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.     

中国城市建成区面积二十年的时空演变

根据《中国城市统计年鉴》数据,以中国大陆地区各省城市建成区面积为研究对象,选取建成区扩展速度、扩展系数,以及国家对土地征用面积的大小,城市人口密度等因素来综合分析1986—2006年间全国城市时空扩展过程,结论:(1)国家对土地的征用面积因时而异是造成建成区面积各年份不同扩展速度的直接原因;(2)中国城市建成区面积的空间差异相对比较明显,扩展速度也有很大差别;(3)自1986年以来,中国城市用地扩展系数平均为1.3,表明中国城市用地扩展速度相对偏快.     

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。     

近40年珠江三角洲主要城市时空扩展特征及驱动力分析

基于长时间序列多源卫星数据和GIS 技术, 研究近40 年珠江三角洲5 座城市(广州、深圳、珠海、香港和澳门)中心建成区的时空扩展特征以及建成区扩展的自然和社会经济驱动力。5座城市建成区总体在“八五计划”(1991-1995 年)和“十五计划”(2001-2005 年)两个时期扩展较快, 扩展速度具有明显的双峰特征。广州和深圳建成区的扩展模式表现为轴带组团式结构; 珠海、香港、澳门是多岛屿城市, 建成区以跳跃式组团扩展为主, 形成多中心空间分布格局。珠江三角洲建成区扩展总体对耕地影响最大, 其次为林地, 再次为农村居民点和工矿交通建设用地。围海造地对香港和澳门建成区扩展用地的贡献相对较大。地形条件、政策制定、交通发展、人口和经济发展是影响珠江三角洲城市扩展的重要驱动因子。1990-2010 年珠江三角洲主要城市建成区扩展倍数与人口增长倍数、GDP 增长倍数排序一致, 由小到大依次为香港、澳门、广州、珠海和深圳。     

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''。     

安徽省城市扩展及驱动力分析

根据安徽省自1991年到2005年之间城市建成区的扩展情况,分别用城市建成区扩展速度、扩展动态度以及扩展强度三个不同标准对安徽省17个城市进行城市扩展特征分析,得到不同梯度扩展类型,并对三个指标的评价结果进行比较分析.结合社会经济统计数据,对安徽省城市扩展驱动力进行分析,得出城市人口增长和经济发展是城市扩展的重要驱动因子,政府决策在宏观上的作用以及自然地理环境因素影响着安徽省城市扩展.     

基于遥感技术的南宁市城市建成区动态监测

以南宁市快环以内为研究区域,采用Landsat的多期多光谱遥感影像数据对该区域的土地利用信息进行提取,得到了不同监测期内南宁市建成区动态变化信息,实现了29年来南宁市城市建成区扩展的动态监测。研究结果表明:1987—2016年,南宁市建成区面积增加了20 380hm2,平均每年增长703hm2。一定时间尺度内,社会经济水平是建成区扩展的内在动力,政策和规划对建成区的扩展起着引导和促进作用。     

遥感技术在城市扩展中的应用研究——以江苏省徐州市为例

利用ERDAS及ARCGIS软件,以徐州1994,2000及2003年的遥感图像为数据源,结合1∶5万地形图研究徐州市建成区的扩展情况.对遥感图像进行分类,根据分类结果计算出不同年份建成区的面积、扩展速度和扩展方向.结果表明:徐州市建成区扩展为外向型扩展,具有明显的方向性.通过分析得出:1994~2000年城市扩展的速度快于2000~2003年,且主要向东南方向扩展.     

陕西省城市用地空间扩展分析

目的研究陕西省城市空间扩展变化特点,因为城市用地空间扩展是城市化进程的一个衡量指标。方法根据陕西省10个地级市1991～2003年土地面积的统计资料,通过计算城市用地扩张系数,定量分析了城市用地扩展的趋势。结果①陕西省10个地级市1991年到2003年的建成区面积由1991年的326km。增加到2003年的488km^2,增加了49．69％,年均扩展率为3．42％,增幅明显。②咸阳、延安、渭南、安康和商洛的城市用地规模扩展不足,西安、宝鸡和榆林3市的城市用地规模扩展较为合理,铜川和汉中的城市用地规模扩展速度太快,造成城市建设占地过多、土地利用效率过低的现象。结论城市发展过程中要把握城市用地扩展速度与城市人口增长速度相适宜的原则,实现城市土地的最优化利用。     

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.     

