Analysis and Modeling on the Spatial Structure of Urban Land Use: A Case of Jinan, China

Based on the data of urban land use obtained by remote sensing interpretation from aero images in 1986 and 2004, the spatial structure of Jinan is studied in this paper with the method of Geographic Information System (GIS). According to the proportion of land for residence, industry and commerce, the urban district can be distinguished into three rings. Compared with the traditional theory of the ring structure in Western coun- tries, they have many distinctive characteristics. The main func- tions of the inner ring include residence, business and banking, but the proportion of residential land (more than 50%) is considerably higher than that of the cities in Western countries. The land proportion for residence and industry in the intermediate ring is equal on the whole. The main land of the outside ring is for industrial use. From 1986 to 2004, great changes have taken place on the land proportion of different types of use. In the inner ring, the land for residential and industrial use has shrunk much while the land for commercial use has increased. In the intermediate ring, the changes of the three types of land use were not very much and the temporal variation was relatively stable. On the contrary, the structure in the outside ring varies acutely. Though most of it is also for industrial use, the proportion of residential land has in- creased much. The three rings can also be divided into several sectors respectively, according to the function of land use clusters. New trends and mechanisms of the changes of land use impacting the urban structure were proposed in the end of the paper.     

Mutual Conversion of Land Use between Urban and Rural Area in the Process of Urbanization: A Case Study of Shandong Province

Urbanization is one of the driving forces for the land use change in type and structure, and its prominent effect is to convert rural land to urban land. This paper takes Shan-dong Province as an example to analyze the current situation of the mutual conversion between the urban and rural areas from the aspects of the structure of land use, the decreasing tendency of the cultivated land, the changes of land use in urban and rural residential areas. It points out that cultivated land is converted to residential area land, industrial and/or mining area land. The relationship between the urban area land and the cultivated land is more direct; meanwhile, the changes of rural residential area lag behind obviously. The decrease of the cultivated land and the decline of soil quality will be the two difficult problems in the process of urbanization.     

Mutual Conversion of Land Use between Urban and Rural Area in the Process of Urbanization: A Case Study of Shandong Province

Abstract

Urbanization is one of the driving forces for the land use change in type and structure, and its prominent effect is to convert rural land to urban land. This paper takes Shandong Province as an example to analyze the current situation of the mutual conversion between the urban and rural areas from the aspects of the structure of land use, the decreasing tendency of the cultivated land, the changes of land use in urban and rural residential areas. It points out that cultivated land is converted to residential area land, industrial and/or mining area land. The relationship between the urban area land and the cultivated land is more direct; meanwhile, the changes of rural residential area lag behind obviously. The decrease of the cultivated land and the decline of soil quality will be the two difficult problems in the process of urbanization.     

基于分形理论的徐州城市空间结构演变研究

基于迭代原理的城市形态分形研究方法,运用分形维数（相关维数、半径维数、膨胀维数）和标度曲线,定量分析了徐州城市空间结构演变规律。结果表明：分形维数可以定量揭示城市用地的空间分布和空间组织结构,标度曲线可以定量揭示不同空间尺度下各类用地的标度行为,二者相互结合可以更好地测度城市空间结构演变的规律;徐州城市居住用地、工业用地、交通用地空间分布的均质程度在逐渐增强,但公共设施用地空间分布的均质性较差;随着城市的扩张,居住用地和工业用地表现出显著的外迁趋势,市中心区的商服功能则进一步加强,城市由市中心向外围逐渐形成明显的“公共设施用地 居住用地 工业用地”布局的圈层结构,并在城市外围形成新的商服中心;与居住用地和公共设施用地相比,工业用地边界形态复杂,稳定性较差。     

