基于地学信息图谱的土地利用动态变化研究——以山东省龙口市为例

阐述了地学信息图谱的内涵及其概念模式.选择山东省龙口市为例,在遥感和地理信息系统技术支持下,利用2002年数字遥感图像和1996年土地利用图及其自然和社会经济统计数据,建立了龙口市土地利用动态变化信息图谱,并根据图谱从空间和时间两方面分析龙口市土地利用动态演变过程,最后结合马尔科夫模型对其未来的演变趋势进行动态预测.研究表明:自1996年以来,龙口市土地利用发生了大幅度变化,耕地面积减少5 383.48 hm2,园地和建设用地面积各增加33 729.62 hm2和2319.91 hm2;同时土地利用结构发生明显变化,主要表现在耕地和园地之间的转化,耕地和园地向建设用地的转化.预测表明:在未来的几十年内,耕地面积仍将继续减少,建设用地面积还会逐年增加,园地仍为该市的主要用地类型.     

地学信息图谱研究及其应用

地学信息图谱综合了景观综合图的简洁性和数学模型的抽象性,它是现代空间技术与我国传统研究成果结合的产物,它可反演过去、预测未来。在分析地学信息图谱、生态系统发展战略、DLU土地利用战略、数学模型与地理信息系统集成等研究成果的基础上,提出了一个区域可持续发展虚拟系统。在这个虚拟系统中,如何将区域可持续发展的有关信息转换为征兆图、诊断图和实施图是其核心理论问题。数学模型计算机程序自动生成软件和开放式地理信息系统的研究成果表明,这些理论问题在不久的将来是可以解决的。也就是说,这个区域可持续发展虚拟系统的进一步研究,能够形成一个可操作的、实用的决策支持系统。     

地学信息图谱的基础理论探讨

文章在分析地学信息图谱的发展现状的基础上,从基本概念与特点、研究内容与目标、研究意义等几方面来阐述地学信息图谱的基本理论,最后对地学信息图谱的发展前景进行了展望。     

城市空间扩展的交通脉动规律研究——以济南市为例

随着现代交通技术的不断进步,城市空间扩展呈现新的特点.以济南市为案例,总结城市规模及空间形态与交通模式的脉动变化规律.在不同的交通模式下,济南先后呈现点状、飞地状、轴状和组团状发展形态,而区位优势提升、产业的拉动和乘数效应、机动可达效应和区域协调发展效应则是交通脉动规律的主要动因.     

矿业城市社会系统脆弱性研究——以阜新市为例

矿业城市面临着严峻的群体性贫困、集体性失业和人居环境恶劣等社会问题,具有明显的脆弱性特征.在对社会系统脆弱性内涵进行界定的基础上,以阜新市5个辖区作为研究单元,选取资源型产业从业人员比重和城镇登记失业率为敏感性分析指标,从经济水平、教育水平、生活质量、社会保障等方面选取应对能力指标,构建了脆弱性评估模型,并对阜新市社会系统脆弱性程度进行了定量评估.结果表明,2005年阜新市社会系统呈现中等脆弱,但各辖区社会脆弱性差异较大.其中,社会脆弱性指数最大的是太平区,其次是新邱区,而海州区最低.     

基于地学信息图谱的福建省生态环境脆弱性分析

以地学信息图谱理论为指导,借鉴其它学科图谱研究的理论和方法,经过图谱思维的抽象概括,结合福建省脆弱生态环境的现状和存在的问题以及今后合理利用和保护的方向,提出建立脆弱生态环境信息图谱的指标体系,对福建省各县市的生态环境脆弱性进行评估,并进行规律和模式的挖掘,形成对区域生态环境更深层次的认识,探讨地学信息图谱在福建省脆弱生态环境建设中所能发挥的作用.     

