清代中期建设用地数据恢复与空间网格化重建:方法与实证

以典型历史断面下的建设用地为研究对象,采用数量重建控制下的空间格局重建思路,尝试构建一套适用于清代中期建设用地(城镇用地和农村聚落用地)的重建方法。其中,城镇用地主要基于城垣周长、城池形态进行数量重建,以历史治所为中心,以城池形态为控制边界,进行空间配置;农村聚落用地主要基于农村人口、户均居住用地需求进行数量重建,以潜在农村居民点重心为中心,考虑用地宜居性和连片性等特征进行空间重建。在理论分析的基础上,选取历史资料较为丰富的1820年为研究期,恢复了江苏省建设用地数据,共1006.45 km2,其中城镇用地222.51 km2,农村聚落用地783.93 km2,重建形成了100 m×100 m空间网格下的建设用地空间格局,并验证了重建结果的合理性。     

土地利用数据尺度转换的精度损失分析

由于栅格数据便于空间分析,因而通常将矢量数据转化成栅格数据来进行空间分析.在转化过程中,选用不同的栅格大小,其面积和精度损失是不同的.针对这个问题,以重庆市110万的土地利用矢量数据为例,探讨了不同栅格大小下,各种土地利用类型在转化过程的面积和精度损失.研究表明(1)栅格大小＜100m时,其精度损失均＜3.3%.(2)在1000m时,其精度损失达到50%以上的地类有湖泊、水库坑塘、滩地、农村居民点用地、工交建设用地、戈壁、裸岩石地、平原区旱地和坡度＞25°的旱地,这些地类的平均图斑大小均在＜51hm2.(3)在30m～1000m间,平均图斑大小＜82hm2的地类随着栅格的由小变大,其面积变得比实际面积小;平均图斑大小＞101hm2的地类中除高盖度的草地和河渠之外,却与此相反.     

松花江流域哈尔滨段最小生态用地需求研究

在分析1986—2017年松花江流域哈尔滨段生态用地格局演变的基础上,采用改进的生态足迹模型测算维持生态系统平衡的最小生态用地面积。结果表明:1986—2017年研究区生态用地面积呈下降趋势,转移速率变化由大到小依次为其他生态用地、水域、耕地、草地、林地,且1996—2006年生态用地活跃程度最高; 1996—2017年耕地的空间稳定性最好,林地和水域次之,其他生态用地的空间稳定性最差;研究区生态系统服务供需失衡,2017年人均生态盈余为-0.821 10 hm2/人,出现了生态赤字,维持生态系统平衡需要4 919. 32 km2耕地或3 330.13 km2草地或1 382.03 km2林地或856. 95 km2水域。最后,提出退耕还林、其他生态用地还林、非生态用地转耕地3种生态用地调整战略。     

基于土地供需关系对北京城市拓展中土地资源约束条件的初步分析(英文)

土地资源作为重要的自然环境载体,对城市发展既起到了支撑作用,同时也会制约城市的盲目扩张。本文以北京市为例,从供给与需求两方面,总结了北京城市发展的土地资源约束特征,初步测算了其城市空间的上限规模。一方面,分析了产业用地和生活居住用地等土地资源需求主导因素的特征和变化趋势,基于不同的土地利用效率情景,初步测算得出北京城市发展对土地资源的需求规模区间为[1596 km2,2846 km2]。另一方面通过分析北京地区农业空间、生态空间及其他用地空间的占用、消耗特征,测算得出不同情景下土地资源对北京城市发展的供给规模区间为[1673 km2,2821 km2]。可以看出,当前北京城市发展的土地需求明显大于供给。同时指出了未来北京城市拓展受到土地资源供给的总量约束、空间约束及城市功能定位决定的用地结构性约束等限制。最后尝试提出解决当前城市发展面临的资源环境瓶颈和城市病等问题的思路。     

