浙西低山丘陵区城镇用地扩展研究——以桐庐县为例

以1978-2002年6个时相Landsat影像为数据源,将谱间特征分析与监督分类相结合,提取了桐庐县城镇用地信息。在此基础上,结合土地利用数据,通过分析桐庐县城镇用地扩展的规模和强度、城镇空间格局及空间形态的变化,揭示了浙西低山丘陵区城镇用地扩展的特征,并从自然、经济、交通、社会等方面研究了城镇用地扩展的驱动力。研究表明:①城镇用地扩展呈现出明显的3个阶段:1980年代低速扩展,1990年代加速扩展,1999年后高速扩展,1999年是城镇由低速扩展进入高速扩展的转折点;②以中心城区为核心,富春江、分水江为发展轴线的“T”字形城镇空间格局日益明显;③城镇用地扩展以“轴线式”和“跳跃式”两种模式为主,城镇空间形态趋于复杂;④经济发展是城镇用地扩展的主要推动力,地形、交通等因素影响着城镇的空间布局和空间形态。     

上海城市用地扩展强度、模式及其空间分异特征

基于多时段TM遥感影像资料,通过有关城市扩展度量指标和网格样方法等空间分析手段的综合应用,论文对上海地区城市扩展规模、强度和空间分异特征进行了研究,结果表明:①上海市区各时期城市用地扩展相对集中于宝山-闵行、嘉定-浦东等方向,并分别构成城市扩展的南北轴向和东西轴向,不同时期各轴向城市用地扩展性质和强度有明显差异,从而使各时期城市扩展表现为以城镇用地为主(1987～1990)到城镇用地与工业开发区并存(1990～1995)以及以工业开发区扩展为主(1995～2000)的形式;②整个上海地区城市化扩展模式在不同时期也发生了很大变化,由较简单的以中心市区及周边区域为主的“单核扩展”为主的模式,逐渐转变为较复杂的包括中心城区、卫星城、郊区城镇以及交通干道等周边区域的“多核扩展”和“点-轴扩展”模式,整个区域城市网络体系发育得更为完善,城市土地利用的功能也由简单趋于复杂和多元化;③从城市土地利用扩展的两种类型看,城镇用地与新开发区的扩展规模和速度及对城市土地利用扩展的贡献率等数量特征各时期存在着极为显著的差异。     

不同经济发展阶段下城市空间扩展对比研究——以福州和台北为例

城市空间扩展在不同的经济发展阶段表现出不同特征。论文以处于不同经济发展阶段的福州和台北为例,以不同时段的遥感影像数据为数据源,结合相关历史文献和城市统计资料,借助GIS技术提取城市空间扩展信息。在此基础上,采用扩展速度、分维数、紧凑度等方法对福州和台北1988-2010年城市空间扩展的时空变化特征及其影响因素进行对比分析。结果表明:22 a来,福州城市建设用地年均扩展速率为台北的4.03倍,福州城市用地快速扩展,与台北形成明显的差异;福州城市空间扩展类型前期以外延类型为主,后期转为外延扩展与内部填充并重,而台北城市空间扩展类型则是以内部填充为主;福州和台北都受到自然地理环境、经济发展和人口增长、交通基础设施建设以及政策与规划等因素的共同影响,但各因素的主导作用不同,导致两地城市空间扩展特征存在差异。     

