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。     

长江沿岸中心城市土地扩张时空演化特征——以宁汉渝3市为例

基于国家新型城镇化与"T"字型发展战略理论内涵,选取长江沿岸上、中、下游中心城市重庆、武汉和南京为实证研究对象,以1980、1990、2000、2010年4期遥感影像资料为基础数据源,通过RS、GIS和景观生态结合分析,分别对其城市扩张强度、城市扩张类型和城市建设用地扩张弹性进行对比分析,并采用景观指数进行了进一步分析和验证,从而系统分析了近30 a来3个城市建设用地扩张的时空特征与内在机理。结果表明:(1)30 a来,南京、武汉和重庆3市城市扩张强度均呈明显上升趋势,总体呈现南京市>武汉市>重庆市,但2000年是一个分水岭,之后重庆市城市扩张增速赶超武汉市,南京市反而增速最低;(2)对城市扩张类型分析表明,南京市始终以边缘式增长为主;武汉市在2000年之前以飞地式扩张主导,2000年之后呈现边缘式增长;重庆市以边缘式增长为主,但2000年之后飞地式增长迅速;(3)从城市建设用地扩张弹性分析表明,1980~2010年南京市土地扩张相比城市人口开始减缓,而武汉市和重庆市在2000年以后城市扩张速度远远超过城市人口增长速度;(4)景观指数验证分析结果显示,遥感分析、地理信息分析和景观生态分析的结合能够很好反映城市建设用地的扩张过程及演化特征。     

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     

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。     

基于SLEUTH模型的滇池流域城市扩展模拟分析

通过滇池流域1992～2010年城市扩张研究,发现城市建设用地增长主要表现为两种形态：一是边缘增长,表现为城市建成区范围不断扩大;二是道路影响增长,表现为环滇池道路两边新城市单元的产生。基于滇池流域城市扩展变化遥感数据,对SLEUTH城市扩展模型进行校准,模拟30 a间（2010～2040年）3种预案下的昆明城市扩展变化过程,并对模拟结果进行分析。3种模拟预测结果表明：任意管理预案下城市无序扩张,大量农林用地被城市建设用地占用,人口和城市建设用地呈现爆发式增长,滇池沿岸被城市包围,会对滇池水环境产生极大的压力;土地总量控制预案下城市的发展完全按照城市总体规划内容进行,没有考虑城市实际发展过程中的经济、人口等因素影响,没有达到滇池生态环境保护的需要;生态环境保护预案下,能相对有效控制建设用地,减少对农林用地、湿地的侵占,利于滇池环境保护。预测发现,从滇池流域水资源现状来看,即使实施了环境保护模式,人均水资源量仍处于“严重短缺”状态。需要通过调整昆明城镇体系和产业布局,降低城市首位度和人口;采取更为严格的空间管制策略,有效控制城市空间扩展,以减少对滇池流域的环境压力     

贵州省大坝土地利用变化及驱动力分析

选取贵州省万亩（1亩=1/15 hm2）以上的坝子为研究对象,以GIS为技术支撑,通过空间叠加分析,提取研究区10 a来的土地利用/覆被信息,并结合相应的社会经济统计数据,进一步分析引起变化的驱动力影响因子。结果表明：（1）2000~2005年、2005~2010年两个时段,耕地面积一直在持续减少,第二时段的变化比第一时段更剧烈;林地、城镇建设用地、农村居民点、水域、道路在两个时段都不同程度的增加,其中城镇建设用地、农村居民点在第二时段比第一时段增加的速度更快,其它3种地类增加的速度有所减缓;灌木总体变化是出现先减后增的趋势;（2）耕地在2000~2005年的流向主要是林地,在2005~2010年流向主要是居民点和城镇建设用地;（3）研究区土地利用变化受人口、经济效益、政策的影响     