转型期中国城市用地结构动态演变及其机理——基于长三角51个样本城市的实证研究

城市用地结构演变一直是学术界关注的焦点,但是已往学者主要关注于单体城市的研究,而对全球化背景下大都市区或城镇密集地区的研究尚显不足。为此,通过构造城市用地结构演变动力分析框架,并基于2000、2005和2010年《中国城市建设统计年鉴》的城市用地结构数据,对中国经济转型最快、市场化程度最高的长三角51个样本城市用地结构演变特征进行系统分析。结果表明:随着工业化与城市化进程演进,长三角城市正经历着以居住与工业用地增长为主导的空间重构;发达地区(或高级城市)凭借先发优势,其城市用地变化动态度逐渐减小,结构趋于成熟稳定;而相对落后地区(或低级城市)由于工业化进程相对较慢,其用地结构调整规律也较发达地区滞后。总体上,长三角地区城市用地结构总体变动趋于均等化,城市用地结构演变的"热点区"逐渐由发达地区大城市转向相对欠发达地区中小城市。通过对城市用地结构演变规律分析发现,在城市土地利用的复杂巨系统中,全球化与城市化共同驱动下的市场、政府和居民的行为共同促进了城市用地结构演变。     

湖北省土地利用结构变化及其驱动机制分析

采用1996～2004年的统计资料,分析了湖北省土地利用结构变化,研究发现全省耕地大幅度减少,其次是未利用地和牧草地;林地则迅速增加,其次为居民点及独立工矿、园地、其他农用地、交通用地和水利设施用地。随后运用典型相关分析法,以湖北省76个县级行政单位为研究单元,进一步对湖北省土地利用结构变化的驱动因子进行了统计分析,定量诊断出各驱动因子对湖北省土地利用结构变化贡献作用的大小。结果显示,湖北省土地利用结构与社会经济因素之间关系可以用4对典型相关变量表示,耕地、居民点及工矿用地、林地、交通用地、水利设施用地的发展变化分别对应于不同的社会经济驱动因子。     

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     

Integrating energy and land-use planning: socio-metabolic profiles along the rural–urban continuum in Catalonia (Spain)

Abandoning fossil fuels and increasingly relying on low-density, land-intensive renewable energy will increase demand for land, affecting current global and regional rural–urban relationships. Over the past two decades, rural–urban relationships all over the world have witnessed unprecedented changes that have rendered their boundaries blurred and have lead to the emergence of “new ruralities.” In this paper, we analyze the current profiles of electricity generation and consumption in relation to sociodemographic variables related to the use of time and land across the territory of Catalonia, Spain. Through a clustering procedure based on multivariate statistical analysis, we found that electricity consumption is related to functional specialization in the roles undertaken by different types of municipalities in the urban system. Municipality types have distinctive metabolic profiles in different sectors depending on their industrial, services or residential role. Villages’ metabolism is influenced by urban sprawl and industrial specialization, reflecting current “new ruralities.” Segregation between work activity and residence increases both overall electricity consumption and its rate (per hour) and density (per hectare) of dissipation. A sustainable spatial organization of societal activities without the use of fossil fuels or nuclear energy would require huge structural and sociodemographic changes to reduce energy demand and adapt it to regionally available renewable energy.     

基于CLUE-S模型的千岛湖镇土地利用动态模拟分析

基于1993、2004年两期土地利用数据和1〖DK〗∶250000DEM,运用GIS技术,通过Logistic逐步回归分析,在地形、高程、水系、道路交通、城镇和居民点等多种自然和社会经济因素中,筛选出不同时期对千岛湖镇主要土地利用类型空间分布及其变化具有决定作用的驱动因子,并对所得结果进行ROC检验,同时生成相应的土地利用空间分布概率适宜图,然后采用CLUE-S模型,对其2004年的土地利用变化格局进行模拟;并用2004年的土地利用现状图对模拟结果进行检验,结果显示,在基本单元（90 m×90 m栅格）的水平上,模拟的正确率为8471%,Kappa值达到了0825。在此基础上,针对两种政策情景,应用相同模型模拟预测了千岛湖镇2015年的土地利用时空变化。与2004年相比较,变化明显的是城镇工矿用地的扩张和林地的减少,并且城镇工矿用地的扩张多是在原有城镇及工矿用地的基础上向四周扩展,侵占的多是周边的耕地、林地、未利用地。     

