以建成区面积表征的中国城市规模分布

选择1990~2000年中国城市用地面积位于前200位的地级及地级以上的城市用地资料,把运用在城市人口规模上的位序-规模法则移植到城市用地上,分析了城市土地利用规模的变化规律。然后运用分形理论,阐释了城市用地的位序-规模曲线。结果显示：(1)以建成区面积作为衡量城市规模的指标,中国城市规模分布符合位序-规模法则,拟合曲线的判定系数都在0.95以上;(2)根据位序-规模曲线的形态,中国城市按建成区面积可分为3类：用地面积>200 km²的大城市,50~200 km²的中等城市和<50 km²的小城市;(3)城市建成区用地的位序-规模曲线有平行向前推进的特点,这为预测我国未来城市建成区用地规模提供很好的基础;(4)中国位于前200位的城市用地规模分布的均衡度不断增强,城市建成区用地规模总量持续增加。     

基于信息熵的西宁市主城区城市土地利用结构演变分析

基于城市土地利用结构的信息熵、均衡度和优势度,对1999~2012年间西宁市主城区城市土地利用结构演变进行分析。结果表明:14年间西宁市主城区建设用地面积呈逐年增加的趋势,城市空间不断扩大;同时西宁市主城区城市土地利用结构在不断调整,并逐渐趋于合理化;西宁市主城区城市土地利用结构信息熵、均衡度总体处于波动式下降态势,优势度处于波动式上升状态,表明西宁市主城区城市土地利用系统朝相对有序状态进行演变。     

基于改进PSR模型的城市土地利用警情判别研究——以南京市为例

基于系统论构建改进的PSR模型,通过探究压力、状态、响应系统要素作用机理构建南京市城市土地利用警情判别指标,并运用数理量化模型开展警情综合评价。结果表明:(1)2009—2016年南京市城市土地利用压力系统和状态系统警情为“倒U”型且呈上升态势,响应系统警情为“倒U”型且呈下降态势。(2)2009—2016年南京市城市土地利用警情总体上为“倒U”型且呈波动上升态势。(3)压力系统是造成南京市城市土地利用综合警情难以显著转变的关键,同时受经济发展与土地集约利用协调度、土地生态治理力度、用地结构与人口分布均衡度等要素影响。     

上海市土地利用结构和形态演变的信息熵与分维分析

借助系统论中的信息论思想,分析了近50年来上海中心城区土地利用结构的信息熵和均衡度;利用分形理论中的边界维数和半径维数对上海中心城区土地利用形态进行了定量判断,揭示了城市土地利用结构与形态演变特征并分析了这些特征形成的主要自然、交通、政策和经济因素.研究表明,近50年来上海城市土地利用结构的信息熵和均衡度均出现逐渐增大的趋势,城市用地结构正向均衡状态发展.城市土地利用形态演变的主要驱动力为经济发展和政府调控,同时受到自然环境和交通条件的制约.     

山东省城市规模分布研究

文章选择1990,1995-2001年山东17个地级城市用地面积的资料,运用位序-规模法则分析了城市土地利用规模的变化规律,运用分形理论阐释了城市用地的位序-规模曲线。结果显示：（1）以建成区面积作为衡量城市规模的指标,17个城市规模分布符合位序-规模法则,拟合曲线的判定系数都在0．758以上。（2）根据位序-规模曲线的形态,这些城市按建成区面积可分为3类。（3）城市建成区用地的位序-规模曲线有平行向前推进的特点,这为预测17个城市未来建成区用地规模提供了很好的基础。（4）城市用地规模分布的均衡度不断增强,建成区用地规模总量将持续增加。     

