基于GIS的关中地区仰韶至商周时期聚落时空分布及驱动力分析

关中地区是中国重要的史前聚落分布地之一,该区域内丰富的聚落文化遗存为研究史前人地关系提供了坚实的基础。本文以整个关中地区作为研究区域,从较大的时空尺度探讨遗址分布与自然环境之间的关系。系统收集了关中地区从仰韶至商周时期的考古遗址数据,利用ArcGIS技术提取了各时期遗址点高程、距河流远近、遗址面积等定量化数据,并且进行了最近邻分析以及核密度分析,从而系统研究了这一时期的聚落分布特征。研究结果表明：龙山时期的聚落遗址较仰韶时期海拔位置更高、距河流更远且分散化程度增加,商周时期关中东部聚落遗址点数量大幅减少,西部和中部遗址点分布更加集中。但不论是仰韶还是龙山时期,聚落遗址总体上都是西多东少,中部最为稀疏分散,至商周时期关中中部遗址才逐渐增多。基于此,本文试图从气候变化、洪水、农业发展以及早期政权发展等角度探究影响仰韶至商周时期的聚落分布变化的可能因素,从而揭示出史前人类聚落变迁对区域自然环境的响应与适应过程,同时超大型聚落中心以及早期国家的形成也影响了遗址分布格局。就本研究而言,气候变化是影响关中地区龙山时期的聚落遗址数量大幅减少、聚落位置分布格局发生变化的主要原因之一,而商周时期聚落遗址的分布变迁似乎更倾向于生产力发展的结果,或是出于政治、军事的目的。关中地区仰韶至商周时期聚落的分布变迁与自然环境变化以及聚落中心、早期政权发展密切相关,体现了人类与自然环境之间的博弈,也揭示出该地区史前社会的复杂化进程。今后的研究中,需要结合详细的现场调查数据,进一步加强区域自然变量的定量化研究和对人类社会系统的认识,从而更准确地把握人与自然的耦合关系。     

县域城乡聚落规模体系的演化特征及驱动机理——以江苏省张家港市为例

从城乡聚落规模的大小、结构、分布三个基本属性出发,以经济发达的江苏省张家港市为案例地,以土地利用数据和遥感影像为数据源,揭示了1995-2015年间县域城乡聚落规模体系的演化特征及驱动机理。结果表明:(1)县域城乡聚落数量显著减少、用地规模显著增加。(2)城—镇—村规模结构从"凸字型"经"金字塔型"向"橄榄型"方向演化;不同阶段、不同规模等级的城乡聚落的成长速率不同;城乡聚落的齐夫指数偏大但增长放缓,规模结构总体上符合位序—规模法则。(3)城乡聚落规模分布的不均衡程度不断增强,但极化发展速率逐渐减小;空间集群分布特征显著,聚类中心分布趋于均衡化;城乡聚落用地的时空变化存在显著的地域差异,以城镇用地变化为主。(4)驱动机理是由地理环境、区域经济、交通网络、制度与管理四个主要因素共同作用构成的"四轮"驱动过程。     

县域城乡聚落规模体系的演化特征及驱动机理——以江苏省张家港市为例

从城乡聚落规模的大小、结构、分布三个基本属性出发,以经济发达的江苏省张家港市为案例地,以土地利用数据和遥感影像为数据源,揭示了1995-2015年间县域城乡聚落规模体系的演化特征及驱动机理。结果表明：（1）县域城乡聚落数量显著减少、用地规模显著增加。（2）城—镇—村规模结构从“凸字型”经“金字塔型”向“橄榄型”方向演化;不同阶段、不同规模等级的城乡聚落的成长速率不同;城乡聚落的齐夫指数偏大但增长放缓,规模结构总体上符合位序—规模法则。（3）城乡聚落规模分布的不均衡程度不断增强,但极化发展速率逐渐减小;空间集群分布特征显著,聚类中心分布趋于均衡化;城乡聚落用地的时空变化存在显著的地域差异,以城镇用地变化为主。（4）驱动机理是由地理环境、区域经济、交通网络、制度与管理四个主要因素共同作用构成的“四轮”驱动过程。     