基于非线性正交回归模型预测城市建设用地量

采用非线性正交回归模型(NORM),以GDP、固定资产投资、消费品零售额为主要影响因子,预测天津市塘沽区2006-2010年建设用地量和土地供应量,并分析了塘沽区土地资源利用规律及趋势。预测到2010年,低、高经济运行模式下塘沽区建设用地量分别为93.64 km2和93.98 km2,置信区间分别为±15.79 km2和±15.80 km2;2010年低、高经济运行模式下土地供应量分别为227.58 km2和207.85 km2,分别是同期建设用地量的242%和221%。2005—2009年塘沽区高经济运行模式下建设用地量高于低经济运行模式下建设用地量,2010年后高、低经济运行模式下建设用地量和土地供应量接近,经济发展对土地资源的依赖逐渐减弱,土地资源利用渐趋规范、合理、有序。     

基于空间开发适宜性分区的城镇建设用地配置——以海安县为例

依据经济社会发展需求和资源环境承载能力的区域差别,进行建设用地配置,是区域空间引导和控制的重要内容.借助GIS空间分析方法.基于资源、环境、经济和社会等各方面要素进行空间开发适宜性分区分析,综合考虑城镇建设用地扩展的经济社会发展需求和资源环境承载力及其用地发展潜力,讨论了城镇建设用地数量和空间配置的方法.基于该方法,以海安县为案例区进行验证,分析表明:2020年该区城镇建设用地集中分布在县域中部和东南部资源环境约束较小、发展潜力较大的地区,有助于发挥不同地区的主体功能,实现区域人口、经济和资源环境的协调发展.     

基于格网的农村居民点用地时空特征及空间指向性的地理要素识别——以环渤海地区为例

科学辨识农村居民点演变特征及其空间指向性机理,将丰富乡村地理学及村庄规划学科的研究内容。以农村居民点用地矢量数据为基础,集成格网统计、地理探测器和Logistic回归等研究方法,定量识别环渤海地区农村居民点时空地域格局及空间指向性特征。主要结论如下:1农村聚落密度和分散程度自东北向西南逐渐增加,传统农区乡村聚落密度较高。2黄淮海、鲁南等传统农区,大多农民处于"城乡双漂"的生计状态,助推农村聚落用地持续扩张,在5 km×5 km网格单元内,农村居民点用地面积多数超过3 km2。3中心地城市的持续外扩,外围农村居民点用地类型随之转变消失。4农村聚落的空间分布呈现出一定的交通指向、中心地指向、耕地资源禀赋指向、环境宜居地域指向等指向性特征。     

基于GIS建模的海水环境质量可变模糊识别评价

基于对立统一与质量互变定理的可变模糊评价方法引入海水水质综合评价,构建基于对立统一与质量互变定理的海洋环境质量可变模糊评价模型,首先分析可变模糊评价方法的原理和方法,然后结合GIS栅格数据在表达空间信息方面具有的独特优势,以栅格数据为基础,利用地理信息系统空间叠置分析、地理信息系统空间建模等计算,建立基于多源栅格数据的海水环境可变模糊综合评价模型,得到莱州湾2004~2010年海水环境空间分布图。实践证明,该模型应用于海水水质综合评价是完全可行的,为海洋环境领域的多目标综合评价与决策提供了新的思路与方法。     

基于GIS和DEA的三峡库区城镇建设用地变化与效益评价

城镇建设用地空间扩展是城镇化发展的首要体现,建设用地结构和数量的变化都会对建设用地的使用效益带来一定的影响.本文利用2000和2005年三峡库区土地利用图,采用ArcGIS技术,分析了三峡库区城镇建设用地与其他地类在空间上的转换情况.由于城镇建设用地扩展,耕地面积锐减,耕地向城镇用地转换面积达到6004.77 hm2,并且平均图斑面积达到115.48 hm2.本文对比了城镇建设用地在扩展过程中占用农用地的区域差异,城镇扩展年占用农用地的面积较多的区域是巴南区、江北县和重庆市区.以河流为中心,建立缓冲区分析城镇建设用地扩展的强度,在缓冲区半径0~10 km范围内是库区城镇建设用地扩展的重点区域.结合城镇建设用地的变化分析,采用DEA模型,从库区城镇建设用地效益值、DEA有效性、规模效益的角度,对建设用地效益展开了评价,并采用ArcGIS技术将效益值、DEA有效性、规模效益空间化,研究表明库区城镇建设用地效益值较高的区域分布在库区下游区、重庆市区,城镇建设用地效益整体上在提高,并且区域之间的差距在逐渐缩小.并根据评价情况,对库区城镇建设用地效益提出了建设性建议.     