上海城市土地利用转变类型及其空间关联分析

基于多时段TM遥感影像资料,通过地图代数和空间关联分析、相邻度分析等空间分析手段的综合应用,论文对上海地区近10年来城市土地利用变化类型、形成过程和相关空间机制进行了研究,结果表明:①近10年来上海城市土地利用扩展经历了“单核扩展”模式为主(1987～1990年)到“单核扩展”、“多核扩展”与“点-轴”扩展模式并存(1990～1995年),直至“多核扩展”及“点-轴”等复杂扩展模式为主(1995～2000年)的变化过程,导致上海中心城区和郊县城镇规模急剧扩张,交通干道沿线区域城市化过程明显增强,并形成整个上海地区城市化网络结构;②面积贡献率较大、转变频率较低的城市土地利用变化类型,与其他类型之间具有较高的关联度和空间亲和性,构成中心城区或卫星城、郊区城镇的扩展核心;③面积贡献率较低的类型,其转变频率较高,分布零散,构成扩展核的外围部分,这些城市周边地区存在一定程度紊乱、不合理的土地利用、开发活动;④城市化过程的内在空间机制与土地利用类型的面积和转变频率有密切关系。在更精细的尺度上依据转变频率划分的类别在一定程度上能更好体现城市土地利用变化类型的空间分异,及其作为宏观驱动机制的社会经济因子所具有的空间差异性。     

武汉城市群城镇用地空间扩展时空特征分析

基于Landsat影像数据,利用遥感和GIS技术获取了武汉城市群地区3个阶段(1980—1990、 1990—2000、 2000—2010年) 的城镇用地信息,采用城镇扩展指数和城镇扩展模型分析了城镇用地扩展的时空格局、 过程及其驱动力。结果表明:①武汉城市群城镇用地空间迅速扩张,三个时段内的城镇扩展强度指数依次为0.073 2、 0.028 9和0.099 3,呈现显著的阶段性与波动性特征;②城镇用地扩展格局具有明显的空间集中性,主要表现为以武汉为扩展中心的圈层状形态,沿武汉三环、 京广线等交通干道的轴带分布形态,不同阶段的扩展格局各具特质;③城镇用地扩展呈现"一核四带"、 "一核一带"和"三核六带"的空间扩展轨迹,与经济发展的阶段性具有明显的耦合关系;④经济体制改革、 国家非均衡发展战略、 "两型"社会建设以及长江黄金水道、 京广大动脉等交通干道建设是武汉城市群地区城镇用地变化的主要驱动因素,但各时期的主导驱动机制有所差别。     

改革开放30年来中国主要城市扩展时空动态变化研究

改革开放30年来,城市化速度明显加快,城市扩展是城市化空间上表现最明显的特征之一。论文选取我国大陆地区直辖市、省和自治区政府所在地及其他50万人口以上共135个城市作为研究对象,利用2007年北京一号小卫星多光谱数据,结合20世纪70年代、80年代和21世纪初的美国陆地卫星数据,采用面向对象分割和人机交互的信息提取方法对城市的主建成区进行动态监测,采用扩展面积、扩展强度、分维数、聚集度等指标分析城市扩展的规模、程度及形态等空间格局的变化,同时根据我国区域发展特点选取7个典型区进行扩展动态分析比较,并且结合社会经济统计数据等,概括分析了中国城市扩展的主要驱动因子。     

绿洲型城市空间扩展的模拟及多情景预测——以酒泉、嘉峪关市为例

论文基于1987、1995、2000、2006和2011年多时相TM、ETM卫星遥感影像数据,以典型绿洲城市酒泉市和嘉峪关市为研究对象,运用目前较为成熟的集成元胞自动机模型（CA）和人工神经网络模型（ANN）的土地转换模型（LTM）,依据干旱绿洲区城镇发展特点及趋势,设置自然增长、酒嘉一体化、集约增长和生态保护情景,对城镇空间扩展进行模拟预测。结果表明：运用LTM模型对研究区1987年以来的城市扩展进行模拟,具有较好的模拟精度和可靠性,可以用于未来研究区城市空间扩展的预测;酒泉市中心城市未来扩展的重点在南部和西部,嘉峪关市中心城市未来扩展的重点在南部和东部,两市相向发展进程进一步加快,城市一体化趋势明显;受区域一体化及生态保护战略的影响,论文设定的酒嘉一体化、生态保护及集约增长情景模式能较好地反映研究区未来城市空间扩展的主要趋势;在自然背景和开发现状的基础上,以政府战略决策驱动为主的方式是绿洲型城市空间扩展的内在机理。     