国家中心城市土地集约利用评价及障碍因素诊断

基于土地集约利用内涵及相关理论基础,结合社会经济数据,从土地利用投入、土地利用程度、土地利用产出及生态效益层面构建了评价指标;运用组合赋权法及多因素综合评价法对2006—2016年国家中心城市土地利用集约分值进行计算;并运用障碍度模型对土地集约利用障碍度因子进行诊断。结果显示:(1) 2006—2016年间上海土地集约利用水平始终保持高度集约状态。天津、武汉始终保持中度集约状态;北京、广州、成都、郑州、重庆变化较大,北京、广州土地集约利用水平由中度集约上升到高度集约,成都、郑州由低度集约转化成中度集约,重庆由粗放利用转化为低度集约。(2)影响国家中心城市土地利用集约度的准则层主要障碍因子为土地利用程度及土地产出,说明我国中心城市单位土地面积产出无法满足可持续用地需求;指标层主要障碍因子为人均建设用地面积、建成区面积、地均GDP、人均绿地面积及建成区路网密度等。     

城市土地集约利用与经济增长的协整分析及因果关系检验——以江苏省无锡市为例

城市土地集约利用与经济增长间存在密切关系。借助Eviews5.0软件,分析了无锡市1991-2007年城市土地集约利用与经济增长间的协整关系和因果关系,发现城市土地集约利用与经济增长间存在长期的均衡关系,但短期存在失衡关系,短期失衡向长期均衡回归的速度达0.9709;长期内,经济增长对城市土地集约利用的弹性为0.2848,短期则为0.2681;无锡市城市土地集约利用与经济增长间存在单向因果关系。     

山东省城市土地集约利用时空差异

结合山东省区域发展实际,从土地利用强度、土地利用投入和土地利用效益等方面出发构建区域城市土地集约利用综合评价体系,以山东省地级城市的土地利用数据为基础,采用主成分分析法、聚类分析法对省内区域城市土地集约利用水平进行综合评价,分析其时间和区域变化情况,为宏观指导城市土地资源集约利用、转变土地利用方式提供参考。研究结果表明：(1)2000－2005年山东省城市土地利用集约度不断提高,而2006年比2005年山东省城市土地集约利用度稍有下降;(2)山东省城市土地集约利用水平从沿海城市向内地递减,尤其以山东省西南部边缘城市集约度水平最低;(3)经济发展水平是影响土地集约利用重要的外部因素,济南和青岛等经济发达地区集约利用水平相对较高。     

北京城市功能区土地利用协调度分析

土地利用与经济、社会和生态密切相关。建立评价指标体系来反映北京市城市土地利用状况,并设计了土地利用协调度模拟模型。模拟结果显示:北京市土地利用系统整体比较协调,经济效益系统的协调度高而社会、环境效益系统协调度不够;考察各城市功能区,经济效益系统协调度不相上下,但社会效益系统、环境效益系统协调度差别较大。利用协调度模型对城市土地利用进行综合评价,有利于制定有针对性的合理利用城市土地的政策和措施。     

快速城市化背景下山东城市土地利用效率及有序性测度

利用数据包络分析法(DEA)、Malmquist效率指数、信息熵及均衡度,对山东省17个地市2003—2012年的土地利用效率和有序性进行测度。结果表明:①快速城市化发展10年来,山东城市土地利用整体效率呈现下降趋势,通过城市土地利用效率动态测度得知,鲁中和鲁北的济南、潍坊等18个地市Malmquist指数大于1,属于有效增长型;青岛、威海、济宁等9个市Malmquist指数小于1,为无效增长型,此外,临沂市为强无效增长型。②城市土地利用规模报酬测度得知,山东半岛城市群的青岛、淄博、东营、日照4个市实现了土地利用DEA有效,土地利用规模报酬不变;2012年样本的静态测算中青岛、淄博等11个市实现了DEA有效,规模报酬不变,而济南、枣庄等6个市未实现DEA有效,规模报酬递减。③城市信息熵和均衡度测算得知,山东省的城市土地利用有序性整体经历了调整—非平稳—再调整的动态演进过程,城市土地利用结构也经历了由不合理利用调整为有序合理发展的过程。因此,优化城市土地利用结构,进一步提升土地利用效率及有序性是山东城市土地利用的关键。     

