京津冀城市群热岛强度时空变化及对比研究

作为城市气候的典型特征之一,城市热岛不仅影响着城市局域及区域气候,而且对城市居民生活舒适度以及能源消耗等也有明显的负面作用,城市热岛研究对于气候变化以及指导城市规划具有重要的理论和实践意义。研究利用1958—2015年长时间序列气象数据,包括最高温度、最低温度和平均温度等3个温度指标,对京津冀地区4个典型城市(北京、天津、张家口和唐山)的热岛强度变化趋势及其影响因素进行对比分析和研究。结果显示,研究时段内,除了北京冬季平均温度下降之外,其他3个城市的夏季和冬季的平均温度均呈现明显上升趋势,而城市热岛强度均呈现不同程度的上升趋势,且冬季明显高于夏季。通过对比研究发现,研究区内,张家口热岛强度最高,北京次之,唐山最低。研究表明,时间上城市热岛强度变化趋势与城市化水平相关,空间上城市热岛强度则受城市背景如地理位置、区域气候等影响。     

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。     

厦门市城市扩展遥感动态监测及其驱动力分析

基于最大似然法、空间叠加技术和转移矩阵,提取1993、2001和2007年厦门市遥感影像土地利用信息.分析城市建设用地变化、城市扩展空间特点及其驱动力,探讨优化厦门市城市空间扩展的策略.结果表明:1993—2007年,土地利用发生变化的面积高达35.79%,其中1993—2001年的变化面积为2001—2007年的两倍多;14年间,建设用地面积扩展年变化率为6.35%,扩展面积中耕地所占比例超过50%;城市扩展的主要驱动力来自经济发展、人口增长、外商投资、政策法规及自然地理环境.     

京津冀城市群未来发展情景气候效应模拟

应用包含城市冠层模式的中尺度气象模式WRF(Weather Research and Forecasting),基于Landsat TM卫星提取的高分辨率下垫面数据集对京津冀地区2008年夏季进行了高分辨数值模拟试验,分析了京津冀城市群不同发展情景的气候效应及其差异.结果表明:1)不同的城市布局对区域气候的影响较明显,较小的城市分布差异可导致相对较大范围的气候差异;2)京津冀城市群不同发展情景对区域气候的影响各不相同,集中式发展情景的气候效应最强,均衡式发展、串珠式发展次之,等级发育模型的气候效应相对最弱;3)城市发展对气温的影响在夜间比白天更明显,热岛在夜间最强,范围大,但影响的高度较低,白天反之,并导致区域内逆温层强度减弱,对风和湿度的影响则是白天比夜间更明显;4)城市化主要影响降水分布,雨岛为多中心结构,主体位于城市下风向边缘区.城市化可能导致弱降水事件减少,对较强降水则可能有增加效应.     

中高密度城市居住区热岛强度计算模型研究

基于城市热岛效应形成的物理过程, 采用解析法求解能量平衡方程, 构建城市热岛强度计算模型, 为考虑热岛影响的室外建筑热工设计参数修正提供基础模型。该模型包括城市地表能量平衡计算模块和城市冠层能量平衡计算模块两部分。同时, 采用全球城市热岛数据集以及西安、伯明翰、麦迪逊和巴塞尔的观测数据对模型进行验证, 结果表明, 城市地表能量平衡计算模块在郊区自然下垫面(RMSE<1℃)和城市建成区下垫面(RMSE<3.2℃)都具有较高的精度; 城市冠层能量平衡计算模块的计算精度较高(RMSE<1.5℃), 与同类型模型的计算精度相近, 并与实测结果有很好的一致性。采用观测数据验证城市热岛强度计算模型构建过程中仅保留一阶项的合理性(RMSE<0.7℃)。敏感性分析结果表明, 城市下垫面参数的敏感性受气候条件影响; 气象要素中, 风速的敏感性最高。     

中原城市群地区城市规模结构与空间结构分析

基于分形理论对中原城市群地区的城市等级规模结构和空间结构进行分析和探讨,提出中原城市群城市体系的优化对策,并指出研究的不足之处.     