良渚聚落时空分布特征及其与环境变化的关系

良渚聚落是长江下游早期人类活动最重要的场所之一,是中华文明的重要源头。目前已广泛运用考古手段探索良渚聚落的人地关系,但大尺度分析聚落整体分布特征还相对薄弱。基于良渚聚落的相关资料,运用GIS空间分析技术,对聚落数据进行核密度、标准差椭圆、泰森多边形分析,揭示良渚聚落空间演变特征。结果表明：（1）良渚聚落一到四期总体呈现“南密北疏”的分布格局;由核密度可知其由多模式变为单核心模式;由标准差椭圆可知良渚聚落重心逐步向北迁移,同时椭圆形状在第四期发生重大变化;由泰森多边形可知聚落规模呈现一、二期最高等级领地数量相同,南北齐头并进发展,三、四期北部最高等级领地比南部多,出现群星环绕的局面。（2）良渚聚落的减少或增加与气候密切相关,同时气候变化带来的自然灾害如洪涝等进一步影响聚落的发展,而自然灾害的进一步加剧,有可能导致聚落群间的战争等一系列社会经济变化,最终导致良渚聚落逐渐衰落直至灭亡。     

云南昭通市坡地聚落空间特征及其成因机制研究

坡地聚落是我国山区聚落的重要类型,多处于生态条件差、经济落后的山区。随着国家主体功能区规划进入实施阶段,充分认知坡地聚落面临的生态、贫困、聚落重组、人口迁居等问题具有重要的现实意义。论文以云南省昭通市为研究地区,运用GIS方法详尽探讨其坡地聚落的空间特征,并从区域发展视角分析坡地聚落空间特征的成因机制。研究表明:昭通市具有坡地聚落比例高、聚落密度突出、聚落分散布局、人类活动强度高、民族聚落垂直分异等显著特点。特殊的区位、人口基数和高人口增长率导致了高密度的聚落分布;生态脆弱、贫困和单一的农业生产方式加剧了人类活动强度;低城镇化工业化水平、有限的城市集聚力与欠发达的商品经济是聚落分散态势的重要成因。     

威海地区中全新世聚落遗址时空分布及驱动因素

本文通过ArcMap软件对威海地区中全新世聚落遗址的高程、坡度、坡向、濒河度等指标进行深入研究,分析该时期研究区的聚落遗址分布规律,结合中全新世研究区的环境变化背景,讨论威海地区中全新世聚落遗址时空分布及驱动因素.研究表明:(1)威海地区中全新世聚落遗址文化序列为后李文化 — 大汶口文化 — 龙山文化 — 岳石文化,与...     

近20a来甘肃省县域人均粮食占有量时空格局及其驱动力研究

以甘肃省87个县域为研究单元,基于1991、1996、2001、2006、2011年的统计数据,采用ESDA、重心迁移、GWR等方法对甘肃省县域人均粮食占有量的空间格局进行测定,并分析区域差异的空间异质性及变化的驱动机制。结果表明:1991—2011年间,甘肃省县域人均粮食占有量呈现总体上升、期间波动的态势,重心自西北向东南迁移。人均粮食占有量的空间自相关特征明显,热点区主要集中分布在河西走廊中部,冷点区主要聚集在陇中和甘南,20 a间,冷、热点格局发生了较大变化。人均粮食变化驱动因素的非均衡联动局域性特征显著,人口数量对人均粮食占有变化的影响最大,呈负相关,其次是经济发展水平和城市化率;多个影响因素在空间上存在明显的经度或纬度地带性规律。     