基于随机森林模型的黄河流域城市建设用地结构时空演化及其驱动机制研究

城市是区域人口、产业等要素集聚的主要空间载体,系统揭示黄河流域城市建设用地结构演化及其驱动机制对于深入推进黄河流域生态保护和高质量发展战略落实具有重要意义。基于黄河流域2007—2019年城市建设用地数据,论文运用信息熵模型分析了黄河流域城市建设用地结构的时空演化特征,并用随机森林模型探讨其驱动机制。结果表明：(1) 2007—2019年,黄河流域城市建设用地面积快速增长,年均增速达5.34%,但城市建设用地结构信息熵不断降低,经历了“高位无序—相对稳定—低位有序”的变化过程;(2)黄河上、中、下游城市建设用地规模增速依次加大,年均增速分别达到3.91%、5.06%、6.22%;中游地区城市建设用地结构信息熵下降最多,上游地区和下游地区降幅相近;(3)黄河流域各类建设用地主要配置在省会及经济发达城市;黄河流域城市用地结构信息熵存在空间异质性,省会城市及经济发达城市建设用地结构信息熵存在降低趋势,而欠发达城市的信息熵逐步增大;(4)城市用地规模和城市人口规模对城市建设用地结构演化的作用最强,产业结构升级和财政支出规模的作用强度次之,经济发展水平和政策支持力度的作用较小,上中下游影响因子的...     

收缩情境下城市用地结构时空格局演变及动力机制——以中国东北地区为例

构建城市用地结构时空格局演变分析框架,引入信息熵和偏移份额模型定量剖析2000-2017年中国东北地区城市用地结构时空格局演变特征,通过计量经济模型分阶段对比分析收缩情境下东北地区城市用地结构演变的动力机制.结果表明:东北地区城市用地总面积持续增长,用地结构信息熵整体呈现先上升、后下降的趋势.2011年以后,城市用地结...     

Measuring urban sprawl in Beijing with geo-spatial indices

Concerning about the rapid urban growth in recent China, this study takes Beijing as a case and puts forward that urban sprawl can be measured from spatial configuration, urban growth efficiency and external impacts, and then develops a geo-spatial indices system for measuring sprawl, a total of 13 indicators. In order to calculate these indices, different sources data are selected, including land use maps, former land use planning, land price and floor-area-ratio samples, digitized map of the highways and city centers, population and GDP statistical data, etc. Various GIS spatial analysis methods are used to spatialize these indices into 100m×100m cells. Besides, an integrated urban sprawl index is calculated by weight sum of these 13 indices. The application result indicates that geo-spatial indices system can capture most of the typical features and interior differentia of urban sprawl. Construction land in Beijing has kept fast growing with large amount, low efficiency and disordered spatial con-figuration, indicating a typical sprawling tendency. The following specific sprawl features are identified by each indicator: (1) typical spatial configuration of sprawling: obvious fragmenta-tion and irregularity of landscape due to unsuccessful enforcement of land use planning, unadvisable pattern of typical discontinuous development, strip development and leapfrog development; (2) low efficiency of sprawl: low development density, low population density and economic output in newly developed area; and (3) negative impacts on agriculture, en-vironment and city life. According to the integrated sprawl index, the sprawling amount in the northern part is larger than that in the southern, but the sprawling extent is in converse case; most sprawling area include the marginal area of the near suburbs and the area between highways, etc. Four sprawling patterns are identified: randomly expansion at urban fringe, strip development along or between highways, scattered development of industrial land, leapfrog development of urban residence and industrial area.     

