城市景观格局对城市内涝的影响研究——以深圳市为例

近年来,城市内涝问题频发,引发了强烈关注。现有有关城市内涝问题的研究多关注土地利用与城市内涝的关系,而对于城市景观格局对城市内涝影响的研究则不多。本文以内涝问题严重的深圳市为研究区,利用深圳市2014年5月11日暴雨期间内涝点数据（共278个）,选取类型水平上的最大斑块面积比例（Largest Patch Index, LPI）、斑块聚集度（Patch Cohesion Index, PCI）、景观破碎度（Landscape Division Index, DIVISION）、景观水平的蔓延度（Contagion Index, CONTAG）、香农多样性指数（Shannon's Diversity Index, SHDI）共5个景观指数,并结合土地利用类型、不透水率、植被覆盖度、降雨量、地形地势及雨水管网密度等内涝影响因子,运用相关分析和多元逐步回归分析,探究深圳市景观格局对内涝的影响。结果表明：① 土地利用类型中,住宅用地等建设用地对内涝灾害影响最大,其面积比例的增加会加剧区域内涝程度;② 城市各类型景观格局特征中,建设用地斑块的优势度、聚集度越高,景观破碎化程度越低,区域的内涝程度越高,绿地的景观格局对城市内涝的影响与建设用地相反;③ 城市整体景观特征中,景观整体越复杂越不易引发内涝灾害;④ 不透水率等人为因素比降雨量等自然因素对城市内涝的影响程度大。本研究的结果可以使人关注到地表景观格局对内涝的重要作用,为内涝治理和景观格局的规划管理提供参考和借鉴。     

东非国家小城镇形成与发展的潜力——基于最大熵模型分析

21世纪以来,小城镇已成为东非快速城市化的重点区域。论文对坦桑尼亚、乌干达2个东非典型国家的城市进行了等级划分与数量统计,确定以10万人以下的城镇、小城市为研究对象。选取7个自然环境变量与6个社会经济变量,结合城市数据,构建最大熵模型。利用模型得到的平均生境适宜性指数(HSI)判别小城镇形成适宜度、划分潜力区,并与人口密度进行对比分析。研究发现：(1)距区域性主要交通干线距离、距全国性主要交通干线距离、归一化植被指数(NDVI)与距大城市距离对两国城镇、小城市的贡献率均较高;不同国家不同规模城市有其特有的高贡献率变量。(2)随城市规模增大,交通干线贡献率下降,自然环境变量贡献率上升。(3)坦桑尼亚北部HSI值整体高于南部,HSI高值区城镇呈团块状,小城市呈条带状。乌干达全境HSI较低,HSI高值区城镇以坎帕拉为起点呈放射网状,小城市为碎片状。两国HSI高值区基本位于路网、河流湖泊附近。(4)坦桑尼亚人口密度普遍小于乌干达,潜力区总面积则大于乌干达。潜力区与人口密度关系主要分为3种：比周边人口密度大,为历史悠久、经济实力强、靠近大中城市地区;与周边人口密度相近,为快速发展中的地区;比周边...     

基于最大熵模型的鸳鸯潜在越冬分布区预测

为了明确鸳鸯(Aix galericulata)越冬的主要分布区域和河流,研究气候因素等对鸳鸯越冬分布区的影响,收集了鸳鸯越冬分布的95条地理数据,经筛选后,选择74条用于建立模型;利用最大熵模型,预测越冬鸳鸯的潜在分布区;采用刀切法,评价各种环境变量对模型的重要性;采用受试者工作特征曲线与横坐标围成的面积值(AUC值),对预测结果进行准确度检验。研究结果表明,10次重复建立模型的AUC平均值为0.971,即所建立的最大熵模型的预测结果优秀;鸳鸯越冬的高适宜区面积为6.83×10⁴km²,中适宜区的面积为33.41×10⁴km²,低适宜区的面积为67.34×10⁴km²;鸳鸯越冬的高适宜河流的总长度为32 727.27 km,鸳鸯越冬的高适宜区和河流都主要分布在湖南省、江西省、浙江省、湖北省和安徽省;最干月的降水量、与水源的距离和最冷月的最低气温是影响鸳鸯越冬区分布的主要因素;鸳鸯对水环境和隐蔽度(安全)有较高的要求。根据鸳鸯越冬区分散分布的特点,建议采取...     

