基于遥感的宜春主城区城市空间扩展时空特征及形态演变

基于宜春市多时相Landsat TM遥感影像提取不同时期城市建设用地信息,采用景观指数法等空间方法对宜春市袁州区城市扩张特征和形态演变进行定量分析.结果表明,2000—2018年间宜春市建设用地的扩张主要通过大面积侵占耕地实现,城市扩张速度快于人口增长速度,不利于城市空间结构的可持续发展;建成区面积持续增长,外部轮廓趋于紧凑,主城区扩张减弱,城市扩张的方向主要集中在袁州区东部和北部;城市扩张过程中紧凑指数降低,土地利用开发程度较低,建成区由紧变松.     

南京都市圈城市用地扩展特征及影响因素分析

以南京都市圈为研究对象,基于2000—2020年5期遥感影像提取的土地利用数据,从扩张强度及扩张强度差异指数、聚类分析、景观格局指数及多元回归模型对南京都市圈城市群城市用地扩张的时空特征及影响因素进行定量分析。结果表明,基于扩张强度指数分析,2000—2020年南京都市圈城市用地面积持续增加,扩张强度呈“上升-下降-上升”的趋势,2015—2020年城市用地扩张强度最高。基于城市用地扩张强度差异指数分析,南京都市圈高速扩张区域集中在都市圈边缘地区,主要分布在东北与西南方向,城市用地扩张布局向均衡化发展。基于聚类分析模型分析发现,南京都市圈城镇用地扩张2000—2010年呈随机分布,2010—2015年城镇用地扩张呈高值聚集,2015—2020年用地扩张呈随机分布。基于景观格局指数分析发现,南京都市圈城市用地扩张集聚度逐渐提高,斑块分布愈发集中化,斑块形状在不断整合扩张中趋向复杂化,城市用地斑块内交通连接度不断提高,南京都市圈城市用地扩张向协同化发展。基于多元回归模型分析,人口增长、城市经济发展和交通建设等因素为推动城市用地扩张的主要因素。     

绵阳市城市扩展及其驱动力分析

以遥感影像为数据源,借助GIS的空间叠加分析技术和多要素综合分析功能,提取1985、1990、1995、2000、2005、2010、2014年7个时期绵阳市建成区的扩展信息,并结合绵阳市经济社会数据,从扩展数量、扩展形态、扩展合理性、扩展空间差异4个方面对绵阳市城市建成区扩展情况进行分析;选取自然因素、经济和产业结构因素等方面指标,分析绵阳城市扩展的驱动力。结果表明,1985~2014年绵阳市建成区面积增加了126.27 km2,1985~1995年以中心区为中心呈外延式多方向扩展,1995~2010年呈多方向廊道式扩展,2010~2014年以内部结构调整为主;经济发展和人口增长是绵阳市城市扩展的决定因素。研究结果可为政府提供科学的决策依据,为绵阳市今后的城市规划和生态保护提供指导。     

基于多源遥感数据的宝鸡市城市扩展分析

以宝鸡市城市规划区为研究对象,使用多时相遥感图像研究宝鸡市城市扩展,采用1988~2015年间,5个时相的遥感影像为数据源,采取非监督分类与人工目视相结合的方法,制成城区图,并结合宝鸡市的自然状况、社会经济状况、人口、交通、政策等情况,对宝鸡市近27年的城市建设用地在不同时期的城市扩展特征、扩展方式和速度进行研究,并对其扩展的驱动力因素进行分析。结果表明:宝鸡市在近27年间城市建成区面积持续扩大,各时期的城市扩展速率和扩展强度基本一致,建成区重心逐步向东发展。     