南通地区城镇用地扩展时空特征分析

以多时相LandsatTM/ETM卫星遥感影像为数据源,引入扩展速度、扩展强度、分维数、空间自相关指数等测度指标,分析了南通地区各类城镇的用地扩展过程、形态变化、结构分异及空间格局等时空特征。结果表明:①各类城镇用地扩展速度逐渐提高,扩展强度逐渐加大;②区域城镇用地扩展在1980年代以中心城市扩展为主,1990年代以后则以县(市)城和建制镇用地扩展为主;③因区域城市化进程加速和自然条件的影响,城镇用地分维数呈现逐渐增大的趋势,表明城镇用地的形态越来越不稳定;④城镇用地扩展主要以中、低速扩展类型为主;⑤城镇用地扩展速度、扩展强度的空间自相关性偏弱,但个别类型也呈现出集聚分布的趋势,如扩展速度的高值区域呈现出一定的临江和沿交通干线分布的特征,扩展强度的高值区围绕中心城市分布。     

宝鸡地区霾日的时空变化特征及原因分析

利用1981—2011年宝鸡各县区日平均能见度、日平均相对湿度、天气现象记录以及其他气象观测资料,采用线性趋势分析、小波分析以及主成分分析等气候研究方法,分析了宝鸡地区霾日的长期变化趋势和空间分布特征,探讨了霾日发生的原因。结果表明:宝鸡地区年均霾日变化呈波动下降趋势,宝鸡地区霾日变化呈现多时间尺度的特征;冬春两季霾日波动变化下降趋势最为明显,秋季次之,夏季霾日变化呈明显上升趋势;宝鸡地区的霾日多发地主要集中在以渭河为中心的中部地区;风速、相对湿度和地面温度对霾日的增减影响显著,能源利用等因素对霾日的发生有着显著的影响。     

道路干扰对澜沧江流域景观格局的影响

道路交通在促进人类社会经济发展的同时,也给生态环境带来了诸多影响。研究道路交通的干扰强度、空间格局及其影响,对保护自然环境、维持生态系统健康意义重大。研究基于道路等级、道路所处的环境特征等因素构建道路干扰指数,定量评价了澜沧江流域道路网络的干扰强度,系统分析了流域道路干扰的空间格局特征及其对流域景观的影响。结果表明,澜沧江流域道路网络干扰程度存在明显的区域分异,中游和下游地区明显大于上游地区。流域道路干扰域为边界复杂的不规则多边形,呈现出以离散的强干扰区域为中心,干扰强度向外围逐渐减弱的空间格局。对比不同等级道路干扰域内的景观格局及其变化特征发现,耕地和建设用地等代表人类活动的景观集中分布于道路强干扰区域内,并且强干扰区域内景观组分的变化幅度远大于低干扰区域。从上述分析结果可以看出,道路对其沿线景观格局的变化具有很强的驱动作用,流域道路发展应避开生态环境敏感区域。     

改革开放30年来中国主要城市扩展时空动态变化研究

改革开放30年来,城市化速度明显加快,城市扩展是城市化空间上表现最明显的特征之一。论文选取我国大陆地区直辖市、省和自治区政府所在地及其他50万人口以上共135个城市作为研究对象,利用2007年北京一号小卫星多光谱数据,结合20世纪70年代、80年代和21世纪初的美国陆地卫星数据,采用面向对象分割和人机交互的信息提取方法对城市的主建成区进行动态监测,采用扩展面积、扩展强度、分维数、聚集度等指标分析城市扩展的规模、程度及形态等空间格局的变化,同时根据我国区域发展特点选取7个典型区进行扩展动态分析比较,并且结合社会经济统计数据等,概括分析了中国城市扩展的主要驱动因子。     

