城市增长边界研究进展——理论模型、划定方法与实效评价

新型城镇化背景下,传统粗放的城镇土地利用模式难以为继,控制城市规模、优化空间格局已成为当前国土资源管理的重点工作之一。城市增长边界(UGB)作为一种西方国家控制城市蔓延的技术手段和政策工具已逐渐被引入国内。采用文献资料法和归纳演绎法,梳理并分析了国内外城市增长边界的理论模型、划定方法与实效评价,挖掘未来城市增长驱动力和增长边界制定方法可能的研究方向,为后续研究和未来其在中国的实践提供参考。结果表明：① 城市增长边界实证研究的理论基础主要源于古典单中心城市模型,由于国情不同,国内主要关注经济水平、产业结构和可达性对城市增长的影响,而国外在此基础上还关注公共政策和服务、外部性以及主体间的博弈对城市蔓延的促进或抑制作用;② 城市增长刚性边界划定主要以土地适宜性和承载力评价为基础,弹性边界可采用元胞自动机进行空间辅助模拟;③ 国外城市增长边界的实施效果具有地区差异性,国内目前还缺乏城市增长边界实施效果评价相关方面的研究。因此,城市增长驱动力后续研究应吸纳多源理论,识别不同尺度下其机理特征,探索宏观环境的情景变量对微观环境下“驱动力—城市增长”这一关系的影响。城市增长弹性边界制定需要考虑城乡土地利用转换背后不同情景下主体间的复杂博弈对用地转换在空间上分布的决定作用。为了保证政策的持续性和统筹区域发展,未来需要明确城市增长边界的管理机构,制定对应的法律条款和管理体系。     

基于离散颗粒模型的岩体结构面动-静态刚度系数对比的数值模拟研究

岩体工程计算分析中结构面刚度系数是至关重要的力学参数,计算分析的精度和可靠程度与这个参数密不可分,结构面刚度系数取值仍然是一个难点.岩体中应力波传播至结构面处将会发生反射和透射现象,利用应力波透射系数可反演结构面动态刚度系数.本文从细观力学角度运用颗粒离散元方法,开发分段线性接触模型及应力波吸收边界模型,开展宏观岩体中...     

国土空间规划中城镇空间和城镇开发边界的划定

在2016年国务院印发的《省级空间规划试点方案》所提出的“开展基础评价”和“绘制规划底图”两项主要任务中,城镇适宜性的评价与城镇空间、城镇开发边界的划定属于核心内容,同时也是一项具有较强探索性的工作。以国家对国土空间规划的基本设想为依据,对城镇空间和城镇开发边界的概念和内涵、空间关系、相关规则进行深入探讨,确定了城镇适宜性评价与城镇空间、城镇开发边界划定的主要思路和技术路线。结合福建省空间规划的案例,分析了城镇适宜性评价与城镇空间、城镇开发边界划定的过程、方法和结果。不同于以往各部门开展的空间性规划,城镇空间和城镇开发边界的划定建立在资源环境承载能力和国土空间开发适宜性的基础评价之上,这使得城镇开发建设活动的空间布局在资源环境本底方面得到合理保障,城镇空间和城镇开发边界的划定也有了较为科学、客观的依据。此外,把基础底图的研制与城镇发展潜能、城镇开发指向的评估,以及开发建设的规模管控、空间管控、开发强度管控系统地整合起来,使得规划底图的随意性得到了较好的控制。实践表明,本文的思路和技术方法是合理可行的,这一尝试可为空间规划理论和方法体系的完善提供参考。     

基于水化学特征的“奥灰”地热流体水文地球化学演化机制研究——以济南东部章宁1地热井为例

以章宁1地热井的研究为例,在分析地热水水文地球化学特征基础上,对地热水的化学成分形成进行了研究,并通过与相对补给径流区的西曹范、章桃1地下水水化学特征的比较,研究其演化机理。综合分析认为地热水为沉积岩溶滤水,属于中度变质水,地下水流经火成岩侵入体时溶解了大量的Cl~-及F~-,HSiO~-_3等微量元素,次为地下水与沿文祖断裂上升的深部热液的混合,导致地热水化学类型的改变。深部热液的水化学成分与济南东地热水与深部热液的混合比例有待进一步研究。     

