浙西低山丘陵区城镇用地扩展研究——以桐庐县为例

以1978-2002年6个时相Landsat影像为数据源,将谱间特征分析与监督分类相结合,提取了桐庐县城镇用地信息。在此基础上,结合土地利用数据,通过分析桐庐县城镇用地扩展的规模和强度、城镇空间格局及空间形态的变化,揭示了浙西低山丘陵区城镇用地扩展的特征,并从自然、经济、交通、社会等方面研究了城镇用地扩展的驱动力。研究表明:①城镇用地扩展呈现出明显的3个阶段:1980年代低速扩展,1990年代加速扩展,1999年后高速扩展,1999年是城镇由低速扩展进入高速扩展的转折点;②以中心城区为核心,富春江、分水江为发展轴线的“T”字形城镇空间格局日益明显;③城镇用地扩展以“轴线式”和“跳跃式”两种模式为主,城镇空间形态趋于复杂;④经济发展是城镇用地扩展的主要推动力,地形、交通等因素影响着城镇的空间布局和空间形态。     

居民活动空间与生态约束协调的城市开发边界划定方法——以长沙市为例

为了遏制长沙市城市的无序扩张，促进土地节约集约、高效利用，保障生态空间质量，划定长沙市城市开发边界成为重要举措。基于居民活动空间扩展，选取人口密度、居民活动分布、基础设施布局等多源时空数据，通过量化居民活动空间扩展概率，并利用植被覆盖度构建生态约束强度，确定二者协调规则，作为CA模型的约束条件，进行城市建设用地模拟，划定城市开发边界。结果表明：划定的长沙市城市开发边界，结果与长沙市“十三五”规划的城市空间发展框架基本一致，对未来建设用地扩展方向预测合理，而且避免了侵占重要生态资源，达到了兼顾城市空间发展和生态资源保护的多重目的。     

基于遥感影像序列的建设占用农用地时空信息提取

随着我国城市化进程持续深入,大量农用地被建设占用,严重威胁着粮食安全和生态环境.因此,农用地保护刻不容缓,而及时获取建设占用农用地时空信息是其重要基础.利用长时间序列Landsat影像,构建了一种基于时序异常值分段检测的建设占用农用地信息提取方法.首先构造多种指数的原始时间序列和年际变化率时间序列,根据年际变化率时间序列选择能够显著表征建设占用农用地的指数,然后采用异常值检测算法对年际变化率时间序列进行异常值检测以获取发生土地利用变化的像元及其变化时点,最后根据变化时点将原始时间序列分割为三段子序列,并分别与建设用地原始时间序列、农用地原始时间序列对应的子序列进行相似性比较,识别建设占用农用地的像元.实验证明,该文提出的方法能够快速获取建设占用农用地的变化时点和空间位置信息,变化时点检测的总体精度为89.35％,Kappa系数为0.88;空间位置检测精测精度为93.49％,Kappa系数为0.91.     

基于关联矩阵的土地利用导向分区研究

研究探讨土地利用开发与生态保护之间的联动耦合关系,建立土地利用开发-保护二维关联矩阵；提出在ArcGIS支持下,基于土地利用开发-保护二维关联矩阵实现土地利用导向分区的方法与技术路线,选择位于北京东部发展带的重要结点河北省廊坊市为实证研究区,开展土地利用导向分区的方法与实证研究,并提出基于土地利用导向分区的廊坊市土地利用策略,以期为区域合理配置土地资源提供理论与方法依据,希望对研究区以至相关区域可持续发展有所帮助.研究主要结论和建议:①实证研究结果表明土地利用开发-保护二维关联矩阵是进行土地利用导向分区行之有效的方法,分区结果能基本反映廊坊市经济社会发展战略实际情况;研究提出的矩阵构建思路以及基于土地利用开发-保护关联矩阵在ArcGIS中实现土地利用导向分区的操作路线和方法具有普适性;②根据土地利用开发-保护二维关联矩阵划分出廓坊市四个土地利用导向区:重点开发利用区、适度开发利用区、适度保护用地区与重点保护用地区；③提出基于土地利用导向分区的廊坊市土地利用策略:重点开发利用区,推荐点-轴开发模式；适度开发利用区,采用集群发展模式;适度保护用地区,实行点状集约利用开发模式；重点保护用地区,采用疏解保护模式.     

