基于多源灯光数据的中原城市群城市扩张时空变化分析

探究中原城市群的城市扩张时空变化规律,有利于重建其空间结构的发展过程,厘清发展脉络,把握未来发展趋势,优化城市群建设.通过整合DMSP/OLS、NPP/VIIRS夜间灯光数据和辅助数据,采用阈值二分法提取城市群城市建成区,进而统计夜间灯光数量、城市扩展动态度及景观格局指数,对城市扩张时空格局演变进行量化分析.结果表明:(1)研究期内中原城市群城市夜间灯光总量稳步提升,灯光距平值区域化明显,郑州大都市圈处于领先地位;(2)城市面积增长了2.15倍,扩展动态度稳定在5%～6%之间,处于城市化的前期阶段,呈阶段性波动增长趋势;(3)灯光数据提取的城市建成区斑块呈现出中心-外围圈层式空间扩张结构的特征,城市扩张在原有基础上填充连片发展;(4)城市建成区斑块数量增长了1.97倍,形状指数在8%～9%之间,复杂程度加深,中小城市兴起并不断发展壮大,中心城市郑州市的首位度不断提升,极化作用明显,辐射带动周围城市发展,城市群趋向集聚化、一体化.     

基于遥感的合肥市建成区时空变化分析

以合肥市为研究区,以6期Landsat 卫星影像为数据源,采用目视解译法和支持向量机法对合肥市遥感影像进行监督分类与精度评价,在此基础上结合紧凑度指数、分形维数、重心转移指数等指标分析合肥市建成区的时空变化。研究结果表明:(1)1995—2013年合肥市建成区扩展以边缘式扩张形式为主,由主城区边缘向外以发射状延仲;2013—2018年建成区扩展主要在区域内部扩张即“填充式扩张” ;2018—2020年建成区扩展以“飞地式扩张”为主。(2)建成区的重心向西和西南方向转移(其中2013—2020年重心向北转移)。(3)合肥市建成区面积一直处于增加状态,增速较快,从1995年的129.64 km''增加到2020年的884.03 km''。     

基于夜间灯光数据的川渝城市建成区时空动态

通过研究川渝地区城市时空动态分布以及城市的发展趋势,以期缓解人地矛盾、优化城市空间布局。本文使用由NGDC下载的DMSP/OLS卫星F101993、F121998、F142003、F162008稳定灯光年度合成影像和NPP/VIIRS卫星2013、2018年7月的月合成影像两种夜间灯光数据。以五年为一周期,通过阈值二分法提取川渝地区城市建成区,并利用紧凑度与分形维数、标准差椭圆和城市建成区扩展时空分布特征分析川渝地区城市建城区近25年动态变化过程。结果表明：（1）两种夜间灯光数据拟合R2值约为0.7455,提取误差在3%以内,空间精度相对较高;（2）川渝地区紧凑度指数随时间推移而降低,分型维度大致呈上升态势;（3）城市建成区城市重心逐渐东移,城市拓展的方向性先降低后增强,扩展方向由西南-东北转为西北-东南方向;（4）川渝地区城市建成区不断扩展,扩展速度虽有波动但大致呈上升态势,成都、重庆的核心地位日益增强。可见在1993-2018年间,川渝地区城市群规模不断扩大,城市结构日益复杂,城市发展以外延式扩展为主,破碎程度较高;城市建成区重心呈现东移趋势,表明以重庆为核心的东部城市发展稍快于西部。     

基于遥感技术的城市建成区扩展研究——以四川省乐山市为例

城市化是当今社会向前推进最显著的特征之一,研究一个地区城市化程度的一个重要方法就是分析该地区的地域空间过程.采用Landsat遥感数据和GIS技术对乐山市建成区进行研究,从1992年、2003年以及2013年三期遥感影像中对乐山市城市建成区轮廓进行提取,并在此基础上对乐山市建成区空间扩张特征及其驱动因子进行分析.结果表明,二十年间乐山市建成区面积逐年增长,城市扩展强度均在10%以上;就空间扩展形态来说,乐山市城市空间紧凑度低于0.3,趋于离散,所以说乐山市的城市用地扩张属于外延类型;乐山市的城市扩张是从东南西北四个方向向外有差异的扩张,总体表现为"东优、西连、南跃、北拓".     