跨江发展下滨江新区用地扩展过程与驱动机制 ——以南昌红谷滩新区为例

跨江发展可突破江河阻隔桎梏,为滨江城市拓展发展空间、实现跨越式发展提供契机.该文以南昌红谷滩新区为例,基于多源遥感影像数据,综合运用G IS空间分析、景观扩张指数、地理探测器等方法,揭示跨江发展下滨江新区用地扩展过程及驱动机制.研究表明:1)自2000年"一江两岸"战略实施以来,研究区城镇用地扩展迅速,斑块面积由2001年的6.74 km2增长至2018年的64.71 km2,建设空间增长了8.6倍,整体呈"高速低强—低速低强—高速高强"扩展态势.2)研究区总体经历了起步(2001-2005年)、成长(2006-2010年)、成熟(2011-2018年)3个扩展阶段,依次与南昌市跨江发展历经的起步期、成长期、成熟期相契合.3)"自上而下"的开发模式和道路交通的牵引作用为研究区用地扩展主要特征,不同阶段用地扩展的主导因子有所不同:起步和成长阶段,政策规划与集聚性要素为主导;成熟阶段前期,政策规划和通达性要素为主导,但政策规划作用逐渐减弱;成熟阶段后期,通达性成为用地扩展单一主导要素,交通导向作用凸显.     

北京周围建设用地空间分布格局及解释

城市对其周围土地利用格局的影响历来是地理学研究的重点领域, 大城市周围建设用地比例高, 分析和解释大城市周围的建设用地格局可进一步拓展我们对此领域的认识。本文 以2005 年北京中心区周围50 km 范围内的建设用地数字化图件为基础, 由内而外, 建立5 个宽度为10 km 的缓冲带, 分析了北京2005 年建设用地空间格局的变化, 并从自然、历史和经济学的角度对此格局作出诠释。主要结论如下: 北京市周围建设用地格局呈现出四条非常清晰的放射带, 这几条放射带和2200 多年前的秦朝驰道吻合; 北京市周围建设用地图斑的空间分布的连续性并没有受到行政区域划分的影响; 缓冲带30-40 km 可能是北京城市中心区在平面上的影响界线; 在缓冲带10-20 km 和缓冲带30-40 km 内, 城市用地比例呈现出两个峰值。     

长江三角洲城市群区域滨海湿地利用时空变化特征

应用遥感和地理信息系统技术,以研究区遥感影像为主要数据源,研究了1990～2000年和2000～2005年间长江三角洲城市群区域围海造地行为下滨海湿地利用的时空演变特征。围海造地在不同城市化发展时期分别为农业用地和建设用地扩张所需。以海岸线为基准,通过分别向陆地和向海洋方向进行滨海湿地分区,每个方向设立7个缓冲带,靠近海岸线的前6个缓冲带宽1km,第7个缓冲带宽10km。结果表明,1990～2000年期间,围海造地以农业用地扩张为主,其平均年扩张速率为48.9km2/a,明显大于建设用地的平均年扩张速率(28.2km2/a);而2000～2005年期间,建设用地成为围海造地的主要目的,建设用地平均年扩张速率大幅增大至91.8km2/a,而农业用地平均年扩张率仅为4.2km2/a。在空间分布上,1990～2000年期间,农业用地平均年扩张百分率最大值出现在距海岸线5km的陆地缓冲区;但在2000～2005年期间,各陆地缓冲区农业用地面积在减少,其平均年扩张百分率为-1.3%/a;而建设用地在各缓冲区的平均年扩张百分率由1990～2000年期间的0.62%/a增大为2000～2005年期间的2.66%/a。对长江三角洲滨海湿地土地流转驱动力的分析表明,城市化是建设用地扩张的重要驱动力;一些天然滨海湿地直接转变为建设用地,两个时期建设用地净扩张区域相同,即距海岸线1～3km和>6km陆地缓冲带;还有一些天然滨海湿地,如滩涂,被用于水产养殖,而转变为人工湿地,在1990～2000年期间,农业用地的扩张区域是距海岸线4～6km的陆地缓冲带,在2000～2005年期间,农业用地的扩张区域是1～3km的近海缓冲带。     

