大型山地城市建设用地空间扩展及地形分异

近年来,我国城市化进程已经进入加速发展阶段,城市建设用地日益紧张,对山地城市来讲,建设用地的供需矛盾尤为突出。以城市建设用地扩张的地形梯度变化为切入点,运用重庆市主城区2001年、2007年和2014年的遥感影像数据,通过混合像元分解提取建设用地。通过计算建设用地的分形维数、紧凑度指数和放射状指数分析了主城区城市建设用地扩张水平方向的形态变化特征;结合区域的高程、地形起伏度,分析了建设用地的地形分异特征。结果表明:城市规模扩展迅速,建设用地数量从2001年的237.62 km²增加到2014年的818.85 km²;综合分形维数指数、城市紧凑度指数、放射状指数来看,城市扩展从2001—2007年的紧凑型扩展发展转变成2007—2014年的外延扩展;主城区建设用地的扩展呈从低高程区的增长达到饱和状态向高程较高的区域发展的态势;从起伏度分析来看,建设用地无法向起伏度较大的区域大规模扩展。     

三峡库区耕地城镇化及城镇扩展测度

根据1975、1987、1995、2000和2005年的遥感影像解译出的城镇用地数据,分析了城镇扩展过程中耕地占用的规律,采用城镇用地扩展强度、城镇用地扩展极核、城镇用地扩展类型、城镇用地扩展紧凑度、城镇用地分维数等理论模型从数量上对研究区城镇用地的扩展进行了对比分析,然后采用缓冲区分析从空间上对研究区在不同缓冲区带内的扩展轨迹开展了对比分析。研究结果表明耕地占用较多的是重庆市区、渝北区;受重庆市区和渝北区生长极核的影响,邻近区县的扩展强度比较大;总的来看其扩展平稳有序,属紧凑填充式;缓冲区分析对城镇扩展的轨迹研究是有效的,在研究区的第二缓冲带内的城镇扩展的强度是较大的。对研究区1975～2005年期间城镇用地对耕地占用情况及扩展的空间模式的分析,有利于控制未来城镇化对耕地的占用,把握城市化进程所处的阶段及预测城市的未来发展趋势。     

五陵原景观空间格局动态分析

基于地理信息系统支持计算景观多样性的有关参数,选取斑块大小及数量、分维数、斑块伸长指数、多样性、优势度、均匀度和破碎度等指标,对五陵原地区近17多年来景观多样性动态变化进行分析。结果显示:1988-2005年,研究区总斑块数减少了67个,斑块增加明显的主要是耕地及林地斑块,分别增加90个和27个;斑块数减少明显的是水体、果园和建设用地,分别减少了11个、121个和51个。平均斑块面积及平均斑块周长,分别增加4.036hm²和966.69m;耕地、林地、水体及未利用土地分维数,都有不同程度的下降,而果园和建设用地景观的分维数有所上升。五陵原地区景观异质性特征表现为:均匀度指数上升了0.13,景观破碎度指数上升了0.001,景观类型多样性指数上升了0.27,优势度指数下降了0.27。研究期间该区景观空间格局从以耕地及建筑为主的景观生态系统,转变为以耕地、果园和建筑景观为主的高度异质化的景观生态系统,人类活动是其景观空间格局变化的主要驱动因素。     

基于GIS和RS的德令哈市城市扩展研究

借助RS和GIS技术,对德令哈市1989年TM影像数据、1999年ETM影像数据和2009年土地利用现状图进行分析处理,采用人机交互目视解译法提取德令哈市建成区边界图,并将3个时期的建成区范围图叠加;然后从城市扩展强度、重心坐标转移、紧凑度指数、分形维数指数以及城市扩展弹性系数等角度对德令哈市建成区的空间扩展状况进行分析;结果显示:1989—1999年、1999—2009年这两个阶段,德令哈市建成区的面积都在增加,但是1999—2009年,建成区面积的扩展速度和强度都大于1989—1999年;建成区重心坐标第一阶段向西北方向偏移,第二阶段向南偏移,紧凑度指数偏小,并逐渐减小,分形维数指数比合理值1.12大很多,城市空间演变形态趋于复杂;城市扩展弹性系数偏大,并有上升趋势,城市人口增加与城区面积扩展不协调。德令哈市在未来的发展中,需要注重城市内部建设用地填充,合理控制外延扩展规模,尽力确保城市形态紧凑发展。     

