低碳视角下城市空间形态紧凑度研究

全球气候变化背景下,构建功能紧凑的低碳城市空间形态已成为世界各地城市实现低碳化可持续发展的主要途径之一。但目前的城市形态研究主要集中在城市外部空间,缺乏对城市内部功能空间紧凑度的量化。从实现低碳城市的视角,提出了城市内部功能空间形态紧凑度的量化指标,用以探讨实现低碳城市的城市空间形态特征;以商业、医疗、教育和文化娱乐等4种重要服务设施布局为基础,构建了城市功能空间紧凑度指数,对不同规模、不同地理条件类型的8个案例城市进行定量研究,实证了城市内部“功能空间紧凑度”指标较城市外部“形态紧凑度”指标能够更好的反映城市形态的紧凑性内涵,适用于评价各类城市空间形态的低碳发展模式。     

天山北坡绿洲城市空间形态时空特征分析

借助GIS 软件支持, 综合遥感影像、地形图和其它空间数据, 提取天山北坡8 个绿洲城市 1990 年和2000 年建设用地图形信息, 计算1990 年和2000 年天山北坡8 个绿洲城市的平面轮 廓形状的分维数、紧凑度以及城市用地扩展类型, 讨论紧凑度与分维数的关系。研究结果表明, 天 山北坡绿洲城市形态总体特征表现为形状规则, 结构紧凑。1990~2000 年, 城市扩展类型主要为 外延型, 城市形态分维数增加, 紧凑度降低, 城市外部形态趋于复杂化和不规则化, 而内部结构趋 于松散化, 与同时期我国大部分城市的用地扩展方式有所不同。同时, 天山北坡绿洲城市形态特 征描述参数间存在着明显的幂函数关系, 并且是一种线性负相关关系, 即随着分维数的增加, 紧 凑度呈递减的趋势。     

基于遥感监测的北京市 城市空间扩展格局与形态特征分析

基于1990年、2002年、2013年的遥感影像、基础地理信息数据,开展北京城区边界信息提取,从城市扩展过程、空间形态、扩展类型、空间结构演变4个方面对北京市城区空间演进过程进行分析。结果表明:1990—2013年北京市辖区城区面积扩展了559.20 km~2,2013年的城区面积是1990年的2.29倍,城区面积扩展明显;北京市城市空间扩展具有显著的阶段性,1990—2002年、2002—2013年两个时段的城市扩展面积及速率均呈显著增加趋势,前期以中心城区外围的"片状"扩展为主,后期以内部填充的集约式扩展为主。     

巴丹吉林沙漠边缘沉积物粒度和微形态特征空间分异

为了探讨巴丹吉林沙漠风沙沉积物特征分异规律,采用野外实地采集和实验分析的方法,对沙漠边缘表层沉积物的粒度和微形态进行分析。结果表明：（1）巴丹吉林沙漠边缘地区整体以细沙为主,中沙与极细沙次之;从局部上看,东南部以中沙为主,北部以粉沙黏土为主,西部地区以粗沙和极粗沙为主,与主导风向（西风和西北风）的分选作用一致。（2）北部和南部分别受河流和山脉影响,平均粒径较小,其余地区无明显差异。分选性在东南部最佳。粒度参数关系表明分选性在南部地区随着粒径变小而变好,偏度值随粒径变小而降低,峰度值随粒径变小而变宽,而在其他地区并没有明显的规律。（3）石英沙颗粒形态多为长形和圆形。整体磨圆度适中,其中西北部磨圆度最好,西南部和南部磨圆度最差。表面特征标志以干旱风成环境下的机械沉积作用的坑状为主,西北和东南部出现大量硅质球和硅质鳞片表明除机械沉积作用外,还具备化学沉积作用。     

中国城市空间形态分形维及时空演变

基于国家资源环境数据库土地利用数据,估算了1990年和2000年我国31个大城市的分形维,讨论了基于面积周长关系定义的分形维和基于周长尺度关系定义的分形维之间关系,表明二者之间虽有差异,但存在显著的线性正相关关系,即随着基于周长尺度关系定义的分形维数值增加,基于面积周长关系定义的分形维数值也增加.我国城市的分形维总体变化趋势是:从1990到2000年均呈减少趋势,且南方城市的分形维大于北方城市.造成这一现象的原因是区域自然地理环境和土地利用方式的差异.     

