基于地理国情数据的城市扩张和生态格局分析——以武汉市为例

城市扩张是城镇化的主要特征,研究城市扩张规律对城市空间规划、高质量发展提供决策依据。本文以武汉市为研究区,以2015—2018年地理国情监测成果为主要数据源,通过数据整理与提取、计算城市扩张特征指数、提取城市格局变化、计算生态景观指数等处理,对研究区城市扩张和生态格局变化特征进行分析。研究结果表明：2015—2018年间,武汉市从快速扩张阶段逐渐减缓,紧凑度逐渐下降;中心城市扩张主要以种植土地破坏为代价;远城区快速扩张主要以林草面积减少为代价;在生态指数上,各生态景观类型破碎度均有下降,但水域面积保持良好。     

城市扩展元胞自动机多结构卷积神经网络模型

传统的城市扩展元胞自动机(CA)模型是基于单个元胞的变量信息挖掘来构建转换规则的。针对这一问题,本文基于多结构卷积神经网络提出从区域特征出发且顾及区域多尺度特征挖掘转换规则的城市扩展元胞自动机模型(MSCNN-CA),并以武汉主城区和上海浦东新区为例,模拟了两个试验区2005—2015年期间城市扩展过程。模型验证表明:与逻辑回归和神经网络相比,本文构建的3个单一结构的卷积神经网络元胞自动机(CNN-CA)模型在4个指标(Kappa系数、FoM(figure of merit)值、命中率(h)和错误率(m))上都有不同程度的提高。特别是FoM指数,在武汉主城区提高了23.3%~29.4%,在上海浦东新区提高了20.3%~28.5%。此外,MSCNN-CA模型与3个单一结构的CNN-CA模型相比,在各个指标上也有所改善,FoM指数在武汉主城区提高了0.8%~4.8%,上海浦东新区提高了2.8%~7.8%。两个试验区的模拟结果表明:相比传统CA模型,基于多结构卷积神经网络的城市扩展元胞自动机模型(MSCNN-CA)能够有效提高城市扩展模拟的精度,更真实地反映城市扩展空间演变过程。相比单结构的卷积神经网络CA模型,多结构卷积神经网络CA模型的稳定性和模拟结果准确性有所提升。     

Mapping 3D visibility in an urban street environment from mobile LiDAR point clouds

ABSTRACT

Visibility determination is a key requirement in a wide range of national and urban applications, such as national security, landscape management, and urban design. Mobile LiDAR point clouds can depict the urban built environment with a high level of details and accuracy. However, few three-dimensional visibility approaches have been developed for the street-level point-cloud data. Accordingly, an approach based on mobile LiDAR point clouds has been developed to map the three-dimensional visibility at the street level. The method consists of five steps: voxelization of point-cloud data, construction of lines-of-sight, construction of sectors of sight, construction of three-dimensional visible space, and calculation of volume index. The proposed approach is able to automatically measure the volume of visible space and openness at any viewpoint along a street. This approach has been applied to three study areas. The results indicated that the proposed approach enables accurate simulation of visible space as well as high-resolution (1 m × 1 m) mapping of the visible volume index. The proposed approach can make a contribution to the improvement of urban planning and design processes that aim at developing more sustainable built environments.     

基于空间句法理论的城市群核心区发展边界识别

准确识别当前城市群建设进程中核心区发展边界是研究城市群的一项重要内容。本文提出一种研究思路：采用空间句法分析城市群道路网,将得到的4个分析指标融合成新指标——“城市群集群度”,并提取“城市群集群度”等值线和“城市群集群度”曲线,通过计算找到最佳阈值从而提取出城市群核心区发展边界。以长株潭城市群为例,将基于空间句法的研究结果与基于Densi-Graph方法的研究结果进行对比,在除去数据质量因素后,城市群核心区发展边界识别差异有望控制在10%以内。研究表明：基于空间句法理论的城市群核心区发展边界识别方法容易获取计算数据,适用范围广,可靠性强。     

青藏高原和阿尔卑斯山山体效应的对比研究

山体效应不仅对气候产生重大影响,也对区域地理生态格局有深远影响,尤其是它对山地垂直带分布和结构类型等的影响已经为地理学家和地植物学家所认识。目前相关研究主要集中在山体效应定量化方面,缺少不同山地山体效应的对比研究,因此对山体效应的区域差异性了解不足。本文选择欧亚大陆上具有明显山体效应的两个山地青藏高原和阿尔卑斯山为研究对象,利用收集到的气象台站观测数据、林线和DEM数据以及基于MODIS地表温度估算的青藏高原和阿尔卑斯山气温数据等,通过对比分析青藏高原与阿尔卑斯山相同海拔高度上的气温以及林线分布高度等来探讨两个山地的山体效应差异性。分析结果表明青藏高原的山体效应比阿尔卑斯山更为强烈,表现为：① 由于山体效应影响,在相同海拔高度上（4500 m）,青藏高原内部气温远高于阿尔卑斯山的气温,尤其是在最热月高原内部气温比阿尔卑斯山内部气温高10~15℃,在最冷月高原内部气温比阿尔卑斯山内部气温高5~10℃。② 由于山体效应影响,青藏高原内部林线也远高于阿尔卑斯山内部林线,约高2000~3000 m。本研究将为山体效应的影响因素分析奠定基础,同时对于揭示欧亚大陆山地生态系统格局具有一定的科学意义。     