1988-2002年郑州市景观格局演变分析

以郑州市区1988年、1995年和2002年3幅遥感影像为基础数据源,在3S技术支持下,利用景观生态学理论和方法,通过遥感影像解译、景观格局指数选取与计算、逐步回归分析等,对郑州市景观格局动态及其城市扩展的时空分异特征进行了全面分析。结果表明:（1）1988-2002年郑州市建设用地、林地显著增加,景观空间结构仍以农业用地为主。其中建设用地增加85.27 km²,主要由农村居民点和水浇地转化而来。（2）郑州市景观破碎度增大、优势度指数降低、整体分维数略有增加,城市景观格局趋于复杂化、破碎化和多元化。（3）城市景观具有显著的空间梯度变化特点,且存在明显方向分异,NW-SE向为城市扩展中轴线。（4）城市扩展主要集中在三环路内,扩展强度达1.36,且多为内部填充式扩展;三环与绕城公路间,扩展倍数为1.56,扩展强度仅0.37,城市主要沿道路外延式扩展。     

1990-2015年阿克苏市建设用地的扩展与驱动力

[目的]探讨新疆阿克苏市建设用地扩展特征及其驱动因素和存在的问题,为绿洲城市发展和建设决策提供一定的利用依据。[方法]以1990,2000,2010,2015年的Landsat TM/ETM⁺卫星遥感影像为数据源,借用ENVI进行监督分类,得出阿克苏市4个时间段的建设用地、耕地、林地、水体、未利用地等信息。应用建设用地扩展强度、速度,重心坐标转移、紧凑度、弹性系数等指标,研究阿克苏市建设用地变化规律。[结果]1990年建设用地面积为18.34 km²,2015年建设用地面积为91.61 km²,25 a里总扩展面积为73.24 km²,净增加了1990年的4倍。建设用地扩展中主要占用的土地类型为未利用地和耕地,面积分别为43.84,28.04 km²。建设用地重心坐标向EN,WS,WS方向迁移,靠近交通路线移动。1990-2000年重心坐标移动距离不大,移动距离为243.7 m。2000-2010年移动距离为832.2 m。2000-2015年移动距离最大（为1 568.2 m）,扩展形状为面状和条带状。建设用地外围紧凑度一直呈下降趋势,从1990年的0.201下降到2015年的0.066,城市空间形态越来越复杂。[结论]阿克苏市1990-2015年建设用地不断往外扩展。阿克苏市建设用地扩展速度在研究期间一直高于人口增长速度,而两者之间差距不断扩大,弹性系数为1990-2000年2.3,2010-2015年10.13,城市扩展与人口增长高度不合理。非农业人口因子、经济因子、政策因子、交通因子是引起阿克苏市土地利用变化最主要的驱动因素。     

干旱区内陆河流域农村居民点空间格局及分异

基于1987年、2001年、2016年3期遥感影像目视解译提取的研究区农村居民点时空分布信息,综合运用GIS空间统计分析、景观格局指数等研究方法,分析了石羊河流域1987-2016年农村居民点空间格局及分异特征。结果表明:在规模上,研究区农村居民点规模整体呈扩展趋势,规模扩展特征差异显著;规模分异特征明显,具体表现在居民点斑块规模越大,斑块数量所占比重越小,并且居民点斑块存在高密度小规模分布和低密度大规模分布的分异特征。在空间分布上,1987-2016年研究区农村居民点整体空间分布格局未发生明显变化,呈低海拔、小坡度、近水系分布的空间特征,但局部集中趋势进一步加强,其中河流和城市周边是农村居民点集聚较明显的区域。在形态特征上,农村居民点斑块复杂性减弱、破碎度降低,形态趋于规则;斑块形态的空间分异特征明显,由于斑块蔓延扩张引起的居民点斑块两级分化趋势加剧。     

