基于演化树模型的长江三角洲城市紧凑度综合评价

紧凑城市是一种高效的城市空间组织模式，对实现城市可持续发展战略具有重要意义。通过密度、规模、结构和强度维度建立紧凑城市四维理论模型，并以此为基础构建由4个二级指标和12个三级指标组成的城市紧凑度综合评价演化树模型。通过对长江三角洲16个核心城市实证分析，评价结果显示：整体城市紧凑度下降，且影响紧凑度因素存在区际差异；在空间上，紧凑城市大致呈现沪杭甬沿线高于南北两翼的空间格局；从演化过程上分析，城市紧凑度与城市发展阶段发展水平具有一定的关联性，城市化率和产业结构与城市紧凑度呈现显著正相关。近年来开发区分散建设、城市建设用地面积扩张等因素是造成长三角城市紧凑度下降的重要原因，交通、医疗等公共服务设施投入不足、分布不均及政府有限的约束力也在一定程度上制约城市的紧凑发展模式。因此，需要在未来加强协调市场和政府两种力量以推动城市发展的高效高质     

吉林省城市紧凑度与城市效率的时空演变及相关性

紧凑城市理念被认为可以有效提高城市经济发展效率,减少城市在开发建设、资源配置等方面的低效率。为探究我国城市紧凑度和城市效率的时空演变及两者间的相关性,本研究以吉林省地级及以上城市为研究对象,研究时间段选择为2000—2013年。研究主要分为三个部分。第一部分,运用熵值法,对吉林省地级及以上城市的紧凑度时空演变特征进行研究,研究发现,吉林省城市紧凑度平均水平较低,并且空间分布极不均衡,受区位和经济发展水平影响较大,高紧凑度城市基本位于哈大城市走廊一线。第二部分运用DEA数据包络模型,对吉林省城市效率演变特征进行研究,结果显示,吉林省城市效率在经过了长期的反复波动后于2012年步入快速增长阶段,受多种因素影响,各城市全要素生产率增长节奏迥异,但都表现出与技术进步一致的变动性,城市经济发展对新技术、新的生产要素投入的依赖较大,资源利用效率整体较低。第三部分运用R语言对吉林省城市紧凑度与城市效率的相关性进行了研究,两者间存在极弱的相关性,接着借助象限图法得出两者在不同时间段内存在一定程度的同步性,紧凑度提升时大部分城市的城市效率会出现提升,紧凑度的下降不一定有效引起城市效率同步下降。     

南京近30年人口空间格局演变与机制研究

人口分布是人口发展过程在地理空间中的表现形式,研究人口空间布局的时空演变过程,揭示其中的规律,确定影响因子,对引导人口合理布局,实现人口、资源、环境、社会的协调发展具有指导作用。以南京市为研究区域,1982年、1990年、2000年和2010年数据为依据,采用行政区划法、圈层方向法、空间插值法和热点分析法,从四大区域、区县、乡镇街道和网格等不同层次分析了南京近30 a人口空间格局演变过程;总结出人口格局演变的六大特征;最后,从经济发展水平、自然地理条件、产业优化升级与布局调整、新城和开发区建设、交通便捷程度、公共服务水平和设施配套、工作选择、居住空间选择、城市空间发展政策与城市规划等方面阐释了南京人口格局演变的机理,并通过回归模型加以实证     

