基于分形理论的土地利用空间格局分析——以金溪镇为例

在GIS和RS技术的支持下,运用分形理论,对蓬安县金溪镇2009年土地利用类型进行了分析,获得了各土地利用类型的分形维数,不稳定性指数和分散程度,为今后金溪镇经济健康持续发展和土地资源的宏观调控提供科学的决策依据。     

基于变维分形理论的滑坡空间分布特征研究

为了对滑坡的空间分布特征进行定量的研究,以香溪河流域高阳—官庄坪段为例,基于变维分形理论对滑坡空间分布的分形模型进行了优化,定量地得到了各影响因子与滑坡空间分布之间的敏感性关系,同时对滑坡空间分布的成因进行了定性分析,结果与利用分形理论得到的定量敏感性关系相一致,表明优化的分形模型具有可靠性。     

农村居民点多维形态空间格局与耦合类型

农村居民点空间形态的系统认识与分类研究是乡村整治和科学实施乡村振兴的重要基础。以北京市平谷区为研究区域,从规模、结构和功能三个维度构建农村居民点形态识别指标,使用多因素综合评价法得到275个行政村的规模强度、结构合理度和功能协调度,借助ArcGIS和GeoDa依次对三者进行空间关联分析,进而基于三维特征划分出8种农村居民点耦合类型。结果表明：（1）平谷区农村居民点规模强度、结构合理度和功能协调度在空间上均存在空间集聚的正相关性,空间分布分别呈现“递进式”“圈层式”和“镶嵌式”格局。（2）平谷区农村居民点多维形态的地域差异性显著,全区62.8%的村庄表现为低强度,51.3%的村庄表现为结构不合理,61.4%的村庄表现为功能不协调。（3）平谷区以T1-S1-F2型（高强度—合理—不协调型）和T1-S2-F2型（高强度—不合理—不协调型）的农村居民点为主,两者共占农村居民点总量的60.1%,前者主要分布在距离城区较近的乡镇,后者主要分布在距离城区较远的北部、西南部和东部的山地丘陵区。（4）规模强度高、结构不合理、功能不协调的农村居民点类型是平谷区乡村协同发展的主要障碍,政策制度、技术工程、产业扶持等差别化治理模式是推进农村居民点可持续性利用和乡村振兴的关键。     

基于GIS的土地利用类型分形维数及稳定性研究——以滇池流域为例

应用GIS技术及分形理论,以云南省滇池流域为研究区,将土地利用类型划分为5类：耕地、林地、草地、水域及城乡工矿居民用地,并进行各土地利用类型图斑分形维数分析。结果表明：土地利用类型的分布具有分形结构,各土地利用类型分维值介于1.09～1.35之间,总分维值1.146。根据分维值对各土地利用类型稳定性排序：林地〉草地〉耕地〉水域〉城乡工矿居民用地。若不考虑水域影响,稳定性指数均介于0.2～0.5之间的土地利用类型面积占研究区土地总面积的80.18%,总体稳定性良好。说明在人为规划影响下,滇池流域土地利用总的发展比较稳定,人为因素、人工措施的实施比较合理。分维值能较好反映各土地利用类型复杂程度及稳定性。     

农村居民点多功能空间格局与协调性优化模式

随着城乡融合发展和农户需求的不断提高,探讨农村居民点多功能及其协调关系,是推进农村人居环境整治和乡村振兴的重要依据。以山东省王村镇为例,基于“识别—诊断—优化”的逻辑思路,从生活—生产—生态角度构建农村居民点多功能评价指标体系,利用空间自相关、协调度和障碍诊断等模型,剖析农村居民点多功能空间格局、协调关系及其障碍因子,进而提出农村居民点多功能提升与协调的优化模式。研究发现：（1）王村镇农村居民点总体上呈现出“生产功能较好,生活功能一般,生态功能较差”的特征,且不同功能具有显著的空间异质性;（2）王村镇农村居民点“三生”功能整体协调性相对较高,但协调类型存在明显的复杂性和不均衡性;（3）王村镇农村居民点“三生”功能协调性障碍因素表现为大体相似且个别村庄无障碍性,用地强度、交通条件、资源禀赋、基础设施建设和生态环境状况是农村居民点多功能高强度协调的主要障碍因素;（4）基于障碍因子组合提出的农村居民点多功能协调性优化模式,为可持续性乡村发展提供理论借鉴。     