城市群创新联系网络结构与创新效率研究

引入修正引力模型、社会网络分析方法、DEA模型以及Tobit模型,探讨2001—2015年京津冀、长三角、珠三角三大城市群的创新联系网络结构对创新效率的影响。研究表明：① 创新联系格局方面,京津冀城市群呈现以“京津”为核心的放射状发展特征,长三角城市群呈现以“Z”字形为主轴的类钻石型空间格局,珠三角城市群形成了以珠江口两侧城市为核心、其他城市为重要节点的空间格局;② 在创新联系网络结构特征方面,京津冀城市群呈极核式发展,群内创新联系高度依赖于核心城市,长三角和珠三角城市群由单中心驱动转变为多中心驱动,呈均衡发展特征,京津冀和珠三角城市群创新联系网络具有“小世界”网络特征;③ Tobit模型回归结果显示,三大城市群中,城市节点在城市群创新联系网络中的中心位置、中介地位、对结构洞的运用能力和集聚程度对其创新效率的影响存在差异。     

环塔里木盆地绿洲城市发展与水环境质量协调度

解决好新疆环塔里木盆地绿洲城市发展与水环境质量之间的关系,对"一带一路"倡议顺利实施及新疆社会稳定具有十分重要的作用。基于2004-2017年环塔里木盆地绿洲城市发展与水环境变化状况,构建城市发展与水环境质量的综合评价模型及二者的协调度模型,以探讨环塔里木盆地绿洲城市发展、水环境质量变化及二者的协调关系。结果表明：2004-2017年,（1）环塔里木盆地绿洲城市发展综合指数呈现出逐年稳定上升的趋势,经济发展和城镇空间规模扩大是环塔里木盆地绿洲城市发展的主要形式;（2）环塔里木盆地绿洲城市的水环境质量综合指数呈现出逐年降低的趋势,水环境质量形势严峻;（3）环塔里木盆地绿洲城市发展-水环境质量系统的协调度呈现倒U型的稳定发展趋势,但总体上两者的协调度较低,城市发展和水环境质量之间的矛盾日益突出。     

基于场域理论的城中村村民市民化研究——以广州猎德复建房社区为例

以广州市猎德复建房社区为案例,运用布迪厄的场域理论,剖析改造后村民市民化进程问题;并基于问卷调查数据和深度访谈资料,采用描述性统计和质性分析方法,从经济融合、社会文化适应、结构融合和身份认同4个维度探讨村民的市民化水平。结果表明,由于村社共同体这一特定场域的延续,村民经济资本转化不畅,村民的社会、文化和象征性资本相对匮乏以及村民既有惯习的固化和自我改变动力的缺失,尽管村民在改造后经济状况、行为方式、思想观念等均有一定程度的提升,但村民仍处于“半市民化”状态,在经济融合层面就业难题尚未解决,在社会文化适应层面老一辈村民的思维和行为方式固化,在结构融合层面社会网络拓展受阻,在身份认同层面对市民角色的认识不足。在城中村改造过程中,政府应当兼顾社会效益与经济效益,大力推进村社共同体转型,并将城中村村民市民化视作长期的社会系统工程,切实提升村民的人力与社会资本,促进村民融入城市社会。     

大数据视角下的商业中心和热点区分布特征及其影响因素分析——以乌鲁木齐主城区为例

商业空间结构是城市经济活动的重要载体,识别商业中心和商业热点区以及探究其影响因素对于商业资源优化配置显得尤为必要,进而指导城市有序发展。论文以乌鲁木齐主城区为例,利用开放平台大数据兴趣点(point of interest, POI),采用地理学空间统计方法定量识别商业中心和商业热点区,对商业分布和空间集聚特征进行分类和解读,并利用地理探测器方法探寻其影响因素。主要结论如下：① 乌鲁木齐市商业高值区分布在吐乌大高速—和平渠沿线地带,大型商业中心主要有南湖商圈、中山路商圈、友好商圈、会展商圈、米东商圈、铁路局商圈。② 商业热点区呈现“T型”双轴分布,北部新城商业地带与南部传统商业地带共同构成乌鲁木齐市最具活力的商业地带;6类商业热点区的分布可归纳为3种类型,商务和金融服务类为单一点状型,住宿和餐饮服务类为带状延伸型,生活与购物服务类为带状双核型。③地价、集聚效应、路网密度等是影响商业宏观分布的主要因素,其次为人口密度和中心可达性,自然因素如高程、地形起伏度等对商业布局影响有限;各因素对不同类型商业业态的影响程度各异,如人口密度、路网密度对购物类影响较大,中心可达性和地价对于商务、金融类影响较大;就各业态类型网点间的关系而言,商务和金融类协同作用强,餐饮与购物类协同效应较强,共同影响城市商业空间。     

健康视角下城市建成环境对老年人日常步行活动的影响研究

“健康老龄化”背景下,促进身体活动是提升老年人健康水平的重要方式,也是当前多学科交叉研究的热点。依托南京市居民身体活动调查数据,选择老年人日常生活中最普遍且有益健康的步行活动作为研究主题,探究建成环境的影响,以期为相关理论与实践提供有益探索。研究表明：① 老年人日常步行空间范围可作为步行所涉及建成环境边界,不同类型的主要活动场所则可识别建成环境要素需求差异。② 日常生活所涉及的公共开放空间、商业及公共服务设施的密集性,以及主观建成环境感知对老年人交通性/休闲性步行活动具有显著影响。③ 基于老年人日常步行活动习惯及建成环境对步行活动的影响,可从有效供给日常步行生活空间、积极引导健康生活方式方面提出相应规划策略。