山东半岛城市群城市流强度研究

采用城市流强度的定量分析方法对山东半岛城市群城市流强度及其结构进行系统分析,揭示山东半岛城市间的相互作用与定量联系,可为山东半岛城市群的规划、发展提供科学依据．     

成渝城市群城市规模分布动态演变特征分析

城市群是优化城市化布局和整合区域资源的重要空间组织形式,对推动城镇空间结构合理化具有重要战略意义。本文将2016年发布的《成渝城市群发展规划》中确定的42个区(县)市作为研究对象,运用城市首位度、位序-规模法则等方法,研究成渝城市群的城市规模分布规律,运用数理统计软件spss,对数据进行回归分析,得到一系列结论。结果表明:成渝城市群作为中西部地区的城市群,属于典型的双核首位分布城市,成都、重庆作为城市群的两极,吸引了大量人口迁移,大城市的聚集效应明显,两极的发展良好,城镇化率均远远超过四川省平均水平。四川其他城市发展较为落后,城市规模不大,还有很大发展空间。     

基于MODIS数据的成都市冬季热岛强度分析

随着成都市的发展,热岛效应成为一个很重要的影响因素。本文选取2010年——2013年的遥感数据,计算出其最大热岛强度和加权热岛强度来分析热岛强度变化,计算出城市热岛比例指数来分析热岛发育程度,并从这两方面分析出成都市冬季的热岛特点,从而揭示出成都市热岛强度与城市热岛发育程度的变化趋势呈反比的规律。     

辽宁省城市规模与经济效应的相关性分析

城市的集聚经济效应作为城市规模与经济效应之间的等价命题,一直都是城市与区域经济学的核心研究任务之一.以辽宁省的14个地级市为研究对象,通过选取适当的指标体系和数学研究方法,并借助计算机软件技术,研究了辽宁省城市规模与经济效应之间的关系.结果表明:城市规模与经济效应之间在时间维度上基本存在线性正相关关系,即城市规模的扩张可以在某种程度上带来经济效应的提升;同时,城市人口密度与第三产业占GDP的比重之间并不存在相关性且无规律可循.因而,在工业化建设浪潮的推动下,不能盲目和无限度地追求城市规模的扩张,特别是城市空间与入口规模的无序扩张.应该在不断做大做强城市产业的前提下,逐步产生扩张城市规模的自然和内在需求,最终寻找城市规模与经济效应之间的最优组合.     

商丘虞城城市扩展遥感监测

基于1985—2015年Landsat系列遥感影像,利用面向对象分类技术提取商丘、虞城城市建设用地信息,从城市扩展强度、紧凑度、分形维数等方面对商丘、虞城城市空间形态演化特征进行定量化研究,依据两城市建设用地面积和两城市中心间的距离构造城市面积引力系数,从而定量化定义城市发展点-轴系统中的初期、中期、后期,揭示城市一体化发展的地理学规律,为合理布局城镇体系及合理规划卫星城提供科学依据.研究结果表明:商丘近30年来、虞城近15年来城市建设用地规模呈指数快速增长;两城的城市紧凑度随着城市的快速扩展而呈现总体减小的趋势;分形维数大于1.5,城市形态表现出复杂性;商丘虞城两城发展模式符合典型的点轴系统模式,2005年以来,两城存在明显的相向扩展趋势;城市发展点轴系统由无到初期、初期到中期、中期到后期、后期到一体化的城市引力阈值分别为30,100,300,1000.     

湖北省城市规模分布及其扩展分析

利用分形理论，测算出湖北城市规模分布的分维数，其分维值表明湖北省城市规模趋于均分布，但不同地域城市规模分布的均匀程度和演变进程是不一致的，在献研究的基础上，利用回归分析方法得出了湖北省城市规模演变的垂直与水平扩展的主要原因是内外投资水平和城市发展政策两大要素，特别是城市发展政策要素对城市规模分布影响是突出的。     

福清市城市时空扩展的遥感监测及其动力机制

采用遥感 (RS)和地理信息系统 (GIS)一体化技术 ,以福清市为例 ,对城市时空扩展进行动态监测和模拟 ,并结合区域社会经济统计数据 ,展开城市扩展特征分布和动力机制分析 .结果表明 ,福清市城市扩展速度与区域经济发展和外资的投入有着密切的相关 .此外 ,交通建设、经济投资区的建设和当地的自然地理环境对城市的扩展速度和方向也起着重要的作用 .     

