景观扩张指数及其在城市扩展分析中的应用

景观指数是定量分析景观格局的一种常用手段,但目前大部分景观指数,往往只侧重于对景观斑块或格局的几何特征进行简单分析和描述.忽略了景观格局动态变化过程的信息.缺乏将景观空间分布格局与其变化过程相结合的深入研究.作者提出了一种新的景观指数一景观扩张指数(Landscape Expansion Index,LEI),与传统的景观指数相比,LEI包涵了景观格局的过程信息,可用来分析两个或多个时相景观格局的动态变化.而传统景观指数则只能反映某一时相景观格局的信息.将景观扩张指数应用于东莞市1988-2006年期间的城市景观扩张过程中,研究结果表明.LEI能够很好的识别城市扩张的三种类型一填充式、边缘式以及飞地式.此外,通过对东莞市城市扩张过程LEI的变化分析,发现东莞市城市扩张规律与城市增长相位理论是相符合的.     

长株潭城市群核心区城镇景观空间扩张过程定量分析

城镇扩张是城镇化过程最直接的表现,定量研究与揭示城镇空间扩张模式,对理解区域城镇化过程及城镇空间规划具有重要的意义。利用景观扩张指数定量研究了长株潭城市群核心区1993-2006年城镇景观空间演化过程,揭示其城镇景观空间扩张规律。结果表明:①研究时段内,城镇用地发展经过了凌乱分散的初级发展阶段后正趋向局部紧凑和区域布局合理;②1993-2006年间,长株潭城市群核心区城镇景观扩张主要是以边缘式增长为主,但是不同的时期,景观扩张表现出相异的空间扩张模式:1993-1996年间,景观扩张方式主要是以边缘式和飞地式为主,这一阶段长株潭城市群核心区处于快速城镇化过程的初级阶段;1996-1998年城镇化过程加快,这一阶段的城镇发展显得凌乱而分散,飞地式扩张明显;1998-2001年处于快速城镇化发展的扩散阶段,以边缘式扩张为主;2001-2006年间,处于快速城镇化的聚合阶段,城镇发展主要以边缘式和填充式为主;③长株潭城市群核心区在1993-2006年间,其平均斑块扩张指数和面积加权平均斑块扩张指数都呈上升趋势,表明城镇景观扩张更趋于紧凑。     

苏锡常地区土地利用变化时空分异及其生态环境响应

以苏州、无锡和常州所辖市(区)为分析单元,揭示土地利用变化的时空分异特征,结合对该区域生态环境状况的评价,重点分析土地利用变化时空分异的生态环境响应。结果表明:1980~2000年苏锡常地区土地利用变化的主导类型是城乡建设用地大量扩张和耕地资源急剧减少,土地利用变化类型趋于多样化;土地利用结构存在不同程度的空间差异性,土地利用有序性和综合变化速度也具有明显的空间分异特征,土地利用系统趋向于复杂无序和加速演化;区域多数单元的生态环境状况不断变差,且对土地利用变化时空分异具有明显的响应特征;生态环境状况对土地利用有序性和综合变化速度的响应程度具有明显的区域差异性,而且这种响应和差异性程度都有所加强。     

基于空间句法的扩张强度指数及其在城镇扩展分析中的应用

扩张强度指数（Expand Intensity Index, EII）是目前城市扩展数量特征研究的常用指标,用以表征城市扩张程度和速度,但该指标是从城市扩张的结果,即从城市用地面积变化角度对物质空间变化的简单描述与分析,忽略了人在空间中的感受,未能从城市扩张的动因角度揭示城市扩张特征,缺乏对城市外部空间形态演变模式的深入研究,不能反映人在城市扩展空间上的活动。本文从交通网络对城市扩张的驱动作用入手,基于空间句法,提出一种新的扩张强度指数——基于空间句法的扩张强度指数（Space Syntax Expand Intensity Index, SS-EII）,SS-EII包涵可反映空间集聚和离散程度的句法变量,可用于分析空间可达性的变化等情况。与传统扩张强度指数相比,SS-EII是基于空间句法从城市扩张的驱动力方面计算扩张强度,不仅关注城市扩张的结果,同时关注交通对城市扩张模式、方向的导向作用和人主观感知下城市空间的变化。将SS-EII应用于广东省棉湖镇2002-2014年期间的城镇扩展特征分析中,研究结果表明,SS-EII可用于分析比较建成区不同方向的扩张速率与建设状况,其计算结果与棉湖镇建成区实际扩张情况相符,与EII相关度R²达0.95以上。     

长沙都市区热力景观空间格局分析

热环境是城市生态系统的重要组成部分,将分形几何学的基本理论引入地表热力景观格局研究,可以量化评价城市热环境状况.以长沙都市区为例,利用TM热波段反演得到地表温度,并将其分为强热岛、弱热岛、常温区、弱冷岛和强冷岛5种热力景观类型,分别采用standard法和moving window法分析了都市区热力景观空间格局,然后用边界维数D和稳定指数SK定量化地描述了热力景观格局的复杂度与稳定性.结果显示:常温区是热力景观基质,而热岛景观已是春季城市热场重要特征;景观梯度变化在南北和东西两条样带上均呈现由市区向乡村骤变的特征,并伴有不同幅度的波动;热力景观边界维数D复杂度排序为:常温区＞弱热岛＞弱冷岛＞强热岛＞强冷岛,稳定性指数SK排序与之相反.     

