕地与城市开发边界识别路径,并以南通为例进行验证。研究表明：沿江地区土壤重金属含量较高,沿海地区土壤肥力较差,西部和北部地区土壤肥沃,耕地质量较好。沿江地区规划城镇用地和耕地质量空间匹配较好,可占耕地和开发边界范围较大,北部地区相反。耕地质量评价—耕地与规划城镇用地耦合—可占用耕地选择与边界框定的方法,可以为城市开发边界划定提供指引,但城市用地需求和耕地可占用规模确定是有待深入研究的问题。     

“反规划”视角下城市增长边界划定研究——以徐州市中心城区为例

元胞自动机(CA)在划定城市增长边界方面具有重要作用。以往研究多侧重于传统规划理论下约束性CA的应用方面,而在保持景观的完整性及与规划目标(如城市发展方向、优质农田保护及生态环境保护等)的显式结合方面则较为不足。该文以徐州市中心城区为例,借鉴"反规划"理念,运用多准则判断CA模型,通过嵌入生态保护及城市发展方向等规划目标,模拟出徐州市2020年城市空间格局;在此基础上,进一步划定研究区的城市增长边界;将其与规划结果对比发现,该方法具有较好的适用性和可靠性,可为辅助规划实践及城市管理提供决策支持。     

行政边界对城市群城市用地空间扩张的影响——基于京津冀城市群的实证研究

作为静态的抽象地理要素,行政边界如何影响城市用地的空间扩张过程?以城市群为研究对象,从理论的角度出发,构造符合中国城市群发展历程的行政边界效应阶段模型,并根据城市群发育过程中行政边界对城市用地空间扩张的影响,将其分为四个阶段：隐形阶段、异化阶段、疏导阶段和消融阶段,分析不同阶段城市群城市用地扩张的空间特征和动力机制。研究以京津冀城市群为实证案例,采用趋同分析和β回归方程测度不同类型行政边界对城市用地扩张的边界效应。研究表明：行政级别跨度越大,边界效应越大,城市间城市用地扩张规模的差距也越大;行政边界对城市用地空间扩张的影响具有长期性和累积性的特点,时间越长,边界对城市用地扩张的影响效应越显著。为突破行政边界制约、合理划定城市开发边界、实现城市群城市用地理性扩张提供理论支撑和政策建议。     

基于生态与居民活动空间的城市增长边界划定研究——以济南市为例（英文）

城市增长边界划定能有效遏制城市无序扩张,优化城市开发空间,保护生态环境。本文通过构建指标体系进行生态环境敏感性评价并提取了禁止建设区,利用POI与微博数据分析了居民活动扩展空间,基于构建的模型综合评价城市空间扩展潜力,并根据城市扩展预测规模划定了济南市2020年城市增长边界。研究结果表明:(1)城市生态环境敏感性评价能有效保护生态用地,为城市扩展提供生态基础。济南市生态环境敏感性较高的地区位于黄河、小清河两岸和东南部山区,中部、北部与西南部的生态环境敏感性则相对较低,城市扩展基础较好。(2)构建的城市居民活动扩展空间评价模型可以量化城市居民活动空间分布,济南市居民活动空间扩展高值区主要集中分布在济南市中部,多为现有建成区及周边地区。(3)基于生态与居民活动空间的城市增长边界划定方法具有一定的合理性,划定结果表明济南市空间扩展主要向东西两翼延伸,该边界与济南市发展的空间战略相符,与相关规划中总体格局一致。基于生态与居民活动空间的城市增长边界划定方法既保护了生态环境,又充分考虑城市扩展的内在驱动力,将为新时代下城市发展研究提供相关参考。     

中部崛起与城市收缩二元情境下河南省城市用地结构演变及驱动机制

构建城市用地结构分析框架,基于2010—2020年河南省17个地级市的社会经济数据和城市用地数据,引入动态度模型、信息熵模型定量剖析城市用地结构时空演变特征,并运用DPS处理软件中的灰色关联模型厘清中部崛起与城市收缩二元情境下城市用地结构演变的驱动机制。结果表明：(1)2010—2020年,河南省城市用地总面积持续增长,工业用地有所减少,其他地类涨幅存在显著差异。城市用地结构信息熵呈现先上升后下降的趋势,城市用地结构有序性增强,多样性和均衡度显著提升,单一地类优势度明显下降。(2)2010—2020年,河南省17个地级市城市用地结构信息熵在时间维度和空间类型方面的地域差异性显著。多数城市逐渐进入城市用地平稳收缩期,呈现省会城市和重点城市平稳收缩、中等城市明显收缩、小城市平稳扩张的空间演化过程。(3)人口变迁、经济增长、城镇化发展与产业结构升级对城市用地结构演变具有显著的正向驱动作用。中部崛起与城市收缩二元情境下,城市用地结构演变的驱动因素呈现不同程度的减弱,导致城市用地结构呈现新的阶段特征和驱动机制。     