基于情景模拟的天津市滨海新区2020年暴雨内涝风险评估

基于多灾种复合动态风险评估理论,依据滨海新区2020年人口规划、土地利用规划以及社会经济发展计划,根据地面沉降和海平面上升预测结果设计了最不利、适中和最理想化三种情景;在此基础上,自行开发了基于GIS的洪水淹没区计算模块,模拟计算不同重现期暴雨内涝的淹没范围、淹没深度及淹没损失。结果表明:2020年,发生1 000 a一遇、200 a一遇和50 a一遇暴雨时,在最不利的情景一下:天津市滨海新区分别将有32.73%,29.34%和26.01%的土地不同程度受淹,受淹人口分别为338万、305万和264万,淹没损失分别达220.89亿元、181.39亿元和139.12亿元。     

基于信息量模型与随机森林模型的崩岗风险对比评估

崩岗是发生在我国南部地区一种典型的水土流失现象,对其进行风险评估有利于崩岗防控.建立崩岗风险评估体系和崩岗评估模型是崩岗风险评估的基础,而不同的评估模型对崩岗风险的评估结果存在差异.探究不同模型在崩岗风险评估中的应用差异,提高预测精度是目前亟需解决的问题.本研究以福建省安溪县龙门镇小流域为例,根据风险因子与崩岗发生之间...     

基于随机森林模型的中国流动人口社会融合空间差异及影响因素

基于2017年流动人口动态监测数据,采用探索性空间数据分析和随机森林回归方法,分析中国289个地级及以上城市流动人口社会融合的空间分异及影响因素.结果 表明:①中国城市流动人口社会融合整体水平较低,空间分布地带性特征不明显;特大、超大城市流动人口社会融合分别以较低、中等水平为主,省会城市、直辖市流动人口社会融合分别以较低、中等水平为主,其余城市多数为中等水平;城市社会融合空间分布格局表现为以峰值为中心向外圈层递减和以低值为中心向外圈层递增的特征.②随机森林模型的拟合度和回归精度比多元线性回归更高,能够更好地解释流动人口社会融合的非线性影响机制.③个人教育水平、家属是否随同、流入城市经济结构、流动人口的户口类型、流入城市公共设施以及流动人口在流入地居留时间依次为六大重要影响因子,它们对流动人口社会融合的作用呈现复杂性和非线性.④需要根据影响因子在不同阈值内的作用方式,有针对性地对流动人口及流入城市进行管理和调控.     

基于随机森林模型的中国流动人口社会融合空间差异及影响因素

基于2017年流动人口动态监测数据,采用探索性空间数据分析和随机森林回归方法,分析中国289个地级及以上城市流动人口社会融合的空间分异及影响因素.结果 表明:①中国城市流动人口社会融合整体水平较低,空间分布地带性特征不明显;特大、超大城市流动人口社会融合分别以较低、中等水平为主,省会城市、直辖市流动人口社会融合分别以较低、中等水平为主,其余城市多数为中等水平;城市社会融合空间分布格局表现为以峰值为中心向外圈层递减和以低值为中心向外圈层递增的特征.②随机森林模型的拟合度和回归精度比多元线性回归更高,能够更好地解释流动人口社会融合的非线性影响机制.③个人教育水平、家属是否随同、流入城市经济结构、流动人口的户口类型、流入城市公共设施以及流动人口在流入地居留时间依次为六大重要影响因子,它们对流动人口社会融合的作用呈现复杂性和非线性.④需要根据影响因子在不同阈值内的作用方式,有针对性地对流动人口及流入城市进行管理和调控.     