1990—2020年郑州城市扩张时空特征分析

【目的】通过刻画城市扩张时空特征,实现城市扩张精准管控,推动城市高质量发展。【方法】基于多时相遥感影像解译土地利用数据,对郑州1990—2020年城市扩张时空特征进行定量分析,并通过扩张用地来源和人口经济弹性系数评价城市扩张效应。【结果】(1)1990—2000年、2000—2010年和2010—2020年郑州城市扩张总体呈现“平稳—快速—趋缓”的趋势,中心城区主要向东部和南部扩张,郊区县市城市扩张主要偏向中心城区。(2)1990—2000年城市扩张主要为填充式或蔓延式为主的离散扩张,各辖区以中低速扩张为主;2000—2010年呈蔓延式或跳跃式为主的集聚扩张,各辖区多数为高速扩张;2010—2020年主要为蔓延式或跳跃式为主的离散扩张,各辖区均为中低速扩张。(3)研究期间郑州市耕地转化为城市建设用地的比例不断下降,其他建设用地转化比例持续上升,有利于粮食安全和生态保护。(4)城市扩张的人口弹性指数和经济弹性指数变化表明城市用地人口和经济承载力增强,社会经济效益明显提升。【结论】研究对郑州市城市规划管理和新型城镇化发展具有重要参考价值。     

湘乡市城乡建设用地特征演变及驱动力研究

选择现阶段发展较快的中小型城市—湘乡市作为研究区域,基于五期(2000、2005、2010、2015和2020年)遥感解译数据,分析城乡建设用地特征演变以及2000—2020年城乡建设用地特征演变的影响因子。结果表明,城乡建设用地面积逐渐增加,其中城镇建设用地增加速度快于农村建设用地;城镇建设用地和农村建设用地扩张面积大部分来源于耕地和林地;城镇建设用地与农村建设用地扩张都处于不健康状态,城镇与乡村人口增加速度慢于建设用地扩展速度;城镇建设用地的变化受城镇人口数量变化及产业结构变化的影响较大,农村建设用地变化主要受人口非农变化率以及农村固定投资变化和产业结构的影响。     

2000-2013年中国主要城市空间形态变化研究

以Landsat TM/ETM+影像为数据源,提取出2000-2013年我国29个主要城市建成区用地信息,测算了各城市的扩张速度、紧凑度、分形维数和形状指数,并运用相关性分析研究了影响城市形态变化的因素,研究发现：城市扩张速度明显加快,且速度大小呈现出东部、中部、东北、西部依次递减的规律;城市空间紧凑度下降,城市总体呈现分散化扩张;城市分维数增加,城市空间破碎度增强;形状指数总体呈现增加趋势,城市形状更加复杂化;人口、经济、交通、城市建设因素与城市建成区面积之间存在显著正相关,是城市扩张的主要驱动因素;地形因素与建成区面积、紧凑度呈显著负相关,与分形维数、形状指数呈显著正相关;地形对城市扩张表现出明显的制约作用,地形的复杂化降低了城市紧凑度,增加了分形维数和形状指数,使城市形状趋于复杂;地形的影响力在西部地区更为明显,并且不同范围内的地形影响力也不同,存在一定的梯度效应.     

基于多源遥感数据的宝鸡市城市扩展分析

以宝鸡市城市规划区为研究对象,使用多时相遥感图像研究宝鸡市城市扩展,采用1988²015年间,5个时相的遥感影像为数据源,采取非监督分类与人工目视相结合的方法,制成城区图,并结合宝鸡市的自然状况、社会经济状况、人口、交通、政策等情况,对宝鸡市近27年的城市建设用地在不同时期的城市扩展特征、扩展方式和速度进行研究,并对其扩展的驱动力因素进行分析。结果表明:宝鸡市在近27年间城市建成区面积持续扩大,各时期的城市扩展速率和扩展强度基本一致,建成区重心逐步向东发展。     

30年来北京市土地利用时空变化特征

基于1980、1990、1995、2000、2005和2010年6期土地利用类型图,利用数理统计与空间分析相结合的方法分析市域、主体功能区的土地利用数量结构及类型转化的时空差异,以期为北京市实施土地利用精准调控提供科学依据。结果表明:1)研究期间全市耕地减少1 462.11km~2,建设用地增加1 344.64km~2,林地和草地略有增减;各土地利用类型面积变化呈"先加速后减速"趋势,1990—1995和2000—2005年建设用地扩张和耕地缩减尤为严重;2000年前,耕林草之间相互转化较活跃,后趋于稳定,2000年后耕地转为建设用地成为最主要的转化方向;2)城市功能拓展区和城市发展新区耕地降幅分别为61.75%和22.28%,建设用地增幅分别为84.32%和109.16%,较其他功能区更为剧烈;3)耕地缩减及建设用地扩张多发生在距城市中心较近(30km)的区域,且随时间变化向外推移,距城市中心65~70km有密云、平谷和延庆区建成区,耕地缩减和建设用地扩张也相对明显。过去30年北京市建设用地激增,耕地锐减,土地利用结构失调,未来应控制建设用地占用耕地,全国其他地区在城市化进程中也应重点协调建设用地扩张与耕地及生态空间保护的矛盾。     