全球超大城市空间扩张及分形特征研究

超大城市是全球经济、文化以及高科技产业发展的承载体和重要纽带,其形态结构特征和人口聚集效应是城市化影响的典型表现,然而当前对于全球超大城市形态特征及扩张模式的研究相对不足。基于2000—2020年全球城市土地利用/覆盖变化数据（GULUC-30）,利用城市扩张强度差异指数分析了超大城市用地的时空变化规律;而后运用面积—半径标度分析模型研究了超大城市的分形特征及扩张模式,最后基于城市用地面积和城市人口之间的线性关系评价城市用地效率。结果发现：① 2000—2020年东南亚和东亚的中国超大城市用地扩张最剧烈,城市用地面积分别扩张了3148.32 km²和5996.26 km²,城市扩张强度差异指数平均值大于3;② 2000—2020年超大城市的形态特征和扩张模式向着更加集约和紧凑的方向发展,径向维数平均值由1.54增加至1.56,分维差呈逐年减少趋势,城市内部结构一体化特征显著;③ 北美和欧洲的超大城市用地效率低,2020年城市用地面积与城市人口比值系数范围为0.89~4.11;南亚和非洲城市用地效率高,比值范围为0.23~0.87。超大城市空间扩张格局和形态变化的认识对于城市用地的集约利用和可持续发展具有重要参考价值。严格控制超大城市扩张规模,促进城市用地的均衡发展是建设韧性城市和实现城市地区可持续发展的必要条件。     

基于生境质量的城市增长边界研究——以长三角地区为例

基于“生态优先”理念,提出一种利用生境质量评估策略的城市增长边界划定方法。结合ArcGIS和InVEST模型,通过综合评估生境自身及其在威胁情境下的质量,模拟各市独立规划、建设用地指标再分配及区域一体化发展的三类建设用地扩张情景,分别划定2024和2034年的长三角地区城市增长边界。结果表明：研究区生境质量总体呈南高北低格局,平均生态系统服务价值密度为10 770.604元/（hm²·a）,高质生境位于西南地区;根据指标再分配及一体化发展情景模拟的2024年研究区建设用地总量分别为10 583.273 km2和10 489.090 km2,2034年达到13 603.535 km2和13 252.370 km2;模拟的建设用地集中在东部沿海地区,并向北部及环杭州湾区域拓展;建设用地指标再分配能从整体上减少建设用地对优质生境的占用,区域一体化发展则能进一步降低城市发展造成的生态压力。     

城市紧凑度的综合测度及驱动力分析——以江苏省为例

根据紧凑城市的核心内涵,从经济紧凑度、城市用地及形态紧凑度、交通紧凑度和人口紧凑度等方面,构建城市紧凑度的综合测度模型。运用熵值法,对江苏省13中心城市紧凑度进行综合分析后认为,各中心城市紧凑度总体水平不高,且空间差异明显,大致由南向北渐次减弱,根据差异可将江苏省中心城市紧凑度划分为紧凑、较紧凑和不紧凑三类。在此基础上,提出城市紧凑度主要是制度调控力,市场拉动力、人口推动力和交通引导力共同驱动的结果,结合回归模型对主要驱动力进行比较分析,认为制度调控力,市场拉动力和人口推动力对江苏城市紧凑度影响显著,交通引导力还需要进一步强化。     

天津北大港湿地保护有了“护身符”

<正>2014年天津市加强"生态文明"建设,2014年1月,天津市出台《天津市生态用地保护红线划定方案》,明确了各类生态用地保护界线、功能定位及管控要求,提出了相关保障措施。在北大港湿地自然保护区区域,划定生态用地保护红线区面积约208km2,包括北大港湿地自然保护区核心区与缓冲区范围;划定黄线区面积约163km2,包括北大港湿地自然保护区实验区及水库周边200m范围。     

城市形态结构对空间紧凑发展的影响机制分析——以上海为例

基于空间紧凑发展内涵,构建综合指数模型,分析2005—2020年上海空间紧凑度的演变特征并与国内外城市进行比较,进一步利用时空地理加权回归模型分析城市形态结构对空间紧凑度的影响效应。研究发现：(1)空间紧凑度呈现中心高外围低的圈层式分布特征,中心城区普遍趋于稳定,外围城区增长较快,且与其他同类城市比较处于高紧凑发展水平;但受政策及规划影响,紧凑度分指标在空间格局上存在显著差异。(2)城市密度与空间紧凑度呈倒“U”型关系,功能混合度和用地形态与空间紧凑度呈近线性关系,且城市密度与之关联性最强。(3)整体上城市密度和功能混合度均对空间紧凑发展产生促进效应,而用地形态表现出抑制效应;分区尺度上形态、功能和密度要素对空间紧凑度的影响效应存在显著差异。(4)通过中心城区与外围城区的差异性空间结构调整,控制国土空间规划形态结构指标来提升城市紧凑发展水平。     