多中心城市群土地利用/覆被变化地学信息图谱研究——以长株潭城市群为例

多中心城市群具有交通网络发达、功能联系密切、空间多维复合等特征,其土地利用/覆被变化（LUCC）是一个相当复杂的过程。采用地学信息图谱方法,探索城市群LUCC数量结构与时空格局一体化耦合机理,研究用地变化与区域发展互动关系,有助于深入揭示多中心城市群土地利用时空演变规律,为同类城市群的国土空间规划和健康发展提供参考。本文以典型案例长株潭城市群为例,构建1995—2015年四个时期地学信息图谱,并耦合重心转移模型,在总体量化分析基础上,重点从城际与城乡视角深入解析城市群土地利用时空变化特征和一体化发展态势。研究结果表明：① 土地利用总体动态加速演变。四期建设用地扩张年动态度分别为1.06、4.10、2.21和7.39,转移强度动态增加,耕地和林地呈加速减少态势。② 城际与城乡地类图谱转移呈现多维演变。图谱“15（耕地→建设用地）、25（林地→建设用地）、45（水域→建设用地）”重心由株洲城区（Ⅰ 期）向长沙城区（Ⅱ 期和Ⅲ 期）再向湘潭城区（Ⅳ期）迁移,经历“相对均衡-长沙加速崛起-有机均衡”和“城市加速集聚-城乡相对均衡”演变过程。③ 近年来,城际转移强度差异缩小,转移结构分异增加,区域主体功能逐步凸显。同时,外围区县加速发展,城乡一体化水平明显提升。④ 城市群土地利用涨落势图谱与经济社会一体化发展高度耦合,同时耕地保护与高质量发展有待加强。     

基于GIS与CA的城市扩展研究——以洛阳市为例

元胞自动机(Cellular Automata,CA)是一种"自下而上"的动态模拟建模框架,具有模拟复杂系统时空演化过程的能力。CA模型的这些特点使得它在城市增长、扩展和土地利用演化模拟等方面较为合适,成为CA应用的热点。探讨利用GIS技术开发CA模型将会改善CA模拟城市扩展的环境,建立典型的城市CA模型也会发现新的参数和转换规则。基于CA原理,结合GIS与RS技术,在ArcGIS平台中进行二次开发,构建了GIS-CA模型系统。以洛阳市为研究区域,对其城市扩展进行了模拟和预测,结果表明,将人为的规划因素加入到CA模型中,打破了CA模型只能模拟城市受自然因素影响而进行的扩展。模拟结果比较真实可信,也为下一步城市规划提供决策支持。     

地学信息图谱的理论和方法

首先阐述了地学信息图谱的科学概念及其内涵界定,即从"谱"到"图谱"再到"地学图谱",最终引出"地学信息图谱"的定义、特点及其关键科学问题.随后阐述了地学信息图谱的理论基础和标准化模式,说明地学信息图谱的理论基础有地学基础、认知基础和地学信息机理3个方面;地学信息图谱的标准化模式包括标准式样和组成结构、分类标准、提炼模式、建模标准、集成和应用模式等.在此基础上,进一步研究了地学信息图谱的归纳和提炼方法,说明了其一般步骤,并着重强调了人工目视归纳和提炼、GIS和RS工具辅助归纳和提炼、全自动化归纳和提炼等反映地学信息图谱研究水平由低到高的3种不同层次的归纳和提炼方法.再次,介绍了知识创新工程领域前沿项目"地学信息图谱"在区域和中国地学信息图谱研究方面的进展,包括区域尺度的黄土高原地貌形态与土壤侵蚀信息图谱、中国宏观尺度的水网信息图谱和综合景观信息图谱等内容.最后,展望了地学信息图谱对地球科学和地球信息科学的发展的推动意义,分析了它在地学中应用前景. 等.在此基础上,进一步研究了地学信息图谱的归纳和提炼方法,说明了其一般步骤,并着重强调了人工目视归纳和提炼、GIS和RS工具辅助归纳和提炼、全自动化归纳和提炼等反映地 信息图谱研究水平由低到高的3种不同层次的归纳和提炼方法.再次,介绍了知识创新工程领域前沿项目"地学信息图谱"在区域和中国地学信息图谱研究方面的进展,包括区域尺度的黄土高原地貌形态与土壤侵蚀信息图谱、中国宏观尺度的水网信息图谱和综合景观信息图谱等内容.最后,展望了地学信息图谱对地球科学和地球信息科学的发展的推动意义,分析了它在地学中应用前景.     