桂林市主城区建设用地扩张时空动态特征分析

以快速城市化的桂林市主城区为案例,利用Landsat系列遥感影像数据源,通过构建归一化植被指数(NDVI)、归一化建筑指数(NDBI)和修正归一化水体指数(NDWI),并对这3个指数波段进行假彩色合成;运用最大似然监督分类法分别提取1991—2013年3期建设用地信息,借助ARCGIS工具对城市建设用地空间分布与扩展特征进行系统分析,结果表明:桂林市城市化扩展进程日益加快,主城区建设用地面积和扩展强度指数均呈增大趋势。不论从城市建设用地总体空间格局,还是从各个城区、城市方位、缓冲区以及地形条件等角度分析,城市后期(2006—2013年)的建设用地扩展明显快于前期(1991—2005年)。目前,随着桂林市城市化的不断推进,城乡过渡地带的高新技术产业园区、工业园区以及南部远郊区的雁山大学城和卫星城镇,都已成为城市建设用地扩张的热点区域。     

华北平原中小城市扩展的时空特征研究——以聊城市为例

以1987、1990、1994、1998、2002、2007、2011、2015年8期的Landsat TM/OLI遥感影像为基础,利用GIS的空间分析方法,选取城市扩展强度、分形维数、紧凑度、城市重心坐标等指标,研究华北平原腹地的山东省聊城市1987年以来的城市空间扩展特征;并结合相关统计数据对聊城市城市扩展的驱动力进行分析。结果表明:1987—2015年,聊城市建成区规模逐年扩大,由1987年的20.81km~2扩展到2015年的123.87km~2,年均扩展面积3.68km~2,扩展强度指数达17.69%。城市紧凑度整体上呈现波动下降趋势;分形维数先增加后减小再增加;城市扩展方向总体上呈现向东波动迁移的特征,城市形态呈现"扩张-内部填充-再扩张"的趋势。驱动力方面,自然地理条件是城市扩展的基础,经济发展与城市扩展相互促进,交通基建和国家政策规划是影响聊城市城市扩展特征的主要驱动因素。     

资源枯竭型城市建成区用地扩张时空特征

为合理认知资源枯竭型城市用地扩张形态、分布等特征,以辽宁省阜新市为研究区,采用随机森林分类方法解译Landsat影像提取建成区用地,结合扩张强度指数、扩张强度均指数等分析阜新市各县区1999—2019年的城市建成区用地特征.研究结果表明:阜新市东部县区扩张强度高于西部,扩张中心由西部向东部移动;各县区建成区用地的分布模式及扩张趋势有各自特征;20年间,阜新市建成区用地优势斑块地位、连通性、形状和人为干扰程度均呈现不同程度的改变.研究结论对合理解读资源枯竭型城市的扩张特征及城市的发展等有着重大意义.     

基于GIS的佛山市城市空间扩张特征分析

以Landsat卫星数据为基础,以GIS为技术支撑,选取城市用地扩展速度、扩展强度指数、分形维数、紧凑度等城市形态指标,实证分析1990—2017年佛山市建成区外部形状的变化过程。结果表明:1)1990—2000年佛山市城区的空间扩张是一个飞跃增长型,2000—2009年是平稳增长型,2009—2017年是快速增长型,城市重心往西南方向发展;2)佛山市城区扩张以外向型扩展和内向填充型两种方式并存。研究结果可为佛山城市总体规划及综合管理提供科学依据。     

基于遥感的乐山主城区城市扩张及其驱动力分析

近年来城市建成区不断扩张,城市土地利用类型发生较大变化,引起国内外学者的广泛关注.研究以乐山市1988,2000,2013年同一季度3个时相为基础的Landsat数据,通过目视解译方法提取乐山市主城区城市用地信息.在GIS技术的支持下,通过比较多个时相城市用地的面积变化,计算城市扩张强度、重心转移指数,定量分析了主城区城市扩张的时空特征.然后运用统计资料,分析乐山市主城区城市扩张的驱动力.结果表明,1988—2013年乐山市建成区面积在不断扩张,成绵乐城际高速铁路客运专线的选址及开通加速城市建成区向西北方向扩张;人口增长是主城区扩张的最主要驱动力;随着社会发展GDP对主城区扩张的影响力也在不断增强.     