基于生态因子耐受度的土地利用规划生态红线划定研究

土地利用规划生态红线划定工作对于维护基本生态安全、实现土地综合协调利用与保护、保障区域社会经济发展具有重要意义。该文以连云港市为研究对象,根据土地利用规划的基本目标,应用土地利用生态因子耐受度测算了具体生态限制因子的耐受度值,据此划定了土地利用规划生态保护红线。结果表明:连云港研究区土地利用规划生态保护红线区域共计489.67km2,该区域包括了地形地势、地质灾害、生物多样性、水质与水文条件等所有生态限制因子类型。该文研究方法能够充分考虑到区域生态环境对土地开发利用的约束和限制作用,满足土地利用规划生态红线划定的需要,并可为其他城市开展生态红线划定工作提供借鉴。     

基于F-H方法的漓江流域土地利用冲突识别

城镇化引发的土地利用冲突问题成为影响区域可持续发展亟待解决的难题。目前尚未建立定量、客观评价土地利用冲突强度的指标体系,也缺乏对区域土地利用冲突研究的深入探讨。以漓江流域为研究区,从"生产-生活-生态"可持续发展的视角出发,基于1995—2020年6期Landsat数据,利用Fraser-Hipel冲突分析方法(FH方法)构建了土地利用冲突判别的策略模型(LUCIS),通过Markov模型模拟预测了研究区2030年土地利用方式下的冲突强度。结果表明:(1)1995—2020年间,流域城镇建设用地增加636.68 km~2,耕地减少245.82 km~2,生态保护用地减少407.76 km~2;(2)漓江流域城镇建设用地与耕地的冲突呈上升状态,到2030年土地利用冲突识别为十分冲突;(3)城镇建设用地与生态保护用地的冲突变化呈现出波动变化趋势,在2010—2015年为不冲突,到2030年二者为较冲突;(4) 1995—2030年间,耕地与生态保护用地由十分冲突变化为较冲突,应根据空间分布、表现形式和冲突程度采取不同的治理策略。本文构建的模型和指标能够在一定程度上反映区域土地利用的冲突情况,为国土空间科学规划和管理提供参考。     

胶州湾湿地景观格局变化特征

基于1985年、1995年、2000年、2009年和2014年的遥感影像,在遥感和地理信息系统技术的支持下,采用景观生态学的方法,对胶州湾湿地景观格局的演变特征及驱动因素进行了分析。研究结果表明,1985~2014年间,研究区湿地总面积先增加后减少,1985~1995年间研究区湿地总面积由792 km~2增加至896 km~2,之后逐年下降至2014年的804 km~2;研究区湿地平均斑块面积由1985年的2.968 km~2下降至2014年的0.305 km~2,而边缘密度指数则由1985年的21.70增加至2014年的30.56,表明研究区湿地破碎化程度日益加剧;受水库修建、滩涂养殖和晒盐活动、填海造陆、气候变化等因素的影响,各类型湿地质心发生重大变化,其中以养殖池的变化最为明显,其质心在1985~2000年间向西偏移了9.8 km,在2000~2014年间又向东北方偏移了12.7 km;城市化、政策等人为因素对湿地景观格局变化产生了重大影响。     

结合宏观和微观视角的城市扩张方向异质性分析

探究城市扩张过程在不同方向的异质性及其规律,对理解城市空间结构变化和城市动态增长过程具有重要意义。基于武汉市1995-2016年间5期遥感数据,应用反S函数与邻近扩张指数(PEI)方法,分别从宏观和微观角度定量刻画城市土地密度梯度分布的形态(宏观形态)和斑块扩张过程(微观视角),结合空间形态演变阶段探究方向异质性规律。研究表明:1)扇形方向与交通廊道的城市土地密度在梯度上呈"反S形"分布,反S函数可较好拟合其形态。2)各向城市空间的紧凑与松散变化过程具有异质性,西南方向的宏观形态趋于紧凑,东北方向的宏观形态由紧凑变得松散,东南和西南方向的斑块扩张处于聚合阶段。3)各向城市空间形态演变可划分为块状、块状生长、指状和指状生长时期:在块状生长时期,交通廊道的宏观形态更紧凑,廊道内斑块扩张更紧凑,且与廊道外的差距增大;在指状生长时期,交通廊道的宏观形态更松散,廊道内斑块扩张更紧凑,但与廊道外的差距减小。