天津市滨海新区城市形态演化模拟及驱动力分析

基于TM遥感影像、城市规划图等数据,利用logistic CA模型,模拟了2005~2010年天津市滨海新区城市形态演化,经过模拟面积和Lee Sallle指数两个指标的精度评价后,定量分析了新版总规实施后城市形态演化的驱动力。实证研究表明：滨海新区城市形态扩展迅速,驱动力大小依次是自然环境、经济发展、交通带动、城市规划引导;其中交通驱动力中,影响最强烈的依次是火车站、城市的道路、高速出入口、县乡道、航道、省道。因此提出：城市规划必须顺应城市形态发展的规律,把握好可控的关键驱动力,科学预测城市形态发展和提出城市规划方案,做到积极有效的引导城市形态发展     

中国三大城市群城市化动态特征对比

1990年代以来,中国步入快速城市化阶段,其中京津冀、长江三角洲和珠江三角洲三大城市群成为引领我国城市化发展的主导力量。本研究耦合城市异速增长和标准化区位商分析方法,对三大城市群1990年代至今的城市化动态特征进行对比研究,探讨城市形态扩张与功能演变的耦合作用过程。结果显示:①在城市形态扩张方面,三大城市群异速增长类型差异显著,其中长江三角洲和珠江三角洲分别呈现持续的负异速增长和正异速增长形式,分别表现为人口高度聚集和建成区急剧扩张特征;而京津冀呈现正负异速增长交替增长形式,人口集聚与建成区扩张程度均较低;②在城市功能演变方面,三大城市群第二产业发展阶段不同,第三产业格局演变差异明显;③城市形态与功能耦合作用促成了城市群城市化进程向不同方向发展;对外开放、技术创新、政府干预等是影响城市群形态扩张和功能演变的主要驱动力。鉴于三大城市群对我国城市化发展的主导作用,对其形态扩张与功能演变动态特征的对比研究能够深入理解国家及区域尺度的城市化发展规律和机制,并对我国其他城市群的科学、持续发展提供理论和实践指导。     

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。     

改革开放以来苏南地区城市扩展格局与驱动机理研究

以快速城市化的苏南地区为研究对象,以揭示城市扩张的过程和效应为目标,利用多时相卫星遥感影像数据,以扩张强度、扩张速度指数反映扩张过程及格局,以分形维数、紧凑度指数等反映城市形态和位序-规模的变化过程,对影响苏南地区城市扩张的因素和机制进行探讨。结果表明:改革开放以来苏南地区城市扩张的热点区域发生了变化,呈现由分散到集中再到分散的过程;东西两翼地区整体扩张速度较快,东部地区的持续高速扩张推动了苏南地区"哑铃型"城镇体系格局的形成;城市形态相对紧凑,但随着时间推移有趋于不规则、不稳定、不紧凑的态势,中部地区城市紧凑度下降较大。地区生产总值、实际利用外资总量、城镇固定资产额、常住人口等的增长直接导致了城市建成区面积的扩大,全球化、区域政策、区位条件、后发优势等是影响城市扩张热点形成、变化和位序-规模改变的主要原因,而沿轴线扩张主导的模式则影响了城市形态的变化。     

怀化城市形态的演变特征及形成机制

根据城市规划土地利用现状图、怀化市1〖DK1〗∶10 000地形图、遥感影像图、社会经济统计数据以及其他相关资料,借助ArcGIS 92平台和统计分析软件(SPSS 115),采用空间形态分析、地统计分析、等扇分析、景观测度及分形理论等研究方法,对我国中部铁路枢纽城市怀化的城市形态演变特征及形成机制展开研究。结果表明：城市形态的紧凑度、分维数偏低,形状指数偏大,城市以正东、西南、正北方位的扩展为主,演化轨迹为“据点型”-“散点组团型”-“团城型”-“枝状放射型”-“‘T’字型”;城市形态演变是经济发展、交通设施发展、自然地理条件限制等多重驱动力共同作用的结果.     