基于情景模拟的上海中心城区建筑暴雨内涝暴露性评价

由于城市的快速发展和土地利用覆被变化,由暴雨或台风引起的内涝已成为全球研究的热点。潜在的内涝风险危及建筑及室内财产安全。文章应用简化内涝模型模拟上海市中心城区不同情境下的积水情况,并根据每幢建筑室内进水深度对其进行暴露性分级。然后分析、评价了上海市中心城区建筑不同情境下的暴雨内涝灾害暴露性。研究结果发现:仓储和旧式住宅是最易暴露在内涝灾害中的建筑类型;总体上,杨浦、普陀和徐汇区是政府最需要采取安全措施的区域,长宁和虹口区处于中等暴露性水平;同时,内涝对黄浦、静安、卢湾和闸北区影响很小。研究结果可为地方政府改善内涝风险管理提供参考依据。     

基于随机森林模型的东北地区收缩城市分布格局及影响因素研究

基于2005-2009年、2010-2014年、2015-2019年和2005-2019年人口变化数据,判定东北地区收缩城市,分析其空间分布格局,并对比运用多元线性回归方法和随机森林回归方法探索东北地区收缩城市形成的影响因素及其影响作用.结果 表明:①空间上,东北地区的收缩城市主要分布在以长白山、三江平原、小兴安岭和大...     

深圳市生态城市建设的定量评估及其发展方向

以深圳市统计年鉴、人口分布、城市建筑以及环境保护等资料为数据源,应用系统分析法和层次分析法,基于经济、社会、环境三大子系统构建生态城市评估模型,对深圳2004―2007年城市生态水平进行定量评价,并与广州、上海作对比分析。研究结果表明,深圳城市生态化水平较高且逐年递增,并略高于广州、上海;经济、社会、环境子系统对深圳生态城市建设的贡献度基本保持在25﹕35﹕40的稳定比例,表明环境子系统是生态城市建设的关键。对各子系统的具体分析表明,深圳的环境子系统欠缺稳定性,社会子系统指数有待完善,经济子系统则与发达国家、地区尚存差距。此外,资源利用、污染防治、产业结构与基础设施,则是当前深圳市生态城市建设面临的关键问题与重要发展方向。     

城中村非正规住房的形成机理与管治——以深圳市为例

城中村非正规住房在快速城市化地区普遍存在。以深圳市为例,在梳理城中村非正规住房发展演化过程的基础上,探讨快速城市化地区城中村非正规住房的形成机理与管治对策。研究发现,城中村非正规住房的形成与发展是政策力、市场力和社区力相互作用的结果,处于不同发展阶段的非正规住房,各种动力的大小和方向存在差异。在此基础上,提出城中村非正规住房的管治方向与措施。     

1987-2015年深圳市主城区景观演变过程多时相识别

城市扩张具有典型的阶段性特征,城市化初期的不透水面快速蔓延和中后期的生态环境约束往往呈现非线性关系。基于多时相数据对典型城市发展中关键指标的变化拐点进行识别,将有助于认识城市景观演变的时间节点,理解城市化的生态响应过程。本文选用深圳市西部1987-2015年长时序Landsat影像共27期,逐年提取新构建的归一化裸露指数（MNDBI*）与归一化植被指数（NDVI*）,从而在时间上寻找城市增长的转折点,在空间上识别不同空间位置的景观演变特征。研究结果表明,1987-2015年深圳市城市增长十分明显,并以2003年为拐点经历了“快速增长”至“平稳约束”的变化;与此对应,植被指数的关键拐点与城市化拐点基本重合,印证了城市建设用地扩张和生态系统响应的时空关联特征。此外,从空间分异来看,深圳市南部各区的城市化约束期出现相对更早,拐点一般在1995-1998年间;而北部各区的快速城市化时期持续更长,一般在2003-2006年后趋于平稳。在空间上,以市图书馆为中心刻画西、北、西北、东北剖面线方向的指标动态,发现采样中心附近的景观类型变化较小,而更远辐射半径经历了更大幅度的城市化;这说明深圳市南部城市发展较早达到饱和,且近30年的城市扩张以由南向北的放射式蔓延为主。面临城市化带来的生态威胁,相关环保措施的有力实施仅能延缓城市化导致的生境退化步伐,城市扩张所带来的生态破坏依然不容小觑,合理而有力的政策颁布、实施与监管在未来的城市发展中极为必要。     