黄河流域城市创新能力测度及空间分异研究

创新在全国现代化建设全局中占据核心地位,城市是创新活动开展的主体区域,科学测度城市创新能力对于提升城市竞争力及制定创新战略具有重要价值。以黄河流经区域中的48个城市作为研究对象,从人才培养能力、科技研发能力、经济支撑能力和环境服务能力4个维度构建了城市创新评价指标体系,运用熵权法、Jenks Natural Breaks分类法、基尼系数、Moran’s I等数据分析方法,测度了黄河流域城市创新能力,分析了黄河流域城市创新水平的空间分异及主要障碍因素。结果表明：（1）黄河流域整体创新能力不高,少数高值城市与其余城市之间得分差距显著,创新能力呈现上、中、下游阶梯式递增趋势。（2）以朔州—陇南为线,城市创新能力呈现出东南高西北低的分布状态,且各维度的空间分布与总创新能力趋于一致。（3）黄河流域城市创新能力分布处于较不均衡状态,空间集聚特征表现为正向的空间关联,主要属于低值集聚的空间模式。（4）科技研发能力与人才培养能力对黄河流域城市创新能力的提高影响程度较大,其中有效发明数是各城市共同的障碍指标。     

中国特大城市空间形态变化的时空特征

基于国家资源环境数据库动态土地利用数据, 借助GIS软件支持, 分别计算了1990年和2000年中国31个特大城市平面轮廓形状的分维、紧凑度和形状指数以及城市的用地扩展类型。结果表明, 从1990年到2000年, 中国31个特大城市空间形态的总体变化趋势是, 城市用地空间扩展类型以填充类型为主, 外延类型相对较少且主要发生在发展限制较小的平原地区。总体上, 分维呈减少趋势且南方城市大于北方城市, 形状指数有减少, 城市空间形状有紧凑化趋势。综观1990年和2000年中国31个城市的分维、紧凑度和形状指数的数据, 可以看出广州、南昌、济南、成都、北京和上海等城市形状变化比较大, 而兰州、太原和唐山等城市形状变化很小。若用地扩展为填充类型, 则分维减少, 紧凑性增加, 形状指数减少;相反, 若用地扩展为外延类型, 分维增加, 紧凑性降低, 形状指数增加。     

乌鲁木齐城市社会空间分异研究

利用分街道(乡、镇)一级人口普查和调查数据,分析了2011年乌鲁木齐城区人口密度、流动人口、老龄人口、不同学历人口、不同职业、行业人口等主要社会指标的空间分异特征,并运用信息熵、分异指数模型测算1982年、2000年和2011年3个时间截点城市各社会要素的分异变化趋势。研究表明:乌鲁木齐城市社会空间分异主要体现在居民职业既经济状况的差异上,教育水平等其他因素的差异造成的空间分异相对较小。1982-2011年的30 a间,除哈萨克族人口、回族人口、大专及以上学历人口等部分指标外,其他指标的空间分异程度呈上升趋势。与相关社会指标的分异度值介于0.6~0.8之间的北美发达国家相比,乌鲁木齐的社会空间分异度相对较低,也低于北京、南京等国内主要案例城市,且乌鲁木齐城市社会空间整体向着更加有序的方向演变。     

基于路网可达性的城市空间形态集聚分形研究

为将城市形态分形维数从平面空间拓展到交通网络系统,提出一种基于路网的分形集聚维数测算方法,探讨该维数的集聚—扩散性质。以郑州市中心城区为案例区,分别测算了各类功能用地半径集聚维数和路网集聚维数。结果表明：① 各类用地无论在平面中还是在路网中,密度从中心向外围的变化在特定区间内都是均匀的,符合分形特征。② 两种维数均呈现出商业用地<全部建设用地（不含道路与交通设施用地）<居住用地<工业及仓储用地的规律。③ 对于同类功能用地,相对于半径维数,路网集聚维数标度不变区尺度范围更广,对空间的划分也更为精细。④ 同类用地两种集聚维数的分形测量值存在差异,这体现出路网集聚维数对传统测度结果具有一定的延展—集聚修正作用。     

兰州城市居住空间分异研究

随着我国城市经济社会的快速发展,城市空间的不断拓展与重构,我国城市面临的居住空间分异现象将更加复杂化。为了弥补国内实证研究的不足,深化对城市居住空间分异的认识,以河谷盆地型城市——兰州为研究对象,通过搜集样本数据,基于GIS地统计分析与数理统计方法,从城市交通、行政区位、住宅价格、住宅类型等4个层面,以728个居住样点为研究对象,通过对居住样点属性的空间分布进行研究,分析总结兰州城市居住空间分异的现状特征;并运用分异度指数分别以住宅价格、住宅类型为基准,基于市辖区层面对兰州居住空间分异度进行测算,实现对城市居住空间分异纵向上定量化对比研究;最后,从自然地理环境、城市规划、住房制度、房地产业的发展、城市交通以及居民择居行为等方面解析了兰州城市居住空间分异形成的原因。     