中国资源型城市的城市形态测度:是否存在城市蔓延

中国资源型城市在长期发展中,不仅攫取自然资源,也粗放地利用着有限的土地资源。在21世纪全球城市面临城市蔓延挑战的背景下,中国资源型城市的城市形态及变化也受到学术界和决策者的关注。本文基于1996年至2006年中国地级以上城市的数据,对中国资源型城市的城市形态加以测度。分析发现,无论是从建成区的扩张、城市人口密度的下降还是城市足迹的下降等指标测度,中国资源型城市都存在着向不良城市形态的发展的趋势,甚至出现了城市蔓延的现象;并且相对于非资源型城市,资源型城市的建成区扩张更快、城市人口密度下降也更迅速。本文的研究意义在于从"资源节约型、环境友好型"的社会目标出发,为中国城市向着健康、可持续的城市形态方向发展提供启示和借鉴。     

徐州市中心城区不透水面时空异质性分析

不透水面是影响区域空间规划和生态建设的重要因素,可以有效反映城市发展变化。徐州市作为淮海经济区中心城市,经历了快速城市化阶段并向生态园林城市转型,刻画其城市不透水面变化具有典型意义。通过比较4个光谱指数(不透水面指数ISA、城市建成区指数BUAI、生物物理成分指数BCI、增强型归一化差值不透水面指数ENDISI)以确定不透水面信息提取的最佳指数;引入分形理论和景观生态学方法,从行政区、剖面线、景观格局指数多方面分析徐州市中心城区(包括8个片区)不透水面2000、2007和2017年3个时期的时空异质性,旨在揭示其在城市化背景下的时空演变规律,为城市未来发展提出建议。结果表明:(1)BUAI提取研究区不透水面的精度最高(Kappa系数=0.81),远高于其他3个指数,可有效提取多时相不透水面信息;(2)各个片区的不透水面存在差异,老城片区(商业金融中心)和金山桥片区(经济技术开发区)的不透水面比例一直较高;BUAI剖面线揭示了城市扩张的方向特征,研究区的不透水面向东和向东南方向有所发展;(3)研究区不透水面景观格局呈破碎化趋势,由填充式增长转变为分散式扩张,不透水面景观形态趋向复杂化和不规则化,景观格局的异质性增强。该研究可以为城市未来发展和土地利用规划提供科学依据。     

城乡统筹中新型城市形态创制的要素关系

在中国，城乡统筹作为整体发展的一个基本机制，一方面反映了社会主义共同富裕的道义原则，另一方面也是由城市和农村的各自状况及其相互关系所规定的必然要求。与此相一致．新型城市形态既是一个发展理念．也是一个具体的建设内容和文明形态．它所表明的就是城市本身在城乡统筹的具体实施中逐步生成的整体形态特征。作为自觉的发展理念和建设实践．新型城市形态至少需要针对几个主要的要素关系进行相应的政策、制度、甚至法律创制。对此。本文指出并说明了以下主要几个方面：①同一辖区内不同行政级别之间的政府职能及行为关系：②本地（或常驻）居民与外来（或流动）农村人员的关系；③不同社会群体与发展取向的关系；④城市内部在形象塑造中的精抻面貌、生活方式、消费导向、开放态度，以及行政划分和政策连接等方面的城乡关系。     

