基于地学信息图谱的合肥市城市扩展时空特征及驱动力分析

利用多时相遥感影像,借助ArcGIS平台,采用空间形态分析、等扇分析、等距分析及分形分析等方法,以城市扩展强度、紧凑度、分形维数、重心坐标、扩展弹性系数等为指标,基于地学信息图谱分析了1987~2011年合肥市城市扩展时空特征及其驱动力。结果表明：合肥市在经历了轴向放射状扩展、双核组团扩展及轴间填充后,城市形态由不规则团块状向星楔形、连体双星形转变;24 a间,城市用地面积增长了22415 km2,城市规模扩大了455倍;2000年以前基本保持中、低速扩展,进入21世纪后,开始高速扩展;城市空间主要沿交通线向西南、东南、东、东北等方向非均衡延展,城市扩展最强烈的区域约在距城区中心8 km处,城市重心不断向南偏西方向转移;扩展过程中,城市紧凑度呈“W”型波动,分形维数呈“M”型波动,扩展弹性系数呈“∧”型波动,城市形态最终向着稳定、合理化方向发展;自然环境、经济发展、人口增长、交通建设、政府行为等是合肥市城市扩展的主要驱动力量     

改革开放以来苏南地区城市扩展格局与驱动机理研究

以快速城市化的苏南地区为研究对象,以揭示城市扩张的过程和效应为目标,利用多时相卫星遥感影像数据,以扩张强度、扩张速度指数反映扩张过程及格局,以分形维数、紧凑度指数等反映城市形态和位序-规模的变化过程,对影响苏南地区城市扩张的因素和机制进行探讨。结果表明:改革开放以来苏南地区城市扩张的热点区域发生了变化,呈现由分散到集中再到分散的过程;东西两翼地区整体扩张速度较快,东部地区的持续高速扩张推动了苏南地区"哑铃型"城镇体系格局的形成;城市形态相对紧凑,但随着时间推移有趋于不规则、不稳定、不紧凑的态势,中部地区城市紧凑度下降较大。地区生产总值、实际利用外资总量、城镇固定资产额、常住人口等的增长直接导致了城市建成区面积的扩大,全球化、区域政策、区位条件、后发优势等是影响城市扩张热点形成、变化和位序-规模改变的主要原因,而沿轴线扩张主导的模式则影响了城市形态的变化。     

重庆主城区建设用地扩展的时空特征及驱动因子分析

以多时相的遥感影像为基础,选用归一化裸露指数（NDBI）、重归一植被指数（RDVI）和改进的归一化水体指数（修改后的NDWI）,通过阈值分割、掩膜处理提取建设用地信息,结合重庆主城区的社会经济数据,利用扩展速度指数、扩展强度指数、扩展弹性指数、紧凑度指数、建设用地扩展系数及扩展方向分析研究了不同阶段建设用地扩展的时空动态特征,并运用灰色关联分析,对建设用地扩展的驱动因子进行探讨。结果表明：1988～2011年重庆主城区建设用地扩展了39332 km2,扩展速度和扩展强度呈现增大的趋势;扩展弹性系数、建设用地扩展系数波动变化,反映了重庆主城区建设用地逐渐由粗放型向集约型转变;建设用地扩展的空间分析表明重庆主城区的城市形态由非紧凑型向紧凑型发展,同时扩展方向具有明显的分异性,主要向正北和西北方向扩展;人口增长,尤其是城市人口的增长是重庆主城区建设用地扩展最主要的驱动因子;经济发展、产业结构变化与建设用地的扩展也有明显的相关性     

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。     

城市空间形态和城市综合实力相关性研究

本文选取1990年百万以上人口的31个特大城市作为样本,对城市空间形态和城市综合实力的相关性进行了初步探讨.首先,提出将发表于2007年上的AP(affinity propagation)近邻传播算法应用于对城市空间形态进行聚类;其次,选取了10项指标,采用主成分分析方法对样本城市1990年和2000年的综合实力进行评价,给出综合得分,并将样本城市分为三个等级;然后,采用Rand Index聚类验证算法对城市空间形态的聚类结果和城市综合实力等级进行一致性验证,表明城市形态和城市综合实力之间具有较强的相关性:对2000年城市综合实力排名上升城市和综合实力排名下降城市的形态指标变化量的研究表明,综合实力排名上升城市的分维值和形状指数减少,紧凑度增加,说明综合实力排名上升城市的行政规划更加趋于规则和紧凑.最后,根据城市空间形态和经济发展的耦合关系,提出了城市空间规划的政策建议.     

