1975-2014年河套绿洲城市化遥感监测与区域差异分析

[目的]对近40 a来河套绿洲城市化进行遥感监测与区域差异分析,以期为河套绿洲各城市的规划管理、城市间协调发展及可持续发展提供决策依据.[方法]利用1975,1989,1995,2000,2006和2014年6景Landsat MSS/TM/ETM+遥感影像,结合7个城市扩展评价指标及主成分分析法等开展研究.[结果](1)河套绿洲3座城市的扩展趋势不同,扩展速度、强度及城市扩展弹性系数不同.(2)三座城市扩展的空间形态不同.(3)三座城市的城市重心转移方向和距离各不相同.(4)房地产开发投资额和第三产业是影响银川市城市扩展的主要社会因素,第一产业是影响临河区的主导产业,而第二产业是影响石嘴山市的支柱性产业.[结论]近40 a来,河套绿洲3座城市中,银川市年均扩展速度最快,强度最大,且城市扩展弹性系数更趋于人地关系的合理值;银川市和临河区的城市扩展形态趋向紧凑稳定型发展,复杂程度减小;而石嘴山市趋于离散发展,形态逐渐复杂化;同时,银川市城市重心向东南方向转移,转移距离最大,石嘴山市、临河区分别向西南、东北方向转移;且影响3座城市扩展的主因子不同.     

石河子市城市化过程中城市用地扩张的特征研究

以石河子市为研究区,利用1990年,1999 2000年和2009-2011年的Landsat TM/ETM+卫星遥感影像解译的空间数据,在GIS的支持下,基于Fragstats 3.3软件平台,采用景观格局指数和城市扩展测度指标等分析方法,对研究区的城市扩张及其变化特征进行了分析.结果表明:(1)城市依规划而渐进建设的痕迹非常明显,城市东西两面的用地已基本用尽,城市的拓展方向现已依托综合建成区向北、向南扩展;(2)随着城市化的推进,城市景规格局类型与结构发生了明显的变化,人类活动是造成城市景观格局变化的重要因素之一;(3)在城市扩展速度和扩展强度方面,与区内其它主要绿洲城市相比存在较明显的差异,该城市扩展速度和扩展强度在全疆城市的排名中位居前列.     

50年来太湖水网地区城市化空间过程的监测与模拟Ⅱ.基于栅格单元扩展优先度的城市扩展模拟

城市空间扩展主要受水系以及道路、桥梁建设制约,而水系、道路、桥梁都占有一定空间位置,因此,对城市扩展的空间模拟可以转化为分析城市扩展与水系、道路和桥梁的空间关系来解决。本研究以地理信息系统的距离分析为基础,通过分析区域内各个栅格单元与水系、道路、桥梁(可达性)以及原城区的空间距离,确定一定区域内各个栅格单元扩展的优先次序,再按该次序填充,并利用实际面积作为控制,确定城市的空间范围。通过对宜兴城区1984～2000年的空间扩展模拟研究发现,该方法模拟结果与实际城区吻合率可以达到80%以上;通过考虑更多影响因素可望提高空间模拟精度。     

新疆绿洲城市扩展与空间形态变化分析

绿洲城市是绿洲内人类生产、生活的集聚中心,也是人地关系最为敏感的区域.绿洲城市的空间形态及其变化的动力机制都显示出与其它地区不同的特征.其复杂性和多样性对城市形态学的理论研究具有特殊价值.研究基于1990年、2000年和2007年Landsat遥感影像,借助GIS手段.以新疆18个绿洲城市为研究对象,定量分析了干旱区典型绿洲城市近20年城市扩展与空间形态变化的时空特征.结果表明:(1)新疆绿洲城市扩展速度与强度均较高的主要位于天山北坡地区,较低的主要集中在东疆和南疆.总体而言,扩展速度与强度值低于中东部城市.(2)乌鲁木齐等位于山前凹陷带、山前盆地或地形复杂老绿洲的城市具有较高的分维数;而年轻城市大多在平原地区,分维数较低,结构紧凑.(3)1990-2000年,城市扩展与非农业人口增长之间的关系协调度不足,2000年后得到有效改善.绿洲城市人均建设用地面积普遍略大于国家标准,弹性系数较低的城市应适度扩展;弹性系数较高的城市应放缓扩展速度.     