银川市景观格局动态变化研究

应用遥感和GIS技术对城市化过程中城市景观格局及其动态过程进行研究,可以更好地认识研究区的空间特征及其景观要素的演替。选取2001年和2005年的银川市CBERS图像,提取研究区两个时期的景观类型,并选取斑块面积、斑块数量、景观多样性指数、景观优势度指数、景观均匀度指数和景观破碎度指数等景观生态指标,对研究区的景观格局进行了分析。结果表明:在研究时段内景观斑块类型没有发生变化,景观多样性指数和均匀度指数增加,优势度指数和破碎度指数有所减小,研究区的景观类型分布更趋均衡化;建筑用地、耕地和林地面积增加,尤其建筑用地面积增加较快,水体和未利用土地的数量减少,水体的斑块数量减少较多。说明银川市在研究时段内各土地利用类型的比例和空间分布格局都有较大变化。     

城市扩张对农田景观中非农生境的影响*——以辽宁省沈阳市沈北新区为例

农田景观因其巨大面积和更高的生产力,在全球生物多样性维持,甚至濒危物种的维持中扮演着重要角色。而农田景观中非农生境被蚕食的现象较为突出,尤其城市周边农田景观中更为普遍。本文以沈阳市沈北新区为例,采用景观紊乱度法将其划分为城市、城市边缘区和乡村3个区域,利用GIS技术分析3个区域农田景观中非农生境类型、数量与面积比例,探讨城市扩张对农田景观中非农生境影响程度。结果表明,随着与城市中心距离的增加,由城市、城市边缘区至乡村,非农生境类型呈现逐渐增加趋势,靠近城市中心的非农生境仅有林地,而在乡村区域有草地、林地、水域和农村道路4种类型。非农生境斑块数量比例呈现总体增加趋势,城市平均比例为8.63%、城市边缘区平均比例为17.08%、乡村平均比例为22.48%。非农生境面积比例呈现先增后减的倒"U"字型变化,城市边缘区的非农生境面积比例最高,值为1.93%。非农生境斑块密度呈现先增加、再减少和后增加的变化趋势,城市边缘区的非农生境斑块密度最小。最大斑块指数和聚集度指数呈现先减少后再增加的趋势,城市边缘区的非农生境最大斑块指数和聚集度指数最小。景观形状指数和多样性指数呈现先增加后减少的趋势,城市边缘区景观形状指数和多样性指数最大。总体而言,距离城市中心最近的城市区域受城市化强烈影响后,保留在城市景观之中的农田景观重新建立一种相对稳定的景观格局,残留其间的非农生境类型单一、斑块数量低,斑块较大、形状规则;正在受到城市建设切割的城市边缘区农田景观中非农生境面积比例、景观形状指数和多样性指数表现为虚高,但其斑块密度、最大斑块指数和聚集度指数均较小;距离城市中心最远的乡村区域非农生境受城市化影响较弱,类型趋于多样、斑块数量比例高、景观异质性较高。     

基于GIS和RS的重庆市主城区NDBI分布特征研究

利用RS技术快速、精确地获取监测城镇用地信息,有助于城市的合理规划及生态环境的保护。采用2002年、2007年、2010年Landsat TM遥感数据提取重庆主城区建筑指数（NDBI）,获取重庆主城区建筑指数的数量结构与空间分布特征,并结合分形理论,对NDBI的分维数与稳定性进行研究。结果表明:2002—2010年低建筑区减少,高建筑区增加;在空间分布上,巴南区的建筑指数明显低于其他区域,九龙坡区以及渝北区的建筑指数相对较高;低建筑区的斑块复杂程度明显高于高建筑区,而高建筑区域的稳定性则高于低建筑区,主要是建设用地相对集中,斑块形状较为规整,从而受外界的干扰较小。研究结果为重庆市城市土地利用管理与城市生态保护提供参考。     