中国资源型城市的城市形态测度:是否存在城市蔓延

中国资源型城市在长期发展中,不仅攫取自然资源,也粗放地利用着有限的土地资源。在21世纪全球城市面临城市蔓延挑战的背景下,中国资源型城市的城市形态及变化也受到学术界和决策者的关注。本文基于1996年至2006年中国地级以上城市的数据,对中国资源型城市的城市形态加以测度。分析发现,无论是从建成区的扩张、城市人口密度的下降还是城市足迹的下降等指标测度,中国资源型城市都存在着向不良城市形态的发展的趋势,甚至出现了城市蔓延的现象;并且相对于非资源型城市,资源型城市的建成区扩张更快、城市人口密度下降也更迅速。本文的研究意义在于从"资源节约型、环境友好型"的社会目标出发,为中国城市向着健康、可持续的城市形态方向发展提供启示和借鉴。     

南京城市扩展的遥感研究

卫星遥感影像为数据源， 以GIS为制图和数据提取的分析手段， 通过引入城市扩展强度、重心坐标、紧凑度、弹性系数等指标，研究了南京城市扩展的时空规律、形态特征以及与人口发展之间的协调关系；并应用回归分析，筛选了能够解释城市扩张的主要社会经济因子。结果表明：①南京城市扩展的时空分异特征明显，江南主城的东北-西南轴向和东南的江宁一带成为城市扩展最活跃的地区；②城市扩展过程中，紧凑度降低，空间形态向着趋于不稳定状态发展；③ 21世纪以来，城市扩展的弹性系数向着逐渐合理化的方向转变，但在1988~2001年，该指数与合理数值有一定差距，城市扩展与人口增长速度之间出现了不和谐现象；④国家和地方相关政策的引导及自然因素的影响对于南京城市扩展起了重要作用，职工年平均工资的增长和非农业人口的增加也是影响南京城市扩展的主要社会经济因子。     

从精明增长的视角扯浙江省城镇空间扩展的理性选择

国内对于精明增长的研究多集中于宏观层面,区域探讨较少.浙江省社会经济发展引人关注,近年来被称为"浙江现象".本文从区域层面--浙江省入手,在分析城市发展背景与"精明增长"差异的基础上.找出共同点,然后对城市空间扩展的现状及存在的问题进行深入剖析,以期能够在"精明增长"的框架下对城市发展深入思考.研究表明:浙江省目前的城市空间扩展迅速,资源要素低效利用,沿交通干线的轴向扩展呈现无序特征,并且机动化(小汽车普及)的趋势进一步加剧了用地空间的松散.但鉴于中西方城市应用背景的差异,"精明增长"并不能够简单地"复制"到浙江省,应根据实际,从思想和实践两个层面进行创新.具体来说,一是紧凑式开发与填充式发展相结合,提高土地产出效益;二是有机结合土地利用规划与交通系统规划,倡导公交先行;三是运用逆向思维设定城市增长边界.     

桥梁-道路建设对西南山地城市扩展影响机制研究——以重庆嘉陵江两桥为例

交通因素对城市空间扩展的影响是一个研究热点,但国内外关于桥梁-道路建设对山地城市扩展影响机制的研究还不多见。基于桥梁-道路对城市待开发区域区位的影响,提出了点状辐射、线状辐射和环状辐射3种影响机制。以重庆嘉陵江大桥和黄花园大桥建设对嘉陵江北岸影响为例,将研究区划分为5个分区,基于Arc GIS软件提取各分区城市建成区与河岸的空间分布关系,并通过5个分区1940~2009年城市扩展差异比较印证3种影响机制。研究结果表明,桥梁和道路建设促进研究区建成区迅速扩张,但对不同分区的建成区扩展速度的影响有差异;第3分区城市扩展反映了桥梁-道路对城市扩展的点状辐射和线状辐射,而第4分区城市扩展反映了桥梁-道路对城市扩展的环状辐射。结论表明研究提出的点状辐射、线状辐射和环状辐射符合桥梁-道路建设对西南山地城市扩展的影响机制。     

城市核心建成区对邻近新增建设用地影响研究——以长江三角洲为例

为探究城市核心建成区对邻近建设用地增长的影响机制,选取1990~2015年间长江三角洲77个县级以上市核心建成区10km缓冲区内新增建设用地图斑为研究对象,借助扩展强度、景观格局指数和空间分析等方法分析了图斑的成长特征及扩展模式。结果表明：(1）1990~2015年,各等级城市新增建设用地平均面积处于周期波动上升趋势,与各阶段国家（区域）政策变化密切相关;城市等级越高,核心建成区周边扩展规模越大;(2）随着与城市核心建成区距离的增加,各等级城市新增建设用地扩展强度总体呈下降趋势,景观分离度总体呈上升趋势,扩展强度与距核心建成区距离存在衰减的对数曲线关系;(3）研究时段内,城市扩展模式存在两个明显的阶段性特点：第一阶段是1990~2000年,建设用地的增长主要以内部向心填充式集聚为主的城市化阶段,第二阶段是2000~2015年,建设用地的增长主要以离心边缘式圈层扩散为主的郊区化阶段,此阶段大、小城市的飞地式扩展比例明显提升,中等城市边缘式蔓延保持较高的增长比例。针对城市的不同等级及其发展阶段,政策的引导和政府规划对于土地的合理布局有着重要影响。     

