The development and applications of geographic information systems for urban and regional planning in the developing countries

Abstract

In the past 10 years, geographic information systems (GIS) have been widely used in urban and regional planning in the developed countries in Australia, North America and Europe. However, the use of GIS in urban and regional planning in the developing countries is limited and still at an early stage of development. This paper examines the current use of GIS in urban and regional planning in the developing countries in Asia. The major hindrances in the use of GIS in the developing countries is related not so much to the technology of GIS but more to data availability, leadership, organization structure and planning practice. For GIS to be more useful to urban and regional planning in the developing countries the development of a sustainable strategy in developing GIS and staff training is needed. International assistance agencies and GIS software companies can play an active role in making GIS available and usable to the planners in the developing countries.     

新一轮区域规划若干问题探讨

对新规划理念与方法的应用、区域规划的空间尺度选择与规划重点、区域协调发展的空间管治分区与功能定位、空间发展模式的多样性选择以及各种规划间的关系如何衔接等问题进行探讨,认为新一轮区域规划应革新理念,坚持以“科学发展观”为指导思想,借鉴“反规划”方法,实行弹性规划期限;以县域规划作为基本规划单元,开展村镇小区域规划和城市群大区域规划;合理确定空间管治的分区与功能定位,选择多样性空间发展模式,完善区域规划体系,以理顺各种规划关系并提高规划的总体效用。     

黑土保护与粮食安全背景下齐齐哈尔市国土空间优化调控路径

市域国土空间规划是空间规划体系构建的关键一环,基于黑土资源的特殊性和重要性,东北黑土区的市域国土空间规划需统筹考虑黑土保护与粮食安全双重目标。本文以黑龙江省齐齐哈尔市为例,建立了融合格网尺度与行政区尺度的黑土区国土空间功能评价指标体系,分析了市域“生产—生活—生态”（“三生”）用地的时空演变特征,诊断了其耦合协调状况,并以区域发展的多元性、社会需求的多样性为导向,提出了齐齐哈尔市黑土保护与粮食安全战略背景下国土空间优化调控路径。研究结果表明,2010—2018年齐齐哈尔市生产空间与生活空间均有一定程度的增长,“三生”功能轻度失调和勉强协调地区占比有所增加。国土空间格局冲突表现为“三生”功能协同性弱,冲突强度地域差异明显,对黑土资源的可持续性开发利用存在一定风险。本文以多尺度下“三生”功能冲突诊断结果为约束,建立了“三生”空间格局优化配置模型。研究认为,东北黑土区市域国土空间功能提升要在国家粮食安全保障能力基础上,坚持以黑土保护利用为导向,统筹“人—水—地”资源要素的组合与匹配,依托现有工业基础和产业优势,分别从引导优势功能区发展、加强重点城镇建设、提高黑土资源利用效率,协调城乡国土空间利用水平等路径来具体实施。     

城市内部居住环境评价的空间分析——以佳木斯市为例

对城市内部居住环境质量进行定量研究是目前城市研究的热点之一。运用GIS、网格计算和空间数据自相关模型结合的方法对佳木斯市进行实证研究。利用ArcMap平台将研究区域划分成若干相同大小元胞(cell),以元胞为单位进行各种统计运算。以居住环境满意度调查问卷数据为基础建立属性数据库,并与元胞建立拓扑关系生成空间—属性一体化数据库,作为评价的基础,分别对居住环境的主要构成因子:利便环境、周边环境、文化环境进行了评价。通过空间自相关模型对评价单元之间的内在联系进行了探索性分析,发现居住环境是在空间分布形态上相应地表现出整体上的趋同性和局部的差异性。并从空间相关联的角度出发,对研究区域提出了空间布局和规划的方案。     

论地理信息系统及其在地理学中的地位

地理信息系统技术的兴起代表了地理学发展的一个重要方向。地理信息系统是一门处理地理(空间)数据的综合信息技术,它属于技术地理学的范畴,它为资源与环境的管理和规划以及地理学的研究提供了一个革命性工具。另一方面,地理信息系统的建立和应用又依赖于地理学理论和实用模型的发展。进一步勾通地理信息系统与空间分析之间的关系是目前促进地理信息系统发展的重要课题。     