武汉城市群城镇用地扩展的动态模式及其驱动机制

基于遥感和GIS技术获取了武汉城市群3个阶段(1980～1990、1990～2000、2000～2010年)的城镇用地信息,采用景观扩张指数、间隙度指数和相关分形维数分析了该地区城镇用地扩展的基本模式、空间形态演化及其驱动机制。主要结论：（1）城镇用地扩展基本模式呈现差异,第一阶段以边缘式和飞地式扩展为主,第二、第三阶段以边缘式扩展为主;（2）城镇用地空间形态处于演化变动中,第一阶段城镇用地扩展遵循“小集聚、大分散”的特点,城镇用地分布呈现“均一化”,第二阶段城镇用地扩展显著趋缓,增长空间相互分离,以中心城市的孤立扩展为主,第三阶段城镇用地扩展呈现“首位式”“集中化”趋势,武汉市中心性显著增强,核心-外围差别显著,局部范围的空间融合初露端倪;（3）城镇用地扩展经历了多点“开花式”均匀扩展期、散点“离心式”缓慢扩展期和集聚“首位式”快速扩展期,这种差别化的城镇用地扩展模式与空间形态演化主要受国内外发展环境、国家发展战略、城市建设方针以及土地管理政策的综合影响     

南京市生态足迹时空特征及脱钩效应分析

为探寻资源环境与经济增长的可持续发展道路,利用修正的生态足迹模型,回顾了2000~2014年南京市生态足迹、生态承载力及生态赤字的时空特征,依据《南京市国民经济和社会发展十三五规划纲要》趋势外推生态足迹变化情况及其与经济增长的脱钩状态。结果表明:2000~2014年南京市人均生态足迹和人均生态赤字快速增长,人均生态承载力缓慢下降;研究期内南京市各区都出现了不同程度的生态赤字,且生态承载力呈现中心城区低,近郊和远郊区高的格局;生态足迹与GDP之间呈现弱脱钩、强脱钩、扩张连接3种状态,且弱脱钩指数不断减小,经济增长方式开始由粗放型向集约型转变;若按当前资源环境损耗量发展,"十三五"期间生态足迹继续增加,未来在实现可持续的经济增长方式上仍需努力。因此,南京市应坚持调整产业结构,转变经济增长方式;严格执行生态保护红线、永久基本农田保护红线,城市开发边界等"三条红线";实行差别化的国土空间格局优化措施;控制人口过快增长;逐步构建基于生态资产流转的生态补偿机制。     

基于不透水表面指数的城市扩张趋势及驱动机制分析——以南京市为例

城市扩张趋势及驱动机制研究存在两大难题:(1)传统景观数据的混合像元问题影响城市扩张趋势研究的准确性;(2)城市扩张驱动因子的共线性问题影响驱动机制研究结论的可靠性.针对上述问题,以南京市为例,利用不透水表面分析结果,采用不透水面加权平均重心分析、线性方向均值分析及标准差椭圆分析方法开展2000～2017年城市扩张趋势研究,并利用偏最小二乘回归分析方法对城市扩张驱动机制开展定性及定量分析.结果表明:南京市整体上表现为多中心非同步的蔓延式扩张;2000～2017年的3个时间跨度内,南京市整体的不透水表面扩张速度不断增长,年均不透水表面加权平均重心转移距离分别为303,379,611 m,全市尺度上往顺时针偏北259.12.方向转移2 564 m,具体到各辖区,重心转移距离存在较大差异;城市扩张的外部形态特征具有明显的方向性,2000、2005、2010以及2017年4个时期,不透水表面的标准差椭圆扁率均在2.232以上,主要表现为南北向扩张,各辖区扩张方向性不同;城市外部空间特征及发展战略、河流水系及自然保护区分布、土地利用规划等因素表现为对城市扩张方向的约束和限制作用;第二产业从业人员数量、人口密度、第三产业固定资产投资额、地区生产总值、城乡人均可支配收入等因素成为影响城市扩张规模的主要因素.     

