基于多元数据的景观格局演变及其影响因素——以流沙河流域宜东段为例

利用1985年和1994年两期土地利用现状图及2003年遥感资料，在ArcGIS 9．0平台上，选取多样性、均匀度、破碎度、分离度和分维数等指数，分析了流沙河上游汉源县宜东乡的景观格局演变特征及其影响因素。结果表明，景观整体多样性指数和均匀度指数增大，优势组分有林地对景观的控制作用不断减弱；景观整体破碎度增大，斑块间离散度增大，景观形状变得较为复杂。影响因素分析表明，集镇和主要公路的影响使得其周围景观的分布以人为景观旱地为主。地形因素中，居民点、水田在坡度15^o以下区域和平地、阴坡上广泛分布；有林地、灌木林和荒草地等景观在15^o以上坡度级分布较广，其中有林地阴坡分布稍高于其余坡向，灌木林分布阳坡多于阴坡，旱地在半阳坡出现分布峰值。     

基于RS和GIS的2008年长江中下游雪灾监测——以湖北省为例

2008年1月中旬至2月初,我国长江中下游地区出现了大范围持续低温、雨雪、冰冻天气气候事件,造成了特大积雪灾害。以湖北省为例,基于RS和GIS技术对这次雪灾进行了动态的监测评估。利用连续多天的卫星遥感资料和积雪深度观测资料,在GIS的支持下,计算归一化差分积雪指数（NDSI）,提取积雪分布信息,并根据不同海拔高度,确定了积雪深度的NDSI分层阈值,实现了3层积雪深度(0～10、10～20 和20～30 cm)的判识。针对积雪区内不同的土地利用类型,统计了不同深度的积雪面积。结果表明：湖北省近90%面积被雪覆盖,其中江汉平原、鄂东北和鄂东南等地雪灾最为严重,部分地区积雪深度在20 cm以上;水田、旱地等农业用地以及湖泊、水库、河渠等水系积雪最为严重,居民点用地也有较大范围的积雪,居民生活受较大影响;2月2日以后积雪面积逐日减少,到2月8日,积雪基本融化。在上述研究基础上形成了基于RS和GIS的长江中下游积雪监测的业务流程.     

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。     

基于改进粒子群算法和元胞自动机的城市扩张模拟——以南京为例

为合理利用多智能体算法解决城市扩张动态模拟问题,基于地理学理论和社会学规律对粒子群算法进行有针对性的改进,提出分段式粒子群算法(SPSO),并结合元胞自动机模拟复杂时空过程的能力,构建出适用于城市扩张模拟的地理元胞自动机SPSO-CA。在SPSO-CA中我们利用多时像的土地利用数据、交通路网数据和地形数据,挖掘出1995~2000年南京城市扩张的土地转换规则。再由此规则实现1995~2008年的南京市城市扩张过程的动态模拟。最后对比SPSO-CA、PSOCA及NULL模型结果得:SPSO-CA总精度86.3%,Kappa系数为0.792,Moran’s I为0.078,PSO-CA总精度83.6%,Kappa系数为0.755,Moran’s I为0.054,NULL模型总精度81.9%,Kappa系数为0.741,真实的Moran’s I为0.072。这表明无论是总精度还是空间一致性,SPSO-CA都优于PSO-CA和NULL模型,即用SPSO-CA模拟城市扩张是可行的。     

应用3S技术进行土地利用类型分析——以延安劳山林场为例

(目的)高效地管理土地资源,合理地利用保护土地资源。(方法)介绍了3S技术在土地类型分析,尤其是在植被分析方面的应用原理,以3S技术为支撑,对延安劳山林场2004年8-10月陆地卫星TM影像进行遥感判读和分析。(结果)探讨了基于3S技术的土地类型分析的研究方法的优势与不足。(结论 )3S技术应用于土地分析研究是必然趋势,应用前景十分广阔。     

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。     

2000～2015年山地城市土地利用景观格局动态演变研究——以重庆市渝北区为例

以重庆市渝北区为例,借助地理信息系统和遥感手段,利用Landsat TM 遥感数据和DEM数据,采用景观指数分析、地形位指数和分布指数等计算方法,对渝北区 2000、2005、2010 和 2015 年土地利用景观格局变化特征进行了分析,着重探讨了不同地形、坡度下各种景观类型变化情况,以及它们之间的相互关系,以期为在相似条件下的城市最佳土地利用模式选择提供一定的借鉴和参考。结果表明：（1）渝北区土地资源以中、高级地形位为主,海拔 200 m 以下,坡度6°以下的土地资源比较匮乏;（2）渝北区主要的景观类型是耕地和林地,但耕地景观总的趋势是不断减少,林地不断增加,建设用地增长较快,总体上景观破碎化程度在增加,景观多样性呈上升趋势;（3）研究期内,中低级地形位区间内大量耕地转变为建设用地,林地、草地景观面积的分布趋势随着地形位指数成正相关关系,其优势地形位主要集中于高级别地形位区间。     

