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。     

基于夜间灯光影像数据的黄河流域中心城市建成区空间扩展及动力因子分析

研究黄河流域建成区扩展特征有助于透视用地开发效果和践行中心城市高质量发展规划。基于1992、1997、2002、2007、2012、2018年6期夜间灯光影像与统计数据,提取建成区范围,采用扩展强度指数、紧凑度指数、协调发展系数与灰色关联分析,探究1992—2018年黄河流域8个中心城市扩展的时空格局、质量及动力因子。结果表明：（1）黄河流域中心城市建成区面积分化明显,中下游城市扩展规模和强度大,扩展形态呈紧凑度普遍下降趋势。（2）夜间灯光影像数据刻画的西安建成区综合水平高、西宁水平低,银川综合发展快、兰州慢;除西宁、呼和浩特与太原外,其他中心城市平均夜间灯光指数在1997—2018年呈下降趋势,反映城市扩展水平降低。（3）中心城市人口-土地协调发展系数均呈波动下降趋势,除呼和浩特、太原和济南外,人口-土地由基本协调型向土地过快扩展型转变;中心城市经济-土地协调发展系数呈波动下降趋势,经济年均增长率降低,建成区面积年均扩展率增加,基本由经济过快增长型向经济-土地协调发展型转变。（4）中心城市空间扩展主要受经济发展（地区生产总值）影响;从中心城市整体看,全时段（1996—2018年）行政力（固定资产投资）和内源力（人口规模）影响作用较大,分时段（1996—2002年、2002—2012年与2012—2018年）行政力影响系数亦较高,市场力（社会消费品零售总额）与外向力（实际利用外资额）影响作用程度随时间增加明显。新时期黄河流域中心城市空间扩展应注重内部提质增效,提高建设用地利用效率,促进城市高质量发展。     

高铁枢纽驱动下长江经济带城市空间扩展效应与作用机制

高铁枢纽是引导城市空间发展的重要要素之一。本文以长江经济带37个高铁设站城市为例,构建高铁枢纽驱动城市重心转移指数模型,分析高铁枢纽驱动下城市空间扩展效应,并运用地理探测器揭示高铁枢纽驱动城市空间扩展的作用机制。结果显示：(1)高铁枢纽驱动长江经济带城市空间扩展效应分为3个等级,一是驱动城市重心大幅度向高铁枢纽方向扩展,呈现出“有的放矢”现象;二是驱动城市重心中幅度向高铁枢纽方向转移,呈现出“扩展萌芽”状态;三是驱动城市重心向高铁枢纽方向扩展不显著,没有呈现明显的“粘连”关系。(2)高铁枢纽驱动城市空间扩展效应的作用机制主要表现在城市能级、高铁枢纽发育程度、站—城关系和政府政策等4个维度11个因子,其中,城市能级发挥“推动力”作用,城市等级和城市外部可达性变化率两个因子作用明显;高铁枢纽发育程度发挥“牵引力”作用,枢纽等级因子作用明显;站—城关系发挥“催化剂”作用,枢纽可达性因子作用明显;政府政策发挥“指导力”作用。     

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.     

基于DMSP-OLS数据的城市发展空间特征研究

在明确城市内部存在空间差异的前提下,综合考虑城市物质空间和社会经济空间,以1992-2010年郑州市辖区为研究对象,利用DMSP-OLS夜间灯光数据进行了建成区的提取及其扩展强度与方向特征的分析、城市重心位置的识别及其转移规律的测算、城市内部发展差异与相对发展率的研究。结果发现,近20年来郑州市建成区面积不断增大,且扩展速度也逐渐增大;城市重心在逐渐东移,且转移的速度略有增加;各辖区的发展水平逐渐提高,辖区之间的差异逐渐减小。同时分析了DMSP-OLS数据应用于建成区提取、城市重心识别方面的优势,并对该数据在城市发展领域的应用前景进行了探讨。     