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。     

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。     

50年来太湖水网地区城市化空间过程的监测与模拟 Ⅰ宜兴城区城市用地扩展的遥感监测

长期以来,由于历史数据的缺乏,很难获得解放后我国城市扩展的完整过程。本研究在遥感、地理信息系统技术支持下,采用7个时期的航空图片和卫星数据,分别对宜兴市194 9、196 6、1981、1984、1992、1996和2 0 0 0年的城区范围和耕地被占用情况进行监测。结果表明,5 0多年来宜兴城区面积从1 5km2 扩展到13 5km2 ,翻了3番多;城市扩展过程呈现两个阶段,即194 9～1984年的缓慢扩展阶段和1985～2 0 0 0年的快速扩展阶段,前一阶段年均扩展速度仅3% ,而后一阶段年均扩展速度达到2 1% ;各个时期城市扩展占用的土地中90 %以上是高质量的耕地,表明城市扩展成为耕地流失的主要因素之一。相关分析显示,城市扩展与工业发展关系最密切,工业发展为城区扩展提供了动力,而城区面积与第三产业比重的相关系数在三个产业中是最高的,表明宜兴城区成为该县第三产业的主要聚集地。从空间扩展过程来看,宜兴城区1984年以前沿着老城区零散填充式扩展,此后沿着公路快速扩展,并逐渐呈块状填充式扩展。由于宜兴处于苏南水网发达地区,水系严重制约了城市扩展的方向,而道路和桥梁建设则导引城市扩展方向     

济南城市扩展对水土流失的影响研究

城市的不断扩展对自然环境造成了多方面的影响,首先分析了济南城市用地扩展特征,其次以舜湖流域作为典型个例,来定量研究城市建成区扩展对水土流失造成的影响,从而为济南市保泉工作提供一种决策依据。     

天津城市用地时空扩展研究

利用中国科学院资源与环境数据中心提供的关于天津市20世纪80年代中期,90年代中期,2000年度3期1:10万土地利用数据,以GIS为制图和数据提取的分析手段,通过引入城市扩展速度、强度、重心坐标、紧凑度、分维数、弹性系数等指标,研究了天津城市扩展的时空规律,形态特征,与人口、经济发展之间的协调关系以及对周边土地利用的影响.结果表明,天津城市用地扩展的时空分异特征明显,城市核心区扩展依然以西北一东南走向为主要轴向,北运河一海河轴向扩展一直是城市扩展的主轴.改革开放后滨海轴扩展速度也在加快.城市扩展过程中紧凑度数值先降低后稍有增加,空间形态由向着趋于不稳定状态发展而趋向稳定.城市扩展先是远慢于城市人口的增长,后来则大大快于城市人口的增长,出现了城市增长速度与人口增长速度之间不协调现象.面积-GDP弹性系数有上升的趋势,此时段经济的年均变化率远远超过了城市扩展的年均变化率.城市建成区面积的扩展对耕地的影响最大,其次是林地、草地、水域及未利用地等其它土地.     

基于Logistic-GTWR模型的武汉城市圈城镇用地扩展驱动力分析

该文以武汉城市圈为例,利用1995年、2000年、2005年、2010年、2015年5期土地利用数据、社会经济因子、邻域因子和自然因子,构建耦合空间异质性和时间非平稳性的Logistic-GTWR(逻辑斯蒂-时空地理加权回归)模型,挖掘武汉城市圈城镇用地扩展驱动力及其时空分异格局。结果表明:1)耦合空间异质性和时间非平稳性的Logistic-GTWR模型比全局Logistic回归模型和Logistic-GWR(逻辑斯蒂-地理加权回归)模型具有更好的拟合效果,验证了Logistic-GTWR模型在城镇用地扩展驱动力分析研究中的适用性。2)武汉城市圈城镇用地扩展的不同影响因子系数时空分异格局各不相同,人口因子高值分布区围绕武汉市先收缩后扩散并逐渐稳定,最终形成绕武汉城市圈中部沿线周边环状分布格局;地均GDP因子高值分布区先向西部转移,后逐渐趋于均衡,最终形成绕武汉、麻城和崇阳县周边集聚分布的空间格局。武汉市极化作用占据主导地位,且影响范围不断扩大。3)人口和经济是20年间武汉城市圈城镇扩展的核心驱动因子,且影响力呈逐年上升趋势;国道、高速和省道影响力整体呈略微升高态势。4)武汉城市圈中部及东部城市多为人口、经济核心驱动型城市,高程影响在武汉市发展中逐渐凸显;西部城市主要受高程限制,并以交通及经济驱动为主,东西差异显著;但西部城市1995年以来人口和经济的作用强度逐步增加。人口因子作用强度在咸宁和黄冈呈逐渐上升趋势,经济因子作用强度在武汉、孝感、仙桃、天门、潜江和黄冈逐年上升。     

马来西亚吉隆坡市土地利用变化特征分析与预测

[目的] 揭示快速城市化过程中港口城市土地利用景观格局变化规律,为当地编制土地利用规划提供科学依据。[方法] 以马来西亚吉隆坡市2000,2005,2010,2015,2020年5期遥感影像为基础数据,基于交互式数据语言（IDL）,采用指数分类法提取土地利用信息,并应用RS,GIS技术和景观生态学方法对吉隆坡市2000—2020年土地利用景观格局变化进行研究,最后采用灰色预测模型预测2025年吉隆坡市土地利用数据。[结果] 2000—2020年吉隆坡市种植园和林地大幅减少,建设用地迅速增加,港口与城市圈中部区域种植园主要转化为建设用地;土地利用景观形状趋于复杂化、不规则化,景观类型空间连通性降低,景观异质性增强;2025年吉隆坡市建设用地和种植园面积分别为1 624.12 km²和2 216.99 km²,与往年相比,建设用地增加,种植园减少。[结论] 2025年吉隆坡市土地利用类型仍主要以种植园为主。宏观来看,随着城市的快速发展,种植园的数量持续减少。未来发展规划需进一步合理规划土地利用方式,提高土地利用效率,加大对种植园的保护力度。     