基于DMSP/OLS夜间灯光数据的新疆城市变化驱动力分析

使用2001年、2005年、2009年、2013年的DMSP/OLS夜间灯光数据,以新疆10个主要城市作为研究对象,分析其夜间灯光强度分布特征,构建能够反映城市发展程度的夜间灯光指数CNLI(compounded night light index),并借助统计数据建立能预测灯光指数的回归模型。结果表明:(1)近年来,新疆夜间灯光数据呈现出以主要城市为中心不断向四周扩张的动态发展趋势。城市之间联系越来越紧密,主要城市在自身发展的同时带动了沿线城市的发展。(2)在时间序列上新疆主要城市的夜间灯光指数呈不断上升趋势,增幅较高的有石河子市、伊宁市与喀什市,说明在新疆小面积城市发展速度较快。(3)经相关性分析发现,交通运输用地和城镇村及工矿用地对夜间灯光指数的影响较大,且均与夜间灯光指数呈正相关关系。(4)运用逐步回归法构建的回归模型具有较高的可信度和预测能力,利用城镇村及工矿用地占地区总面积的比例能准确预测地区灯光指数。     

近19年西安市土地利用/覆被及景观格局变化分析

利用2000、2005、2010、2015和2018年西安市的土地利用数据,基于ArcGIS 10.5分析土地利用/覆被的变化特征,并利用Fragstats 4.2计算景观指数研究景观格局的变化特征.结果表明,西安市土地利用以耕地为主,2000—2018年土地利用变化的主要特征为耕地面积显著减少、建设用地明显扩张,其中耕地面积减少497.54 km2,建设用地增加532.36 km2;各地类相互转化,其中耕地的转出率较高,建设用地的转入率较高,且新增建设用地主要来源于耕地.2000—2018年建设用地破碎化程度最高但有所降低,耕地和林地破碎化程度升高,草地的破碎化程度先升高后降低,景观类型趋于复杂化、多样化、异质化.因此,在城市发展过程中,尤其是西部地区,必须注重生态保护,降低人类活动对景观格局的干扰强度.     

基于建设用地扩张的皖江地区生态用地格局演化与优化

【目的】分析皖江地区生态用地的时空演化特征,并提出生态用地格局优化策略,为皖江地区生态用地保护、生态安全格局优化及实现区域可持续发展提供新思路和理论依据。【方法】利用1980-2018年皖江地区土地利用数据、交通数据、社会经济统计数据以及自然概况数据,通过统计分析法,提取皖江地区滁州、合肥、马鞍山、芜湖、宣城、安庆、铜陵、池州8个城市耕地、林地、草地、水域用地、建设用地、未利用地等6类用地面积并计算面积增长率;利用凸壳原理法识别皖江地区建设用地扩张模式及系数,利用空间分析法识别皖江地区生态用地并计算生态用地指数,基于最小累积阻力面和自然断点法构建皖江地区生态用地安全格局,并提出优化策略。【结果】(1)1980-2018年,皖江地区耕地和林地面积持续下降,分别减少了2 552.48和306.58 km~2,草地、水域用地、建设用地、未利用地面积总体呈增加趋势。皖江地区建设用地加速扩张,其中合肥市最为明显,共增加了865.62 km~2,宣城市、芜湖市、池州市建设用地扩张比例均超过100%,铜陵市建设用地扩张面积最小。(2)1980-2018年皖江地区平均生态用地指数为0.412,其中宣城市、安庆市、池州市生态用地指数均高于皖江地区平均水平,其他城市低于区域平均水平。1980-1990年和2000-2010年皖江地区生态用地指数均有所增加,而在1990-2000年和2010-2018年均有所下降,且后一阶段下降明显。(3)建设用地扩张与生态用地产生的冲突区域面积以合肥市最大,其次为芜湖市、马鞍山市和滁州市,铜陵市冲突区域面积最小,仅有81.18 km~2。【结论】通过合理选择建设用地扩张空间、差异化保护生态用地斑块、加强生态用地间廊道连接可促进区域生态用地空间格局优化,是维护皖江地区生态用地系统安全的有效途径。     