城市水体对热岛的消减效应——以南京市为例

以南京市为研究对象,利用2013年8月11日的Landsat8TIRS热红外数据,基于大气校正法反演地表温度;结合土地利用现状数据,定性分析南京市热岛的空间分布;利用缓冲区分析、剖面分析,定量分析河流、湖泊等城市水体在周边不同范围内对城市热岛的消减作用.结果表明:利用大气校正法可准确反演出南京市地表温度空间分布;南京市热岛主要出现在人口密集、工业发达地区;城市水体在300m范围内可以显著消减城市热岛现象,地表温度由水体向周围递增;城市河流比湖泊对城市热岛的消减效果更显著.     

长三角城市群扩容以来城市等级规模结构演化特征

以2010—2020年各个城市的市区常住人口为依据,结合ArcGIS和Origin等分析工具,运用城市首位度、位序规模法则、城市人口基尼系数等分析方法对长三角城市等级规模进行计量分析。结果表明:（1）长三角历年的2城市指数明显高于理论值2,但自2013后总体趋势为逐年下降,从2010年的3.1199降到2020年的2.3220。（2）Zipf指数和城市规模基尼系数显示长三角城市规模分布比较合理,但具有分散分布的趋势,高序位城市的集聚效应显著,人口规模分布趋于大城市,大城市与小城市存在较大的差距。（3）长三角城市群自扩容以来,“V”字形城市空间格局逐渐演变成“Z”字形城市空间格局,城市体系越来越接近于自然状态下的最优分布。（4）长三角城市规模等级结构演化体现出区域差异性、轴线延伸性、圈层聚集性等空间特征。最后依据发现的问题提出了相应对策。     

基于城市流分析的城市联系强度探讨——以山东半岛城市群为例

随着科技水平的提高,交通、通讯条件的改善,城市联系愈来愈密切,并呈现出网络化的特征.以山东半岛城市群为例,选择城市主要外向服务部门从业人员指标,根据城市流强度计算公式,探讨其在城市联系定量研究中的应用,并分析影响城市联系的主要因素,以此为加强城市联系提供理论基础。     

中国城市规模经济效应实证研究

考察了1997年、2002年和2007年3个年份的城市规模集聚经济效应.结果表明,在不同年份,城市规模对城市人均GDP和第三产业占GDP的比重的增长均具有一定的促进作用,而城市GDP增长率相对较稳定.随着时间的推移,城市规模对人均GDP的作用逐渐增大,规模大小之间人均GDP差距越来越大;不同城市规模人均GDP在2002年至2007年期间增长速度大于在1997年至2002年期间;但对GDP增长率和第三产业占GDP的比重的作用规律不明显.     

西安市城市扩张及土地利用变化遥感监测分析

针对西安市作为新晋国家中心城市,城市发展与土地监测信息不足的问题,基于遥感方法,利用1993、2003、2013、2017年4期Landsat TM/ETM/OLI遥感影像为数据源,提取西安市4期建设用地和土地利用信息,通过扩张指数、象限分析法、同心圆分析法、植被覆盖度等方法分析西安市近年城市扩张的时空特征,并对西安市城市扩张和土地利用变化进行分析。结果表明,西安市在1993—2017年间城市扩张明显,扩张速度经历了缓慢增长阶段、加速阶段和稳定增长阶段;扩张方向整体经历了"向南—向北—向西"发展,扩张范围主要集中于以钟楼为中心的6~20km处,反映了城市区域发展的阶段性差异和空间开发受政策变动的影响。城市扩张规模影响因子主要为经济发展、产业结构和人口增长,扩张方向主要受政府政策影响。由于城市的快速扩张,西安市的生态系统服务价值持续下降。因此,西安市后期应严格控制建设用地增长,促进建设用地集约节约利用,加大耕地的保护力度以及对林地、水体、草地等生态用地的维护与改造,维持整个区域的生态平衡。     

遥感监测城市热岛强度及其作为生态监测指标的探讨

“热岛效应”现象是现代城市气候的主要特征之一。利用TM卫星遥感数据的分析结果,根据地理相似准则,提出以相对亮温来表示热岛强度,并将此无量纲因子应用于比较不同城市同一的不同小区;或同一小区不同时期中的热岛强度的差异,以此探讨利用遥感技术监测城市热岛强度的可能性。并提出将城市热岛强度作为城市生态环境状况的监测指标之一。