北京城市蔓延的测度与分析

Concerning about the rapid urban growth in recent China, this study takes Beijing as a case and puts forward that urban sprawl can be measured from spatial configuration, urban growth efficiency and external impacts, and then develops a geo-spatial indices system for measuring sprawl, a total of 13 indicators. In order to calculate these indices, different sources data are selected, including land use maps, former land use planning, land price and floor-area-ratio samples, digitized map of the highways and city centers, population and GDP statistical data, etc. Various GIS spatial analysis methods are used to spatialize these indices into 100m×100m cells. Besides, an integrated urban sprawl index is calculated by weight sum of these 13 indices. The application result indicates that geo-spatial indices system can capture most of the typical features and interior differentia of urban sprawl. Construction land in Beijing has kept fast growing with large amount, low efficiency and disordered spatial configuration, indicating a typical sprawling tendency. The following specific sprawl features are identified by each indicator: (1) typical spatial configuration of sprawling: obvious fragmentation and irregularity of landscape due to unsuccessful enforcement of land use planning, unadvisable pattern of typical discontinuous development, strip development and leapfrog development; (2) low efficiency of sprawl: low development density, low population density and economic output in newly developed area; and (3) negative impacts on agriculture, environment and city life. According to the integrated sprawl index, the sprawling amount in the northern part is larger than that in the southern, but the sprawling extent is in converse case; most sprawling area include the marginal area of the near suburbs and the area between highways, etc. Four sprawling patterns are identified: randomly expansion at urban fringe, strip development along or between highways, scattered development of industrial land, leapfrog development of urban residence and industrial area.     

城市生态——生产——生活空间功能定量识别与分析

土地利用多功能性识别是城市用地组织,协调与配置的基础信息源,是判定城市用地内在功能形态,功能组合模式和功能之间动态权衡的关键,具有重要的理论和实践意义,但长期以来并未构建一套可行的识别方法体系.本文从土地功能,生态系统服务和景观功能综合的视角构建城市生态--生产--生活空间功能分类体系,并以生态系统服务价值评估为基础系统整合空间功能价值量核算函数群,通过纵横对比的方法确定空间功能主导类型.研究区实证分析表明,城市生态--生产--生活功能分类体系较好反映了不同地类的功能类型;空间主导功能的识别也与不同地类的功能匹配;同时也发现三生空间的整体毗邻性较低,空间功能的互补和融合性较差的问题;三生空间功能存在一定的空间集聚性.     

城市边缘区居住用地的空间异质性:构型、度量与低熵化

基于对城市边缘区居住用地演进模式的研究,采用信息熵定量研究城市边缘区居住用地的空间分异性状,并构建相应的改造模式。结果表明,城市边缘区居住用地有其自身的复杂性和多变性,其存在的空间分异可以用信息熵进行度量,基于度量结果,将其分为4种类型。这些类型的土地利用状态呈现不同的特点,根据其特点分别设计相应的模式对其进行低熵化改造,以实现土地高效、合理及可持续利用目标。     

北京城市边缘区城市化过程与空间扩展——以大兴区为例

城市边缘区空间扩展研究是探讨城市未来空间结构和形态演变的基础。本文基于北京大兴区1994、2001和2006年3期TM遥感影像资料提取城镇用地信息,通过对城市扩展强度、城市扩展梯度、城市边缘区空间扩展模式等建设用地的总体扩张行为进行研究,分析研究区十多年来城市化进程中城镇建设用地扩展的时间过程和空间格局特征,对明确未来城市边缘区土地利用发展方向,提高土地利用效率和城乡建设效益提供基本依据。结果显示,大兴区城市土地利用扩展强度不断增强;中心城区以及中心区面积的不断扩张,导致建设用地在高指数区间集中的趋势明显,农村地区小城镇建设的高速发展使得低指数区间的建设用地面积大幅度增加;根据城市化扩展梯度,大兴区分为城市化高速扩展带、城市化快速扩展带和城市化低速扩展带;紧邻中心区的城市化高速扩展带,以集中连片式扩展为主,该模式在边缘区空间扩展中居于主导地位。城市化快速发展带土地利用以轴向扩展模式为主,轴向扩展稳定地影响着大兴区城市化进程。独立发展模式随着城市经济的快速发展其影响将明显增强,逐渐成为城市边缘区空间扩展的主要形式。     

