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.     

灰色—多元回归模型下的北京办公用地开发面积预测及供需矛盾研究

随着城市化进程的不断推进,以写字楼为载体的城市经济活动在推动城市发展与提升方面的作用日益显著,城市办公用地发生显著变化。科学合理地预测办公用地开发面积,不仅是协调用地空间供需矛盾的要求,也是城市经济社会健康发展的保障。以2001—2011年北京市经济社会发展数据和2001—2012年末新开发办公用地面积为基础,运用灰色—多元回归模型对2012—2016年北京市办公用地开发量进行预测,掌握短期内北京市办公用地开发面积动态变化趋势,有助于丰富和完善城市土地利用结构理论,缓解北京办公用地供需矛盾,为城市土地利用与规划实践提供决策参考。     

合肥市城市形态特征及其演化

基于1987年、2000年和2006年合肥市Landsat5/TM遥感图像,在城市建设用地信息提取的基础上,根据分形理论,用半径法研究了合肥市的城市形态及其演化,发现合肥市城市形态具有分形性质,且存在双标度特征.从1987年到2006年,标度区间空间转折点变化不大,仅从5.5 km扩展到7.0 km,第一标度区的聚集维分别为1.765 9、1.922 6和1.915 9,第二标度区的聚集维分别为0.562 4、1.004 1和1.206 2.通过分析认为内城区城市功能过于集中,长期的填鸭式建设导致城市用地密度过大;外围区城市用地面积一直在增大,而其分形特征减小是人为因素的干扰改变了城市自行发展的结果.研究结果可为合肥市的长远规划提供参考.     

基于CFD和城市形态参数的风环境评价

风环境对城市居民舒适度影响较大,是城市气候研究的重点。以大庆市东城区为对象,研究基于计算流体力学（computational fluid dynamics,CFD）和城市形态参数的风环境评价方法。首先使用CFD软件对城市中心片区进行风环境模拟,得到风速云图;再将风速云图分割为多个网格,利用SPSS计算得到网格风速比与城市形态参数的回归拟合方程;最后通过回归拟合方程,计算东城区全域的风速比,评价风环境。结果表明,天空开阔度和迎风面积密度是影响风速比的最主要城市形态参数,综合多种城市形态参数能更好地解释风速比的变化;结合风速比计算方程和风环境评价标准能够发现城市中风环境不良的区域并提出优化建议。     

哈尔滨市建设用地动态变化及趋势预测

建设用地是人们生产生活及社会经济发展的空间载体,是土地利用的重要组成部分.以哈尔滨市辖区为研究区,在分析哈尔滨市辖区1994—2013年建设用地动态变化、探讨其驱动机制的基础上,构建了灰色马尔科夫预测模型,并对其未来城市建设用地面积进行了预测.结果表明:(1)1994—2013年哈尔滨市城市建设用地面积整体呈上升趋势,尤以1999—2006年最为明显,年均增长率为14.39%.2007—2013年哈尔滨市建设用地结构供应量变化显著.(2)随着人口的增加,人均建设用地面积也相应增加.(3)1994—2013年哈尔滨市城市建设用地面积的扩大不尽合理,其建设用地变化弹性系数为3.08,远大于1.12的合理值.只有少数年份的建设用地变化弹性系数在合理值范围内,说明哈尔滨市应放慢建设用地的扩大速度.(4)人口、经济及交通因素、产业结构因素成为哈尔滨市城市建设用地变化的主要驱动力.(5)灰色马尔科夫模型预测精度高于灰色预测模型,经预测,2020年哈尔滨市城市建设用地面积为476.557 4km~2,2025年为538.162 6km~2.     

西苕溪流域城市化对径流长期影响分析研究

利用基于GIS平台的长期水文影响模型(long-term hydrological impact analysis, L-THIA GIS),选取太湖上游的西苕溪流域作为研究区域,在验证L-THIA模型在该流域径流模拟有效性的基础上,利用不同时期(1985年和2000年)土地利用状况变化分析城市化对径流的影响;并应用情景分析的方法预测未来不同的土地利用变化所导致的径流变化情况。研究结果表明：城镇用地产生的径流量要大于非城镇用地;1985?2000年城市建设用地面积扩张75%,径流系数相应增加了1.4% ;未来城市建设用地的不断扩张;当城市面积分别达到流域面积的25%和45%时,径流系数将可能达到0.68和0.79。因此,城市扩张导致的不透水面积的增加将成为改变区域水文效应主要因素之一,需要进行合理的城市和土地利用规划限制城市的盲目扩张。     

基于年度变更平衡表的土地利用结构演变预测——以苏州市为例

目前,基于年度变更平衡表对土地利用演变进行预测的研究较少.本文利用苏州市1998~2008年土地利用变更平衡表,运用Markov预测模型对全市土地利用结构变化进行模拟、检验和预测,并对苏州市土地利用结构何时达到稳定状态进行了探究.结果表明:基于变更平衡表,运用马尔科夫模型预测土地利用结构的方法是切实可行的;至2020年,苏州市农用地、农村居民点用地、未利用地面积逐年减少,且耕地面积减少最明显;城镇建设用地、独立工矿用地、交通运输用地面积逐年增加;到2042年,苏州市的土地利用结构将逐步趋于稳定.本文的研究对于土地利用年度变更平衡表的深入应用有一定的借鉴意义.     