基于LEI和MSPA的南昌市城市扩张类型与生态景观类型变化关联分析

中国正处于城市化快速发展阶段,城市扩张导致大量生态景观日益破碎,分析城市扩张类型与生态景观类型的变化及其关联机制能为改善生态环境提供指导。以南昌市为研究区,采用景观扩张指数（LEI）和形态学空间格局分析法（MSPA）识别南昌市的城市扩张类型和生态用地景观类型,并通过建立缓冲区带分析城市扩张类型与生态景观类型变化的关联特征。结果表明：（1）南昌市城市扩张主要以边缘型扩张为主,生态用地以“核心”形态为主;（2）不同圈层的城市扩张类型和生态景观类型的关系在不同发展阶段差异显著;（3）在城市扩张过程中,总体上生态景观越加破碎,边缘型扩张会加速大型绿色斑块的减小,飞地型扩张促进绿色景观单元的破碎化,填充型扩张则有弱化这一过程的作用。研究结果可为控制城市无序扩张提供可靠的理论参考,并为研究区的城市有序扩张和生态环境保护提供决策依据。     

乌鲁木齐都市圈空间变化及其发展模式研究

以乌鲁木齐都市圈为例，基于1989-2002年的LandsatTM/ETM＋卫星影像和多期城市用地信息，运用GIS空间分析功能研究了都市圈宏观与微观层次的空间变化，得出以下结论：①1989-2002年间研究区内面积增加的用地主要有农业用地、城镇用地、农村居民点与道路，增加的部分主要来源于裸地、天然植被和原有农业用地。农业用地、城镇、农村居民点和道路向北部冲积平原扩张的趋势明显，建设用地的迅速扩张在一定程度上加剧了干旱区景观的破碎化。②1998-2006年间，都市圈内各城市用地面积总体上增幅不大，但是每个城市在某些局部方位用地增幅显著，并且有向核心城市趋近的现象。核心城市乌鲁木齐主要功能用地具有一定的圈层分布特征，周边中小城市还未形成圈层结构，但是昌吉和米泉在城市外围已有较为成型的工业集中区。③都市圈在空间发展中存在核心城市拓展受限、脆弱的生态格局受到胁迫和用地不合理布局的问题，针对这些问题提出区域发展“一体化”、城镇格局“大聚小散”和职能空间“重组化”的构想。     

不同经济发展阶段下城市空间扩展对比研究——以福州和台北为例

城市空间扩展在不同的经济发展阶段表现出不同特征。论文以处于不同经济发展阶段的福州和台北为例,以不同时段的遥感影像数据为数据源,结合相关历史文献和城市统计资料,借助GIS技术提取城市空间扩展信息。在此基础上,采用扩展速度、分维数、紧凑度等方法对福州和台北1988-2010年城市空间扩展的时空变化特征及其影响因素进行对比分析。结果表明:22 a来,福州城市建设用地年均扩展速率为台北的4.03倍,福州城市用地快速扩展,与台北形成明显的差异;福州城市空间扩展类型前期以外延类型为主,后期转为外延扩展与内部填充并重,而台北城市空间扩展类型则是以内部填充为主;福州和台北都受到自然地理环境、经济发展和人口增长、交通基础设施建设以及政策与规划等因素的共同影响,但各因素的主导作用不同,导致两地城市空间扩展特征存在差异。     

经济转型背景下长三角城市用地扩张及影响因素的时空差异

研究全球化、市场化和分权化等因素对长三角城市用地扩张的影响,对于在经济转型背景下促进长三角区域协调发展具有重要意义。利用城市用地扩张差异指数和强度指数分析了2001—2015年长三角城市用地扩张的热点区域及各城市的城市用地扩张时序变化,并通过时空加权回归模型对不同驱动力作用的时空差异进行研究。结果表明：（1）长三角城市用地扩张具有空间集中性及阶段性特征,苏锡常等都市圈是城市用地扩张的热点地区,随着协同水平的提升,区域内城市发展状态差距逐渐缩小。（2）研究期间长三角城市用地扩张强度在整体和个体上均呈上升趋势,扩张强度平均值大致呈以上海为中心向外围递减的圈层分布,外围城市的扩张强度以更为稳定和快速的状态在提升。（3）全球化、市场化和分权化均能较好地解释长三角城市用地的扩张,全球化是长三角城市发展的重要推动力,且存在明显的区域差异;上海、苏南和浙北地区市场化的发展对城市发展的推动显著,而后发地区需进一步激发市场改革红利;财政赤字是地方政府实行城市扩张策略的重要因素,但发展模式会随着发展水平的提升而改变。（4）控制变量上,经济发展的影响显著且较为平稳,人口也具有显著的推动作用且部分城市有加深趋势,固定资产投资的作用较为集中。     