土地利用变化研究中的GIS空间分析方法及其应用

土地利用变化研究尤其是空间变化研究 ,离不开 GIS的空间分析方法。该方法的数据基础主要是矢量格式的土地利用图件和遥感解译制图成果 ;模型基础包括 GIS的时空数据模型、属性数据模型和提取土地利用变化特征的原理模型 ;而数据处理过程则涉及GIS系统的数据转换功能、编辑功能、空间分析功能、数据库操作功能、空间统计分析功能以及图形显示功能等。本文结合北京市土地利用变化的实例分析 ,从上述三方面详细阐述了 GIS的空间分析方法及其在土地利用变化研究中的应用。     

面向对象的区域规划空间信息时空数据模型

区域规划的空间信息具有动态性和复杂性,面向对象技术作为一种有效的空间数据建模技术,为区域规划空间信息整合提供了思路。本文以面向对象的基本理论和方法为基础,提出采用面向对象技术建立区域规划空间信息时空数据模型,并对所建立的主要地理特征类进行定义与描述。     

主体功能区建设面临的问题及调整思路

主体功能区建设是推进我国区域协调发展的重大战略举措,但要从构想走向实际操作却面临一系列问题:一是自身需要完善和发展,在划分标准、划分层次、划分的基本单元等方面需要进一步探讨;二是面临行政区利益的冲突;三是面临与各种空间规划或区划的衔接和协调;四是在实施保障方面,面临差别化区域政策的制定、实施主体的明确和生态补偿机制的完善等问题.因此,主体功能区需要从以下5个方面进行建设:①选择合理的行政区单元;②逐步推进主体功能区规划的编制;③平衡主体功能区与行政区的关系;④建立主体功能区规划的核心地位;⑤完善主体功能区划的生态补偿机制.     

广州市花都区建设用地扩展的时空特征及驱动因素分析

应用RS/GIS相结合的方法,获取1990-2008年间5期的TM影像,从而获取相应时间的土地利用数据.通过对扩展速度与强度、扩展弹性、空间自相关等的分析,总结广州市花都区建设用地扩展特征,从不同方面探讨建设用地扩展的驱动力.结果表明:研究区域建设用地总体快速增长,各阶段增长速度、强度及弹性不同,其中在2000-2005年建设用地扩展速度最快,年平均达23.39％,而2005-2008年建设用地扩展强度最大,扩展方向以向东、向北为主;经济发展、交通建设、城市规划、人口扩散和自然地理环境是花都区建设用地扩展     

基于CLUE_S模型的矿区土地利用变化情景模拟——以徐州市贾汪矿区为例

以徐州市贾汪矿区1986、1996、2006和2016年4期遥感影像为数据源,基于CLUE-S模型,在传统Logistics回归模型的基础上引入空间自相关因子形成Autologistic回归模型,选取政策、自然环境、社会经济和空间约束等因素,对贾汪矿区2016年土地利用空间分布格局进行模拟以检验精度。在此基础上对研究区2026年趋势发展、经济发展和生态保护3种情景下的土地利用空间分布格局进行了模拟。结果表明：1）Autologistic回归模型在土地利用情景模拟过程中能够更好地反映真实的土地利用格局;2）研究区2016－2026年不同情景下,建设用地在3种情景下均呈现明显的增加趋势,未利用地面积持续减少,其中经济发展情景下建设用的增幅最大,生态保护用地情景下建设用地增幅最小,在生态保护情景下,林地、耕地等生态用地受到保护,建设用地的扩展速度被抑制。 关键词：土地利用变化;CLUE-S模型;Autologistic回归模型;情景模拟;贾汪矿区     

重庆市耕地集约利用评价及空间分异研究

土地集约利用是国家确定的土地利用新要求,耕地集约利用是国家实现粮食和建设保障的条件。利用规范分析法、层次分析法和GIS空间分析法,构建了包括评价指标、评价方法的耕地集约利用评价体系,并运用该评价体系分析了重庆市耕地集约利用水平空间分布规律。结果显示,耕地集约利用受人均耕地面积、经济发展水平、劳动力投入等因素直接影响,在区域分异上表现为渝西片区低于渝东南片区、渝东北片区低于渝东南片区。针对重庆市耕地集约利用空间分异及变化规律,从树立耕地集约利用综合评判观念、认清耕地集约利用短板、优化耕地集约利用空间、挖掘耕地农业利用价值等方面提出对策,为农用地和其他地区耕地集约利用研究与管理提供科学依据和借鉴。     