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。     

无锡市城市扩张的空间特征及驱动力分析

以无锡市1991、1996、2001和2005年的Landsat TM/ETM+影像为数据源,采用改进后的波段组合阈值提取法对无锡市城市建成区空间信息进行提取,并参照太湖流域土地利用分类图对提取的信息进行修正;通过影像叠加分析,研究 1991~2005年无锡市城市扩张的空间分布规律,认为无锡市城市总体扩张呈现出不断增加的态势,尤其是2000年以后,城市扩展出现快速发展。同时无锡市城市空间扩张呈现出不均匀性,主要包括集中连片发展和轴向扩展两种典型的扩展模式,而城市扩展方向主要集中在常州 无锡 苏州城市中心线沿线和环太湖方向,其中以东南部和东部扩展最为迅速;结合无锡市 1991~2005年社会经济以及人文数据,分析了人口及经济发展对城市扩张的影响,结果表明：人口的增加和城市的经济发展是影响无锡市城市扩展的两个重要因素。     

重庆市区城市建设用地预测研究

重庆市作为西部唯一的中央直辖市和长江上游地区最大的经济、文化、商贸中心,在西部大开发中扮演十分重要的角色。重庆市是一个典型的山地丘陵城市,地形起伏大,工程地质条件复杂,施工难度大而且建设费用高,极大地限制了重庆市城市建设的发展。再加上受以前城市建设政策的影响,重庆市的城市建设发展缓慢。城市建设用地长期不足。为此必须加快重庆市城市建设步伐,重点放在搞好城市建设规划,加强城市基础设施建设上。首先要做好城市建设用地预测,以便为规划提供科学依据。从重庆市城市建设用地的实际情况出发,采用目前应用广泛的灰色系统分析法GM(1．1)预测了重庆市区城市非农业人口规模,进而测算出城市人口规模,并根据几种可能的人均用地水平预测了未来重庆市区城市建设用地规模。     

鲁南经济带"城市走廊"战略研究

城市走廊是区域发展的一种重要空间布局方式和发展策略.鲁南经济带规划的科学、高效实施对于鲁南地区加快发展,摆脱落后局面具有重大意义.规划建设鲁南"城市走廊"无疑是实施鲁南经济带规划的必然选择,更是关键措施.鲁南经济带"城市走廊"的空间结构基本呈"之"字形态,组团式发展,可以形成区域1个核心增长极、5个圈层型中小城市群、6个三角形特色小城市经济增长带;城市走廊的轴线发展趋势为"三纵两横".建设鲁南"城市走廊",需要优化产业分工,提升区域工业化水平;优化区域空闻结构,培育核心增长极,打造小城市群,尤其需要精心打造兖州-曲阜-邹城-滕州-微山-薛城-枣庄市中区-峄城区-台儿庄核心经济走廊,形成大中小城市合理布局发展的良好体系;尽快建设南部东西方向快速交通干线,建立区域共建互动机制,使鲁南"城市走廊"成为区域发展、产业振兴的动力和源泉.     

南方丘陵地区河谷城市用地时空演变与驱动分析——以上饶市城区为例

以揭示中国南方丘陵地区河谷城市的空间演变过程和特征为目的,以上饶市城区为例,在遥感与GIS技术的支持下,对1988~2013年间上饶市城区城市用地的时空演变过程、特征及驱动影响因素进行了研究。结果表明,1988~2013年的25 a间,上饶市城区城市用地呈现出快速增长的态势,城市形态的演变具有明显的时空特征:时间序列上,不论扩展幅度还是扩展速度,2001~2013年间的值均高于1988~2001年间的值,前后两个时段的扩展特征呈现出明显的差异性;空间格局上,上饶市城区以老城区的中心广场为中心向四周扩展,先后经历了放射性扩展、组团式分散扩展两个阶段,同时呈现出明显的方向分异性,西南和西为其主要扩展方向,而其东南方向的扩展速度最为缓慢。自然环境中的地貌对上饶市城区城市用地的扩展起到很大的限制作用,经济社会的发展、政策规划等因素成为城市用地扩张与时空演化的外在驱动因素。     

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