基于CA-Markov模型的流溪河流域景观格局分析及动态预测

以广州市重要的水源地流溪河流域为研究对象,在Arc GIS和IDRISI平台的支持下,对流溪河流域2000—2010年景观格局进行分析,运用CA-Markov模型对流域景观格局进行了预测.结果表明:(1)在2000—2010年间流溪河流域景观格局随时间变化明显.具体表现在耕地景观类型面积不断减小,建筑用地景观类型面积不断增大;流域中下游地区景观格局变化剧烈,上游地区景观格局变化趋于稳定;(2)通过CA-Markov模型对2020年景观格局进行预测,发现其未来将继续向人为驱动方向发展,人类活动将对该地区景观格局变化产生更为深远的影响.总的来看,流溪河流域景观格局的变化主要表现为耕地、林草地面积的减少,园地以及建筑用地面积的增加.     

济南市区域交通可达性与城市功能用地变化研究

区域交通可达性对城市形态具有重要的影响,对分析城市形态发展和城市中各个类型功能用地的演变具有很大作用.利用Arc GIS空间分析技术,将济南市城区内交通路网矢量化,然后转成栅格数据文件重分类再赋值,生成基于交通可达性的成本距离栅格文件,与济南市城市功能用地进行叠加分析,研究区域交通可达性对城市功能用地结构演化的影响.结论为:济南市各类城市功能用地在城市交通网络发展带动下的演变过程中,呈现先高速增长向外扩张,后稳定增长的趋势.     

基于元胞自动机模型的城市土地利用变化模拟

为了研究城市发展带来的城市土地利用空间格局变化,综合运用元胞自动机、多维驱动力分析和情景分析方法,构建了城市土地利用变化模拟系统。建立了宏观、中观和微观3个尺度上的驱动力量化和耦合作用函数。通过识别驱动力变化与城市空间发展特征的关联性,解决了元胞自动机模型参数的时间效应问题。结合情景分析方法,确定城市不同发展情景下的参数取值,进而对未来城市土地利用变化进行了系统模拟。4种预测情景的用地总量分别为220.32km2、253.28km2、231.52km2、310.52km2。研究结果表明:城市土地利用变化受经济增长、空间管制政策等驱动力影响明显,同心圆、组团式发展模式的用地集约水平较高,沿主要对外交通轴线带扩展模式的用地扩张问题较为突出。     

京津冀城市群低碳经济联系强度分形特征分析

应用分形理论与方法, 从低碳经济视角分析京津冀城市群特征, 考量京津冀一体化进程的发展现状。首先, 建立“全碳排”核算模型, 测算京津冀城市群中单个城市在社会经济发展过程中的资源消耗与污染排放。然后, 以单位CO₂ 排放人口支撑、GDP产出和道路面积承载为主要因素, 建立低碳经济联系强度引力模型和分维值测度模型, 计算 2006—2016年分别以北京和天津作为辐射中心源的低碳经济联系强度, 并采用源强叠加原理计算“京–津”双中心源辐射的叠加效应, 进而分析比较单源辐射与双源辐射叠加的差异。再后,选取代表性年份进行基于ArcGIS的低碳经济联系强度空间分析, 旨在找出单源辐射联系强度空间分布的差异对双源辐射叠加分维值的影响规律。最后, 以雄安新区作为第3个辐射中心源, 计算并分析三源辐射叠加的情况。分维值计算和分析结果显示: 2006—2016年京津冀城市群双源叠加的低碳经济联系强度分维值呈倒U型分布, 峰值出现在2012年, 说明2012年京、津双源对城市群内其他城市的低碳经济联合辐射效果最佳; 2007和2014两个年份, 分别以北京和天津作为中心源的低碳经济联系强度分维值差异较大, 导致双源叠加后的分维值出现倒挂现象, 即双源叠加后的分维值低于单源辐射能力较强者, 说明双源联合辐射效果较差。基于ArcGIS的低碳经济联系强度空间分析结果显示: 2012年“京–津”双中心源辐射的低碳经济联系强度源叠加结果呈现合理的空间分布——梯度有序且圈层分明, 是分维值达峰的主要原因。雄安新区作为第3个中心源加入后, 京津冀城市群低碳经济联系强度分维值明显提高。     

城市土地利用结构与形态的分形研究--以上海市中心城区为例

借助系统论中的信息论思想,分析近50年来上海中心城区土地利用结构的信息熵和均衡度;运用分形理论建立城市空间形态的分形结构模型,以边界维数和半径维数为依据对近50年来上海中心城区空间布局及形态的演化进行定量判定,探讨城市空间结构与形态的演变特征与规律;最后对上海中心城区土地利用结构和形态的演变机制进行了分析.     