城市主要功能用地景观格局的演变特征——以江苏省淮安市为例

基于GIS平台,提取了淮安市主城区城市用地的矢量数据,借助Fragstats3.3软件,计算了主要功能用地的景观格局指数,并对城市功能用地景观格局演变的特征进行了分析。研究表明：自1982年以来,城市功能用地斑块数量增多,斑块面积逐渐增大,面积差异不断缩小,用地斑块空间聚集程度渐渐上升,连通性水平逐步提高,功能用地斑块的形状特征与规整性变化明显;居住用地呈现出大分散、小集中的空间格局特征,斑块面积由小变大,斑块之间距离增大,密度降低,用地斑块的规整性与形态变化较大;工业用地由分散布局逐渐趋向于集中,斑块面积规模由小变大,完整性与集聚程度不断提高,相互连通性明显增强,斑块形态复杂性低;城市公共设施用地表现出大分散、小集中特点,用地斑块面积由大变小,面积差异较大,斑块形态与规整性变化明显     

产业发展对城市蔓延影响的差异性分析——以长江经济带104个城市为例

经济由高速增长向高质量转变的背景下,土地城市化快于人口城市化而带来的城市蔓延不利于城市的高质量可持续发展。基于2001~2015年长江经济带面板数据考察了产业发展对城市蔓延的差异性影响,研究发现：（1）总体上,在产业结构方面,随着第二产业就业比重的增加,城市蔓延度提高。而随着第三产业就业比重增加时,城市蔓延减缓,这其中起主要作用的是生活性服务业。（2）从城市规模角度来看,第二产业对城市蔓延的影响,在中小城市起显著的作用,而在大城市不显著。第三产业在大城市起显著的抑制性作用,而在中小城市不显著,这主要与不同城市规模下集聚经济效益的发挥有关。（3）从蔓延类型角度来看,推动城市蔓延向集约型方向发展的主要是第三产业中的生活性服务业,而第二产业以及生产性服务业推动城市蔓延向过度蔓延方向发展。长江经济带应合理布局第二产业,大力发展第三产业,提高产业的集聚效应,同时避免不合理开发和盲目招商引资而造成的城市蔓延。     

基于锡尔指数的区域土地利用时空分布特征——以常州市为例

土地利用时空分布特征研究是土地变化科学在时空过程研究方面的一个重要方面,对于了解区域土地资源状况,制定差别化的区域发展政策具有重要意义。基于土地利用分类统计数据,利用锡尔指数从较宏观的地理空间统计角度研究了区域土地利用时空分布特征。通过地理空间划区和锡尔指数进行分解,不仅从整体上研究区域土地利用时空分布特征,而且根据不同的经济社会发展水平,研究不同划区之间和划区内部的土地利用时空分布差异。分析表明,土地利用分布锡尔指数对研究粒度存在敏感性。研究结果从空间集聚的角度揭示了常州市土地利用的时空分布特征,与实际情况吻合     

基于创新合作联系的城市网络格局分析——以长江经济带为例

现有城市地理研究主要基于重力模型、客货流网络和连锁模型等方法刻画城市网络。这些方法或是仅仅基于假设而可能与事实不符,或是数据难以获取,或是过于强调城市间的等级关系。通过引入合作专利数据,探索更加真实、平等的城市网络衡量方法。基于对长江经济带城市间创新联系的实证分析,发现目前城市间的创新联系以公司间(尤其是总部-分支机构间)合作为主;城市间创新联系存在非对称性和空间差异;实际创新联系与重力模型估算的创新联系存在正相关关系,但是相关系数不高;城市间创新联系的规模-位序符合Zipf定律,且存在两个无标度区;城市间创新联系受空间距离、行政级别、产业结构相似程度等影响,反映了距离衰减定律、行政区经济和产业链分工等规律对城市创新联系的解释力。     

长江禁捕补偿政策对渔户生计的影响——以长江中下游为例

长江流域禁捕补偿政策的实施使数十万捕捞渔民失去原有生计手段,有效识别渔户受到禁捕政策的外部冲击时生计能力的变化是帮助退捕渔户改善生计的前提。以安徽、江苏、湖北三省份退捕渔户为研究对象,构建适用于退捕渔户生计资本评价指标体系,从生计资本的总量、结构和流动性3个方面分析长江禁捕补偿政策对渔户生计的影响。结果表明：(1)退捕渔户生计资本总指数显著提升,人力资本、物质资本、金融资本和社会资本指数均得到显著增长。(2)退捕渔户生计资本耦合协调度指数得到显著增长,生计资本结构总体由失调向协调转变。(3)退捕渔户生计资本表现出较高流动性,渔户群体贫富差距缩小。(4)不同地区间政策对生计资本产生的影响存在异质性。安徽省渔户各项生计资本指数及生计资本耦合协调度指数均得到显著提升,生计资本的流动性最高;江苏、湖北省渔户心理资本指数显著下降,退捕前后金融资本指数、生计资本总指数及生计资本耦合协调度指数无显著性差异。根据研究结果,禁捕补偿政策的实施对退捕渔户生计的可持续产生了积极影响,但渔户生计发展停滞,退捕地区的社会和谐稳定及渔户生计资本阶层的重新固化仍是十年禁渔需要持续关注的问题。     