改革开放以来延吉市城市空间扩展过程与演变趋势研究

基于1976、1992、2001、2008年的遥感影像,利用“等扇分析法”和基于不等时距的灰色系统方法,分析了延吉市近32年的城市空间扩展过程。在自然、经济、政治、交通等四个主要因素作用下,延吉市城市形态已由团块状转变为星状,城市空间扩展主要沿“布尔哈通河”东西两向、“烟集河”向北三个条带扩展,且这三个条带扩展强度较高;2001~2008年间,城市空间在各方向的扩展差异减小,改变了以往过分集中于少数几个方向的状况。从不等时距的灰色预测结果看,2015、2020年延吉市城市建成区的面积将分别达到106.621和149.516km²,仍将保持快速扩展趋势,且扩展数量较大,而目前延吉市除农业、生态保护用地外,周围可供城市化的土地资源较少,因此建议积极进行规划管理,集约利用土地,实现科学发展,避免城市过分膨胀。     

东北三省城市紧凑度分布特征与空间关联分析

紧凑型城市发展是相对于分散型城市发展较为经济的一种发展模式。为探索东北三省城市紧凑度现状及特征,首先,从土地利用紧凑性、经济紧凑性、人口紧凑性、基础设施紧凑性,环境协调等方面切入,建立紧凑度评价的指标体系,运用熵值法对东北三省地级及以上城市的紧凑度进行了评价,并从空间和数量统计角度,应用SPSS软件,归类分析了城市紧凑度的分布特征;其次,以计算得到的紧凑度指数为基础,借助GIS软件,运用空间全局/局部自相关分析方法对东北三省城市紧凑度分布的相关性进行了分析,并利用地理加权分析方法,对紧凑度与影响紧凑度分布的主要因子的关联性进行分析。研究结果表明,东北三省城市紧凑度呈现出较为突出的极化分布现象,不同主因子对紧凑度分布影响的差异性显著。     

基于工业用地扩展的长沙城市空间演变与优化

以工业园区形式为主的工业用地扩展对城市空间演变产生着深刻影响。利用长沙市1949—2013年的城市用地资料,通过计算城市与工业的用地扩展强度指数、等距扩散缓冲强度峰值、重心轨迹、形状紧凑度与空间效率等城市空间衡量指标,分析工业用地扩展的时间特征,揭示工业用地扩展引导城市空间发展由内向填充走向外向扩展、空间模式由单中心走向多中心、空间结构由圈层走向轴向、空间联系由松散走向紧凑等规律,并从总体规划层面提出相应的城市空间优化策略,引导工业用地的合理规划。     

基于地理探测器的乌鲁木齐城市扩张特征与时空驱动因素分析

新时代我国城市发展内外环境明显变化,城市扩张特征和驱动机制也呈现出新特点。以乌鲁木齐市为例,描述1990—2018年城市建设用地扩张特征,利用地理探测器研究扩张时空机制,重点分析2010年以后扩张新特点。结果表明:(1)乌鲁木齐建设用地由1990年的84.37 km~2增加到2018年的361.91 km~2,城市形态由南北带型演变为"T"字型结构,城市形态空间紧凑度逐渐下降;城市扩展速度稳定,扩展强度逐渐加强。城市扩张的"核心-边缘"结构经历"增强-减弱-增强"的时空变化过程。(2)城市建设用地扩张时间维度主要受人口规模、产业规模和政府推力的影响,其中人口规模作用最大,产业规模中第二产业作用略高于第三产业作用效果,2010年以后,政府推力对乌鲁木齐市城市扩张产生加速作用。(3)空间维度来说,交通类和商业类空间要素是驱动城市空间扩张的主要因素,随着时间推移,城市扩张的空间动力由少数关键因子驱动转变为多因子共同驱动。     

张家界旅游企业空间成长对城镇空间形态的影响

运用核密度估计法和标准差椭圆分析法,分析张家界旅游企业空间成长特征及演化过程;选取紧凑度指标,结合城镇空间均衡分布椭圆,分析张家界城镇空间形态演化过程;通过比较不同阶段旅游企业椭圆和城镇空间椭圆的重合面积,剖析旅游企业空间成长对城镇空间形态的影响程度。研究发现：① 张家界旅游企业空间成长过程和特征为：由出现期的“一核多极点”逐渐演变为生成期的“核心-边缘”,最后在发展期形成一个高集聚中心和三个次中心联动的“组团扩展型”格局;② 张家界建成区面积呈现增长态势,城镇空间不断扩展,建成区用地紧凑度逐渐下降;③ 不同阶段,张家界旅游企业空间成长对城镇空间形态的影响程度有一定的差异性,整体呈现出逐渐增强的趋势。研究结论对于重新认识旅游对城镇化建设的作用具有重要的现实意义。     