南京市秦淮区昼夜人口空间分布估算与分析

人口时空分布研究对于城市规划管理、土地利用布局优化以及生态资源环境评价具有重要的现实意义。以南京市秦淮区为研究区，选择Google Earth平台提供的2014年空间分辨率为0.27 m的高分辨率遥感影像，结合统计资料和实地调查，根据人们日常活动的时空位移规律，获取“人口-昼夜-土地利用”匹配关系，借助地理信息系统建模和空间分析技术，实现100 m格网单元尺度下的昼夜人口空间分布定量模拟，并从街道和建筑斑块尺度对人口空间化结果进行验证，进而分析昼夜人口空间分布格局。结果表明：(1）利用高分辨率遥感影像目视解译和街景地图等多源数据，可有效克服城市复杂下垫面的土地利用类型和建筑物图斑数据较难获取的困难，提高城市人口估算的空间分辨率；(2）利用土地利用类型和建筑物空间属性信息，能够合理地估算建筑物尺度上的昼夜人口空间分布；（3)由于中心城区建筑物功能布局以及城乡发展差异等诸多因素影响，城市中心城区昼夜人口的空间结构存在显著差异，白天人口分布范围较为广泛且部分区域具有显著的集聚特征，而夜晚人口的高值分布则相对分散，高值集聚区向城区周边推移。 关键词： 昼夜人口；时空分布；遥感；地理信息分析；南京市；秦淮区     

1994~2006年上海市土地利用时空变化特征及驱动力分析

快速发展的都市地区是区域土地利用变化研究热点。基于上海市1994、2000、2003和2006年4期航空遥感影像资料数据，运用人机交互目视解译方法建立上海土地利用空间数据库，并结合GIS空间分析、数理统计方法与土地利用动态度模型，对上海市1994~2006年土地利用时空变化特征进行了深入分析。结果表明：12 a间，上海市综合土地利用动态度为207%；在各种用地变化中，耕地面积变化最大，共减少了94 00772 hm2，减幅达233%；从耕地转移来看，转变为城镇建设用地（包括工业仓储用地、交通用地、城镇居民点用地和其他用地）面积共74 82586 hm2，占耕地面积总流出量的6712%；可见城镇建设用地急剧扩张而大量占用耕地，是上海市土地利用变化的主要特征；上海市土地利用变化的另一个重要特征是城市绿地的大幅增加，12 a间城市绿地面积共增加了9 29241 hm2，单一动态度为1876%。从上海土地利用变化的区域特征来看，各区的综合土地利用动态度差异明显，且表现出明显的中心城区-近郊-远郊递减趋势，其中浦东新区综合土地利用动态度最大，崇明县最小，这种差异与各区（县）的区位条件、经济发展状况以及政策等因素密切相关。通过对上海LUCC的驱动力定性定量分析表明，社会经济因素包括人口分布及变化、经济增长、人民生活水平的提高、政策以及国际大型活动的举办均对上海土地利用格局及其变化产生了重要的影响     

2000~2014年武汉市城市扩展时空特征分析

基于不同时相的高分辨率遥感影像，采用面向对象的解译方法提取了武汉市2000、2005、2010和2014年的土地覆被信息，从城市扩展强度指数，城市中心坐标迁移和分形维数等方面分析了武汉市2000～2014年城市扩展时空特征。结果表明：2000～2014年间，武汉市城市扩展强度指数为1.41，各主城区城市扩展强度不一，洪山区建设用地的增加对主城区城市扩展的贡献最大；在扩展过程中，武汉市城市分形维数增加，城市空间形态变复杂；其扩展呈现核心-放射扩展模式，并逐渐转向圈层式；自然条件、经济、人口、交通、政策和城市规划是武汉市城市扩展的主要驱动力，但随着交通的发展，自然条件和经济对武汉市城市扩展的驱动作用正逐渐减弱。     

山东省城市土地集约利用评价及其时空差异研究

21世纪的中国进入经济社会发展的转型期,城市化的迅速推进支撑了区域的快速发展,但城市用地的急剧扩张带来耕地锐减、社会矛盾加剧等严峻问题,土地集约利用成为解决问题的关键。在构建城市用地集约度评价指标体系的基础上,通过多因素综合评价模型对山东省城市用地现状进行综合分析,并阐释了其时空变化特征。研究结果表明:山东各城市土地投入程度不断增强、土地产出效益不断增加、土地生态环境质量也有一定程度的提高,但土地利用强度波动较大,城市用地总体上趋于集约化、高级化;各城市土地利用集约化呈现不同的变化轨迹,大致可分为持续上升型、偶变型、波动上升型、先升后变型四种类型;城市间土地集约利用水平整体上呈现由东向西递减的空间分布特征,区域差距有所下降。据此建议中西部地区从加快经济发展、增加土地投入强度、实行城市增长边界限制等方面入手,提高土地利用集约水平。     