GNSS精密轨道产品不连续性分析及评估

按照目前的国际规范, 高精度GNSS (Global Navigation Satellite System)轨道产品一般以天为周期进行发布, 提供给用户使用. 连续使用多天的产品存在不同天间的跳变问题. 利用德国地学研究中心(GFZ)、欧洲定轨中心(COD)、欧空局(ESA)、美国喷气试验室(JPL)以及上海天文台(SHA)共5个GNSS分析中心2013---2017年的轨道产品, 分析了轨道跳变的特性. 计算结果表明: GFZ、COD、ESA、SHA和JPL的3维轨道跳变平均分别为7.79cm、1.51cm、7.77cm、11.75cm和2.51cm. 轨道跳变序列的周期特性分析表明: 序列存在90d、120d、340d左右的显著周期项, 对应于海潮对地球自转的影响, 其振幅为数毫米至1cm左右. 表明精密轨道确定需要进一步精化该项模型; GPS的跳变序列还存在与卫星星座相关的175d和352d左右的交点年显著周期项. 此外, 针对COD产品外推轨道的分析, 验证了地球反照辐射压和太阳光压模型等动力学模型对轨道的差异.     

基于车载LiDAR点云联合特征的道路边界提取研究

针对基于车载LiDAR点云数据的道路边界提取存在的问题,该文提出一种基于联合特征且能适应多种道路环境的道路边界提取方法。首先依据移动测量系统的航迹,按照设定宽度对道路数据进行分段,排除道路外侧无用数据;再对每段数据采用布料模拟滤波(CSF)算法分离地面点和非地面点,通过强度中值滤波去除地面点的椒盐噪声;然后计算点云局部邻域高差梯度和回波强度梯度构成的联合特征,依据设置阈值提取道路边界;最后通过欧氏距离聚类剔除部分非道路边缘点,细化道路边界,合并各段道路边界点云,得到完整的道路边界。选用代表性的城区道路、高速公路、乡村道路3种实验环境,验证了算法的鲁棒性。该研究对于扩展车载LiDAR在道路场景中的应用具有重要价值。     

周期性的或伴有贯穿流的西边界流跨隙流动的迟滞变异过程

使用1.5层准地转约化重力模式研究了周期性的或伴有贯穿流的西边界流跨隙流动的迟滞变异过程。当西边界流变化的周期比罗斯贝波在缺口处调整的时间尺度大得多时,在雷诺数增加和减少过程的霍夫分叉点都发生延迟,从而产生新的雷诺数迟滞区间;并且西边界流流态转变的临界值变化显著;且周期强迫越短,雷诺数迟滞区间越大。当西边界流变化的周期与罗斯贝波在缺口处调整的时间尺度相当时,西边界流在缺口的流态呈无迟滞的周期性变化,且西边界流入侵西海盆的程度随周期减少而变小。此外,当贯穿流的流量大于西边界流的一半时,会显著影响西边界流在缺口处的迟滞变异过程;西边界流向西入侵程度和流态转变发生的临界雷诺值均发生变化,且贯穿流流量越大变化越大。     

基于拓扑关系的BIM室内封闭空间边界建筑要素搜索方法研究

BIM作为工程建设领域的热门新兴技术,包含建筑物全生命周期内的各种数字化信息,但其对要素间空间关系的描述限于建筑领域的专业性表达,以及建模过程中的预定义。基于BIM数据的几何-语义特点,提出一种自动化构建BIM建筑要素拓扑关系的方法,并以此为基础搜索室内封闭空间的边界建筑要素,得到以建筑要素为单元的室内空间划分;以整层建筑物空间作为实验数据,通过实验结果验证了算法的准确性,实现BIM室内三维空间分割,为基于BIM的空间分析提供数据支撑。     

基于"双冒泡法"的SAR影像冰山识别

利用威德尔海区域2016年的Sentinel-1ASAR影像数据,采用"双冒泡法"的sigma-on-mu探测器探测冰山边缘区域,并通过对边缘像元进行交换排序和凸显最大像元的方式识别冰山。以人工识别法为基础,通过与自动识别法的对比,定量地分析了"双冒泡法"的识别偏差。研究结果表明,"双冒泡法"识别的冰山线性尺寸和面积等信息中纵横向最大长度分别为24.52km和11.16km;面积为220.833 6km2;单体识别偏差率为2.87%,低于自动识别法(7.5%);平均偏差率为2.48%,亦低于自动识别法(7.27%)。同时,基于"双冒泡法",提出了较小冰山边界的手动分离法(像元≤100),与自动识别方法相比,该方法的手动分离以具体的像元边界为基准,提高了对较小冰山的识别精度。     

基于含砾Folk三角形的底质范围分析

为解决面向航海应用的底质范围分布问题,提出了一种基于含砾Folk三角形的底质范围生成方法。该方法通过将海图底质注记转化为含砾Folk法底质类型,进而逆向利用Folk(G)三角形,将其拆解为各组分的比例,最后对海区内各组分单独插值并通过地图代数的方法整合各插值结果,生成底质的范围分布。对比实验表明其生成结果较传统的Voronio图法可更好地应用于舰船抛锚等应用场景。