水利旅游资源空间结构特征及自驾车可达性研究——以长江中游城市群国家水利风景区为例

以长江中游城市群60处国家水利风景区为研究对象,利用最邻近点指数、Voronoi多边形面积变异系数、核密度分析、图层叠加分析等空间分析手段和GIS空间分析工具,对区域水利旅游资源的空间结构特征进行分析。解释了水利风景区空间分布的影响因素。最后基于谷歌地图搜索测算了各水利风景区对于相应城市群地级市的交通可达性。结果表明:水利风景区呈随机、均匀分布态势,但有集聚分布倾向;空间集聚形态上表现为三处高密度集聚圈、三处低密度集聚圈、一处真空地带;水利风景区空间分布受资源禀赋、交通区位、政策支撑等多因素影响;水利风景区的通达度均值为212.15分钟,大部分水利风景区可达性并不理想;湖南各地级市到达所有水利风景区平均耗时优于江西和湖北。     

城市滨江地区生态用地演变及驱动因素分析——以长江南京段为例

从中小尺度对城市滨江生态用地演变进行研究,可为制定生态用地开发与保护政策提供重要参考。基于2005、2009、2014和2018年土地利用数据,利用转移矩阵等方法分析了南京滨江1 km范围内生态用地演变特征,并从城乡用地冲突和政策有效性角度对这些变化进行探讨。结果表明:(1)耕地大面积减少导致滨江地区生态用地比重下降,由2005年的71.86%下降到2018年的65.54%,但是林草地等半自然生态用地的比重略有上升;(2)林地、内陆滩涂保留率较高,耕地、园地、水域等地类变化以数量净变化为主,而林草地以空间交换变化为主;(3)生态用地流失热点区主要位于中心城区与近郊区间的城乡过渡带,并临近产业园区,建成区扩张是其主要成因;(4)政策规划对滨江生态用地演变作用明显,沿江开发政策加剧了生态用地流失程度,而生态红线等规划对某些重要生态用地保护效果显著,土地利用规划在用地管理方面效果显著,但仍存在耕地、裸地、内陆滩涂被违规侵占现象,长江防洪堤对生态用地保护作用不显著。要使生态空间得以长期存在,不仅需要明晰的政策边界,还需要加快形成公众对生态景观的整体认知和基于生态用地功能目标的保护政策。     

河流廊道的城市景观生态意义分析——以四川省邛崃市为例

为更好地理解河流廊道对城市景观生态的意义,研究计算了四川省邛崃市景观类型多样性空间聚类特征和河流廊道景观格局特征。结果表明：（1）局部空间自相关指数Getis Ord Gi*显示研究区土地利用景观类型多样性存在高值聚类区,其形状与研究区河流廊道分布格局近似。（2）河流廊道主要与农田和林地景观毗邻,其两侧300 m缓冲区内主要景观类型为农田和林地,且林地破碎度小;而道路廊道主要与农田和建设用地毗邻,其两侧缓冲区内主要景观类型为农田和建设用地,其景观更为破碎化。（3）地形因素对研究区西部山区土地利用景观格局影响较大,景观类型多样性统计热点区域分布于西部河流台地。邛崃市河流廊道在提高该地区土地利用景观类型多样性中起到积极作用,需要保护邛崃市河流廊道景观多样性,加强河流与自然景观的连通性     

城市空间结构紧凑与土地利用效率耦合分析——以南京市为例

城市可持续发展一直是城市地理学和城市规划关注的热点。以南京市为例,测度了城市空间结构紧凑度和城市土地利用效率,并探讨二者的关系。得出以下结论:(1)南京市2002、2007和2012年的城市空间结构均属于较不紧凑状态,且呈下降趋势;"中心区"紧凑度高,且呈上升趋势,城市内部填充与城市外围蔓延扩张现象并存。(2)2002~2012年南京市城市土地利用效率属于中等水平,且呈下降趋势,南京市各区城市土地利用效率差异明显。(3)城市空间结构紧凑通过距离和交通可达性来影响城市内部要素在空间的分布,最终影响城市土地利用效率。基于此,在城市发展过程中应加强城市内部空间合理组织,尤其是加强对交通设施的投入,促进城市要素在空间上的合理分布与流通,提高城市土地利用效率。     

土地整治驱动下土地利用和景观格局变化研究——以上海市合庆镇为例

基于上海市合庆镇土地整治项目,通过土地利用指数、空间自相关性以及景观格局指数的分析:(1)土地整治带来的区域土地利用变化情况;(2)验证土地整治是否能起到土地集聚的作用;(3)使用景观格局指数分析土地利用空间配置关系。结果表明,整治后的项目区内建设用地明显减少,耕地数量明显增加,并且土地利用程度综合指数等土地利用指数同土地整治活动之间存在相关性。使用全局空间自相关分析方法能够很好地验证土地整治活动对土地产生的集聚效应,并且在5~10m的格网尺度下采用土地利用程度修正模型能很好地反映建设用地和耕地的局部集聚效应。此外,区域由以农业活动和非农业活动并存转向以农业活动为主,"斑块-廊道-基质"的景观结构变化显著。     

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.