云南环洱海地区城镇聚落用地扩展特征及模式分析——以大理市下关镇为例

基于2000年、2012年两期遥感影像解译结果,运用扩展动态分析法、象限方位分析法、同心圆分析法及土地利用转换分析法,对下关镇城镇聚落用地的扩展特征及模式进行分析。得出以下结论:13年间,下关镇城镇聚落用地整体扩展态势明显,呈明显的南北分异,南部地区用地扩展规模与速度远低于北部;在距离镇政府2 000~2 500m及3 000~3 500m的圈层范围内为城镇聚落用地的主要扩展区;随用地扩展,城镇聚落用地海拔整体提升,低坡缓丘地区为用地扩展的首要选择。随时间演进,新建城镇聚落用地斑块破碎化程度较高、形态复杂、受人类活动影响明显,主要由耕地和非聚落人工覆被用地转入,呈现出城镇扩张推动型、交通干线引致型及工业发展衍生型等3类扩展模式。     

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。     

基于多源遥感数据的奎屯市城市扩展分析

采用Landsat TM,ETM⁺和ALOS/AVNIR-2遥感影像,获取城市用地信息,并计算出城市扩展速度、扩展强度指数、紧凑度、分形维数及弹性系数,从而对奎屯市城市扩展变化进行综合分析。结果表明:奎屯市城市扩展明显、城市用地规模扩大,扩大的城市用地主要由草地和未利用地转移而来;城市扩展强度指数1989—2000年、2000—2010年间分别为9.69%和9.72%;城市空间格局由外延式逐渐向填充式转变;弹性系数低于1.12,人口增长速度高于城市扩展增长速度;紧凑度逐渐减少,分形维数逐渐增大,城市结构松散、形态不规则、复杂化。依据分析结果提出了发展边界区域,使城市和人口增长速度协调的建议。     

道网密度与城镇扩张时空变化特征及关联性分析

城镇用地扩张已发展成为发展中国家的一种趋势。道路网络作为城镇用地扩张的极为重要驱动要素之一,受到相关学者高度关注。为研究道路网络与城镇用地扩张之间的一般规律,该文以北京、纽约、伦敦、芝加哥为研究区,基于多期遥感影像以及城市道路网络矢量数据,借助遥感和GIS平台,解译获得城镇土地利用矢量数据,进一步叠加分析提取城镇用地扩张信息,并利用Arc GIS密度分析工具生成道路网络密度图,将两者进行空间统计分析,通过回归分析建立道网密度-城镇扩张回归模型,系统分析道路网络与城镇用地扩张的分布特征以及两者之间的拟合关系,探求道路网络驱动下城镇用地扩张的一般规律。研究结果表明:北京、纽约、伦敦、芝加哥城镇用地扩张阈值分别为1.89×104、3.78×104、5.70×104与6.47×104 km/km2,道网密度未超过阈值时,城镇扩张与道路网络均具有倒U曲线关系,北京、纽约、伦敦、芝加哥的城镇用地扩张转折节点分别为3.3×103、1.184×104、1.686×104与2.14×104 km/km2,即城镇扩张速度先随道网密度的增加而加快,超过转折节点后,城镇扩张速度随道网密度的增加而减慢;当道网密度超过上述阈值时,城镇将不再扩张。城市用地扩张与道路网络特征的关联性规律,对全球发展中城市的未来发展具有重要的借鉴意义。道网密度对于城镇用地扩张具有一定预测效果,能够为避免城镇用地的快速无序扩张、土地低效利用等问题提供新思路,应该重视城市道路网络规划的作用,推动城市"精明增长",以实现城镇用地与道路网络建设的相互促进、协调发展。     

基于遥感和GIS的城市扩张稳态指数及其应用

城市扩张是当今世界的全球化趋势,如何衡量城市扩张状态是城市扩张研究的热点问题。该文从道路网络与城市扩张的互动机制出发,提出一种计算城市扩张稳态的指数(urban expansion steady-state index,UESI)。选取纽约、伦敦、东京等13个世界级城市,利用核密度分析计算道路网络密度,通过遥感解译与空间分析提取近30 a城市扩张信息,最后建立路网密度-城市扩张模型。通过样本UESI指数计算开展比较分析,并对北京2025年城市扩张状态进行了预判。结果表明,UESI能够有效表征城市扩张状态,当UESI达到0.30,城市扩张处于稳定状态。该指数能够有效量化城市扩张状态和潜力,丰富了当前城市扩张量化研究。对于快速发展中城市具有重要的参考价值。     

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。