黄土高原祖厉河流域潜在植被分布模拟研究

植被空间分布格局深受环境影响, 分析植被与环境之间的关系一直是植物生态学的中心问题。论文从黄土高原自然植被恢复问题出发, 引出植被恢复的参照标准- 潜在自然植被。 依据气象站和雨量站观测资料, 建立气温降水与海拔高度和地理位置的统计方程, 以GIS 为技术支撑, 对两大环境变量进行空间化。通过野外观测取样, 结合气温降水的空间分布, 界定祖厉河流域不同草地覆盖度的生境空间。根据生境空间边界函数, 对整个流域内的潜在草地植被分布进行模拟。草地分布现状与潜在草地分布对比发现, 低覆盖草地由北向南扩展, 占潜在中覆盖草地面积的37.39%, 占潜在高覆盖草地面积的34.98%。中覆盖草地也在此向南部区域和北部山地扩展, 占潜在高覆盖草面积的11.51%。高覆盖草地收缩到南部和北部山地狭小地带, 仅占其应有区域的4.84%。     

地理信息系统支持区域土地利用决策的研究

本文以江苏省溧阳县为例,研究地理信息系统技术在区域土地利用多目标规划中的应用,着重探讨地理信息系统支持的区域土地利用决策原理和方法。研究表明,在地理信息系统的支持下,通过单项适宜性评价模型和生产布局决策模型的建立与运行,可以有效地进行研究区合理的土地利用布局和为区域土地管理提供依据。     

GIS空间数据库的"一库两用"策略研究

GIS有两种普遍的应用需求:空间分析和数字制图,但两种需求对空间数据的要求不完全一致,导致空间数据在同一GIS中无法充分共享。该文探讨能够同时满足两种需求的GIS构建方法。分析地理空间数据存在的冲突,引入"一库两用"思想,建立空间分析型数据模型;利用专家系统机制实现空间分析数据向数字制图数据的转换,转换过程中补充的信息源于专家知识库。该研究有助于解决GIS中数据不一致问题,使GIS更实用、功能更完善。     

Detecting outliers in irregularly distributed spatial data sets by locally adaptive and robust statistical analysis and GIS

In this paper, we propose a new method for detecting outliers in an irregularly distributed spatial data set. Our method has two desirable properties. First, it is functionally effective due to the introduction of sensitive outlier indices and locally adaptive and robust statistical criteria. Second, it is computationally efficient because of the use of super-block based spatial data sorting and searching scheme. Our method has been implemented using the C programming language and integrated with the Arc/Info GIS system. The integration leads to a powerful exploratory data analysis tool for checking and analysing anomalous values in a GIS environment. Local outliers can be automatically labeled with our method, subject to some user-defined parameters. Outliers represent anomalous or suspicious values in a statistical sense, which may not necessarily be erroneous values. Instead of being simply discarded, statistical outliers should be investigated further using prior qualitative knowledge or in association with other GIS data layers.     

基于GIS的区域规划研究

在简要分析区域规划的发展历程和当前面临的新挑战的基础上，探讨了GIS在区域规划研究中管理数据、分析数据、辅助决策和表达规划成果等几个方面的应用，并就GIS在县域城镇体系规划中的应用给出了一个探索性的实证研究，介绍了ArcGIS8．1和MapObjects2．0在县域城镇体系发展现状、发展规划研究、规划成果表达中的应用，最后得出GIS在区域规划中有着广阔应用前景的结论。     

Land use/cover changes in the war-ravaged Jaffna Peninsula, Sri Lanka, 1984–early 2004