江浙沪地区土地利用变化模拟和景观格局分析

土地利用／覆被变化对于生态系统多样性和区域生态经济系统可持续性具有深远的影响。本文基于地理信息技术,以江浙沪地区土地利用遥感解译数据为基础,采用景观格局分析法分析了江浙沪地区的景观格局特征;运用CA—Markov模型对江浙沪地区土地利用时空变化进行了模拟。1980-2005年期间,江浙沪地区景观格局变化特征是建设用地增加迅速,耕地集聚减少,建设用地增加主要来自耕地转移,其贡献率达到93．11％。各类斑块类型的破碎度提高;林地和建设用地斑块平均分维数增加,斑块形状趋于复杂,斑块空间分布趋于集中。总体景观破碎度不断提高,景观多样性和景观异质性增加,景观均匀度有所提升：2005年CA—Markov模型模拟结果和遥感解译数据具有高度一致性,Kappa指数达到91％,2010年和2015年模拟结果显示,耕地减少和建设用地增加趋势显著,耕地和林地的减少呈加速状态,建设用地增加的速度降低。未来发展需提高土地利用效率和注重生态格局安全,在提高城市化水平的同时又能兼顾生态保护,以提高区域可持续发展能力。     

广州市社会空间景观形态演经初探

相对于形体空间而言，社会空间是一个更深层面的城市空间领域，在城市形体空间日新月异的嬗变中，社会空间内涵的演化显得更为缓慢和深刻。以广州市为例，探讨这种景观形态演化的特性及其对现代城市形象建设和个性逆造的意义。     

一种新的城市景观扩张过程测度方法：多阶邻接度指数

提出多阶邻接度指数（Multi-order Adjacency Index, MAI）,应用多阶缓冲区完善对新旧斑块间空间关系的识别,从而更为详细地揭示城市扩张过程特征。MAI的延伸公式可供自下而上从宏观分析城市整体的扩张程度及空间变化过程。选取武汉市作为研究区,基于4期遥感影像（1995、2000、2005和2010年）划分3个时段应用MAI分析武汉市城市景观格局的演变特征。结果表明,MAI能够详细地反映出新增城市斑块在空间上有更加离散的分布趋势,新增斑块的扩张程度逐渐加深,建成区的边界不断向外延展。比较MAI与LEI（Landscape Expansion Index, LEI）的特征差异,指出MAI能够更加详尽地反映新旧斑块间的空间位置关系。     

广州市社会空间景观形态演化初探

相对于形体空间而言 ,社会空间是一个更深层面的城市空间领域 ,在城市形体空间日新月异的嬗变中 ,社会空间内涵的演化显得更为缓慢和深刻。以广州市为例 ,探讨这种景观形态演化的特性及其对现代城市形象建设和个性塑造的意义。     

中国矿业城市空间形态特征及其空间分异

矿业城市是以矿产资源开采和初加工为主的资源型城市,伴随矿业城市发展的各个阶段,城市空间会呈现相应的演变过程和格局,城市经济的转型也必将带来城市空间结构的响应.矿业城市空间结构受自然资源和产业发展的影响明显,是基于自然资源与产业转型的空间可持续发展的典型研究对象之一.选取中国33个公认的典型地级矿业城市作为研究样本,提取空间结构数据进行紧凑度和分形维数的计算与统计分析,力图总结我国矿业城市对比其他类型城市在空间形态上的基本特征和空间分异规律.结果表明,矿业城市空间形态的紧凑度较低,发展呈分散态;矿业城市空间的边界比较复杂,呈不规则状态;矿业城市紧凑度与边界维数呈负相关;矿业城市空间形态受城市发展阶段、有无依托、其他组织的人为规划等因素影响,呈现一定的空间分异规律;矿业城市空间形态与人口规模和经济发展水平存在相关.     