资源枯竭型城市空间扩展进程研究——以淮北市为例

城市空间扩展是衡量新型城镇化背景下城市化进程的重要指标之一,对于研究资源枯竭型城市的可持续发展也有重要的意义。以遥感影像为基础,结合ArcGIS和Matlab软件实现建成区范围的自动提取;选取城市化强度、重心和紧凑度等指标,分析资源枯竭型城市空间扩展的时空特征;结合研究区实际情况和部分统计数据探讨了城市空间扩展驱动机制。结果表明：1992-2016年,淮北市建成区面积由13.64 km²增加到130.19 km²,净增8.54倍。城市化强度水平处于中等程度,城市扩展强度处于较高的水平,城市土地利用集约程度不高;重心总体呈现出东偏的姿态,建成区用地紧凑度逐渐下降。经济及人口、政府决策、交通水平和采煤塌陷区分别是研究区城市空间扩展的驱动机制、引导机制、内生机制和限制机制。     

基于RS/GIS的珠海市城市空间扩展

以珠海市为研究区域,基于RS/GIS数据源,将多个时段TM遥感影像解译成土地利用现状图,研究1973-2008年珠海市城市空间扩展。结果表明：（1）1973-1988年是珠海市城市发展的初期,飞地式扩展占新增城市用地面积的84.51%,边缘式扩展的比例为12.76%,而填充式扩展为2.71%;（2）1988-1998、1998-2008年分别是城市发展的“扩散”阶段和“边缘扩张”阶段,飞地式扩展开始沿着交通线在金湾和斗门两区范围内大幅扩散,全市以飞地式扩展为主,边缘式和填充式扩展比例较低;（3）从政策和经济两方面分析影响珠海市城市空间扩展的驱动力因素,其中政策因素对珠海市的城市发展有着重要影响,从特区设立开始,到后来的特区扩容,珠海的发展深深地刻上了特区政策的烙印;经济驱动是珠海市城市发展的重要因素,其与人口增长因素是导致珠海市城市空间扩展的最直接驱动力。     

徐州城市用地扩展特征及影响因素分析(1949-2007年)

以不同时期徐州市土地扩展图、现状图和遥感图像为数据源,提取了7个时段徐州城市用地变化的相关数据信息,利用扩展强度指数、人口弹性指数、经济弹性指数、紧凑度变化指数、分形维数、重心转移等指标,系统地研究了徐州城市土地时空扩展特征,并探讨了影响城市扩展的因素.结果表明:1949-2007年,徐州城市土地扩展速度、扩展强度指数、经济弹性指数逐年升高,呈现出明显的由非理性向理性发展趋势;城市土地空间扩展经历了建国初期的非连续性的星状扩展-文革时期城市的内部填充、圈层式推进-改革开放初期的城市蔓延-本世纪的"组团状 卫星城"等主要的过程,在一定程度上反映了徐州城市土地扩展由无序走向有序,由粗放走向集约.城市土地扩展是自然环境、经济、人口、城市规划、交通、国家政策等多种因素综合作用的结果.在不同的扩展阶段,不同的因素组合占主导地位.     

中国矿业城市空间形态特征及其空间分异

矿业城市是以矿产资源开采和初加工为主的资源型城市,伴随矿业城市发展的各个阶段,城市空间会呈现相应的演变过程和格局,城市经济的转型也必将带来城市空间结构的响应.矿业城市空间结构受自然资源和产业发展的影响明显,是基于自然资源与产业转型的空间可持续发展的典型研究对象之一.选取中国33个公认的典型地级矿业城市作为研究样本,提取空间结构数据进行紧凑度和分形维数的计算与统计分析,力图总结我国矿业城市对比其他类型城市在空间形态上的基本特征和空间分异规律.结果表明,矿业城市空间形态的紧凑度较低,发展呈分散态;矿业城市空间的边界比较复杂,呈不规则状态;矿业城市紧凑度与边界维数呈负相关;矿业城市空间形态受城市发展阶段、有无依托、其他组织的人为规划等因素影响,呈现一定的空间分异规律;矿业城市空间形态与人口规模和经济发展水平存在相关.     

中国城市空间拓展研究动态

本文在总结了近年来中国城市空间拓展在形态与模式、空间拓展机制、空间拓展动态模拟、空间拓展环境效应等多方面所取得的丰硕成果和研究进展的基础上,提出现阶段中国城市空间拓展研究的主要特点是采用定量化的研究方法,筛选城市空间拓展的驱动因素,应用遥感和地理信息系统获得城市空间拓展准确信息,在此基础上构建模型对不同时空尺度的城市空间拓展过程加以模拟,并对城市空间拓展引起的生态环境效应加以分析,以此开展相关理论研究工作。针对目前研究工作特点和存在的不足,本文认为,今后中国城市空间拓展的主要发展方向应是借助日臻完善的研究手段和方法,深入开展城市空间拓展合理性评价,构建定量化动态模型,协调城市空间用地的增量布局与存量调整,并加强与国外城市空间拓展的比较研究。     

