基于SD和CLUE-S模型的张掖市甘州区土地利用情景分析

近年来,学者们基于不同研究需要开发了很多土地利用变化/覆盖(LUCC)模型.但迄今没有一个单独的模型可在不同时空尺度上揭示所有土地利用变化的关键过程.本文尝试开发一种集成SD模型与CLUE-S模型的建模方法,用以弥补已有LUCC模型缺陷,并将其应用于张掖市甘州区的土地利用情景分析中,得到的LUCC模拟结果可为该区土地利...     

中国城市化水平的自回归与功率谱分析

利用1949~2000年的城市人口比重数据,开展中国城市化过程的自相关和功率谱分析,建立了ARMA (1,q )模型。中国的城市化过程具有1阶自相关特征:上一年的一个变动直接影响下一年,间接影响则可达10年之久。ARMA (1,q)模型表明中国的城市化过程在趋势性上附加有丰富的随机性。对提取趋势之后的序列进行功率谱分析,发现趋势性和随机性的背后隐含一个长度为30年左右的周期波动。根据上述研究,将中国的城市化过程分解为三种变动:趋势性、周期性和随机性。研究结论对发展更为完善的城市化预测方法,以及对指导具有中国特色的城市化建设,都可能具有一定程度的启示意义。     

基于SD的水质型缺水区水系统的模拟分析——以上海杨浦区为例

针对雨量丰富的南方地区出现水质型缺水问题,采用系统动力学方法,对其水系统做模拟分析。以上海杨浦区为分析实例,根据其特征设立模型,包括5个子系统、6个调控参数。通过调整调控参数,运行模型得到所需的3种不同方案。在此基础上,找出影响需水系统的主要因素为:水价 、污水治理系数、节水意识、工艺改革。基于三种方案的作用参数和模拟结果,为解决水资源这一"瓶颈"问题,实现杨浦区水系统的供需平衡和区域的协调发展,提出具体的调整政策。其中,该政策的调控参考值 (对应年:1990/1995/2000/2005/2010/2015/2020)为:水价TPW=1.3/2.7/2.9/3.5/4.7/5.2/6.8;污水治理率TRWW=0.73/0.79/0.84/0.85/0.93/0.96/0.97;节水意识为INDEX1=2.5 (2005年后),INDEX2=1.021 (2005年前);工艺改革系数为TRT=1/1.1/1.28/1.35/1.5/1.65/1.66。在实施相应措施的基础上,采用协调发展方案,预测到2020年上海杨浦区总需水量约14.0×10⁹t,而预计工程供水能力可达到约13.9×10⁹t,基本达到水系统的供需平衡,实现区域水资源的协调发展。     

基于复杂适应系统理论的旅游地空间演化模式——以皖南旅游区为例

根据复杂适应系统理论,旅游地由主体系统、旅游吸引物系统、旅游服务设施系统和外部环境系统四个部分组成,通过多个适应性主体相互作用而形成的复杂适应系统。论文选择皖南旅游区为案例地,探讨了其空间演化过程。结果显示：① 1979-1990年是空间聚集体形成阶段,以黄山和九华山为核心的旅游吸引物逐步得到开发利用并形成规模“聚集”,旅游空间结构开始呈现集聚发展特征。② 1991-2000年为空间聚集体增长时期,黄山景区和九华山景区进一步发展,旅游设施进一步完善,同时西递、宏村景区的快速发展推动新的空间聚集体形成,空间聚集体的规模和数量同时增长。③ 2001年以来,皖南进入空间集聚体涌现阶段,主体之间的非线性相互作用加强,多种新兴发展要素涌现;新兴发展要素和传统发展要素共同催生了文化旅游、度假旅游和乡村旅游等新的旅游产品,推动皖南旅游区空间演化发展。未来,旅游需求的多元化将推动皖南旅游资源的多样化、全域化的利用,文化性、生态性、乡村性的观光和休闲度假旅游将成为皖南旅游发展主流方向;高速铁路、高速公路等快速交通网的建设将加强皖南与长三角地区的联系,皖南将以全域旅游方式,整体融入长三角区域旅游发展之中,成为长三角旅游区重要的组成部分。     