基于遥感的银川市建成区城市扩展及其热环境变化分析

为研究银川市城市建成区扩展对热环境的影响,基于 1989、1999、2010 年和 2017 年 Landsat 系列遥感数据,采用建筑用地指数（IBI）提取 4 个年份的城市建成区信息,获取了城市形态演化指 标,利用热红外波段反演不同年份的地表温度;在此基础上,分析了城市扩展和热环境变化的时空 演变特征,探讨了城市扩展和热环境之间的响应关系。结果表明：（1）1989—2017 年银川市城市建 成区扩展面积达 506.13 km²,各时期的扩展速度和扩展强度差异明显,城市扩展具有“缓慢—快速 —稳步”的阶段性特征,城市空间形态趋于紧凑化,向着稳定状态发展,城市整体向东部和北部扩 展,重心整体向东北方向迁移约 5.54 km。（2）热岛范围随着城市扩展不断扩大,较高温区域所占热 岛比例呈先减小后增加的趋势,高温和特高温占比表现出先增加后减小的特征,热岛强度逐渐向 较高温区转移,城市热岛效应得到缓解;热岛空间分布显示,热岛逐渐由兴庆区老城区蔓延至贺兰 县和西夏区,且兴庆区热岛逐渐演化为相互独立的小次级热岛,强度有所降低;28 a 间银川市城市 热岛比例指数（URI）表现出先上升后下降的特征,整体呈上升趋势。（3）热岛区域在空间分布和扩 展方向上与城市扩展具有较高的一致性,城镇用地、公交建设用地和裸地能促进地表温度升高,而 草地和水体能够降低地表温度,公园绿地和水体能有效缓解银川市城市热岛效应且后者对降低城 市地表温度的效果要好于前者。     

基于土地开发强度的长春市城市空间效率分异研究

以地块容积率和建筑密度为基础数据,从土地开发强度这一微观视角出发,针对长春市建成区圈层式快速发展的现实,运用替代原理和竞租理论分析长春市中心城区1 460个地块的土地开发强度的分布特征,并采用核密度估计法对城市空间扩展过程中的低效地块和“超效”地块进行判断,总结分异特征和原因。研究发现：长春市土地开发强度的分布不符合替代原理,地块容积率的分布总体呈现“高-低-高”的环状分布特征;长春市城市空间结构组织总体上符合竞租理论,公共服务设施对传统竞租函数及其空间结构组织模式具有很大的影响;长春市在城市空间扩展过程中,低效与“超效”并存;商业用地和居住用地是低效地块和“超效”地块的主要用地类型,以商业、居住、娱乐、休闲、办公为一体的城市商业综合体建设或许可在一定程度上缓解该矛盾。     

2000～2015年中国人工表面变化遥感监测分析

基于时间序列遥感数据获取的多期土地覆被数据对中国人工表面变化信息进行提取和定量评价,进一步分析中国各省市的人均人工表面面积变化趋势,以及7个主要城市群的人工表面变化情况,结果可知:① 2015年中国人工表面的面积总和为29.07万km ²,其中建设用地25.10万km ²、交通用地3.09万km ²、采矿场0.88万km ²;② 2015年人工表面总面积较2010年年均增长为0.66万km ²,年均增速为2.57%,较2000~2010年年均增长0.55万km ²（年均增速2.70%）增速有所放缓。③ 总体上中国大部分行政区的人均人工表面面积近15 a持续提高。     

Delimitation of Urban Growth Boundary Based on the Coordination of Ecology and Residential Activity Spaces: A Case Study of Jinan,China

Delimitation of an urban growth boundary (UGB) can effectively curb disorderly urban expansion, optimize urban development space and protect the ecological environment. Eco-environmental sensitivity was evaluated and areas prohibiting construction expansion were extracted by establishing an index system. Point of interest (POI) and microblog data were utilized to analyze the expansion of residential activity space. Urban space expansion potential was calculated using a comprehensive evaluation model, and an urban growth boundary for Jinan in 2020 was delimited combining the predicted urban expansion scale. The results showed that: (1) An evaluation of eco-environmental sensitivity can effectively protect ecological land and provide an ecological basis for urban expansion. Regions with high eco-environmental sensitivities in Jinan are located along the banks of the Yellow River and Xiaoqing River and in southeast mountainous areas, but eco-environmental sensitivities in the central, north and southeast areas are relatively low; (2) The model to evaluate urban residential activity expansion can quantify the spatial distribution of urban residents' activities. Regions with high potential for residential activity space expansion in Jinan are mainly concentrated in the middle of Jinan and most are part of existing built-up areas and surrounding areas; (3) The method that delimits urban growth boundaries based on the coordination of ecology and residential activity space is reasonable. Spatial expansion in Jinan mainly extends towards the east and west wings, and the boundary conforms to the spatial strategy guiding Jinan’s development and is consistent with the overall layout in related plans. Considering both ecological protection and the internal forces driving urban expansion, the method of urban growth boundary delimitation used in this study can provide a reference and practical help for studies and management of urban development in the new era.     