石羊河流域地区城镇空间扩展格局演化

基于石羊河流域地区土地利用综合数据,结合多种模型包括间隙度指数、相关分形维数、扩展强度指数、空间关联模型、空间变差函数,从时间和空间尺度上研究石羊河流域地区城镇建设用地扩展过程与格局。结果表明:20多a来,石羊河流域地区城镇用地以市区和县城为中心向周边辐射,同时沿祁连山边缘海拔2 500 m以下石羊大河沿岸和045丹拉高速、312国道轴线集聚,流域零散分布的乡镇用地变化不大。城镇用地以显著的"点-轴"模式扩展,形成内陆地区城市独特的扩展极核和扩张轴线,为石羊河流域各种规划的编制提供参考。     

芜湖市城市扩展的遥感监测及驱动力研究

通过对芜湖市1979,1988和2001年的MSS/TM/ETM 遥感影像的动态监测,利用改进后的条件仿植被指数(NDBI)专题信息提取法与监督分类法相结合提取城市建成区空间信息.利用叠加分析法对芜湖市建成区不同时期城市扩展特征进行研究,表明城市扩展在时间上呈现扩展速度不断增加,空间上呈现扩展的方向性特征.分析了各个时期城市扩展模式,结合社会经济统计数据,得出城市扩展的主要驱动力是城市人口的增长和经济的发展,政府决策在宏观上影响着城市扩展的方向和强度的结论.     

铁路枢纽城市空间扩展特征及机制研究——以怀化市为例

以我国铁路枢纽城市怀化为例,利用城市规划土地利用现状图、1﹕10000地形图、遥感影像图、社会经济统计数据以及其他相关资料,借助ArcGIS9.2软件平台和统计分析软件(SPSS11.5),采用地统计分析、空间形态分析、等扇分析及分形理论方法等研究方法,从城市扩展强度、扩展形态和扩展分异3个方面分析其扩展特征,最后在分析影响怀化城市空间扩展驱动力的基础上总结了其扩张机制。     

城市热岛斑块遥感识别及空间扩张路径研究——以北京市为例

研究利用MODIS地表温度数据产品,引入概率阈值算法提升城市热岛斑块空间识别精度。在此基础上,构建城市热岛扩张指数将城市热岛斑块时空变化过程分解为飞地型、边缘型、填充型扩张模式和缩减型模式。基于土地利用变化过程,开展城市热岛斑块空间扩张模式的路径分析,准确识别城市热岛斑块空间扩张路径的来源和归趋。研究表明：2020年北京市夏季昼夜城市热岛斑块总面积分别为3932 km²和2 266 km²,占北京市总面积比例23.96%和13.81%。2005―2020年夏季昼夜城市热岛斑块面积比例分别增加43.40%和24.44%。增长型城市热岛斑块面积大于缩减型城市热岛斑块面积。边缘型扩张模式是增长型城市热岛斑块最主要的模式。耕地、城市建设用地、农村居民点是增长型城市热岛斑块主要的空间扩张路径。研究结果为揭示城市热环境形成过程和精细化管理提供理论依据和数据支撑。     

遥感监测下的城市扩展分析--以泉州市为例

城市的建设和发展是社会进步的重要标志,城市扩展的空间数据是评估城市化进程的一个重要指标.本文通过对泉州1989年和2000年TM/ETM+ 影像的遥感监测,利用仿归一化植被指数(NDBI)和计算机监督分类提取了泉州在这11年中的城区空间扩展信息,并分析出泉州市的扩展方式是低密度蔓延和沿条带状扩展相结合的.     

基于GIS的广州城市商业空间分析模型研究

随着计算机和互联网的普及,GIS也得到了发展.据估算,超过80%的商业经济数据具有空间特性或者与空间位置有关,合理有效地开发和利用这些空间教据,不仅可以优化资源配置,降低商业运行成本,同时还可用于规划、监测、改善区域商业和经济环境.通过GIS空间分析方法,借助于城市空间数据,实现了基于GIS模型的城市商业空间Buffer分析、最佳路径分析、资源配置分析,同时分析了城市商业空间影响的主要驱动力机制及形成因素.