基于最佳尺度的城市扩张特征研究——以苏州中心城区为例

为深入、准确揭示城市扩张特征，采用国土部门1996年、2005年、2014年3个年份1∶5000土地利用变更数据，基于ArcGIS10.2平台提取相应年份中心城区的城市用地，以50 m为步长，分析了 50～1 000 m 尺度范围内城市扩张规模、分形特征和扩张模式差异，得出最佳分析尺度为350 m。基于最佳尺度，分析了1996～2014年苏州城市扩张特征，结果表明：（1）1996～2005年扩张速度明显高于2005～2014年，其规模与工业化、城市化阶段密切相关；（2）扩张类型具有明显的周期性与规律性，早期以蔓延式扩张和飞地式扩张为主，后期出现明显的填充式扩张，在各个方向上存在梯度推移现象；（3）近20a来，城市分形维数D逐渐提高，基于城市用地生成的凸包图形愈加复杂，表明城区进一步扩张趋势突出。最后提出了城市扩张管理的对策建议，以期为工业化中后期城市的研究及扩张管理提供可能的借鉴参考。     

传统单中心与组团城市的空间重构模式对比与特征差异

选取山东省双核心城市——传统单中心城市济南和组团城市青岛,对其城市空间重构模式和特征作对比研究。借助ArcGIS9.0空间分析和空间统计功能,对研究时期内城市空间形态演变、用地扩展、人口和生产力空间分布变动等各种空间特征指标进行测量和比较,构建用地与人口异速增长模型、人口空间分布模型和基于空间基尼系数的生产力分布模型。研究表明:①济南和青岛正在经历完全相异的空间演进过程,即济南由单中心向东西组团式分散扩展、青岛组团式发展空间被不断填充连片而趋向紧凑;②两个城市用地扩张、人口分布以及投资、就业分布边缘化的趋向表明,单中心城市扩张的集约度更高,但未来用地供给也易受到城市形态制约,可持续度较低,城市未来发展可能会在一定程度上经历投资和就业空间失配带来的效率损失;③在空间重构模式的选择方面,青岛应当选择重点区域集中开发的发展模式,而济南选用城市用地结构调整的策略要优于城市用地规模扩张。     

长江经济带城市体系空间格局演变

构建科学合理的城市体系空间格局,是推进新型城镇化、促进区域协调发展的重要内容。基于1988、2001、2012年长江经济带城市影响力指数及交通路网数据,运用Kernel密度分析法、分形理论、修正引力模型等方法对长江经济带城市规模结构演变、城市等级结构演变及城市体系演变进行深入分析。结果表明:长江经济带城市规模变化明显,由单一低水平俱乐部向中、高水平的多个俱乐部发展,出现城市规模多峰主的"俱乐部趋同"现象,低、中、高的等级序列分布模式趋于完善;城市规模结构在空间上逐步形成典型的多核心-边缘结构;长江经济带城市规模体系总体呈初级首位型特征,但合理化发展趋势明显;城市引力强度差异持续缩小、地域差异性显著,低层级引力城市多分布在中西部地区;区域内逐步形成长三角、中三角及大西南3大城市体系,而中三角城市体系组织相对松散。基于城市体系格局分析,研究从因素层、机制层、特征层及目标层等4个层次探讨了长江经济带城市体系空间演化机理。     

大都市区城乡空间边界演化识别方法研究——以南京市为例

城乡空间边界识别是区分城乡地域、划定城市增长边界的科学基础,城乡边界动态演化方法一直是地理学研究的重要内容之一。以南京市1985~2016年土地利用、二三产业增加值和人口密度数据为基础,选取景观紊乱度和建设用地占比为形态指标,二三产业增加值和人口密度为功能指标,从形态和功能两个维度构建城乡空间边界识别的指标体系,利用公里网格对各个指标进行切分后依据距离衰减理论和“断裂点”分析方法来识别南京市的不同阶段城乡边界及其演化过程。结果表明：(1)1985~2000年南京城市扩张以内部填充为主,城乡边界变化较为缓慢;2000~2016年城镇建设用地迅速扩张,城乡边界变化幅度较大;(2)南京市城乡空间边界在不同阶段呈现出不同的扩张特点,与不同发展阶段的发展模式密切相关,城市国有经济和乡村工业化阶段城乡边界变化较慢,快速城市化和开放型经济阶段城乡边界变化较快;(3)南京作为特大城市,城镇化及城乡融合发展水平较高,以南京为例检验城乡边界演化识别方法具有一定的代表性,也有利于为其他大都市区城乡空间边界识别提供参考借鉴。     