山西省河津市城区与农村建设用地时空扩展研究

选择山西省河津市为研究区,采用该区2005、2009、2010、2011、2012这5年的土地利用现状图,通过GIS处理,引入建设用地密度、扩展强度指数、分形维数,对河津市城区和农村空间分异、时空特征以及变化形态进行分析。结果表明,(1)研究期间内,河津市城区和农村建设用地处于高密度的区域不断扩大,低密度区明显减少。(2)总体来看农村建设用地扩展面积和平均扩展速度均高于城区,中心城区建设用地发展饱和,农村地区受到中心城区辐射带动,建设用地扩展迅速。(3)城区和农村的建设用地扩展空间分异明显,分乡镇统计扩展速度来看,高速扩展区主要集中在城区,2011年后有向农村发展的趋势。(4)城区和农村的分形维数均小于1.5,走势稳定。经济发展、人口增长、自然环境、交通、政策导向和城市规划是河津市建设用地扩展的主要驱动力。     

山西省太谷区城乡建设用地转型特征及其影响

综合运用数理统计、ArcGIS空间分析和城乡建设用地转型指数等方法,定量分析山西省太谷区2005—2018年城乡建设用地的显性形态和隐性形态转型特征,以及对城乡关系的影响,为太谷区优化城乡用地调控措施和山西农谷建设提供借鉴.结果表明:(1)2005—2018年太谷区城乡建设用地总规模不断增加,以农村居民点用地增加为主,城镇用地增加相对较少,采矿用地持续减少;城乡建设用地增速提升较快,城镇用地增速超过农村居民点用地;工业、商业服务业、公共服务等非居住用地快速增长,县城逐渐向功能多元化方向发展.(2)2005—2018年间,城乡建设用地扩张强度指数呈增加趋势,扩张重心向东转移,逐渐向经济发达地区靠近.(3)太谷区城乡建设用地经过多年的空间扩张,仍然保持着较为明显的集聚分布特征,稳定性指数S从0.381缓慢上升至0.400,结构稳定性在逐渐上升.(4)城乡建设用地利用效率、功能整体呈递增态势,年均利用效率不断增长,但增速减缓,而功能增速明显加快.(5)城乡建设用地的显性转型为新型城镇化发展提供了空间基础,隐性转型促进着城镇化质的提高.太谷区城乡建设用地转型剧烈,城乡建设用地的利用水平深刻影响着城镇化的速度和质量.     

南京市城镇用地扩张特征与驱动力分析

揭示城镇用地利用变化时空格局特征,剖析城镇用地扩张的内在机制,是控制引导城镇用地合理扩张的基础.以南京市为研究区,采用扩张强度、景观形状指数、破碎度指数、分离度指数以及扩张方位分析等对南京市2000—2015年的城镇用地时空变化格局特征进行定量描述;同时,采用曲线拟合模型定量分析城镇用地扩张的驱动力.结果表明,2000年南京市城镇用地面积、景观形状指数、破碎度指数和分离度指数分别为569.38 km2、165.96、1696.74、0.9994,到2015年分别为891.42 km2、138.29、227.45、0.9956;15年来,南京市城镇用地扩张强度为3.77％,主要向北西北、北东北方位扩张,扩张面积分别为123.88、103.78 km2;南京市城镇用地扩张主要驱动力为人口增长、经济发展、居民收入增加、固定资产投资、交通改善、土地政策和土地资源禀赋等因素.城镇用地扩张特征的定量描述和驱动力分析将为城镇用地合理配置提供理论和实际支持.     