城市暴雨内涝情景模拟与灾害风险评估

Scenario modelling and the risk assessment of natural disasters is one of the hot-spots in disaster research.However,up until now,urban natural disaster risk assessments lack common procedures and programmes.This paper selects rainstorm waterlogging as a disaster to research,which is one of the most frequently occurring hazards for most cities in China.As an example,we used a small-scale integrated methodology to assess risks relating to rainstorm waterlogging hazards in the Jing’an District of Shanghai.Based on the basic concept of disaster risk,this paper applies scenario modelling to express the risk of small-scale urban rainstorm waterlogging disasters in different return periods.Through this analysis of vulnerability and exposure,we simulate different disaster scenarios and propose a comprehensive analysis method and procedure for small-scale urban storm waterlogging disaster risk assessments.A grid-based Geographical Information System (GIS) approach,including an urban terrain model,an urban rainfall model and an urban drainage model,was applied to simulate inundation area and depth.Stage-damage curves for residential buildings and contents were then generated by the loss data of waterlogging from field surveys,which were further applied to analyse vulnerability,exposure and loss assessment.Finally,the ex-ceedance probability curve for disaster damage was constructed using the damage of each simulated event and the respective exceedance probabilities.A framework was also devel-oped for coupling the waterlogging risk with the risk planning and management through the exceedance probability curve and annual average waterlogging loss.This is a new explora-tion for small-scale urban natural disaster scenario simulation and risk assessment.     

基于随机森林的元胞自动机城市扩展模拟——以佛山市为例

本文提出一种基于随机森林的元胞自动机城市扩展(RF-CA)模型。通过在多个决策树的生成过程中分别对训练样本集和分裂节点的候选空间变量引入随机因素,提取城市扩展元胞自动机的转换规则。该模型便于并行构建,能在运算量没有显著增加的前提下提高预测的精度,对城市扩展中存在的随机因素有较强的容忍度。RF-CA模型可进行袋外误差估计,以快速获取模型参数;也可度量空间变量重要性,解释各空间变量在城市扩展中的作用。将该模型应用于佛山市1988-2012年的城市扩展模拟中,结果表明,与常用的逻辑回归模型相比,RF-CA模型进行模拟和预测分别能够提高1.7%和2.6%的精度,非常适用于复杂非线性特征的城市系统演变模型与扩展研究;通过对影响佛山市城市扩展的空间变量进行重要性度量,发现对佛山城市扩张模拟研究而言,距国道的距离与距城市中心的距离具有最重要的作用。     

基于轨迹数据场的热点区域提取及空间交互分析——以深圳市为例

以深圳市出租车GPS数据为基础,运用时空拓展的轨迹数据场聚类方法提取城市交通热点区域,结合城市POI(Point of Interest)数据和地理实况对热点区域加以理解和分析。基于复杂网络的视角,计算交互分析指标并可视化热点区域的空间交互网络,探究城市交通和居民出行的时空规律。结果表明:1)交通枢纽(机场、火车站和口岸)、综合性商圈、城市重要主干道周边和城市商务中心在节假日和工作日均表现为持续热点区域;2)节假日热点区域分布较"发散",主要反映了居民个性化出行需求;3)工作日热点区域分布较"收敛",主要表现为职住分离的通勤模式;4)不同热点区域在空间交互网络中的重要性存在明显差异,其空间交互体现了距离衰减效应和局部抱团现象,居民出行的热点区域网络本身具有小世界效应和无标度特征。     