重庆市2号线轻轨沿线景观格局空间分异研究

在RS和GIS的支持下,运用景观生态学原理,利用重庆市1986年、2000年Landsat TM遥感影像资料和2007年中心城区用地现状图作为信息源,选取破碎化指数、多样性指数等4项景观指数,对重庆市城市轨道交通2号线沿线2km范围内景观格局变化进行定量分析.同时运用缓冲区分析方法,沿2000年和2007年轨道交通以0～0.5 km,0.5～1 km,1～1.5 km,1.5～2 km建立双侧缓冲区,提取住宅用地、城市水域、商服用地、工业用地、公园绿地5种重要景观要素信息,通过计算各缓冲区内各项要素的景观指数,分析重庆轨道交通2号线沿线景观类型的空间分异状况.结果表明,轻轨2号线建设对住宅用地和工业用地表现出较强的吸引效应,景观破碎化指数趋于减小,空间集聚不断加强;商服用地破碎化指数、景观形状指数和分维数随着缓冲区距离增大呈现降低趋势;公园绿地分维数和形状指数较低且变化不明显;城市水域景观形状较简单,稳定性强.     

基于GIS的城市交通网络分形特征研究

针对目前城市分形研究注重城市体系，对大都市城市个体形态生成演化的分形本质研究相对滞后的特点，尝试通过城市交通网络结构演化这一新的层面，拓展城市演化的分形本质研究，简要介绍了交通网络空间结构的分形测度-半径维度的定义，地理意义与测算方法，以上海基础交通网络信息GIS为支撑，分别对上海城市全域，浦西、浦东两分地域，几个行政城区进行了分形维数测算，结果表明，就城市全域而言，依据原城市“中心”与新开发的浦东陆家嘴“中心”所测算的分维数分别为1.56与1.66，二者相接近，也与国外一些相似的研究结果报道一致，表明交通网络存在分形本质的城市共性，就浦东浦西两分割地域而言，开发历史悠久的浦西中心城区，交通网络密度与复杂度远高于浦东地区，反映在分形维数上浦西1.57远高于浦东的1.37，就行政辖区而言，历史久远的中央商务区所在的卢湾、静安两区。分维数高于新发展的宝山、闵行，突显了老建成区的道路，交通网络的复杂性特征，论证了分形理论在城市内部结构和形态演变研究中的可应用性，初步揭示了上海交通网络空间结构在全市地域和有关行政区内的分形特征，讨论了交通网络的空间结构与经济发展的联系。     

福州市土地利用类型分形特征分析

利用福州市2009年的TM影像,以RS和GIS为技术手段,获取研究区土地利用类型图。运用分形理论求取不同土地利用类型的分维数,并对不同土地利用类型的分形特征进行分析。结果表明,福州市土地利用类型分维数大小的顺序为:水体>建筑用地>耕地>林地>未利用地。说明了水体和建筑用地的边界特征复杂,斑块破碎化程度大;相反林地和未利用地的边界特征比较规则,斑块破碎化程度小。     

反映近地面状况的一个参数--风场分维数

分析了北京地区6个气象观测站和距离北京较近的6个格点处的风速值,发现风场的分维数能反映相应的地面状况,它是对地面状况规律的一种量化方法.北京地区风速分维数的规律基本上是北高南低、西高东低,正反映了北京地区的地面状况特征.风速分维数可作为研究该地区土壤风蚀和风沙天气时反映近地面状况的一个参数.     

基于遥感监测的北京1984—2007年城市扩展研究

基于1984—2007年间8个时相的Landsat-5TM数据,对北京城市扩展进行了研究.通过一种基于遥感监测的城市范围提取方法,确定了各时相的城市范围;然后结合城市扩展速率、扩展强度、分形维数和紧凑度4个指数,对城市扩展的数量特征、形态变化、空间特征进行了分析,讨论了城市扩展的时空特征.     

陕南城镇体系结构的分形研究

对陕南城镇体系的分形研究发现:等级规模结构的分形特征不太典型,区域中心城市作用不强;在空间结构方面,聚集维数显示空间集聚分形特征明显,区域性中心城市外围形成由中心向四周密度递减的城镇体系,具备成为区域增长极的条件;关联维数显示城镇体系内交通网络通达性较好,各城镇之间具备开展经济协作的基础设施条件。基于上述结论,应大力加强区域性中心城市建设,增强辐射带动能力,同时各城镇之间应开展经济合作,进一步促进经济活动的空间集聚。     

鄱阳湖生态经济区城镇空间结构分形研究

为了刻画鄱阳湖生态经济区城镇空间结构的特征,运用分形方法,从城镇空间分布的向心性、均衡性和城市要素的相关性3个方面,测算了描述空间结构分形特征的集聚维数、网格维数和关联维数,根据3个维数的地理意义分析了鄱阳湖生态经济区城镇空间结构的分形特征,并提出了强化中心、轴线发展、圈层优化的发展战略.