“红三角”地区城镇体系结构分形研究

分形维数是刻画城镇体系结构的有效参数。将“红三角”地区分成韶关、郴州、赣州三个城镇体系，分别测算各个城镇体系的Hausdorff维数、空间关联维数及牛鸦维数比、随机集聚维数。测算结果表明:①赣州、郴州两市的中等位序城市较多，人口分布比较均衡，而韶关市城镇体系等级规模差异明显，人口分布差异程度较大，韶关市区人口规模大，具有较强的垄断性；②各城镇体系中的城镇有集中到某一地理线上的趋势，具有轴线特征，同时整个地区的交通网络比较完善，整体通达性好，但城镇体系空间关联程度不够紧密；③各城镇体系空间分布呈现集聚性特征。最后对“红三角”地区城镇体系建设提出了发展次级中心城镇、加强区域空间结构轴建设、适当调整行政区划和加快交通基础设施建设的建议。     

基于CLUE-S模型的重庆市渝北区土地利用变化动态模拟

以重庆市渝北区为研究区域,运用CLUE-S模型,结合Logistic回归分析,分别以2007年和2009年为基期,对渝北区2013年土地利用情况进行模拟研究,在此基础上构建了渝北区2013~2020年3种不同情景的土地利用变化模式,模拟了3种情景模式下渝北区在2020年的土地利用空间分布格局。结果表明:(1)两期模拟的正确率分别达到了92.26%和94%,Kappa系数值分别为90.32%和92.5%,均取得了较好的模拟效果,说明CLUE-S模型适用于渝北区的土地利用空间格局变化的模拟研究,具有较好的模拟区域土地利用时空变化的能力;(2)地形、国道、省道、高速公路等主要道路、河流、城镇和村庄是影响渝北区土地利用空间格局变化的重要驱动因素;(3)在3种情景模式中,主要的用地格局变化均发生在两江新区,区内建设用地总体呈现向东北部扩张的趋势,表明区域经济社会发展政策对用地类型的变化具有较大的影响;(4)从促进城乡统筹和谐发展、土地节约集约利用、生态环境显著改善和保护耕地的区域发展目标而言,情景模式2为较为合理的发展模式。研究结果可为决策部门在土地可持续利用和土地管理方面提供参考依据。     

基于适宜性评价的中心城区建设用地布局——以杭州市为例

中心城区建设用地布局优化有助于发挥建设用地的最大效益,关系整个区域土地资源的合理利用和社会经济的可持续发展。采用主成分分析方法从栅格尺度评价杭州市中心城区建设用地适宜性,同时针对中心城区的特点侧重于经济适宜性,并结合GIS技术,实现基于建设用地适宜性评价的中心城区建设用地布局方案。结果表明:侧重经济适宜性的建设用地适宜性评价结果作为杭州市中心城区建设用地布局的决策依据是科学合理的,有助于确定未来城市发展的优势区位,并且布局方案相对紧凑,能有效引导城市紧凑化发展,抑制城市沿主干道蔓延式开发。另外,基于适宜性评价的中心城区建设用地布局是一种自上而下的布局方式,较难体现邻域动态影响、局部规则的交互作用以及不同主体城市开发决策行为所导致的空间格局,可能导致布局结果与城市实际发展情况的偏离,对此仍有待进一步深入研究。     