深圳市城中村“非正规住房”空间特征与演化研究

基于住房普查和建筑普查资料,对深圳市城中村“非正规住房”的空间特征与演化进行研究。得出以下结论：① 城中村“非正规住房”的空间集聚特征明显并形成若干集聚区,且表现出明显的圈层分化,非正规住房规模比重从城市中心到边缘呈先增长后降低的发展态势。② 影响城中村“非正规住房”空间结构的主因子包括规模因子、住房构成因子、增长因子、建筑特征因子和使用状态因子,城中村“非正规住房”可以划分为边缘增长型、空间集聚型、相对稳定型和中心转化型等4种类型。③ 深圳市城中村“非正规住房”的发展演化过程包括形成阶段、快速发展阶段、高潮阶段和缓慢增长阶段,不同阶段的非正规住房具有差异化的演化背景与空间结构特征。     

城市流动人口心理健康的影响因素——以广州市和深圳市为例

以珠三角核心城市广州市和深圳市为例,采用中国劳动力动态调查个体问卷数据（CLDS-2016）并运用线性回归模型,旨在解析城市流动人口心理健康的影响因素及其作用机理,并对比广州市和深圳市流动人口心理健康影响机制的差异。研究发现：1）工作环境特征、社会交往特征、生理健康特征和社会人口特征均对流动人口的心理健康产生影响。其中,工作环境特征中的工作满意度、工作压力与流动人口的心理健康呈显著相关,社会交往特征中的社区信任以及生理健康特征中的自评健康对流动人口的心理健康具有显著影响。2）对于广州市而言,工作环境特征（工作压力）、社会交往特征（社区信任）、生理健康特征（自评健康、饮酒历史、日常锻炼、因伤救治）对流动人口的心理健康影响显著。3）对于深圳市而言,其心理健康的影响因素仅体现为工作环境特征（工作满意度、工作压力）和生理健康特征（自评健康、因伤救治）。实证研究表明,相同因素对于不同城市流动人口的心理健康作用机理存在差异,广州城市规划与治理中应注重打造优质社区并完善休闲健康设施配套,而深圳市则应注重通过改善工作环境来提升流动人口的心理健康。     

深圳市水资源承载力与城市可持续发展研究

提出了水资源承载力多目标模型的构建方法,使用多目标交互解法的逐次线性加权法进行求解,然后把模型应用于深圳市,计算了深圳市2010年及2020年3种不同供水条件下的水资源承载力,并分析不同条件下的供水措施,最后基于模型推演结果提出了相关的措施以保证深圳市的水资源利用和城市可持续发展达到良性循环.     

深圳市土地利用社会经济效益与生态环境效益的耦合关系研究

深圳市是中国经济发展速度最快的沿海开放城市之一,其土地利用效益非常明显,并且具有耦合关系。根据系统科学理论与方法,建立了深圳市土地利用效益耦合模型和相应的指标体系, 当耦合度在0°~90°之间时,土地利用效益系统处于协调发展阶段;当耦合度等于45°时,系统最协调。根据此模型计算了1981~2004年间土地利用效益耦合度。结果表明,1981年以来,深圳市土地利用社会经济与生态环境效益都处于上升状态,前者持续快速上升;而后者总体上升,有所波动。深圳市土地利用效益的耦合度演化可分为4个阶段。1981~1985年间,土地利用效益耦合度从-36.29°快速上升到36.99°,从低级共生状态跃至相对协调状态。1986~1990年间,土地利用效益处于持续、稳定、最佳协调状态,耦合度介于43°~53°之间。1991~1996年间,土地利用效益处于耦合变化状态,耦合度从56.99°上升到79.47°,即从最佳协调状态向不甚协调发展。1997~2004年间,土地利用效益协调程度有所下降,耦合度介于81°~85°之间。