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。     

撤县(市)设区对城市空间扩展的影响机理——以杭州市为例

城镇化的持续推进对城市空间扩展产生了新的需求,撤县（市）设区是中国城市市辖区实现扩容提质的主要手段之一。以杭州为例,定量测度撤县（市）设区后杭州城区空间扩展的时空特征及其各方面的影响,并探讨了这一区划调整对城市空间扩展影响的作用机理。研究发现：通过撤县（市）设区,杭州城区的建设用地东扩趋势明显,萧山和余杭两区的建设用地新增面积和扩展速度均高于平均水平,且两地建设用地空间存在多中心集聚特征,成为新一轮的杭州建设用地扩展高密度区,城市功能不断凸显。总体来看,撤县（市）设区对城市空间的影响是间接的,具有一定的滞后性,通过引导城市空间扩展的主要方向,实现中心城市人口和产业向新设市辖区的转移和集聚,提供城市空间扩展的载体。撤县（市）设区后需要通过后续的城市规划修编、土地性质和权限调整、生产要素集聚与空间重组等路径,对城市空间扩张与空间演变产生直接影响。     

长三角地区城市人口-绿地面积异速增长特征及驱动机制

人口城镇化的快速推进与生态城镇化的建设滞后是中国快速城镇化进程中面临的重要问题。以长三角地区城市人口与绿地面积为研究对象,构建城市人口-绿地面积异速增长模型分析2000—2018年两者关系的时空变化规律,并运用地理探测器模型揭示异速增长的驱动机制。结果表明：① 长三角地区城市人口呈加速增长态势,绿地建设增长缓慢,城市人口-绿地面积异速关系逐渐由人地基本协调型转变为人口扩张弱型,2000—2008年多数城市表现出绿地扩张的特征,2009—2018年则转变为人口扩张的特征。② 教育投入度、人口集中度、设施供给度、土地开发度和对外开放度是影响长三角地区城市人口-绿地面积异速增长的主要因子,双因子交互解释力均高于单因子,各因子间的影响具有协同增强的特征。③ 长三角地区城市人口-绿地面积异速增长是行政力、市场力和外资力共同驱动的结果,三种驱动力彼此联系、协同作用,主导驱动力逐渐由行政力转变为市场力。     

Analyzing the Impacts of Urban Expansion on Green Fragmentation Using Constraint Gradient Analysis

Many existing gradient analysis methods are arbitrary or too simple in gradient partitioning and unsuitable for cities with irregular forms. We propose an improved gradient analysis method with urban structural features as spatial constraints to properly partition an urban area into more homogeneous buffers. Taking the Wuhan metropolitan area in China as an example, we use the improved gradient partitioning method and six landscape metrics to characterize urban expansion and green space fragmentation in 1989, 2001, and 2013 and investigate the relationship between urban green fragmentation and urban expansion using correlation analysis and regression modeling. The results show that the fragmentation of built-up area in each buffer generally decreases from 1989 to 2013, but the fragmentation of green space increases. For each time point, with growing distance from urban centers, the fragmentation of built-up area increases and green space fragmentation decreases. This shows that urbanization exerts a significant influence on fragmentation of urban green space from both a temporal and a spatial perspective. Intensive urban expansion moved outward mainly at the cost of agricultural land and resulted in more fragmented green space in the urban fringe. Further quantitative analyses show that the area ratio and fragmentation of the built-up area are statistically negatively correlated with the fragmentation of green space. The improved gradient analysis with spatial constraints can generate more homogeneous ring gradients and then lead to more reasonable results, thereby helping to better understand how urban expansion affects landscape dynamics.