城市建设用地扩张与能源消耗碳排放相关效应

通过收集武汉市2001—2013年建设用地与能源消耗数据,采用IPCC碳排放估算方法、Tapio脱钩分析、反弹效应分析等方法,分析了建设用地和能源消耗碳排放在时间序列上的变化特征,探究了二者的相关效应。结果表明:武汉市2001—2013年建设用地逐年不断扩张,2001—2005年扩张缓慢,2006—2013年开始快速扩张;能源消耗碳排放2001—2006年快速增长,2007—2013年增长速度出现波动;建设用地扩张与能源消耗碳排放仅5年表现脱钩,并未达到完全脱钩;推动能源消耗碳排放增长的主要因素是建设用地扩张效应与财富效应,它们几乎抵消了技术进步所带来的减排效应。显示城市建设用地扩张与能源消耗碳排放之间依然存在明显的相关效应,为实现低碳发展,武汉市城市建设用地的有序扩张和减排工作还需要进一步加强。     

城市土地利用绩效评价及障碍度诊断——以哈尔滨市为例

城市土地利用绩效评价及障碍度诊断是城市土地可持续利用和科学管理的重要依据。以哈尔滨市为研究区,从土地利用程度、土地利用效率、土地利用可持续性和土地管理4个方面构建城市土地利用绩效评价指标体系,采用熵权法计算权重、运用综合指数法评价2001—2008年城市土地利用绩效水平,并建立障碍度模型对影响城市土地利用绩效的障碍因子进行诊断。结果表明:哈尔滨市城市土地利用绩效水平总体呈上升态势,2001—2008年绩效指数从0.3023增加到0.7450。土地利用程度障碍度以年均8.98%的速度增加,而土地利用效率、土地利用可持续性和土地管理障碍度分别以年均0.62%,5.27%和9.16%的速度下降。土地利用程度是影响城市土地利用绩效的最大障碍因素,因此提高城市土地利用程度至关重要。     

基于主成分分析的哈尔滨市土地生态安全评价

土地生态安全关系到一个区域整体生态环境的可持续发展。按照哈尔滨市土地资源现状,从自然、经济、社会三个方面选取与土地生态安全关系密切的21个指标,构建评价指标体系。运用主成分分析方法,对2001—2008年哈尔滨市土地生态安全状况进行分析,最后设定安全阈值,并进行初步探讨。结果表明:2001—2008年哈尔滨市土地生态安全状况呈波动变化的递减发展趋势,但总体处于较安全水平。具体来说哈尔滨市土地生态安全变化水平可分为几个变化阶段,2002年前处于较安全水平;2003年处于生态安全拐点,随后至2007年安全水平不断下降,期间虽2005年有小幅上升,但变化总趋势递减,直至2008年稍有好转处于较安全水平。土地生态安全处于连续波动状态,近些年有不安全趋势。     

万柏林区城乡结合部的耕地变化定量分析

应用GIS技术与统计方法对1990～2001年太原市万柏林区城乡结合部的耕地变化进行了定量分析。结果表明：11年间全区耕地转为他用的面积占所有土地转用总和的52.04%。在8类土地利用类型中，耕地转用量最大，面积为766.38 hm²；耕地动态度最高，为2.14%。城区外土地区位优势与建设用地比较利益较大，导致区域内耕地分布重心向城市中心外更远的方向移动，11年共移动了0.95 km；8类土地利用类型中，耕地相对变化率在位于城乡结合部核心区的小井峪乡最高，达2.98。补充耕地时成片开发后备土地使耕地大图斑增多，近城区的零星耕地因建设占用使耕地小图斑减少，致使全区耕地破碎度由0.264减少到0.258，耕地分离度则由0.65上升到0.68，耕地重要度由53.23%下降到44.86%。     

快速经济发展下环泉州湾地区城市建设用地扩张研究——以福建省泉州市中心城区为例

为定量化探索环泉州湾地区不同时期城市化格局演变,以LandsatTM/ETM遥感影像为数据源,从建设用地扩展速度、扩展强度、时空分布特征、建设用地转移、扩展驱动力等5个方面分析了泉州市中心城区1995-2010年建设用地的变化情况,并结合自然环境和社会经济数据分析其建设用地变化的自然和人文驱动力。研究结果表明:(1)泉州市中心城区建设用地主要集中分布于原泉州城区、惠安县和晋江市,并呈现出以泉州湾为中心,沿着晋江、洛阳江为发展轴线,环湾、向湾扩展的空间动态格局(2)1995-2010年期间泉州市中心城区建设用地呈现逐年增长的趋势,其扩展速度主要分为1995-2005年的较高速发展阶段和2005-2010年的较低速发展阶段(3)1995-2010年间新增建设用地的最大来源为耕地,次要来源为园地和林地(4)自然因素和社会因素共同驱动着泉州市中心城区建设用地的扩展,地形、人口和经济增长、政策是其主要的驱动力因素。     