基于Landsat数据和DMSP/OLS夜间灯光数据的城市扩展提取: 以天津市为例

以天津市为例, 将多时相的Landsat TM/ETM+影像与DMSP/OLS夜间灯光数据结合起来提取城市建成区扩展信息, 并进行验证和分析。首先, 利用DMSP/OLS夜间灯光数据得到城市建成区的大致范围, 利用这个范围内的Landsat TM/ETM+数据和多波段纹理进行图像分类, 得到城市建成区的空间分布。然后, 利用分类后比较法得到城市建成区的变化信息, 将提取的建成区变化结果与利用 DMSP/OLS数据得到的城市建成区扩展信息以及基于统计数据的城市建成区变化趋势进行对比, 验证方法的有效性。结果表明, 结合DMSP/OLS数据和Landsat 数据的光谱特征以及提取的多波段纹理特征, 可有效地减少裸土与城市建成区的混淆, 与只利用光谱信息的建成区提取及变化检测相比, 得到更高的精度。因此, 结合 Landsat TM/ETM+数据和DMSP/OLS夜间灯光数据提供了一种进行大型城市建成区扩展检测的有效方法。     

基于遥感的城市化进程监测方法及其应用

【目的】利用不同分类精度的指数模型分析南京2001—2015年的城市化进程。【方法】借助2001年Landsat7 ETM+,2006、2010年Landsat5 TM及2015年Landsat8 OLI南京地区遥感影像数据,首先通过归一化差异水体指数(the modified normalized difference water index,MNDWI)提取水体信息,随后利用城市指数(the urban index,UI)、归一化建筑指数(the normalized difference built-up index,NDBI)、建筑指数(the index-based built-up index,IBI)、基于红光的建筑指数(the visible red-based built-up index,VrNIR-BI)、基于绿光的建筑指数(the visible green-based built-up index,VgNIR-BI)模型提取不透水层,结合最大类间差分法将影像分为建成区和非建成区两类,最后融合分类结果形成南京地区城市化专题地图。【结果】从验证结果来看,所有模型的总体精度均高于64.33%,其中UI、NDBI模型具有总体最高精度。UI模型精度最低69.67%(2001年),最高85%(2010年); NDBI模型精度最低72.00%(2001年),最高82.60%(2010年)。在UI模型和NDBI模型下城市化发展水平,分别从2001年的11.55%和17.66%攀升至2015年的20.50%和25.60%。【结论】在精度最高的UI指数和NDBI指数模型下,南京市除高淳区和溧水区之外的各个行政区的建成区增量前4名分别是江宁区、六合区、浦口区和栖霞区。     

河谷盆地型城市扩张的时空与驱动力分析——以兰州市为例

城市建成区扩张是地区城市化水平的重要标志.基于兰州市Landsat系列卫星遥感影像,首先基于提出的多分类器组合土地利用/覆被分类方法,提取建成区范围;其次计算2003—2019年城市扩张速度、扩张强度和城市紧凑度等,分析兰州市建成区扩张的时空特征;最后分析驱动城市扩张的自然条件和社会经济因素.结果表明:①基于分层策略的多分类器组合分类方法对兰州市土地利用/覆被分类效果很好,提取的建成区范围面积与年鉴统计数据也基本一致;②城市建成区面积在16年内持续增加,年增加量6.72 km2,处于快速扩张状态,城市紧凑度较低,扩张合理性差;③由于兰州市"两山夹一川"的自然条件,城市南北方向扩张已趋于饱和,扩张只能沿黄河东西方向;④人口增长和经济的快速发展是兰州市城市扩张的主要驱动力.     

DMSP夜间灯光数据与Landsat数据结合的建成区提取研究——以江西省为例

建成区面积代表着城镇用地水平和发达程度,其变化反映了城市扩张强度和经济发展水平.该文以江西省为研究区域,提出了一种Landsat TM/ETM＋光学遥感影像与DMSP/OLS(Defense Meteorological Satellites Program/ Operational Linescan System)夜光数据相结合的建成区提取方法,提取精度达到89.7%;利用长时序提取结果分析了江西省1995年～2014年的城市建成区扩张情况,结果表明江西省近20 a间建成区面积增加了1 276.33 km2,扩张率达423.99%.综合分析建成区提取结果与经济统计指标,结果显示江西省的建成区面积扩张与经济发展存在显著正相关关系(R2＝0.62);鄱阳湖生态经济区建立后,区域内城市的建成区建设速度和经济发展速度明显加快.     