珠江三角洲城镇用地扩展的城市化背景研究

在分析珠江三角洲1990～2000年的城镇用地扩展现状的基础上,论文采用城镇用地的综合扩展系数将珠江三角洲划分为强扩展型、弱扩展型和相对稳定型3种变化类型。同时,根据城市化发展阶段的划分和城市化与城镇用地扩展耦合系数的研究,揭示了城镇用地扩展强度与城市化发展水平的关系。最后,进一步从城市化发展的空间格局入手,分析了城镇用地扩展的特征。研究表明,1990～2000年珠江三角洲城镇用地的扩展与城市化的发展水平和空间发展格局直接相关。城镇用地的强扩展区除集中在以广州、深圳和珠海为顶点的三角区域内和重要交通轴线两侧外,还表现出以广州、深圳和珠海为核心,向周边地区扩展强度与数量递减的规律。     

旅游城镇化背景下沿海小镇的土地利用空间格局演变与驱动机制研究——以大连市金石滩国家旅游度假区为例

研究以多时序土地利用、遥感数据为基础,通过GIS技术结合土地利用动态度、空间叠置与转置模型分析1992-2009 年大连金石滩国家旅游度假区土地利用空间格局演变及驱动机制。研究表明:①土地利用数量变化模式呈现耕地面积大量减少,建设用地迅速增加:1992-2009 年各土地利用类型单一动态度中耕地减少速度最快,为4.66%;建设用地增加最快,为21.32%;耕地大部分转移为建设用地,1992-2009 年耕地转向建设用地的面积为891.35 hm²,占总耕地转移面积的54.76%;旅游用地面积增加了425.35 hm²,占建设用地增长面积的27.69%;②建设用地空间扩展呈现出沿交通干线和海岸线分布,且主要集中在龙山村、满家滩和陈家村的南部交通干线区域,并从该区域不断向周围地区扩张;③与非旅游城镇相比,金石滩逐步从原有单一土地利用类型向旅游主导的复合型用地转变,在“政府”、“企业”和“居民”三个主体影响下,经历了以“自然保护为主-旅游开发为主-保护为前提适度开发”的演化历程。     

城市用地扩展对长沙市水系变化的影响

为了探讨水系变化与城市用地扩展之间的联系,为未来水生态修复及城市与生态环境协调发展提供依据及经验借鉴,基于长沙市1950s、1970s、1990s、2010s和2016年五期地形图及同期城市建设用地数据,对长沙市中心城区近60年来的五期水系及城市用地扩张情况进行统计,选取河网密度、水面率、干流河流曲度、河网发育系数指标定量描述水系变化特征。同时,运用城市用地扩张特征分析方法分析同期城市扩张的强弱与快慢,并叠加各流域范围内同期水系变化指标与城市拓展强度指标,分析长沙各阶段水系变迁与城市用地扩张强度之间的关系。研究表明：（1）城市建设用地扩展对城市水系数量及形态变化有直接影响;（2）各时期城市拓展强度均与水系特征指标值衰减速度呈正相关关系;（3）在城市扩展过程中破坏水系特征将加大水系生态、自然灾害风险,而有效的水生态保护政策和保护措施不仅可以使片区水系缩减趋势放缓,还可以加快周边用地扩展速度。     