京津冀城镇用地空间结构的多分维谱分析

城市形态和城镇体系都具有分形性质,但简单分形模型不能有效揭示城市系统的复杂结构特征及其背后的问题。多分形模型及分析方法是研究城市空间复杂性和描述城市异质性的有效手段。利用城镇建设用地和总建设用地的多分维谱分析,可以发现京津冀城镇体系及主要城市的空间演化问题。主要结果如下：①京津冀总建设用地的全局谱线不正常,代表中心区的谱线收敛过快,而代表边缘区和乡村地区的谱线收敛位置严重越界;②局部谱线单峰左偏,左(趋向中心区)高密、右(趋向边缘区)低疏,且右边数值越界;③多分维增长曲线服从二次logistic函数,但不同区域和城市的增长曲线的拐点位置不同。深入分析谱线特征及其异常根源,得出如下结论：①京津冀主要城市的中心区填充过密,没有太多缓冲空间,而边缘区无序扩展,需要通过规划进行优化;②京津冀城市生长以外延扩展模式为主,但河北省总建设用地有中心集聚迹象;③京津冀地区特别是主要城市用地接近饱和,土地扩展速度高峰已经过去,只有河北省部分区域例外。     

A model test system with a dynamic load device for geotechnical engineering in cold regions

A model test system with a dynamic load device for geotechnical engineering in cold regions is presented. This system consists of a model test tank, a refrigeration device and temperature controller, a dynamic load device, together with sensors and data loggers for detecting stress, deformation, and temperature changes. The system can accommodate soil blocks up to 3 m in length, 2.5 m in width, and 1 m in height. The lowest temperature provided by the refrigeration device is -20 °C. The maximum load provided by the dynamic load device is 100 kN and the vibration frequency of the dynamic load can range from 0.1 to 10 Hz. A number of waveforms, such as sine waves, rectangular waves, triangle waves, and other user-defined waves can be generated by the dynamic load device controller.     

基于谱间特征和归一化指数分析的城市建筑用地信息提取

以福州市ETM+影像为例,研究了城市建筑用地信息快速准确提取的原理和方法。通过对归一化差异型指数构成原理的分析以及对同名异义和异名同义现象的甄别,选取了归一化差异建筑指数(NDBI)、修正归一化差异水体指数(MNDWI)和土壤调节植被指数(SAVI)来代表城市建成区的三种最主要的土地利用类型--建筑用地、水体和植被。在此基础上进一步对这三个新的指数波段进行谱间特征分析,最后利用基于规则的逻辑判别运算将城市建筑用地信息提取出来。研究表明这一方法可以使繁杂的多波段谱间分析得以简化, 是一种快速准确、未经人工干预的建筑用地信息提取方法。本文还探讨了在城市建成区的研究中采用SAVI指数替代NDVI指数的优点。     

基于地理模拟方法的昆明市空间拓展情景分析

改革开放以来,西部高原湖滨城市经历的快速城镇化进程给湖泊流域带来了较为严重的生态环境问题,未来城市空间发展政策的调整需要关注城市空间拓展对区域生态环境的影响。以位于滇池湖滨地区的昆明市为例,设定6种不用的城市空间拓展政策情景,应用SLEUTH模型预测了6种情景下未来20年的城市空间格局,采用空间指数和空间分析方法对预测结果进行了分析评价。结果表明：昆明市城市建成区具有典型的摊大饼式空间拓展模式,城市道路网对城市形态具有重要的影响。6种情景模式下未来昆明市建成区空间格局既有相似性,也表现出显著的差异。城市建设用地空间格局总体上呈集约、紧凑型的发展趋势。生态保护与城市发展管制相结合的政策情景对滇池湖滨地区的景观影响最小。多中心城市发展格局和城市发展管制相结合的政策情景对城市总体空间规模的控制具有明显的效果,但不宜在湖滨地区实施。滇池湖滨地区需要划定景观或生态保护区,严格禁止城市建设用地对湖滨用地景观的占用与分割。滇池湖滨以外的区域,适宜执行生态保护与城市发展管制相结合的多中心发展模式。     