基于GIS和分形理论的土地利用空间格局分析——以闽侯县为例

以闽侯县1994年、2004年和2015年三期遥感影像为数据源,在RS、GIS和统计分析工具的支持下,运用分形理论研究时间序列上土地利用类型形态的复杂度与结构的稳定度,分析土地利用空间格局的变化,从而阐述不同土地利用类型的空间分布规律。结果表明:(1)研究期间内闽侯县的土地利用类型形态有了很大的变化,林地、耕地和未利用地面积大幅度减少,建设用地面积持续增加,水域面积变化不大;(2)整体分形维数保持下降趋势,从1994年的1.3504降到2015年的1.3333,说明空间格局总体向简单化、稳定化方向发展;(3)闽侯县各主要地类的分形维数和稳定性指数变化特点存在较大差异,耕地、林地和未利用地的分形维数持续下降,土地利用类型形态趋向规则;水域的分形维数先减后增,结构趋向稳定;建设用地的分形维数先增后减,空间结构整体趋于稳定,布局趋向合理化。土地利用的复杂性和稳定性受到人为因素的影响强烈,通过对土地利用空间格局演变的研究,可以为政府协调水土开发、区域土地合理利用以及优化土地利用结构提供支持。     

经济发达区农村居民点整理驱动力与模式——以浙江省嵊州市为例

农村居民点整理是优化用地布局、集约利用土地和建设社会主义新农村的重要措施。以经济发达区的浙江省嵊州市为例,研究农村居民点整理的驱动力和模式。研究表明:1996-2005年嵊州市农村居民点用地呈先增加后减少的变化趋势,农村居民点整理的政策驱动力包括耕地占补平衡政策和土地整理折抵建设用地指标异地调剂政策,经济社会驱动力包括市(县)域经济发展、城市化与农村经济社会发展。"三方共建"模式的特点是政府相关部门、村集体经济组织和村民三方共同出资共同实施。模式构成的关键因素反映出上述驱动力的影响作用。典型案例效益明显,如新增耕地率66.67%,资金平衡度228%,土地集约利用度提高176%等,耕作半径变化小,对人口城镇化和传统村落文化无显著影响。     

大城市郊区农村居民点整理效果分析——基于典型案例的比较研究

大城市郊区作为农村居民点整理的典型区域之一,如何评价其整理效果具有重要意义。分析大城市郊区农村居民点整理影响机理,构建整理效果评价指标体系,使用规划资料、调查资料和统计资料,对比研究天津市津南区、成都市双流县和上海市金山区典型项目的整理效果。结果表明:①综合评价结果由高到低依次为金山项目、津南项目和双流项目;②整理后农民居住条件均明显改善,生活成本普遍提高,社会保障有所增加,对收入和就业影响不明显;③整理可有效改善土地资源利用状况,农村建设用地节余58%～82%,人均建设用地下降31%～84%,新增耕地超过30%;④3个项目政府的投资风险均较高,项目可持续性有待商榷;农户的拆迁补偿标准和重置新房成本存在较大差异,并导致金山项目的农户搬迁能力高于津南项目和双流项目。研究结论:大城市郊区总体适宜开展农村居民点整理。整理效果呈现差异受政府财政能力与农民收入水平相对大小的影响。     

岩溶槽谷区农村居民点的时空分布特征及其驱动机制

深入分析岩溶槽谷区农村居民点的时空分布特征及驱动机制,对复杂地形、经济滞后地区建设美丽新农村有重要意义。在GIS技术支持下,基于核密度、网格、重心模型、样带及地形剖面相结合的方法,以2005年、2010年、2014年和2017年槽谷区农村居民点为数据源,对其时空演变特征及其规律进行对比分析。研究表明：（1）槽谷区农村居民点呈“西部集聚组团量少规模大,而中、东部零散错落量多规模小”的空间分布模式。（2）西部槽谷农村居民点垂直和坡度重心均有向槽坝迁移的趋势,而中、东部则相反。（3）西部槽谷农村居民点布局呈槽坝高、山坡两翼低的倒“U”型格局,而中、东部则相反。（4）槽谷区农村居民点分布格局与地形间存在密切的空间响应关系。     