兼顾生态系统功能和生态需求强度的城市生态用地重要性评价——以长沙市为例

生态环境保护和城市经济发展的矛盾由来已久，科学评价生态用地的重要性，对维护区域生态安全和引导城市有序扩张具有重要意义。生态用地的重要性不仅由生态用地自身的生态系统功能决定，同时受到人类生态需求强度的影响。选取生物多样性维持功能、土壤保持功能、水源涵养功能、户外休闲需求和生态用地稀缺度等指标，以长沙市中心城区为研究区，构建了兼顾生态系统功能和区域生态需求强度的生态用地重要性评价模型，进行了生态用地重要性评价。其中，生态系统功能通过生物多样性维持功能、土壤保持功能、水源涵养功能量化，区域生态需求强度通过户外休闲需求和生态用地稀缺度量化。实验结果表明：长沙市中心城区生态用地空间分布差异显著，极重要生态用地主要由大面积集中连片的森林、重要饮水源地和高质量的耕地构成，既包括城市外围提供生态屏障的大块生态用地，同时包括人口稠密城市建成区内的湿地、河流等小面积生态用地。与传统评价模型相比，构建的模型能够体现人类需求的影响，结果更符合人们的实际生态需要。     

基于邻接关系的土地利用变化空间关联规则研究

空间关联规则可在海量空间数据中挖掘出空间对象之间相互作用、空间依赖、因果或共生的模式。将空间关联规则方法引入土地利用变化时空特征分析中,以浙江省桐庐县2004~2009年的两种典型地类变化(城镇用地的转入、耕地的转出)为例,结合GIS的空间统计和空间分析功能,首先通过土地利用转移矩阵分析土地利用面积变化的整体情况,再采用经典Apriori算法挖掘这两种典型地类变化与其周边邻接的地类变化间的关联性规律。研究表明:(1)桐庐县土地利用呈现明显的非农化趋势,这主要归因于城镇化进程以及其作为特色发展的生态建设;(2)城镇用地的发展主要依靠耕地和农村居民点的转型,表现为集中连片的扩展方式,且城镇用地与交通水利建设用地的发展具有明显的共生现象;(3)耕地的同种转变类型在空间上呈现连片集聚分布,且耕地发展易受相邻地类的驱动或制约,尤其是林地和农村居民点。空间关联规则挖掘能够定量分析在空间邻接的情况下地类间的转变倾向以及变化的关联规律,为土地利用变化时空分析提供有用信息。     

基于GIS的桐庐县农村居民点空间格局研究

以浙江省桐庐县为研究区,以DEM和1996、2004年桐庐县土地利用现状图为数据源,利用GIS空间分析方法,研究了1996~2004年桐庐县农村居民点空间格局及其变化特征。研究表明：①桐庐县农村居民点主要分布在河谷平原地区,且高山区的农村居民点呈现向河谷平原集中的趋势。②桐庐县农村居民点呈现出两条比较明显的分布带：一条是江南镇-桐庐镇-富春江镇,另一条是横村镇-莪山畲族乡-钟山乡。③桐庐县农村居民点空间分布模式主要有3种：团状分布、带状分布、分散分布。在比较开阔的河谷平原地区农村居民点主要以团聚状分布;在比较狭窄的河谷地区,农村居民点主要以带状分布;而分散分布的农村居民点主要出现在海拔较高的山区。④地形等自然环境条件决定了桐庐县农村居民点的总体空间格局,但城镇发展、交通条件、政策引导对桐庐县农村居民点空间格局变化有着重要的影响。