China’s urban expansion from 1990 to 2010 determined with satellite remote sensing

Based on the same data source of Landsat TM/ETM+ in 1990s,2000s and 2010s,all urban built-up areas in China are mapped mainly by human interpretation.Mapping results were checked and refined by the same analyst with the same set of criteria.The results show during the last 20 years urban areas in China have increased exponentially more than 2 times.The greatest area of urbanization changed from Northeastern provinces in 1990s to the Southeast coast of China in Jiangsu,Guangdong,Shandong,and Zhejiang in 2010s.Urban areas are mostly converted from croplands in China.Approximately 17750 km 2 croplands were converted into urban lands.Furthermore,the conversion from 2000 to 2010 doubled that from 1990 to 2000.During the 20 years,the most urbanized provinces are Jiangsu,Guangdong,Shandong and Zhejiang.We also analyzed built-up areas,gross domestic production (GDP) and population of 147 cities with a population of greater than 500000 in 2009.The result shows coastal cities and resource-based cities are with high economic efficiency per unit of built-up areas,resource-based cities have the highest population density,and the economic efficiency of most coastal provinces are lower than central provinces and Guangdong.The newly created urban expansion dataset is useful in many fields including trend analysis of urbanization in China;simulation of urban development dynamics;analysis of the relationship among urbanization,population growth and migration;studies of carbon emissions and climate change;adaptation of climate change;as well as land use and urban planning and management.     

Satellite remote sensing for urban growth assessment in Shaoxing City, Zhejiang Province

Urban growth represents specific response to economic, demographic and environmental conditions. Rapid urbanization and industrializations have resulted in sharp land cover changes. The present investigation was carried out from Shaoxing City to quantify satellite-derived estimates of urban growth using a three-epoch time series Landsat TM data for the years 1984, 1997 and ETM 2000. The methodology used was based on post classification comparison. The use of GIS allowed spatial analysis of the data derived from remotely sensed images. Results showed that the built-up area surrounding Shaoxing City has expanded at an annual average of 7 km2. Analysis of the classified map showed that the physical growth of urban area is upsetting the other land cover classes such as farming, water resources, etc. The study conclusion mainly emphasized the need for sustainable urban capacity.     

基于遥感数据的岷江上游水域动态监测——以汶川县为例

以1994年的Landsat TM 影像和2002年的Landsat ETM+影像为数据源，分别采用多波段谱间关系法和阈值法相结合，以及水体指数法(MNDWI)和阈值法相结合对汶川县内的岷江干流信息进行识别，结果表明使用多波段谱间关系法和阈值法的结合效果更好，并对比分析了以此方法提取出的水体信息，对近10年的岷江水体面积变化进行动态监测，结果显示汶川县内岷江干流水域面积减少了0.8%.     

基于PCA的盐地碱蓬植被信息提取新指数研究

盐地碱蓬是海岸带一种重要的先锋植被,其时空分布信息是海岸带湿地生态系统保护及湿地修复工程的基础数据.为准确地获取碱蓬群落时空分布信息,构建一种盐地碱蓬提取指数十分必要.该文以辽东湾北部海岸带湿地为研究区域,基于Landsat8 OLI数据,采用主成分分析方法(PCA, principal components analysis)构建盐地碱蓬指数(suaeda principal components analysis index, SPCAI),并将其应用到多源遥感数据(Landsat5 TM、Landsat7 ETM+、Landsat8 OLI和Sentinel-2 MSI)中,最后利用SPCAI获取近21年辽东湾北部海岸带湿地碱蓬群落的时空分布信息.结果表明：1)经主成分分析的Landsat数据的第4波段(PCA₄)对盐地碱蓬的响应最为明显,且Landsat8 OLI数据的主成分分析结果明显优于TM和ETM+数据;2)基于Landsat8 OLI的PCA₄波段构建SPCAI,SPCAI对碱蓬的响应明显优于NDVI、SAVI、MSAVI,并...     

基于RS的芜湖市土地利用动态变化及其生态环境效应

基于芜湖市1988、2000、2007年三期TM遥感数据,对芜湖市近20年来的土地利用动态变化及其生态环境效应进行分析.结果显示:近20年来,芜湖市土地利用变化显著,以耕地减少和建设用地增加为主要特征,耕地面积共减少47.86km2,同期,建设用地面积增加51.52km2,其中,耕地转入48.44km2,占转入总面积的91.90%;芜湖市1988、2000、2007年EV值分别为0.336、0.326、0.312,生态环境质量呈下降趋势,其中,以东北—北、东南—东、东南—南、西北—北四个方向下降最为严重,与建设用地扩展方向一致.