一种研究城市化发展的新方法

以南京市1988年TM影像为信息源,组合影像4、5波段得到建筑用地指数(NDBI),采用决策树分类方法对NDBI进行修正,分类提取建筑用地;对照TM影像修改误分的地块后转化为栅格数据,生成50×50个像元大小的格网,统计每个格网单元内的建筑用地率,将该值赋给各个格网单元的几何中心点;采用距离倒数方法由点数据插值得出整个影像范围内的建筑用地区域分异情况,进而反映出不同建筑用地率的辐射影响范围。该方法可定量提取不同建筑用地率的辐射边界,有助于根据单张影像数据分析城市的扩张趋势,可在一定程度上预测城市的发展;对于需要跨江发展的城市(如南京),该方法可以辅助桥梁等过江通道的选址。     

工业选址用地条件地理信息系统设计初探

文章探讨如何将GIS技术应用于工业选址工作。在分析研究了工业选址用地条件的基础上,研制了工业选址用地条件地理信息系统(ILGIS)并着重探讨对影响工业选址用地条件的因素的定量分析研究。最终对工业用地条件作一适宜性评价。文章最后以南京地区为例做了一实例研究。     

土壤碳库研究中土壤数据从矢量到栅格的等精度转换

矢量数据转换成栅格数据是多数区域土壤碳库研究中数据准备的关键步骤。本研究以太湖地区1:5万、1:50万、1:400万3个比例尺土壤矢量数据库为基础,分别转成不同分辨率的栅格数据;基于不同比例尺和栅格分辨率数据,研究水稻土表层(0～20cm)的土壤类型数量、面积、有机碳储量以及有机碳密度变化,并以矢量数据获得的这4个指标为基准,用相对变异百分数(VIV)来判别不同栅格数据与其对应比例尺土壤矢量数据之间的精度差异。结果表明,在4个指标的|VIV|<1%前提下,3个比例尺矢量数据分别转换成0.2km×0.2km、1km×1km、9km×9km的栅格数据,既保证数据转换过程中精度要求,又避免了数据冗余。土壤数据比例尺与栅格分辨率等精度转换对应关系可描述为y=0.0225x-0.01233(R²=0.999),对区域土壤碳循环研究具有重要参考价值。     

近两百年江苏省城乡建设用地数量估算与空间重建

以典型历史断面下的建设用地为研究对象,以数量估算控制下的空间格局重建为基本思路,在200 m×200 m网格下,估算并重建了近200年5个时间断面下的江苏省建设用地（城镇用地和农村聚落用地）的空间格局。在数量估算方面,历史时期（1820年）的城镇用地主要采用城垣、市镇四栅等作为代用指标;近现代时期（1911年、1936年、1952年）,主要通过人口、社会经济等数据,结合一定假设确定人均用地数量进行推导;各时期的农村聚落用地均以人口数量为基础,根据人均住房面积和社会经济数据修正确定。在空间重建方面,结合遥感数据解译获得的现代（1985年）土地利用数据,借助基础地理数据,在一定假设条件下,通过数量控制、边界控制、适宜性控制,兼顾用地连片性等予以确定。结果表明：① 各时间断面下的江苏省建设用地数量分别为963.46 km²（1820年）、1041.94 km²（1911年）、1672.40 km²（1936年）、1980.34 km²（1952年）和10687.18 km²（1985年）;② 建设用地在空间分布上具有亲水网、路网等特征,并随居民点极化与扩散效应而不断扩张;③ 通过变化过程与演化趋势检验、建设用地与生产协调性分析、居民点空间数量与格局分析等方法,间接证明了重建结果的合理性。     