四平市城市景观格局演变与情景预测

以四平市为研究区,利用1976-2014年Landsat系列影像,基于GIS技术,运用景观生态学原理,分析四平市景观格局演变特征,并对城市未来发展变化进行情景预测.结果表明,近38年,四平市耕地面积因被建成区占用而减少;而建筑用地呈快速增加趋势,年均增长2.67%.耕地、林地、草地和未利用地的景观分离度呈增加趋势,景观破碎化加剧;而建筑用地分布趋于集中.城市景观多样性指数增加,城市将继续扩展.根据预测,未来6年耕地面积仍呈减少趋势,建筑用地面积快速增长,建成区沿NW-SE轴向扩展.     

南宁市城市土地扩张与驱动力分析

利用空间重心转移计算和单一土地利用类型动态度计算方法分析计算南宁市城市用地扩张趋势与速率,结果为:1994-2005年间南宁市主要向东、南、西三龇向扩展,其中向东扩张最为明显.城市建成区面积不断扩张,2005年城市土地面积是1994年的2.25倍.1994-2001年城市扩张速率仅为7.71%,城市空间重心逐渐向东移动.而2001-2005年,城市扩张速率达到11.57%,城市空间重心转向东南方向.影响南宁市城市用地扩张的因素有经济增长、人口增加、政策推动以及交通发展的牵引.     

沿海地区建成区扩张格局演变及用地效益评价——以杭嘉湖平原为例

以Landsat TM影像为主要数据源,借助ArcGIS等空间分析手段,分析了1990年-2010年杭嘉湖平原地区城市建成区扩张的格局演变特征,并对各城市的用地效益做出综合的评价.结果表明,杭嘉湖平原地区的城市建成区的空间扩张速度和强度在1990年-2010年间有所增加,而城市之间增减各异;扩展弹性系数逐年增大,人口增长与建成区空间扩张总体结构趋于不合理;区内10个城市发展较为均衡,但大部分城市子系统间发展协调度较差.在今后的发展中,杭嘉湖平原地区各城市应促进相互协调发展,加强区域间的产业融合,在经济发展的同时提高城市用地综合效益.     

2000-2013年西安市建设用地扩张特征及效益分析

基于GIS空间分析,采用2000年、2005年、2010年、2013年4期Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像,提取西安市4期的建设用地,通过象限分析法、同心圆分析法,以扩展强度、分形维数等扩展指标分析西安市近年建设用地的扩张特征,并从经济效益、社会效益及环境效益三个方面对西安市建设用地扩张效益进行评价。结果表明:2000—2013年西安市建设用地扩张较快,年均增长率高达5.81%,尤以2010—2013年扩张最快,扩展方向主要集中于南、北、西北,扩展范围集中于以钟楼为中心的6~18km处。14年间西安市的经济效益较好,在2005—2010年达到最高;社会效益较低,建设用地扩张快于人口扩张,在2010—2013年城市规模弹性系数高达5.12;环境效益呈下降趋势,热岛区在建设用地扩展的中低速区、中高速区及高速区分别扩展了0.41倍、3.45倍、6.41倍。     

基于多源遥感数据的城市扩张测度研究——以厦门市为例

以2000、2005、2009、2013年的Landsat遥感影像数据和相应年份的DMSP/OLS夜间灯光数据为基础,结合厦门市的社会经济数据,运用GIS和RS分析手段,通过引入紧凑度、城市重心、城市扩张速度、城市扩张强度、全域空间自相关系数、弹性系数等指标,对城市扩展过程中的时空特征、形态演变及其与经济发展之间的协调性进行测度.结果表明,厦门城市扩展空间形态变化呈现明显的阶段性,城市扩张过程中空间形态趋向稳定,土地开发利用和城市功能配置还处于较低水平.     

基于夜间灯光数据的武汉市建设用地扩张规律研究

选取1997年到2012年间的6期DMSP/OLS夜间灯光数据,采用基于统计数据的二分比较法,对武汉市建成区进行提取.利用建设用地扩张幅度、建设用地增长类型、城市扩张速度、城市扩展方向、城市外围轮廓的紧凑度等指标分析了武汉建设用地扩张的规律和特点.结果表明:武汉市建成区总体扩张幅度为152.2%,增长速度经历了"慢-快-慢"的交替,城市分布中心主要向东南移动,建成区的紧凑度先减小后增大.此外,通过相关性分析证明经济发展、人口和城市化之间存在强烈正相关.     