城乡结合部土地资源城镇化的空间驱动模式分析

城乡结合部是城市化最为敏感、迅速的特殊地域实体,区域内土地快速城镇化导致耕地资源大量流失,尖锐的土地利用矛盾引发生态环境质量大幅下降,已成为社会各届关注的热点。该文以南京市郊江宁区为例,基于1999年、2010年的2期影像及其他数据,利用Logistic回归模型和地理加权逻辑回归（GWLR,geographically weighted logistic regression）模型,将邻近变量、邻域变量和政策变量3类因素在空间上予以整合,从全局、局域2个尺度探索城乡结合部土地资源城镇化的驱动模式。结果表明：Logistic模型与GWLR模型分别可解释研究区历史时期51%、64%的土地城镇化过程,后者在局部参数估计方面存在优势,各项评价参数都较优,更能够适用于研究区土地城镇化的模拟预测与机理探究;邻近变量中的距开发区、城市中心、次要干道的远近,邻域变量中城镇用地密度以及政策变量中土地交易样点密度是研究区城市扩展的重要解释变量,充分表征了城乡结合部的开发区建设热潮、已城市化地区的集聚效应与边缘式扩展模式,以及土地市场、内部交通网络对城市增长的引导与促进作用;借助GIS工具,GWLR模型能够可视化各驱动因素的空间非平稳性特征,可用来更直观、深刻地探究各变量对研究区土地城镇化的空间驱动模式,这也为耕地资源的保护提供新的视角。总体而言,以土地出让行为及开发区建设为代表的政府主导力量,是研究区土地城镇化的核心动力,这一定程度反应了中国城市郊区化的普遍特征,可为类似城乡结合部的土地管理工作提供有益借鉴。     

城市建设用地集约度测评及空间分异特性研究

开展城市土地集约利用评价,分析其区域变化规律,为宏观指导城市土地资源集约利用,切实实现土地利用方式的转变提供依据。以宝鸡市为研究对象,构建建设用地节约集约利用评价指标体系,采用多因素综合评价法,测算宝鸡市及下辖12个县(区)的集约度水平,判定土地利用类型,并进行空间分异特性研究。结果表明:宝鸡市整体集约度较高,各县(区)存在明显的区域差异性。集约利用水平在空间上呈现中心—外围递减的圈层结构形式,即土地集约度市区郊区郊县,城市中心城市边缘区,中部平原北部山区,城市空间拓展与土地利用之间的耦合性较差。影响区域土地集约利用的因素较为复杂,自然条件和区位条件差异是基底条件,经济发展水平和产业结构是其重要因素。多因素综合评价法测算结果与空间分异特性研究结果基本吻合,符合宝鸡市实际,表明该评价方法适用于城市建设用地集约度测算,具有一定的可行性。     

基于灰色关联法的哈尔滨市土地可持续利用评价研究

土地可持续利用是区域资源环境、经济社会可持续发展的前提和基础。以哈尔滨市市域为研究区,从资源环境协调性、经济可行性和社会可接受性三方面建立了土地可持续利用评价指标体系,运用熵值法计算指标权重,采用灰色关联法计算2001—2008年土地可持续利用水平。结果表明:2001—2008年哈尔滨市资源环境协调性、经济可行性和社会可接受性的变化态势差异显著,资源环境协调性呈大范围波动增长态势,经济可行性呈持续快速增长态势,社会可接受性在小范围内反复波动。2001—2008年间,哈尔滨市土地可持续利用水平总体呈上升态势,2001—2006年为中等可持续利用水平,2007—2008年为较高可持续利用水平。