基于地学信息图谱的矿业城市空间扩展研究——以徐州市为例

以矿业城市徐州市区1979,1989,1999和2009年4期遥感信息图谱数据为基础,借助GIS空间分析技术和相关统计分析方法,从城市建成区面积变化、扩展强度、分维数、重心坐标、紧凑度等方面对徐州市城市扩展的时空变化特征和驱动力进行分析.结果表明:1979-1999年间,徐州市建设用地面积持续增加,分维数有所变化,扩展强度逐渐增强,1989年以后城市重心朝东部和东南方向移动,城市紧凑度增加,分形维数逐渐减少,城市空间形态趋于合理.自然地理环境、煤炭资源的开采、政策、经济和人口等因素是城市空间扩展的主要因素.     

Spatial-temporal changes of Tianjin urban spatial morphology from 1978 to 2004

Taken fractal dimension, compact ratio, urban centroid and urban principal axis as the urban spatial characteristic indices, Tianjin city’s urban area is investigated in the last 26 years in a quantitative perspective, and its traits and changes during different periods are also analyzed. It is clear that these indices can not only scientifically and explicitly assess the urban morphology, urban direction and its changes and trends, but also uncover long-term effects of economy and urban planning on urban morphology.     

1978-2004年天津城市空间形态的时空变化

Taken fractal dimension, compact ratio, urban centroid and urban principal axis as the urban spatial characteristic indices, Tianjin city’s urban area is investigated in the last 26 years in a quantitative perspective, and its traits and changes during different periods are also analyzed. It is clear that these indices can not only scientifically and explicitly assess the urban morphology, urban direction and its changes and trends, but also uncover long-term effects of economy and urban planning on urban morphology.     

东北地区城市内部空间结构研究

从分析中国东北地区城市内部空间结构发展演化的基本历程出发,总结了东北地区城市内部空间结构的基本特征和城市空间形态的基本模式,并在此基础上分析其独特的内在问题、外部形势、动力机制与空间重构的方向选择。东北地区城市内部空间结构呈现如下基本特征:城市圈层结构比较明显;城市核心区进一步强化,"多中心"格局尚未形成;"退二进三"彰显成效,"工业包围城市"痕迹严重;正在进入一个城市迅速外延的发展阶段;空间扩展呈现多元化特点。     

杭州城市形态和土地利用结构的时空演化

根据分形理论研究杭州1949~1996年间城市形态和土地利用结构的演化特征,发现杭州城市具有明确的自相似规律。研究表明,杭州城市形态和土地利用结构的分形性态逐渐变好,这与国外学者“演化的城市分形”观相互印证。各类土地形态的维数都小于整个城市形态的维数,从而证实了国内学者“城市化地区的分维大于各职能类土地空间分布维数”的理论推断。从时空变化来看,杭州城市形态的分维呈上升趋势,1996年接近Batty等提出的理论预期维数D = 1.71;居住用地、工业用地和对外交通用地的分维近20年来趋于增大,而教育用地和绿化用地的分维则有所减小。杭州市的分形演化和分维变化总体上揭示了城市自组织演化的特征,但工业用地维数的大幅度上升和绿化用地维数的下降显然暗示该城市在进化过程中的局部退化倾向。     

城市空间结构增长的分析决策方法研究--以玉溪市为例

文章探讨"GIS"型分析决策方法在城市空间结构增长"从定性到定量综合集成"多目标决策过程中的应用。借助GIS技术,城市规划师在对影响城市空间结构增长的主要因素进行图层管理和空间分析基础上,采用人机对话的方式形成较合理的城市空间结构增长方案;将层次分析法和模糊数学相结合,研究建立了城市空间结构增长方案的评价模型群,并以玉溪市为例进行了应用研究。案例研究表明,"GIS"型分析决策方法可以明显提高城市空间结构增长研究的精度决策水平。     

城市空间形态对城市热岛效应的多尺度影响研究进展

随着全球城市化的快速发展和气候变暖及极端高温事件的加剧,城市热岛效应已成为了21世纪影响人类生存发展的重要环境问题。因此,阐明城市热岛强度时空变化特征,揭示多空间尺度下的形成机制是人文地理学和气候学研究的热点和前沿交叉科学问题。从街道峡谷微观尺度、城市街区局部尺度和城市宏观尺度全面总结和系统梳理了城市空间形态对城市热岛效应的多尺度影响和耦合机制,提出了未来通过定量表征城市热岛强度、城市空间形态的空间格局、时间演化特征及规律,构建空间关系分析模型,进而揭示城市空间形态在不同时空尺度对城市热岛强度的作用机制,为城市规划、宜居城市建设以及气候变化的响应与适应研究提供理论指导。