近30年来苏锡常城市增长形态过程与聚散规律

基于苏锡常地区多时相遥感数据,采用缓冲区分析方法和象限分位分析方法,并结合景观格局指数,定量比较苏州、无锡、常州城市建设用地近30a来扩展过程,研究城市空间分散-集中的规律性,揭示城市增长空间模式特征。结果表明：1979～2006年间苏锡常城镇用地面积扩展巨大,3市扩展强度指数随圈层半径变化轨迹高度一致,扩展强度峰值约10a向外推移2km;苏锡常城镇扩展形态均呈分散-集中交替变化,但研究中未观测到完整周期;城市外部轮廊变化差异明显,以开发区为代表的政府干预行为主导城市扩展方向。苏州城市用地扩展主要集中在东片工业园区和南部城区,无锡城市用地各向扩展相对均衡,常州城市用地扩展主要集中在北部高新技术产业区及城东工业区。     

A complete classification of spatial relations using the Voronoi-based nine-intersection model

In this article we show that the Voronoi-based nine-intersection (V9I) model proposed by Chen et al. (2001, A Voronoi-based 9-intersection model for spatial relations. International Journal of Geographical Information Science, 15 (3), 201–220) is more expressive than what has been believed before. Given any two spatial entities A and B, the V9I relation between A and B is represented as a 3 × 3 Boolean matrix. For each pair of types of spatial entities that is, points, lines, and regions, we first show that most Boolean matrices do not represent a V9I relation by using topological constraints and the definition of Voronoi regions. Then, we provide illustrations for all the remaining matrices. This guarantees that our method is sound and complete. In particular, we show that there are 18 V9I relations between two areas with connected interior, while there are only nine four-intersection relations. Our investigations also show that, unlike many other spatial relation models, V9I relations are context or shape sensitive. That is, the existence of other entities or the shape of the entities may affect the validity of certain relations.     

江苏县域经济要素关系及演化过程的分位数回归

针对经典回归模型的“两难问题”,引入非参数的分位数回归构建了要素关系模型,并以江苏县域经济为案例分析.结果表明:1)相比OLS回归,分位数回归对县域经济总体模拟效果和刻画演化特征能力更优;2)根据变量关系结构,将县域经济发展驱动机制划分为产业结构占优型、一般均衡驱动型和高效均衡驱动型;3)苏锡常各县市受因子波动影响而使得驱动机制发生改变导致演化过程的分位点跃迁,表现出发展路径选择具有多样化的特点.     

基于RS与GIS的通化地区景观格局动态变化

在RS、GIS技术的支持下,利用MSS及TM影像数据对照地形图提取了通化地区1980、1995以及2000年景观生态格局信息,并利用景观多样性、景观优势度、斑块面积变异指数、景观破碎度、斑块形状指数等对该区的整体景观格局和各县(包括县级市)景观格局以及其动态进行了定量分析。结果表明在全区范围内,各种景观类型对应景观指数存在显著差异;通过对各县级行政单位的景观指数计算表明,它们的景观格局存在明显差异;从时间序列上看,无论是整个研究区、还是各县的景观格局在1995年与1980、2000年差异较大,而1980与2000年景观格局相似。     

深圳市近20年城市景观格局演变及其驱动因素

基于深圳市1996-2015年土地利用数据,利用景观指数、景观转移矩阵和景观扩张指数等方法探究了深圳市近20年景观格局时空变化、主要景观类型转移和建筑用地扩张模式,最后使用Binary Logit模型考察了市级和区级建筑用地景观扩张的主要驱动因素.结果 表明:①1996-2015年,深圳市建筑用地景观优势性逐步增强,面...     

广西贵港市城市建成区景观格局动态变化研究

以高分辨率QulckBird卫星影像及航片为数据源,借助GIS技术平台获得广西贵港市4个时期城市景观类型图;运用景观格局指数定量分析城市景观格局的时空变化特征。分析结果表明,近40a来贵港市城市景观趋于有序多样化,表征城市综合发展水平的公共设施用地、市政公用设施用地和工业用地的斑块数和面积均逐年上升;建成区用地规模在经历了扩展过快和扩展不足的波动后,最近10a趋于合理,但仍存在一定程度的土地资源闲置现象;城市化过程中,城市主要景观要素（公共设施用地、工业用地、居住用地和农田）的空间形状表现出规则整齐的特征,而主要景观要素的空间分布特征具有明显的波动变化趋势。     

模糊区域拓扑关系模型

拓扑关系是地理信息系统中空间要素之间最基本也是最重要的关系之一,是进行绝大多数空间查询和分析的基础。非模糊空间要素之间的拓扑关系在一般拓扑学等理论的基础上已有相关的模型和描述,并在实践中得到广泛的应用,如何建立模糊空间要素这间的拓扑关系是建立模糊要素地理信息系统的基础。该文在模糊扑扑学的基础上提出了模糊区域的定义,建立了用于分析模糊区域之间拓扑关系的理论和模型,提出了4*4-intersection模型拓扑关系矩阵,并分析了不同拓扑关系矩阵对于非模糊区域之间、模糊区域之间建立拓扑关系的区别和联系,最后采和不同公式对模糊区域之间的关系进行了系统的描述。