武汉市外部空间形态分形特征演变规律研究

城市外部空间形态是城市空间要素自组织演变的外在表现,合理的外部空间形态有利于城市组成要素及其资源环境的稳定发展。空间形态的分维数在不同时间尺度上有其发展演变的规律,分维数的变化与人类活动有着密切的关系。以武汉市建国以来不同时段的城市外部形态为例,在GIS环境下研究外部形态信息图谱,提取各时期的分维数和人口、面积的统计数据,经拟合发现城市规模与外部形态分维数有密切的函数关系,并在此基础上建立“形态描述函数”,提出在城市发展时期,分维数可作为城市面积和人口规模的指示器,来预测城市空间扩展和演变的程度,以及利用分维数与社会经济因素的相关关系可以深入分析城市空间形态的发展机理。     

基于网格划分的宜兴市区滨水区可达性评价

城市滨水区可达性不仅仅是空间距离的阻隔,还包括人们对滨水空间的需求及滨水区自身对公众的吸引力。依据潜能模型的概念,选取人口密度、滨水区综合质量和以土地利用表达的交通作为评价因子,借助ArcGIS93软件,建立了基于网格划分的滨水区可达性计算模型。该模型通过对研究区域进行等距网格划分以及定量计算网格内的人口密度、最小阻力成本和滨水区综合质量来进行滨水区可达性的定量评价。运用该模型评价了宜兴市中心城区居民至各滨水区的可达性水平,发现各滨水区平均可达性水平存在明显差异,最高的是团氿,最低的是蠡河;对每个滨水区而言,可达性从空间上均呈现出以滨水区为中心由内向外递减的趋势。评价结果可为城市滨水区合理建设格局的制定和居民享用滨水区的公平性提供决策参考     

基于空间自相关模型的农村居民点时空演变格局与特征研究

农村居民点作为农村人口重要空间聚集区,其空间布局、演变特征受历史、自然、社会、经济、传统文化等多重因素的影响。科学识别农村居民点的时空分布形态,并揭示其内在的变化规律和驱动因素,对促进农村居民点科学规划、提高农村土地资源空间布局优化均具有重要意义。利用都江堰市2005和2012年两期遥感影像提取农村居民点、城镇、道路、河流等矢量数据,借助RS、GIS空间分析技术,定量研究都江堰市农村居民点时空变化过程、格局和特征,并引入空间自回归模型深入分析不同环境因素对农村居民点空间布局的影响程度。研究结果表明:(1)都江堰市农村居民点的空间分布密度存在显著的空间正相关性,即密度值较高或较低的地区在空间上呈现显著的聚集状态,但局部的空间异质性在增强;(2)密度的高值集群主要集中分布在都江堰市东南部沙西线沿线以及南部成青快速通道一线,并且有进一步沿道路延线纵深扩张的趋势,而密度的低值集群由于受地形的影响,在空间分布上变化不大,主要位于龙门山沿线的乡镇;(3)2005~2012年,地形位指数每增加1%,农村居民点的空间密度减少0.505%,而距城镇、河流和道路的距离每增加1%,农村居民点的空间密度分别增加0.124%、0.144%、0.006%;(4)不同环境因素对农村居民点空间分布的影响程度大小为:地形影响城镇辐射影响河流影响道路影响,并且随着时间的推移,各环境因素的影响程度都在不断地增强。该研究以期为今后同类研究提供一定的方法借鉴,为农村居民点动态变化监测、农村土地节约集约利用、新农村规划等提供理论方法和技术应用支撑。     