基于乡镇地域主导功能定位的农村居民点整理策略研究

县域范围内乡镇发展的“特质化”导致乡镇地域主导功能的差异化,并对农村居民点整理产生不同需求。论文以山西省泽州县为例,在定位乡镇地域主导功能的基础上,结合农村居民点建设适宜性评价结果,分析不同地域主导功能乡镇的农村居民点整理需求及其相应的整理模式。研究结果表明：1）泽州县乡镇在区域社会经济发展中承担的主导功能有农业生产功能、农业生态功能、商服业功能和现代制造业功能,相应地,各功能乡镇的农村居民点面积分别为1 720.89、620.41、3 415.58、4 534.13 hm²;2）不同主导功能乡镇的农村居民点整理需求不同;3）泽州县农村居民点整理应根据“保障耕地安全与生态安全相结合,保障农民利益与促进区域发展相结合,因地制宜开展居民点整理”的思路,采取差异化整理模式与调控措施。该研究结果可为泽州县农村居民点整理和美丽乡村建设实践提供一定的理论依据。     

基于分形理论和形状特征的大气颗粒物研究

本研究对青岛市黄岛区的大气颗粒物进行了采集,通过CCD图像采集系统在显微镜下获得8种典型大气颗粒物的显微图像,运用差分盒维数法计算其分形维数以及图像处理技术计算其球形度等形状参数.进而研究了颗粒物分形维数与粗糙度的关系、分形维数的尺度不变性、以及分形维数和形状参数的相关性分析.研究发现不同颗粒图像的分形维数是不同的,可以运用分形维数结合长径比、庞大率等形状参数对大气颗粒物进行模式识别,为解析大气颗粒物的来源提供新的特征参数.     

旅游景区(点)系统空间结构随机聚集分形研究——以南京市旅游景区(点)系统为例

根据旅游景区(点)系统自组织演化的特征,以南京市旅游景区(点)系统为例,采用随机聚集分形的方法对其空间结构进行了研究。认为景区(点)系统的演化类似于有限扩散集团凝聚模型,得出景区(点)系统空间结构是分形的,具有比较明显的随机聚集分形结构,在不同的地理区域上表现为不同的系统演化时段,空间结构上的向心性作用也有强弱之分,从系统的聚集中心向四周是景点密度衰减的。指出随机聚集维数的测算与分析是景区(点)系统空间结构自组织优化趋势的判据,同时提供了优化的途径。     

农村居民点整治潜力测算方法研究进展与展望

在快速工业化、城镇化背景下,我国农村空心化日益加剧,以空心村整治为重点的农村居民点整治势在必行。科学评估和测算整治潜力,是农村居民点整治的首要任务。论文通过梳理农村居民点整治潜力测算方法的相关研究成果,旨在为推进我国空心村整治实践提供技术参考。首先,文章简要回顾了人均建设用地标准法、户均建设用地标准法、闲置土地抽样调查法等农村居民点整治潜力测算的基本方法及其优缺点;其次,详细介绍了多因素综合潜力测算法、遥感判读法等潜力测算的新方法。论文认为,未来农村居民点整治潜力测算研究需重点关注以下三个方面：1）加强遥感技术的应用;2）评价指标体系的构建应体现综合性和地域差异性的统一;3）以乡村空间重构和村镇建设格局为导向,加强整治潜力评价指标的动态预测。     

中国农村人口与农村居民点用地的时空变化

利用农村人口统计数据和土地利用现状数据,对我国农村人口与农村居民点用地变化的总体态势、区域格局及其耦合状态进行定量分析。研究表明:改革开放以来我国乡村常住人口和农业户籍人口数量变化分别于1996和2001年进入快速减少的新阶段,年均分别减少1 121×104和579×104人,而1996年以来农村居民点用地面积仍呈增长趋势,年均增长0.12%;农村人口与农村居民点用地增减协同演进的良性格局尚未出现,农村居民点用地效率依然粗放,且在北方地区和东部沿海地区更为突出。城乡二元体制是造成我国农村人口减少而农村居民点用地反增逆势发展的根本原因;在相对共性的人口流动和土地管理制度背景下,自然地理条件、经济发展水平、社会历史文化等因素的综合差异造成了二者变化的区域差异性。完善农村土地利用管控体系,因地制宜科学推进农户参与式农村居民点用地综合整治,以科学调控农村人口和农村居民点用地变化,是保障耕地红线、增加建设用地指标和推进新农村建设的综合途径,而创新统筹城乡发展的体制和机制,破除城乡二元结构,是实现这一目标的基本保障。     