安徽省城市建设用地变化及驱动力分析

基于安徽省17个地级市的各类土地利用变化数据,采用典型相关分析、主成分分析和偏最小二乘回归分析等方法,分析安徽省2000~2011年建设用地的数量变化、结构变化及区域差异变化,探讨城市建设用地变化的主要驱动力。研究表明:安徽省城市建设用地面积以每年5.8%的速度不断增长;安徽省城市建设用地系统结构性增强,系统从无序向有序方向发展;从安徽省各市建设用地变化的区域特征来看,各市的建设用地相对变化率差异明显,东部、中部和南部地区变化幅度较大,西部和北部建设用地变化的幅度相对较小;居民生活水平的提高与经济发展、道路设施完善是安徽省城市建设用地变化的主要驱动力。     

近30年江苏省建设用地扩张的时空特征、模式与驱动因素研究

采用Landsat TM/ETM遥感解译数据,综合运用定性与定量方法,分析江苏省1985～2015年建设用地扩张的时空演变特征、类型与模式,通过多元回归和地理探测器方法探索江苏省和各地级市建设用地扩张的时空驱动因子及驱动机制。结果表明：(1）江苏省建设用地扩张幅度空间上呈现苏南>苏中>苏北的特征,建设用地扩张速率时间上呈现先上升后下降的趋势,2005～2010年是快速扩张期。（2)江苏省建设用地扩张呈空间自相关和明显的集聚分布。扩张密度分布呈现以江苏沿江地区为高值中心,沿海及苏北地区为低值连片区的空间分异现象。高-高值区主要分布在城市中心区。（3)江苏省已形成沿长江的城市发展轴带和空间集约的都市连绵区,呈现外延型的空间扩张模式。江苏省建设用地扩张的协调性和稳定性,均出现苏南>苏北的地理空间格局,可分为 4种类型：协调稳定型、不协调稳定型、协调波动型、不协调波动型。(4）建设用地扩张主导时间驱动因子是产业结构转型、人口增长、居民生活水平提高和投资增长,第二、三产业比重是扩张的核心时间驱动因素,工业化是驱动建设用地扩张的重要动力。GDP和人口密度是建设用地扩张的主导空间驱动因子。     

武汉市城乡建设用地时空演变及驱动机制研究——基于城乡统筹视角

基于城乡统筹视角,运用GIS空间技术、土地利用动态模型和多元回归分析,研究武汉市1996~2009年城乡建设用地数量结构变化、空间格局演变及驱动机制,是土地利用变化（LUCC）研究的重要内容之一,对区域城乡建设统筹规划及城乡社会经济统筹发展具有现实指导意义。结果显示：(1)研究期内武汉市城乡建设用地整体规模扩大,城镇建设用地比重上升,农村居民点用地比重下降;城市与建制镇扩张较快,主要源自对农用地的占用及独立工矿用地、农村居民点整理。(2)外城区城-乡建设用地数量、结构变化及类型转换特征对武汉市城乡建设用地变化起主导作用。(3)人口变化、经济增长、居民生活水平提高及政策等因素对武汉市内、外城区城-乡建设用地格局的驱动作用具有明显的区域差异和城乡差异     

城市建设用地扩张的区域差异及其驱动因素

中国城市建设用地规模随着工业化、城镇化的不断发展而日益剧增。受经济、社会等诸多驱动因素影响,各地建设用地扩张在时间维度、空间维度都存在明显的区域差异,对上述问题进行全面考察,有助于理清建设用地扩张的机理,促进土地集约、节约利用。将城市建设用地扩张的影响因素分为政府推动和市场拉动两个方面,采用基尼系数及基于半对数回归方程的Shapley值分解方法,考察了2006—2015年中国大陆31个省(市、自治区)城市建设用地扩张的区域差异及其驱动因素的贡献程度。结果表明:(1)2006—2015年,中国城市建设用地扩张的区域差异比较明显,衡量差异程度的基尼系数先升后降,最后稳定于0.3左右;(2)财政赤字率、经济政策执行力、经济增长、人口城镇化等因素对建设用地扩张具有正向驱动作用,产业结构调整、建设用地利用效率等因素对建设用地扩张具有负向驱动作用;(3)经济增长、财政赤字率、经济政策执行力等三个因素对建设用地扩张区域差异的贡献最大;(4)影响我国东、中、西三个区域建设用地扩张的主导因素不尽相同。为此,应从促进区域经济平衡发展、拓宽政府融资渠道、加快产业结构调整、提高建设用地利用效率等多方面入手,破解城市建设用地过度扩张的困局。     