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运用空间自相关的全域指标和局域指标，分析1990年和2000年上海市域及中心城区两个年份的人口密度的Moran's I和Getis's G值。结果表明：从市域的尺度上看，10年间，人口集聚增强，即城市高密度集聚、农村低密度集聚，中心城区及其内部出现的人口密度相对分散的趋势只是表现在城市内部，而市域内城市与农村之间的差异仍在不断扩大，表现为一种从农村向城市的向心型城市化过程，而且城市化还处于不断上升的阶段。从中心城区的尺度看，10年间，中心城区人口密度不断降低，城区核心人口绝对量持续减少，城区外缘绝对量持续增加，上海市城区具有明显的郊区化特点，空间上表现出一种离心型城市化的特点。研究结果的可借鉴性表明空间自相关的统计分析能更好地揭示出人口的分布模式、人口集聚及其变化的热点和内在机制，对于人口的合理布局方案、城市化政策制定等政府宏观决策具有意义。     

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     

长江中游城市群城市创新差异的时空格局演变

以专利申请总量为主要指标,采用地理集中指数和马尔可夫链方法,从时间、空间和地理临近性视角来分析2000~2014年长江中游城市群城市创新差异的时空格局演变。研究结果表明:(1)城市群城市创新差异呈现由高度集中向渐进式分散,由核心城市向外围城市缓慢扩散的演变趋势,出现高水平和低水平趋同俱乐部强化锁定,中低水平趋同俱乐部局部变动的趋势。(2)城市群城市创新类型发生空间转移与城市创新发展水平紧密相关,城市创新发展水平差距越小,发生转移的概率越高;反之,发生转移的概率越低;(3)邻域创新环境影响城市群城市创新差异的演变,地理临近性在低水平、中低水平城市创新类型表现不明显,而在中高水平城市创新类型显著增加。     

武汉城市圈空间结构演化及影响研究

武汉城市圈是我国资源节约型、环境友好型社会建设的重点示范区,是中部崛起战略实施的重要支点。但就现阶段的发展情况来看,武汉城市圈在空间结构方面存在一些问题,制约了城市圈的总体发展。采用两方面的方法对武汉城市圈的空间结构展开研究。一方面,利用数理分析确定武汉城市圈的城市职能等级体系;另一方面,利用针对历史建成区的图面分析和方格网分析确定城市圈空间结构的演化历程。结合两方面的研究结论,将武汉城市圈的空间结构确定为单核模式,即由一个较大的核心城市和若干个组团城市结合而成的空间结构模式。单核模式有利于培育强有力的核心城市,突出核心城市的辐射带动作用,但不利于组团城市的扩张和城市圈的总体长远发展。在此基础上,提出了优化武汉城市圈空间结构的初步设想,包括联合一些组团城市建设发展中心,突出一些组团城市特色功能等     

苏南地区建设用地扩展类型及景观格局分析

改革开放以来，随着苏南地区经济高速发展，工业化及城市化进程加快，导致建设用地急剧扩张。为了研究苏南建设用地扩展类型，基于1980～2010年建设用地数据，利用ArcGIS 93软件识别并提取了3种建设用地扩展类型：填充型、边缘增长型和跳跃型，并分析了建设用地扩展类型景观格局时空动态及其驱动力。结果表明：1980～2010年，苏南地区的建设用地面积增加了44582%，其中1980～2005年增加了16373%；2005～2010年增加了10696%，常州市建设用地的扩展速率最大，为75286%。1980～2005年，苏南地区边缘增长型占据了7403%，其次是跳跃型与填充型，而2005～2010年，建设用地扩展类型的比重仍与1980～2005时段相一致，但变化更为剧烈。建设用地扩展类型的斑块个数均处于增加趋势，3种扩展类型的形状区域复杂，建设用地扩张景观类型破碎化严重但其链接度仍较高。苏南5市的填充型扩展类型主要集中于城市中心附近，而跳跃型主要分布于远离城市的区域。苏南地区经济快速发展、人口增加、工业化进程、房地产投资、外资直接投资、固定资产投资都在影响着建设用地的扩展