武汉城市群城镇用地空间扩展时空特征分析

基于Landsat影像数据,利用遥感和GIS技术获取了武汉城市群地区3个阶段(1980—1990、 1990—2000、 2000—2010年) 的城镇用地信息,采用城镇扩展指数和城镇扩展模型分析了城镇用地扩展的时空格局、 过程及其驱动力。结果表明:①武汉城市群城镇用地空间迅速扩张,三个时段内的城镇扩展强度指数依次为0.073 2、 0.028 9和0.099 3,呈现显著的阶段性与波动性特征;②城镇用地扩展格局具有明显的空间集中性,主要表现为以武汉为扩展中心的圈层状形态,沿武汉三环、 京广线等交通干道的轴带分布形态,不同阶段的扩展格局各具特质;③城镇用地扩展呈现"一核四带"、 "一核一带"和"三核六带"的空间扩展轨迹,与经济发展的阶段性具有明显的耦合关系;④经济体制改革、 国家非均衡发展战略、 "两型"社会建设以及长江黄金水道、 京广大动脉等交通干道建设是武汉城市群地区城镇用地变化的主要驱动因素,但各时期的主导驱动机制有所差别。     

不同发展阶段煤炭资源型城市空间结构演化的对比研究——以淮南、淮北为例

通过追踪淮南、淮北城市空间扩展,对比分析了中兴期和枯竭衰退期煤炭资源型城市空间结构扩展过程、特征、影响因素,结果表明:煤炭资源城市空间形态较为分散,都会经历"相对紧凑→分散布局→再度集聚"的演化过程、具有沿交通线轴向延伸的共性;都会经历飞地拓展、轴向延伸、内向填充、区位再造4 个阶段,但无依托型煤炭资源城市初期还会经历缘矿建镇阶段;城市空间扩展总量、扩展速度、扩展强度方面又具有阶段性差异.城市规模的扩张主要依靠工业用地、居住用地、商业及公共设施用地的增长来推动,空间重构现象自20 世纪80 年代开始在逐步加强,并以居住用地取代工业用地、商业及公共服务用地取代居住用地两种形式为主.从影响因素角度看,资源禀赋与矿区开发建设、地形及地质条件、交通运输、技术进步、城市职能以及城市规划对煤炭资源型城市空间结构产生共性影响.     

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。     

快速城市化背景下不同建设用地扩张的驱动差异探讨：以浙江省义乌市为例

已有城市扩张文献多将建设用地视为单一对象,而较少考虑不同类型的建设用地可能受差别化的驱动因素的影响。针对此,论文以浙江义乌为例,采用无序多分类Logistic回归模型,分析了2006—2014年间义乌商住用地与工业用地扩张所受驱动力的差异。结果表明：商住用地与工业用地扩张均受到自然环境、社会经济区位、邻域状态及空间政策等多重因素的综合影响,但也存在明显的内部差异：一是驱动商住用地扩张的因素并不必然作用于工业用地,反之亦然;二是作用于两类用地扩张的同一驱动因素,其作用方向也可能截然相反;三是对两类用地扩张具有相同作用方向的驱动因素,其作用强度也往往不同,并形成了义乌“产城分离”的城市发展格局。论文揭示了城市化背景下不同建设用地扩张的驱动差异特征,对现有驱动力研究进行了一定拓展,能够为城市规划和城市用地分类管理提供科学依据和直接参考。