应用线性光谱分离技术研究喀斯特地区土地覆被变化——以贵州省关岭县为例

喀斯特地区土地覆被主要类型除了和非喀斯特地区一样的植被和裸露土壤外,还存在一个广泛分布的裸露基岩,一般遥感处理方法不具备直接定量提取这三类土地覆被参数的能力。基于地物光谱线性混合模型的线性光谱分离技术,可以在亚象元的尺度上直接获取植被覆盖、裸露土壤和裸露基岩等在各象元区域内的比例,非常适合用于喀斯特地区的土地覆被变化的研究。本文利用1987年2月17日和1999年12月27日LandsatTM各6波段遥感影像,使用ENVI软件,分离出植被、裸露土壤、裸露岩石和阴影等土地覆被丰度和RMS的空间分布。对比结果表明,研究区1987～1999年,植被覆盖率上升593%,裸露土壤面积下降1215%,裸露基岩面积上升408%。表明研究区尽管植被在恢复、水土流失总量在减少,但石漠化面积在明显上升,生态形势依旧严峻。     

基于旅游系统理论的中国乡村旅游发展模式探讨

基于旅游系统理论分析中国乡村旅游发展模式,能更全面的识别我国乡村旅游发展的驱动要素及其相互作用机理。在概述旅游系统理论、乡村旅游系统及其驱动因素的基础上,归纳了我国乡村旅游的发展模式类型与特点,即需求拉动型模式、供给推动型模式、中介影响型模式、支持作用型模式以及混合驱动型模式,并且选取北京昌平康陵村、山西皇城村、安徽黟县西递村、西藏林芝扎西岗村等典型案例,对乡村旅游系统及驱动机制、利益主体等方面进行了研究,为我国乡村旅游资源的开发、乡村旅游政策制定提供支持与借鉴。     

基于演化弹性理论的中国老工业城市经济转型过程比较

运用演化弹性理论（evolutionary resilience）采用经济周期模型法和偏离—份额法,从增长和结构两个方面,比较分析沈阳市、重庆市和武汉市3个典型老工业城市改革开放以来经济发展和转型过程。结果发现：① 重庆市和武汉市经济增长能力水平具有显著地以20世纪90年代中期为分界的阶段性特征;沈阳市经济发展过程呈现出适应循环周期特征,目前处于由维持向释放过渡的阶段。② 20世纪90年代以来,沈阳市3次产业结构转换方向具有较大的波动性,第三产业份额的增加主要是第二产业增长放慢的结果。重庆市和武汉市3次产业结构转换方向具有较强的稳定性。③ 20世纪90年代末以后,沈阳市和武汉市制造业结构演替受老路径增长能力变化影响较大,重庆市制造业结构演替是在新老路径都保持较高增长能力背景下稳步推进的。④ 21世纪初以来,沈阳市新路径的演化呈现出低端化特征,而重庆市和武汉市新路径的演化呈现出高端化特征。本文将弹性理论应用到城市经济转型研究,实证了弹性理论的实践应用价值。     

基于CAS理论的传统村落人居环境演化研究——以张谷英村为例

以复杂适应系统理论为基础,从基本特征、结构构成和适应机制等视角分析了传统村落人居环境的系统特征。传统村落人居环境系统由自然生态环境系统、社会文化环境系统、地域空间环境系统和多元主体系统等4个子系统构成,与复杂适应系统特征非常契合。以张谷英村为例,研究了其人居环境演化过程,结果显示：① 在徘徊阶段（1978-1988年）,村民自组织发展是张谷英村人居环境演变的主导力量,主体适应性行为和人居效应的作用强度均有限,人居环境系统演变处于量变的积累阶段;② 在过渡阶段（1989-2001年）,政府的强势介入是张谷英村人居环境演变的主导力量,导致了利益关联的复杂性、流要素转化的高速性以及系统演化的不确定性,人居环境系统演变处于质变的关键阶段;③ 在剧变阶段（2002年至今）,多元主体的交互作用是张谷英村人居环境演变的主导力量,各主体之间、主体与环境之间的作用强度和复杂程度增强,加速了人居环境功能转型和系统结构质的跃升。为了促进张谷英村人居环境系统的有序升华,从提升自适应能力、重视自组织反应、优化主导调控和引入社会治理等视角构建了系统调控机制。     