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     

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     

大城市边缘区土地利用时空格局模拟--以武汉市洪山区为例

大城市边缘区的土地利用变化复杂而迅速,采用定量模型对此地域的时空格局进行模拟,在土地规划领域有重大意义。以武汉市洪山区为例,首先采用DPSIR模型对大城市边缘区的工业用地、居住用地、服务设施用地、绿地等进行驱动力机制的定性分析,得出每种用地相应的驱动力、压力和状态;进而采用CLUE S模型,通过用地变化驱动力因子作用权重系数的求解,模拟时段内各类用地的需求分析与用地变化的动态分配过程,对边缘区的用地演变进行模拟;最后通过用地现状图对模拟用地进行验证,模拟结果基本拟合。在模拟的基础之上,设定了两种大城市边缘区空间发展的情景模式,即不作任何空间约束的用地演变和进行可持续发展约束的用地演变,有针对性地提出该区域的发展需要重点保护水体和自然风景区。其方法及成果可为大城市边缘区制定发展管理政策提供科学参考。     

Exploring the causal relationship between carbon emissions and land urbanization quality in China using a panel data analysis

Land use and carbon emissions have long been a heated topic in China as well as developing countries. This paper contributes to the study of the related area as to investigate the causal relationship between the land urbanization quality and carbon emissions using panel data from 30 provinces in China over the period of 2004–2013. The empirical results show that: There exists bidirectional causality between land urbanization quality and carbon emissions across the country; land urbanization quality has negative effects on carbon emissions in all areas, with its effects largest in the Central region, followed by the Eastern, and the Western ranked at last; causal relationship exists in all regions, in addition to Eastern China; Central region has the highest potential of energy conservation. These findings provide new insights and valuable information for optimizing land use and urban development in China. In particular, to actively adjust the industrial structure, innovation in science and technology, and separate policy focus can contribute to energy conservation and urban land use.     

南昌市中心城区城市建设用地集约利用特征及空间相关性分析

城市化进程不可避免的要占用大量土地资源,当前城市土地集约利用已经成为地理学、土地科学等相关学科研究的热点问题。为了从中观尺度科学分析城市土地集约利用空间分布规律和趋势,以南昌市中心城区为研究对象,在城市建设用地集约利用评价的基础上,运用全域Moran's I和局域Moran's I系数分析建设用地集约度的空间自相关格局(依赖性),揭示建设用地利用集约度的空间局部聚集和局部异常特征。结果表明:建设用地利用集约度全域空间相关性和局域空间相关性指标均显著,从城市边缘到中心区(或副中心)呈现递增的空间形态,其中居住功能区集约度空间相关性最高,教育功能区则最低;各功能区都存在正局域相关,空间分布呈现典型的空间聚集现象。对于高值聚类区应以结构挖潜为主,通过旧城改造和用地置换优化用地布局,低值和高低值聚类区应以管理潜力挖潜为主,通过规划管理和政策引导提高集约度,达到经济社会生态效益相统一的目标,可为南昌市城市建设用地集约利用提供必要的支撑和依据。     

丘陵山区都市边缘农村居民点土地利用空间特征分析——以重庆两江新区为例

分析丘陵山区都市边缘的农村居民点土地利用空间特征,对于科学认识自然条件与社会经济发展交错影响下的新型农村人地关系具有重要意义。以重庆市两江新区为例,从居民点用地规模特征、居民点空间分异特征、居民点分形特征以及居民点空间格局四方面对农村居民点土地利用空间特征进行了分析。结果表明:两江新区农村居民点用地规模表现出明显的地域差异,在区域内部,受高程、坡度、地质灾害分布、水系、城镇和交通的影响,农村居民点用地表现出较强的空间分异特征,其中有相当一部分居民点的交通及基础设施条件亟待改善;两江新区内农村居民点分形维数介于1.12~1.53之间,由西南向东北方向逐步增大,围绕城市呈现"扇形圈层结构"特征,距离城镇越远农村居民点斑块结构越复杂;从居民点空间格局来看,两江新区镇域尺度上的农村居民点呈现出集聚、均匀与随机3种分布状态,图斑尺度的居民点受地形约束总体上呈条带状分布,在此基础上城镇发展的极化作用吸引农村居民点向城镇集中,形成若干聚集区。研究结果可为丘陵地区开展土地整治及模式探讨、土地利用规划筹提供参考。     