丘陵山区都市边缘农村居民点土地利用空间特征分析——以重庆两江新区为例

分析丘陵山区都市边缘的农村居民点土地利用空间特征,对于科学认识自然条件与社会经济发展交错影响下的新型农村人地关系具有重要意义。以重庆市两江新区为例,从居民点用地规模特征、居民点空间分异特征、居民点分形特征以及居民点空间格局四方面对农村居民点土地利用空间特征进行了分析。结果表明:两江新区农村居民点用地规模表现出明显的地域差异,在区域内部,受高程、坡度、地质灾害分布、水系、城镇和交通的影响,农村居民点用地表现出较强的空间分异特征,其中有相当一部分居民点的交通及基础设施条件亟待改善;两江新区内农村居民点分形维数介于1.12~1.53之间,由西南向东北方向逐步增大,围绕城市呈现"扇形圈层结构"特征,距离城镇越远农村居民点斑块结构越复杂;从居民点空间格局来看,两江新区镇域尺度上的农村居民点呈现出集聚、均匀与随机3种分布状态,图斑尺度的居民点受地形约束总体上呈条带状分布,在此基础上城镇发展的极化作用吸引农村居民点向城镇集中,形成若干聚集区。研究结果可为丘陵地区开展土地整治及模式探讨、土地利用规划筹提供参考。     

Potential flood hazard due to urban expansion in the karst mountainous region of North China

Since China’s economic reform in 1978, the cities of China have experienced rapid expansion and urbanization, thereby profoundly transforming the spatial pattern of urban land use in the karst regions, particularly in the urban mountainous area within city, and urbanization has had and continues to have a negative impact on urban mountain area in cities of China. With the rapid development of urbanization and civilization in these regions, environmental degradation has been increasingly serious, especially in the urban karst mountain area, thereby resulting in the destruction and breakage of urban hills that induce serious natural hazard, i.e., flood hazard.     

中部3省城市建设用地功能时空演化特征

定量识别区域城市建设用地功能演化特征与模式,是推进可持续城市建设用地开发利用与管理、助力新型城镇化等国家战略的重要基础。从人口承载、生产与消费、公共服务3个方面构建了城市建设用地功能评价指标体系与模型,以地级市为研究单元探究了2000~2014年期间我国中部3省多尺度城市建设用地功能演化特征与模式。研究结果表明:(1)中部3省城市建设用地人口承载、生产与消费、公共服务和综合功能总体呈改善趋势,但演化过程复杂;(2)不同尺度尤其是城市群地区城市建设用地功能演化特征差异明显。沿长江和城市群地区城市建设用地功能演化强度高,但城市群地区空间异质性较强;(3)城市建设用地功能演化以复合型演化模式为主,演化格局复杂。其中,城市建设用地人口承载功能演化模式类型最多,且局部地区呈衰退型演化格局;城市建设用地生产与消费、公共服务功能和综合功能演化模式类型相对较少,且大多集中连片分布,武汉城市建设用地综合功能加速改善型演化特征显著。如何深入探究城市建设用地功能演化模式形成机理,并系统制定多级城市建设用地可持续利用管理策略,是实现我国新型城镇化和"美丽中国梦"等战略的重要任务。     

武汉城市圈土地利用变化系统仿真模拟与驱动力分析

土地利用变化是全球环境变化与可持续研究的重要内容,驱动力研究是土地利用变化研究中的核心问题。现有土地利用变化驱动力研究多针对单一的城市区域展开,无法解释城市群地区,城市一体化战略指导下城市交互作用对土地利用变化的影响。运用系统动力学(SD)方法,综合考虑经济、人口、城市化、政策等主要人文因素,并将城市交互作用因素引入SD,以武汉城市圈为例,构建土地利用变化系统SD模型,运用1997~2006年的历史数据进行检验,并对武汉城市圈2010~2020年不同情景下的土地利用变化进行模拟。结果表明,建立的SD模型是有效的,两种情景下土地利用变化表现出差异性,说明城市交互作用是除经济、人口城市化等社会经济因素外,土地利用变化的又一重要影响因素。     