建国以来南京城市扩展研究

论文以南京市为研究区,以1949、1976年航空影像,1988-2003年陆地卫星(MSS、TM、ETM+等传感器)遥感影像为数据源,利用遥感信息提取技术,获取南京市城市扩展信息。结合南京市经济社会数据,从扩展强度、人口-城市扩展指数、分形维数、扩展方向等方面分析了南京市城市扩展的时空变化特征,并从自然、经济、社会等方面探讨南京城市扩展的驱动力。研究结果表明:①1949-2003年南京城市规模扩展了10.15倍,城市扩展表现为3个阶段:1949-1976年为第一阶段,城市扩展表现为低强度的准圈层式外延;1976-1988年为第二阶段,城市扩展强度有所提高,圈层外延与跳跃式发展并存;第3阶段为1988-2003年,扩展强度达到18.79%,跳跃式发展和连接式发展表现突出;②城市扩展呈现沿轴线扩展的特征,扩展轴沿长江向东北-西南方向延伸,城市重心向北部振荡后向东南方向转移;③南京城市扩展在城区和郊区分别表现为紧密扩展和稀疏扩展,1949年以来,南京城市空间形态日趋复杂,但自进入21世纪后,城市空间形态趋于稳定,表明南京城市扩展存在由无序向有序发展的趋势;④城市扩展是多种因素综合作用的结果,在不同的扩展阶段,不同的因素组合占主导。总体上看,经济发展是城市规模扩展的主导因素,城市空间格局、空间形态的变化更多地受政策因素的影响。交通等基础设施的建设拉大了城市框架,行政区划调整为城市扩展提供了空间,城市总体规划为城市扩展提供了空间导向。     

协调视角下长三角城市群的空间结构演变与优化

以城市群为主体优化城镇化空间布局是构建国土空间规划体系的重要内容,空间优化的本质旨在促进城市群内部大中小城市协调发展。以长三角城市群为案例,在测度2001-2016年长三角城市群26个城市的城镇化协调水平基础上,运用社会网络和多维尺度分析等方法,分析和识别城镇化协调关系及其空间结构和内在演变机理。结果表明：（1）随着长三角城市群的城镇化协调水平提高,城市群内部的高协调城市逐渐显现出以上海为核心的“Z型”分布态势,低协调城市则稳定分布在长三角城市群扩容后的范围;（2）根据城镇化协调水平的关联强度划分长三角城市群的凝聚子群,凝聚子群的加权平均中心度和联系密度增大后,上海极化效应更加明显;（3）从城镇化协调关系的空间和时间两个维度识别城市群空间结构,长三角城市群从在空间距离影响下以省会城市为中心的“圈层”结构,变形为在时间距离影响下的“核心—边缘”结构;（4）人口、土地和经济城镇化三者协调水平的变化影响着长三角城市群空间结构演变,相较人口与经济城镇化,土地城镇化对城镇化协调关系的加强具有显著促进作用。从协调视角剖析长三角城市群的空间结构并提出优化政策,有助于中国现有资源环境承载能力条件下城市群一体化建设和空间资源的高效利用。     

中国城镇扩展占用耕地的遥感动态监测

论文在1988～2000年全国土地利用矢量图的基础上,分析了城镇占用耕地的空间分布特征。利用城镇占用耕地指数将全国分县市占用剧烈程度进行分级,沿海及平原地区侵占剧烈程度为3～6级的占全国耕地损失的88.68%,华北平原、长江三角洲和珠江三角洲地区造成耕地损失分别占全国总数的31.27%、17.8%和6.02%,这3个地区是全国城镇扩展最快、耕地损失面积最大的地区。按地区分析,城镇占用耕地面积最大的是江苏、山东、河南、河北和广东,占全国的50.99%;其次是北京、浙江、四川、广西和上海,占全国的22.85%;从城镇造成耕地资源减少的速度看,北京、上海占用耕地最快,其次是江苏、广东、浙江、天津、山东、河北、海南等。耕地资源减少在某些地区已经造成了粮食产量减少的问题,北京、上海、浙江等地区粮食总产量降低较快。随着城镇化及经济的快速发展,城镇扩展与耕地资源的矛盾将会更加突出,只有加强土地资源的管理才能取得耕地资源的动态平衡和维护中国的粮食安全。     