长三角城市群各业用地价格的空间分布格局及影响因素

运用空间自相关及地理加权回归方法,揭示长三角城市群各业用地价格的空间分布及关联特征,并分析其影响因素的空间异质性,丰富和发展城市群地价空间分布规律的理论研究。研究结果表明:工业用地价格普遍偏低,商住地价价格较高,符合城市间土地级差收益规律,但商住倒挂现象明显;在空间分布上,工业地价从浙东南向苏北呈梯度递减,在空间上呈现显著空间正相关,表现为低值空间集聚;居住地价在空间上呈现出较强的空间正相关,具体表现为一、二线城市为高值集聚,商服地价不存在空间自相关性;人均可支配收入、公共财政支出对长三角城市群工业地价的影响空间差异显著,城市等级、国内生产总值和人均可支配收入对居住地价的影响空间差异明显,商服地价主要受到社会消费品总额、每万人公共汽车数量和公共财政支出影响。     

Temporal-spatial Characteristics of the Urbanization of Rural Land in Xinjiang

Relying on remote sensor technology, GIS and Land-sat TM digital images, the authors use spatial and statistical analysis to examine the temporal-spatial characteristics of the change caused by urban Construction in Xinjiang＇s rural areas from the end of the 1980s to the end of the 1990s. The primary findings show the following： 1） The urban construction in rural areas has increased drastically. The expansion speed of urban land use has accelerated over the past decade. The sub-land use changes caused by the urbanization of rural are characterized by salient regional differentiation among the three main regions and among the 85 counties of Xinjiang. 2） The shift of land use is mostly characterized by cultivated land and grassland being used for urban and industrial projects. Moreover, this change of land use is characteristic of regional differences. 3） Factors of rural-urban construction land use changes in Xinjiang, are undoubtedly affected by natural environment, social, economic conditions, and to a larger degree by population growth, GDP development and industrial development.     

平原区农村居民点用地空间整治分类研究——以河北省曲周县为例

土地整治是对低效、空闲和不合理利用的土地进行治理,提高土地利用率和产出率的活动,是各类土地整理、复垦、开发以及城乡建设用地增减挂钩等活动的统称,其实质内容之一是从空间上对土地利用进行优化布局。农村居民点用地是我国进行土地整治的重要区域,对于农村居民点用地空间整治进行分类研究是新农村建设和农村土地整治的前提和基础工作。曲周县位于黄淮海平原的中部,黄淮海平原是我国主要的粮食主产区和农村人口的集聚地,对于其农村居民点用地空间整治分类进行研究,对于实现区域城乡一体化发展具有战略意义。论文按照新农村建设的要求,从发展基础、生产条件、生活条件和生态环境四个方面选取农村居民点用地整治的评价指标,利用量化后的指标和多因素综合评价法,运用聚类分析法将曲周县农村居民点用地空间整治划分为就地城镇化型、重点发展型、限制扩建型和迁移合并型四种类型。研究结果符合实际,为当地土地整治和新农村建设工作提供了理论支撑,对于其他类似地区具有借鉴意义。     

经济快速发展地区土地利用结构的时空演变——以苏锡常地区为例

利用1996～2007年苏锡常地区土地利用变更数据，从土地利用变化幅度、动态度、变化强度、相对变化率及景观生态学角度，对区域土地利用结构的动态变化及区域差异进行分析。研究结果表明：近十多年来，由于区域经济快速发展，工业用地扩展迅猛，城镇加速蔓延，从而导致区内耕地面积锐减，居民点及工矿用地、交通用地所占比例则逐年上升，交通用地的变化幅度及动态度最大；各用地类型的变化强度在此期间呈一定波动，除牧草地外，交通用地历年的变化强度之和最大，其次为园地、居民点及工矿用地、水利设施用地、耕地、其他农用地、林地、未利用地；区域土地利用结构逐渐向均衡状态发展，用地结构的均质性逐渐增强，地区土地利用结构渐趋稳定；各市耕地、居民点及工矿用地、其他农用地的变化幅度及相对变化率差别不大，而园地、林地、牧草地、交通用地、水利设施用地及未利用地的变化幅度及相对变化率区域差异较大，且三市园地、牧草地及未利用地的变化方向不一致。     

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。