Temporal and spatial information on land use/cover is a prerequisite for effective planning decisions in the context of social and economic development. Satellite remote sensing data have become increasingly important in the study of land use/cover changes. This paper uses multitemporal satellite data to measure and spatially characterize land use/cover changes in the Jaffna Peninsula, northern Sri Lanka over the two decades from 1984 to early 2004 in terms of potential drivers. Over this period, the Jaffna Peninsula has been impacted severely by armed conflict between the government of Sri Lanka and the Liberation Tigers of Tamil Eelam. A postclassification method is used to compare land use/cover classes from satellite images using Geographical Information Systems (GIS) to analyze the spatial pattern of land use/cover changes over the study period. Results indicate that the land use/cover pattern has been very dynamic since early the 1980s, showing a remarkable decrease in agricultural land use and concomitant increase in non-agricultural land uses. The ethnic conflict and its consequences, particularly large-scale population migrations, have been the main driving forces for such land use/cover changes in the Jaffna Peninsula. The results of this study are not only important in aiding efforts to reconstruct this area after decades of physical and socioeconomic devastation, but should also prompt similarly urgent studies in other inaccessible war-torn areas of the world.     

转型发展期“多规合一”理论认知与技术方法

中国工业化、城镇化已进入转型发展新阶段,创新驱动发展与体制机制约束的矛盾加剧,资源短缺性及其配置低效性日益凸显,“多规合一”受到各级政府和学术界的广泛关注。推进“多规合一”,创新区域规划理论与技术方法,构建中国特色的国土空间规划体系成为当前全面深化改革的重要议题之一。本文深入分析了中国“多规不一”现实问题,总结了“多规”矛盾的本质特征,探讨了“多规合一”的战略定位,构建了“三主三分”的“多规合一”基本理论框架,提出了“三步走”多规逐步调适的技术途径及其长效机制。“多规合一”的核心在于从区域空间优化的战略高度统筹协调各项规划,科学引导城乡土地优化配置,实现“多规”在空间上的同一性、在功能上的融合性、在发展过程中的协同性。“多规合一”的重点是推进形成一个总分有序、层级清晰、职能精准的区域规划体系。     

FAO土地利用规划研究进展评述

联合国粮农组织（FAO）作为面向发展中国家的国际组织,自20世纪70年代以来一直致力于土地利用评价和规划的研究和实践。不同发展时期的土地利用规划特点及其发展趋势对当前我国社会主义市场经济转轨时期的土地利用规划编制具有借鉴意义。本文以90年代以来FAO土地利用规划的发展过程为基础,提出不同阶段下FAO土地利用规划的特点,并指出了未来发展的5个趋势：规划重点由协调土地用途的冲突为主走向协调利益相关者的冲突并重;规划内容由适宜性评价为主体走向持续性评价和制度安排并重;规划过程由自上而下为主走向上下结合;持续重视不同空间尺度下土地利用规划的一致性和差异性;不断发展为规划服务的土地利用决策工具。     

珠江三角洲都市经济区地域构成的判别与分析

随着经济全球化和城市化进程的加快, 单个城市的竞争逐渐转变为城市区域的竞争。 都市经济区是在国家战略需求的推动下应势而生的新概念, 已经广泛应用于全国国土规划和 主体功能区划。准确把握都市经济区内部的地域构成有助于进行有效地加强区域管理和空间调控。以往的相关研究主要集中于宏观分析或以区县为单元的空间分析, 从功能空间的角度对都市经济区内部地域构成的研究较少, 更缺少准确科学的划分和判读方法。为了准确把握 区域空间利用中的主要问题和潜在威胁, 规划者和政府官员需要探索判定都市经济区地域构成的新方法。文章在总结当前几种主要的地域类型判读方法优缺点的基础上, 深入探讨了运 用遥感和GIS 手段进行区域地域构成判别的思路, 并成功应用于珠江三角洲内部地域构成的 空间分析。研究发现, 当前珠江三角洲都市经济区正经历着大规模的城镇化, 大都市的发展 无序蔓延, 存在的用地粗放、结构混杂、功能有待优化等问题, 工业区、居住区等用地的空 间分布呈现较明显的向心型分布和交通导向型分布特征, 同种地域类型的集聚性分布明显增强。通过从单要素和整体特征上认识和把握珠江三角洲地域构成与空间组织特征, 可以有的放矢地进行空间管理和调控。还有助于深化区域地域构成的认识和空间结构的监测和分析, 也可作为制定土地利用政策的依据, 为从区域尺度上制定空间政策提供了新的参考依据。