多源数据支持下南昌市2003—2021年城市扩张与植被变化分析

以Landsat数据、DMSP/OLS、NPP/OLS夜间灯光数据、土地利用数据为基础,运用辅助数据比较法提取南昌市城市建成区边界,并从城市空间扩张特征、扩张速度、动态度以及紧凑度4个方面对城市扩张特征进行分析;同时引入NDVI值,提取出城市建成区的平均NDVI值,从建成区NDVI的均值、NDVI比值以及稳定性3个方面...     

基于土地利用变化的宝鸡市建成区碳排放估算研究

目的揭示宝鸡市建成区2000-2013年碳排放变化规律。方法基于DMSP/OLS夜间灯光数据,确定土地利用变化阈值,并通过引入人口密度栅格数据,采用新方法估算宝鸡市建成区2000年和2013年碳排放量。结果 (1)基于夜间灯光数据提取的2000年和2013年宝鸡市建成区面积分别为36 km~2和101 km~2,土地利用变化(城市扩张)的速度为4.64 km~2/a;(2)14年间,宝鸡市建成区人口密度峰值由渭滨区向金台区转移;(3)刻画了地级市内部基于栅格单元的碳排放空间分布格局;(4) 2000年和2013年宝鸡市建成区碳排放强度均值分别为0.57万t/km~2和0.85万t/km~2,碳排放量增加了66.07万t,其中金台区增幅最多,为52.12万t。结论研究成果有望为宝鸡市或类似工业城市制定更精细的碳减排政策提供有益参考。     

鄱阳湖生态经济区城市用地扩张与城市人口增长时空协调性研究

基于鄱阳湖生态经济区县域城市建成区和城市人口数据,引入Getis-Ord Gi*指数,构建用地扩张-人口增长协调性系数C_I,对经济区31个县域进行时空协调性综合分析.结果表明:2001—2012年鄱阳湖生态经济区土地城镇化水平及人口城镇化水平表现出同步增长趋势,2者呈显著正相关; 县域间土地城镇化进程空间差异较大,表现出南快北慢的总体趋势,人口城镇化进程差异相对较小; 城市用地扩张与人口增长G值均呈高值集聚、低值分散的特征,南昌市为高值中心; 人口城镇化与土地城镇化整体协调,但县域间协调性系数存在显著的非均衡性和空间差异性,C_I值呈“特大城市>大城市>中等城市>小城市”的态势,昌九、浙赣线所组成的“┸”字型地带周围县域C_I值较高,滨湖区及边缘区县域则较低.     

太原市城市重心演变过程及驱动力分析

进入21世纪以来,太原市城市发展进入快车道,然而明确城市空间扩展的阶段性特征及其重心转移过程,对于摸清城市发展轨迹,优化城市空间布局具有重要意义.本文以快速发展时期的太原市为研究对象,借助遥感与GIS空间分析技术,分析了2005年～2010年、2010年～2015年两个时间段太原市建成区重心演变过程及驱动机制.结果表明:(1)2005年～2015年间,太原市建成区空间扩展速度和扩展强度具有相对均衡性,但是2010年～2015年建成区的扩展弹性系数相对较大,建成区扩展速度高于人口的增长速度;(2)太原市建成区重心主要向东南方向转移;(3)自然、社会经济发展、政策导向是太原市建成区扩展的主要驱动力.     

成都市城市外延空间扩展与城市化质量协调研究

基于历年遥感影像提取成都市城镇建设用地范围,分析城镇扩展状况,建立城市扩展综合指数及城市化质量评价指标体系,利用熵值法、协调度模型分析城市空间扩展与城市化质量的协调耦合状况,研究成都市1990—2013年城市空间外延扩展及城市化质量变化趋势,并探索两者协调和耦合状况.研究结果表明:1)成都市城市外延拓展空间有限,扩展强度指数先增后降,拓展形态规则度和紧凑度普遍不高;2)研究期内成都市城市化质量提升明显,并已基本达到合理水平,2000—2009年成都市城市化质量提升最为迅速,2013年末城市化质量已经基本达到合理水平;3)研究期内成都市城市空间扩展与城市化质量协调耦合状况不断优化,从1992年的不协调状态发展为2013年末的高度协调状态.