基于铁路客运的中国城市可达性及类型研究

为探究铁路网络时空压缩效应对城市可达性的影响,基于2009年和2014年铁路列车时刻表数据,结合传统数理统计方法及空间分析方法,对中国地级以上城市可达性及其格局演变进行深入分析。结果表明:(1)铁路客运的数量和类型上均有较大变化,特别是始发列车及动车组的大幅增加及高铁的开通运行,中国城市可达性得到一定程度提升,但城市可达性改善地域差异性显著。(2)北上广三大核心城市在城市可达性等级体系中第一层级地位稳固,交通区位条件的差异使得城市可达性等级体系产生一定变化。(3)中国城市可达性绝对及相对差距均呈现出不断扩大趋势,列车停靠数量的极化效应显著、新增加的高速客运更多地向高等级中心城市集聚,铁路基础设施的建设正在重塑中国生产力格局。(4)从城市功能属性及规模属性视角,以始发列车和停靠列车中位数为临界值,将中国城市划分为高规模高功能、高规模低功能、低规模高功能、低规模低功能等4种类型,并依次分析城市分布特征及成因,为铁路客运的合理配置及交通网络优化布局提供参考。     

基于圈层建设用地密度分析的中国主要城市扩张的时空特征

基于圈层建设用地密度分析,提出了城市扩张核心度指数;通过计算城市扩张核心度指数和城市扩张强度指数,分析了1990~2010年中国27个主要城市距城市中心不同距离区域的城市扩张的时空模式。研究发现:(1)1990~2010年,大部分城市核心度指数不断降低,城市空间结构变化与国家区域政策密不可分,呈现明显的区域特征。1990~2000年东部沿海地区城市核心度值减少幅度较大,2000~2010年则是东北部和中西部城市降低明显。总体上看,西部和东北部城市的核心度指数要高于东部和中部的城市,结构更加紧凑。(2)城市扩张最活跃的地方总是出现在核心区边界附近,并不断向外推移。(3)城市的形态与城市的发展阶段密切相关。1990~2000年,一线城市扩张的强度和范围远大于其他城市;2000~2010年,二三线城市的扩张强度和范围明显增加。经济比较发达的城市,建设用地的扩张逐渐由单中心扩展向多中心协同发展转变,而经济相对落后西部城市和东北部城市,城市结构比较紧凑,保持着单中心的城市形态。     

道路交通网络与城市土地利用时空耦合关系——以南京市为例

城市的扩张与道路交通的发展是相辅相成的。道路建设造成了城市景观的破碎化，使城市景观呈现不同的空间格局和空间异质性特征，并且这种空间异质性随着时间的变化而发生改变。在RS和GIS技术的支持下，利用1989、1999和2008年的Landsat TM/ETM+数据，以南京市为例对道路交通网络与城市土地利用之间关系进行了不同层次和尺度的空间分析。结果表明：1989～2008年近20 a来，南京市城市空间形态扩展迅速，建设用地面积从1989年的1003 km2增加到2008年的6847 km2；在不同时期，南京市城市化过程表现出不同的道路交通网络结构和城市空间扩展模式；由道路交通建设造成的局部区域的景观破碎度在一定程度上能够反映周边区域的土地利用强度；土地利用强度和由道路交通建设造成的景观破碎度均表现出显著的空间自相关性，随时间推移，这种特征愈加明显，并且二者在表征城市空间拓展方面具有较高的耦合度；受其他辐射中心的作用，交通干线周边地区土地利用强度并未表现出距离指数衰减效应     