顾及空间尺度效应的城市土地利用变化精细化模拟

城市土地利用变化模拟是优化土地资源配置的科学依据,提高其精细化程度和可靠性有助于准确把握城市用地发展趋势,对城市土地资源精准调控具有重要意义。基于宏观遥感分类的土地利用变化模拟,难以在街区尺度上揭示城市用地社会功能变化及精细化模拟中空间尺度效应来源和作用机理。本文联合遥感影像和POI数据识别出城市土地利用精细化特征,运用响应面法率定土地利用精细化模拟的最优空间尺度组合,在此基础上,利用CA-Markov模型开展了未来土地利用变化的精细化模拟。以武汉市中心城区为应用案例,研究结果表明：基于POI 的城市土地利用精细化识别方法,可以深度解析城市建设用地的社会功能,极大改善了传统基于遥感的土地覆被宏观解译效果;研究区土地利用变化元胞自动机精细化模拟的最优空间尺度组合是30 m元胞、7×7邻域以及冯诺依曼邻域类型,采用最优空间尺度组合能够提高土地利用变化精细化模拟的可靠性。响应面试验设计结果可有效识别精细化模拟过程中空间尺度效应的主要来源,并区分其对模拟精度的影响程度与正负效应;预计到2025年,研究区建设用地范围将继续向周边扩张,各类型用地之间互为交织,土地利用空间格局将呈更加破碎化趋势。     

中国城市群城市用地扩张时空动态特征

认识城市群城市用地扩张特征、扩张质量及景观生态效应等综合信息将有助于城市群空间高质量发展规划与决策。选取10个不同发育等级的城市群作为研究对象,综合运用城市用地扩张强度指数、城市用地扩张强度差异指数、景观扩张指数、景观格局指数,分析1990—2015年期间城市群城市用地扩张时空特征及景观生态效应,并构建人口、经济与城市用地协同发展指数,据此分析城市用地扩张中“人—地”关系协同程度。结果表明：① 1990—2015年,各个城市群城市用地面积持续增加,建成区的范围不断扩大,扩张强度呈现“上升—下降”的趋势;在2010年之前成熟型城市群的扩张强度最高,2010年之后培育型城市群成为扩张强度最高的类型。② 城市群城市用地扩张总体上呈现不均衡布局的趋势,高速扩张区域主要分布在沿海地区。从全国视角来看,东部高于中、西、东北部,整体城市群快速扩张的中心由东向西移动。③ 城市群城市用地空间扩张模式表现出边缘式和飞地式两种空间扩张模式并存,不同发育等级之间具有明显差异性,成熟型城市群的空间结构较为稳定,其他两种类型的城市群空间结构初具雏形或尚未形成。④ 城市群城市用地扩张“吞没”了郊区和农村地区,破碎化程度、形状的复杂程度较高,景观格局表现出不稳定。⑤ 城市群“人口—土地”协同程度逐步增强,“经济—土地”协同程度整体较高,整体上表现出城市用地扩张质量有所提升。新时期城市群城市用地应严格控制扩张规模,加快中小城市的发展,促进城市群城市用地扩张均衡发展,为城市群国土空间高质量发展提供重要参考。     

多样性视角下的城市复合功能特征及成因探测——以长春市为例

多功能要素的复合化已成为信息时代城市空间发展的重要趋势,而复合功能开发亦被认为是解决城市交通拥堵、低效能源消耗及职住不平衡等问题的重要手段,对促进有活力的、宜居的及可持续的城市环境建设具有重要意义。基于城市多样性的理论框架,在界定城市功能复合内涵的基础上,以长春市中心城区城市功能兴趣点（POI）数据为基础,采用区位熵指数、信息熵指数及地理探测器模型,分析城市居住、办公、商业、休闲四类功能要素的复合特征,并探讨城市功能复合空间分异的驱动因素。结果表明：① 城市功能要素集中度特征显著,各类型功能要素均形成了专业化的功能集聚区,但各区块间功能要素的专业化程度存在较大差异。② 城市功能要素复合度整体表现出核心—边缘的空间差异,核心区街道复合度整体高于外围开发区,办公、商业、休闲三种功能要素间的复合度要整体强于其各自与居住功能的复合。③ 以单一功能为主、多功能兼容的综合型复合是街道尺度功能复合的主要表现形式;各功能要素中,休闲、商业功能具有较强的兼容性。④ 城市功能复合的空间异质性特征显著,土地价格、休闲要素数量是造成多功能复合分异的主要原因;分类型复合中,各解释因子影响力度表现各异。