城市产业集聚动力机制与模式研究的PAF模型

在综述国内外相关研究的基础上,认为目前城市产业集聚动力机制与模式的研究方法尚比较薄弱,尤其是通过构建模型进行定量研究鲜有涉及.首先对城市产业集聚动力机制与模式的概念与逻辑关系进行解析;其次,应用系统论的观点,对城市产业集聚系统进行解构,将城市产业集聚系统解构为内核系统与调控系统;最后,综合矢量平行四边形法则、层次分析法...     

Spatial evolution model of tourist destinations based on complex adaptive system theory: A case study of Southern Anhui,China

According to the complex adaptive systems theory, tourist destinations may be regarded as complex adaptive systems formed by multiple adaptive agent interactions and composed of an agent system, tourist attraction subsystem, tourist service facility subsystem, and external environment system. This paper explores the spatial evolutionary progress of the Southern Anhui tourist area. The period 1979 to 1990 comprised the formation stage of spatial agglomerates, during which tourist attractions centering on Huangshan Scenic Area and Jiuhuashan Scenic Area were gradually exploited and formed scale agglomeration; tourism spatial structure began to show the characteristics of agglomeration development, and Gini indexes of the number of tourists and tourism revenue increased significantly from 0.26 to 0.29, and from 0.33 to 0.35, respectively. From 1991 to 2008, the system experienced a growth stage in which Huangshan Scenic Area and Jiuhuashan Scenic Area were further developed with improved tourist service facilities. Rapid development of Xidi-Hongcun Scenic Area and establishment of Fantawild Tourist Area promoted the formation of more spatial agglomerates with larger scales; Gini indexes of the number of tourists and tourism revenue presented fluctuating changes, reaching low points of 0.15 and 0.25 in 2000 and 0.12 and 0.22 in 2007, respectively. From 2009 to the present day, the system has remained in a blowout-development stage, during which non-linear interactions among agents are strengthened; various emerging development factors generate cultural tourism, vacation tourism, rural tourism and other new tourism products jointly with traditional development factors. New tourism products form a large number of new spatial agglomerates that are interconnected, accelerating the spatial flow of tourists and tourism revenue and reducing the differences in tourism development levels within the region; Gini indexes of the number of tourists and tourism revenue declined steadily from 0.17 and 0.23 in 2009 to 0.12 and 0.15 in 2016.

     

基于耗散结构系统熵模型的乡村生产空间系统有序性研究

通过分析乡村生产空间系统的耗散结构特征,建立系统熵模型,运用关联熵和运行熵,从系统的主体（多元主体）、客体（地）和环境三要素入手构建指标体系,讨论系统内部结构和运行状态的有序性,并以重庆市合川区龙市镇为研究区予以实证,研究表明：研究区乡村生产空间系统关联熵先增后减,系统内部结构有序性呈现阶段性特征,2008—2011年主要受城市化无序扩张和土地利用方式低效粗放等因素影响,系统内部结构趋于混乱无序,2011—2015年主要因财政支农力度增强、农业投入产出水平提高、生态修复力度加大等因素刺激,系统内部结构逐渐趋于有序化;2008—2015年,乡村生产空间系统运行熵逐年减小,在农业综合开发投入大幅增加引起的生产条件改善、产业结构调整与提档升级等驱动下,呈现出持续有序化的发展态势;围绕乡村生产空间系统的内部结构及运行状态的演化规律,从优化土地利用结构、构建现代农业产业体系、编制和完善相关规划、培育新产业新业态入手,提出相关策略,以促进乡村生产空间系统有序健康发展。     

The effect of subgrade inhomogeneity induced by freeze-thaw on the dynamic response of track-subgrade system

The developed vertical coupling model of Vehicle-Track-Subgrade which considered subgrade layer vibration is present-ed. The equations of motion for the ballast, top and bottom subgrade layers are pres...