中国城市建设用地集聚对利用效率的影响:机理、空间效应与分群差异

为探究城市建设用地集聚对城市建设用地利用效率的作用机理,文章基于2003—2017年中国278个地级及以上城市面板数据,通过构建多产出随机前沿生产函数模型测度城市建设用地利用效率,采用时间-空间双固定的空间杜宾模型探讨了不同程度的城市建设用地集聚对利用效率的影响机理与差异。结果表明:(1)从时空特征上来看,样本考察期内中国城市建设用地利用效率总体上呈稳步提升趋势,东部城市建设用地效率最高,西部次之,中部最低。(2)从全国维度的空间计量模型回归结果来看,城市建设用地集聚所带来的规模效应和外溢效应对城市建设用地利用效率具有改进作用,有利于利用效率进一步提升。(3)从不同城市建设用地集聚度分群回归结果来看,高集聚城市(东部发达地区)的直接效应显示随着城市建设用地集聚度的提高,利用效率也不断提高;间接效应中,建设用地集聚度的提高对周边城市的利用效率产生先带动后抑制的"倒U"形作用。低集聚城市(中西部欠发达地区)的直接效应和间接效应均显示,随着城市建设用地集聚的提高,其利用效率存在"先降后升"的"U"形曲线特征。可见,在城市发展的不同阶段,城市建设用地集聚对城市土地利用效率存在差异化影响。因此,中国城市发展应立足当前发展阶段特征,制定差别化的供地政策,促进城市建设用地集聚,针对性地提升区域要素利用效率,支撑经济社会进一步发展。     

鄱阳湖流域城市洪涝灾害风险及土地类型调整策略研究 ——以景德镇市为例

在全球气候变化和人类活动影响下，流域内城市洪涝灾害发生的频率、强度及其造成的损失日益加剧，更好的揭示洪涝灾害风险的时空演变规律对不同流域下城市防灾减灾具有重要意义。基于流域城市洪涝灾害风险的形成过程，从致灾因子、孕灾环境、承灾体、防灾减灾能力4个方面选取指标，构建了基于格网的流域城市小尺度洪涝灾害风险评价模型，并以景德镇市城区为例，将空间风险定量计算，分析了城市洪涝风险的时空分异特征，最后提出土地利用类型的调整策略。结果表明:从空间上，城区洪涝灾害风险极大值与极小值差值存在较大的差异，呈现由昌江、南河、西河等河流为中心向四周逐渐减小的方向性变化，不同区域的风险波动性幅度不同，社会经济发展水平较高的珠山区昌江沿岸区域为景德镇城区的洪涝灾害高风险区，西部、西南部山区以及东部乡镇由于地势较高，风险水平较低。从时间上，景德镇市城区的洪涝灾害风险最大值呈下降趋势，南部洪涝灾害风险整体变小，但风险集中程度不断加剧，城区西部风险值有小幅度的上升；针对不同的区域特征，通过两种方案对城区内洪涝灾害易涝典型地区进行土地利用类型调整，两个区域风险分别从0.606与0.610降低到0.561与0.571。     

土地出让对长江中游城市群经济辐射的影响效应与形成机制研究

以湖北、湖南、江西3省36个地级以上城市为研究区域,将2003～2016年城市面板数据作为样本,构建扩展的空间杜宾模型,实证检验了土地出让对长江中游城市群经济辐射的影响效应及其形成机制,结果表明:(1)土地出让对长江中游城市群经济辐射带动的促进效应较小,表现为仅有中心城市土地出让对城市群经济辐射具有显著为正的直接空间效应,而非中心城市直接空间效应、中心城市和非中心城市的间接空间效应均不显著;(2)土地出让对长江中游城市群经济辐射的促进作用主要依靠基础设施投资、技术效率和省级财政转移支付机制,而企业投资和劳动力机制的积极效应没有形成。原因是,土地出让对企业投资、劳动力的拉动效应不显著,且企业投资没有显著扩散效应,而劳动力则呈现空间回流效应;(3)提升土地出让对长江中游城市群经济辐射的促进作用,需要更加注重城市间合作和配套的产业链引资,同时加快农业转移人口市民化,使长江中游城市群土地出让"既能引资,又能留人"。