北京市郊城市化过程土地利用变化研究

本研究在利用多种数据源获取快速城市化过程中不同阶段的土地利用变化信息的基础上,重点研究城市化过程中土地利用结构变化。结果表明:研究区城市化发展在不同的阶段显示不同的特征:1990—1995年,建设用地面积大幅度增加;1995—2000年,建设用地内部结构调整,建设用地盲目扩张的现象得到有效的控制。建设用地面积变化不大,耕地面积也有所恢复;2000—2006年,建设用地发展重点由建成区转移到远郊区县,建设用地又有所增长。同时从空间角度分析建成区空间分布变化、高速公路周边5 km范围内城市扩张强度变化,揭示了城市化过程土地利用的空间演变规律。     

丝绸之路经济带城市景观格局变化分析——以阿克苏市主城区为例

以阿克苏市主城区为例,以景观生态学理论为指导,应用GIS和RS技术手段,研究探讨了阿克苏市城市景观格局特征及其演变过程。结果表明,阿克苏市建设用地面积和耕地面积整体呈递增趋势,未利用地和水体面积呈递减趋势,而林地总面积的变化具有不稳定性,呈先递增后递减趋势。在景观要素变化幅度与变化速度方面,1989—2018年建设用地的变化幅度最大,变化速度最快,水体的变化幅度与变化速度其次,林地、耕地和未利用地的变化幅度与变化速度较稳定。这表明近30年间阿克苏市主城区建设用地面积扩张以未利用地和林地面积转换为基础使城市面积不断扩张,导致城市对水资源需求的增高,使得研究区水体面积呈递减趋势。从研究区景观水平来看,1989—2018年,斑块数量(NP)和斑块密度(PD)呈递增趋势,分离度指数(SPLIT)均先增后减,香农多样性指数(SHDI)和香农均匀度指数(SHEI)呈逐渐增加的趋势,表明阿克苏市城市发展进程中景观异质性和破碎化程度在增高,景观斑块丰富度增高,这意味着人类经济活动的影响越来越大。     

基于库兹涅茨曲线的建设用地扩张与碳排放相关性研究——以重庆市城市发展新区为例

通过收集和处理1998—2013年重庆市城市发展新区的土地利用变更数据和能源消耗数据,进行重庆市城市发展新区16年间建设用地扩张与碳排放相关性研究,构建不同建设用地类型与碳排放强度之间的库兹涅茨曲线关系模型。结果表明:(1)重庆市城市发展新区建设用地总量逐年上升,城市用地和建制镇用地比例呈增长趋势,其他建设用地和农村居民点用地比例呈下降趋势;碳排放总量及碳排放强度呈波动增长趋势,近年来碳排放强度增长速度快于建设用地扩张速度。(2)重庆市城市发展新区建设用地扩张与碳排放强度之间呈倒U形曲线关系,曲线拐点位于建设用地总量比例为2.78%的临界处;城市用地和碳排放强度之间呈倒U形曲线关系,拐点位于0.474%的临界处;建制镇用地和碳排放强度之间呈倒U形曲线关系,拐点位于0.646%的临界处;农村居民点用地、其他建设用地与碳排放强度之间不存在明显的曲线关系。     

长沙市城市用地扩展特征及驱动力分析

利用长沙市城市统计年鉴的相关数据,从建成区面积变化总体特征、建设用地内部结构变化特征以及城市扩展形式3个方面对长沙市2000～2008年用地扩展状况进行分析,并结合社会经济统计数据对长沙市城市用地扩展的驱动力进行逐步回归分析,得出经济发展是长沙市城市用地扩展的核心要素,近年来的房地产热起了重要的推动作用。     

基于夜间灯光数据的关中平原城市群建成区时空格局演变

基于DMSP/OLS和BDRVIIRS夜间灯光数据,采用统计数据比较法提取了关中平原城市群2002—2020年建成区的空间信息,运用城市规模扩张指数、重心偏移模型、景观格局指数和空间自相关法,对城市群建成区的时空演变特征进行了量化分析。结果表明：(1)2002—2020年关中平原城市群城市建成区围绕原中心城区,呈现出不规则扩展趋势,建成区的图斑数量不断增加;建成区扩张总体上呈现不断增长的趋势,变化特征存在年际差异,扩展过程呈现出“缓慢增长—持续加速—趋缓”的特征;(2)城市群建成区的重心轨迹基本上呈东北—西南的发展态势,重心移动距离呈现先增长后缩短的趋势,西安市主导城市群快速发展,城市群西部城市扩张明显;(3)城市群建成区进入“数量增长”和“规模增长”并行的扩张阶段,城市群内部扩张以极化蔓延为主,核心城市西安的首位特征较为明显,辐射带动作用有一定的增强;(4)城市群建成区空间分布的集聚特征愈加明显,区域内城市规模差异有一定的缩小。城市群各县区发展差异显著,城市群一体化发展的程度仍较低。