基于PSR模型的土地生态系统健康时空变化分析——以北京市平谷区为例

论文基于“压力-状态-响应”模型（PSR）和“活力-组织-弹性-功能”理论,以网格作为评价单元,评价了平谷区土地生态系统健康状况,并利用Moran指数测度了全局和局部的空间分异情况。研究结果显示,平谷区土地生态系统健康状况总体较好且相对稳定,1993、2011年平原区健康状况平均值分别为0.53和0.51,而丘陵山区则为0.62和0.65,丘陵山区显著优于平原地区。健康状况空间集聚程度增强,1993—2011年间平原区和丘陵山区的Moran指数分别由0.49和0.41升为0.61和0.46,表明平原病态区域集聚程度增加,而丘陵山区生态环境得到改善。作为北京市的应急水源地和生态涵养区,当前平谷区土地生态系统管理应着眼于三个重点区域：维持四座楼自然保护区周边生态系统健康,加强生态廊道建设,避免产生保护区“孤岛效应”;对于丘陵山区土地生态系统健康状况趋坏的区域,应协调经济发展与生态建设,维护关键性生态用地;对于健康状况较差的中心区域,应限制建设用地拓展,推行生态型土地整治,缓解土地生态系统压力。     

2007—2015年中国农村居民点用地与农村人口时空耦合关系

系统研究中国农村居民点用地与农村人口的时空耦合关系,是优化农村土地资源配置的重要理论基础。论文利用人口统计数据与土地调查数据,基于弹性系数模型,分析了我国农村居民点用地面积与农村人口数量的时序变化特征、空间分异规律和耦合关系类型,研究主要结果如下：1）2007—2015年,全国农村居民点用地以1.94%的年均增长率快速增长,8 a间共增加257.27万hm²;2）我国农村常住人口人均居民点用地面积和农业户籍人口人均居民点用地面积分别以年均4.61%和1.98%的速度增长,两者差距以年均16.2%的速度逐年拉大;3）农村居民点用地面积与农村常住人口数量耦合类型在全国尺度上为G类（用地面积增加,人口数量减少,且前者增长率小于后者）失调发展类型,在省域尺度上都是失调发展类型,主要是G类和H类（用地面积增加,人口数量减少,且前者增长率大于后者）失调类型。农村居民点用地面积与农业户籍人口数量的耦合类型在全国尺度上为H类失调发展类型,全国93.55%的省份为失调发展类型,失调类型以A类（用地面积增加,人口数量增加,且前者增长率大于后者）和H类为主。研究结果表明：2007—2015年间,中国农村居民点用地面积与农村人口数量耦合关系呈现失调发展态势,并具有明显的空间异质性特征。论文研究结果可以为优化农村土地资源配置、促进农村人地关系协调发展提供科学依据。     

基于变维分形理论的四川省低山丘陵区滑坡孕灾环境因素敏感性分析

定量分析滑坡孕灾环境因素的敏感性有利于研究滑坡的形成机制和空间分布特征。基于变维分形理论,应用累计变换和次数和分维值两个分形指标,对研究区内滑坡与孕灾环境因素的关系进行定量分析,为构建滑坡敏感性分析评价指标体系提供分形学依据。研究表明:植被覆盖、岩土类型和坡度等因素对滑坡发育的影响程度较高,是研究区内滑坡空间分布的主要控制因素;断裂构造和河流两个因素对滑坡发育的影响程度较低,对研究区内滑坡空间分布的控制能力较弱。     

基于分形理论的6A02铝合金腐蚀损伤评估

铝合金在环境中会被腐蚀,对其使用寿命造成影响。基于数字处理技术,利用分形理论对腐蚀试件表面图像进行处理,得到了腐蚀试件表面孔蚀率。涉及的方法具有一定的操作性和工程价值。