长三角城市群建设用地扩张地区差异的驱动因素解释——基于回归方程的Shapley值分解方法

工业化、城镇化所带来的建设用地过度扩张已成为土地资源领域研究的热点问题。利用基于半对数回归方程的Shapley值分解方法考察了2006~2015年长三角城市群26个城市建设用地扩张的驱动因素及其对地区差异的贡献率。研究表明:(1)耕地保留量、产业结构调整、建设用地利用效率、生态压力等因素对建设用地扩张具有负向驱动作用,经济发展速度、人口城镇化速度、政府财政赤字、政府政策执行力等因素对建设用地扩张具有正向驱动作用,但耕地保有量、生态压力两个因素对建设用地扩张影响不显著;(2)政府财政赤字、建设用地利用效率、政府政策执行力等3个因素对建设用地扩张地区差异的贡献率最大。为此,应从资源约束、生态压力、促进产业结构调整、实施土地供给侧结构性改革、提高土地效率等多方面入手以破解建设用地过度扩张的困局。     

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     

1980年以来南京市建设用地扩张阶段性特征

以快速城市化地区南京市为例,基于1980~2016年7期遥感影像分类结果,采用规则格网法、等扇分析法和公共边测度法等空间分析方法,分阶段分析36a间城市建设用地扩张强度、方向和模式等特征。结果表明：36a间南京城市建设用地增长迅速,达574.73 km2;在不同时期和不同方向上,南京城市空间扩张强度和扩张模式有很大差异, 36a间南、东北方向扩张强度最大;扩张最快的阶段是2004~2008年,年均扩张55.28 km2;填充式扩张主要发生在主城区内部和已有一定发展基础的地区,蔓延式扩张除围绕主城区向外扩张外,还包括上一阶段飞地式扩张地区的持续发展,飞地式扩张则比较分散,多受开发区、大学城等选址的影响;南京城市建设用地扩张经历了低速扩张-加速扩张—高速扩张—变化趋缓的过程。     

基于随机森林与可变模糊集的城市洪涝脆弱性评估

洪涝灾害作为城市面临的重要自然灾害之一，对社会经济发展造成了重要的影响。首先从自然、经济、基础设施3个方面利用随机森林模型以数据驱动的方式筛选出了影响城市洪涝脆弱性的12项关键指标并据此构建了城市洪涝脆弱性评估指标体系。在此基础上，基于随机森林和熵权法计算指标体系权重，构建基于随机森林（RF）和可变模糊集（VFS）耦合的城市洪涝脆弱性评估模型（RF-VFS）。最后，以长江流域特大城市南京市为例，进行洪涝脆弱性评估，得到了影响南京市洪涝脆弱性的关键影响因素，并从完善城市洪涝管理政策、加强城市基础设施建设和防灾减灾应急措施3个方面提出了降低城市洪涝脆弱性的对策建议。结果表明：南京市洪涝脆弱性与汛期降雨量、硬地面积、地均GDP、城市道路网密度等指标呈较强关联；近20年南京市洪涝脆弱性等级呈上升趋势且高等级的年份出现频率愈加频繁，尤其是近5年洪涝脆弱性等级较高，研究结果与实际调研情况相符。该研究能为南京市相关管理部门加强洪涝管理和降低洪涝脆弱性提供决策参考，同时对其他城市的洪涝灾害管理也具有借鉴意义。     

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。     

城市生态用地时空动态及其相关驱动力——以武汉市为例

城市生态用地是维持城市生态安全和可持续发展的重要屏障,研究其动态变化特征及相关驱动力,将为城市规划和生态环境保护决策提供依据。该文以武汉城区为实证区,采用1990、2002、2014年等3期Landsat遥感影像为数据源,采用土地利用变化矩阵量化数量变化,景观格局指数量化空间格局变化,生态服务价值系数和InVEST模型量化质量变化,利用二元逻辑回归模型和梯度分析法量化相关驱动力。研究结果表明:武汉市生态用地总面积持续下降,累计减少239.55 km~2,其中水域为主要转出地类;生境质量下降24%;生态用地斑块破碎度提高,"孤岛化"现象逐渐显现;坡度、建设用地的最小距离、建设用地增长、GDP增长和道路密度是驱动生态用地变化的主要因素,随着城市向三环线外扩张,三环线以外的生态用地面临较高的生态转化风险。