雄安新区如何选定起步区:土地利用视角（英文）

雄安新区是千年大计、国家大事。新区以特定区域为起步区先行开发,起步区面积约100 km2,中期发展区面积约200km2,远期控制区面积约2000 km2。深入分析雄安新区土地利用的现状空间特征,对于科学选定起步区、推进新区高起点高标准规划建设具有重要意义。本文基于多时相Landsat–TM/ETM+/OLI遥感数据解译,分析了雄安新区土地利用的总体特征,并重点研究了建设用地节约集约利用的潜力和耕地质量的区域差异,提出了雄安新区起步区的三个可能备选方案,并分析了其各自利弊。研究表明,雄安新区土地呈"六田、二建、一水、半分林"特征;现状建设用地占比较高,农村建设用地节约、集约利用潜力较大;耕地质量及其利用强度的空间差异较大,容城、安新耕地质量好,复种指数高,分别达1.92和1.87,雄县耕地质量较差,复种指数明显偏低,仅为1.32。综合考虑功能区域的完整性、未来发展的可拓展性、与周边县市的兼顾性和防洪安全性,统筹权衡优质耕地保护和建设用地征用拆迁成本等因素,先期规划建设的100 km2起步区可以有三种备选方案,位于容城县东部、兼顾安新县和雄县的"中方案"是现阶段作为起步区相对合理的方案。针对新区建设需要大量占用土地的现实需求,本文建议优先通过农村(含乡镇)集体建设用地的征收与节约集约利用解决;新区建设不可避免会占用耕地,建议优先安排占用等级较低的耕地,尽量保护优质高产耕地;同时指出,雄安新区大部分地势相对较低,新区规划、选址和建设需要高度关注防洪排水问题。     

基于Pareto多目标遗传算法的公共服务设施优化选址研究——以深圳市医院选址为例

公共服务设施选址是一类复杂的多目标优化问题。传统遗传算法选址模型多将此问题转化为单目标优化问题,采用二进制或实数编码方式,在小规模数据下进行优化实验,其模型的空间搜索能力不足以满足当前设施优化选址的实际需求。文中基于Pareto多目标遗传算法,设计了行列号组合编码方式及多种重组方法相结合的遗传操作算子,构建了Pareto多目标遗传算法选址模型。实验表明,模型可较好地逼近Fonseca(2)测试函数的凹状解空间前沿,将模型应用于大规模数据环境下的深圳市公共设施优化选址中,取得了较好的实验结果。     

基于“三类”空间的后备可利用土地资源评价研究——以山西省介休市为例

针对当前国土空间规划“双评价”中存在的后备适宜建设用地与后备适宜耕地在城镇、农业空间分布上的重叠性问题,论文在对2类用地进行概念内涵辨析的基础上,尝试构建后备可利用土地资源集成评价方法,探讨不同类型后备可利用土地资源用途的地域导向,并选取山西省介休市作为案例区进行实证应用研究。结果表明：介休市后备适宜建设用地面积较大(45.3 km ²),但集中连片趋势不明显。人均后备适宜建设用地面积为0.16亩/人。区域后备适宜耕地面积74.1 km ²,人均后备适宜耕地面积为0.26亩/人。研究区域2类用地具有相似的空间分布格局,即绵山镇、连福镇等地区后备可利用土地资源潜力较大,而城区及周围地区的潜力较小。针对2类用地的重叠性和差异性,介休市城区、各乡镇中心及北部地区的后备可利用土地资源未来可转化建设用地,即未来应被划归城镇空间。连福、绵山、义棠、张兰等乡镇南部地区未来可转化为新增耕地,即应被划归农业空间。     

大都市区建设用地空间扩展机理研究——以南京市区为例

大都市区建设用地微观空间扩展机理的研究是有效调控城市土地利用布局的科学基础。以南京市市区为例,以经济学的收益最大化理论为基础,构建研究建设用地扩展的成本——收益分析框架。以1 km×1 km为基本研究单元,利用遥感等数据研究1995~2001年、2001~2007年建设用地扩展的微观机理。研究表明,基期建设用地比重、到CBD、到开发区、到高速公路互通口的可达性、邻域建设用地主导单元的数量等收益要素以及耕地面积比重、水域面积比重、地质灾害区比重、坡度、重要生态功能区比重、城市规划建设用地区比重等成本要素是影响建设用地扩展的重要指标。两期比较分析表明,收益要素作用力大于成本要素,其更深层次的作用力则是全球化和市场化。空间政策对于建设用地扩展的约束作用越来越大。基于微观空间机理的研究提出了大都市区基本农田布局的政策建议。