长江经济带城市扩张与经济增长脱钩关系及其空间异质性

论文基于GIS平台及探索性空间数据分析方法（Exploratory Spatial Data Analysis, ESDA）和脱钩模型,以地级行政单元为对象,分析2000—2013年长江经济带建设用地扩张、经济增长的时空差异及脱钩关系。研究表明：1）近15 a来,长江经济带建设用地扩张与经济增长具有明显的阶段性和区域性。热点分析显示,建设用地增长热点区呈扩散效应,冷点区逐渐缩小。而经济增长的冷、热点区演变格局与建设用地并不同步。2）2000—2013年,长江经济带建设用地扩张与经济增长耦合关系经历了“增长负脱钩、弱脱钩”为主—“弱脱钩”为主—“弱脱钩、增长连结”为主的变化过程。分析表明,近15 a来长江经济带建设用地扩张与经济增长脱钩程度整体趋于优化,其中,负脱钩类型的城市数量降低17.76%,而脱钩类型数量上升11.22%。3）脱钩程度的空间异质性分析显示,长江经济带各时期的城市扩张与经济增长脱钩关系具有弱空间集聚性。总体上,长三角城市群较长江中游、成渝及滇、黔城市群的脱钩程度表现更优。脱钩程度变化机制与城市产业结构、用地效率和用地模式等密切相关。加强土地利用规划管控力度、严格用途管制规则,引导城市精明增长,走内涵式新型城镇化道路是改变经济发展对建设用地扩张依赖的重要途径。     

长三角地区生态城镇化空间格局及影响因素

生态城镇化作为新型城镇化的重要组成部分,是生态文明理念的具体实践。以长三角地区41个城市为研究区域,构建区域生态城镇化指标体系,测度2000—2018年生态城镇化的发展水平,探究生态城镇化指数的时空演化特征及影响因素的作用机制。结果表明：（1）长三角地区生态城镇化水平整体呈上升趋势,高值区逐渐在浙江集聚,低值区在江苏北部和安徽北部集中,各城市生态城镇化指数差距逐渐缩小,区域生态一体化程度不断提高。（2）长三角地区生态城镇化水平的空间自相关性逐渐增强,其空间演化具有较强的变动性、依赖性和整合性,变动性自西至东逐渐减弱,依赖性自西北至东南逐渐增强。（3）财政投入水平、城乡收入差距、工业发展水平、土地投资强度、人口密集程度和科技发展水平对长三角地区生态城镇化水平的影响依次降低,在众多因素的综合作用下,各城市生态城镇化水平逐渐趋同。加强区域生态一体化建设,提高区域生态城镇化水平,是建设美丽中国的有效途径,也是实现区域高质量发展的必然选择。     

基于城市空间扩张与人口增长协调性的高铁新城研究

论文基于改进后的城市用地扩张与人口增长协调性系数和城市紧凑度,利用49个高铁城市2004、2013年城市人口和城区面积等数据,对中心城市的用地扩张与人口增长进行定量分析;在此基础上,依据高铁新城和母城的空间位置关系选取4个案例城市进行新城建设与规划的适宜性实证分析。结果表明：1）高铁新城中心城市的土地扩张与人口增长之间的协调性较弱,以土地快速扩张为主,占65.31%,相应地人口与城市用地分别占55.01%、58.13%;其次是人地基本协调型,数量为13个,相应地拥有39.75%的人口和33.57%的城市建设用地。2）在高铁战略下新建的案例高铁新城主要分为“飞地式”、“城市副中心式”和“双城式”3类,不同城市空间形态下的新城模式对城市发展及人地关系的影响有所不同。未处理好新城与母城的空间形态、内部结构、土地与人口增长的关系,导致新城的建设/规划大多不合理,从而陷入城市土地资源浪费和盲目扩张的困境。     

近20 a中国省会及以上城市空间形态演变

以多时相、多波段的Landsat TM/ETM+遥感影像为数据源,利用NDBI-SAVI指数提取1990-2010年中国35个省会及以上城市的建设用地信息,通过计算紧凑度和形状指数,研究城市扩张状况,并借助雷达图来分析城市扩张的方向。结果表明:从城市扩张速度来看,东部城市总体上扩张速度高于中部和西部,其中4个直辖市的扩张速度普遍高于其它城市;扩张速度相对较慢的城市多分布在华北和西北等重工业或河谷型城市。从空间形态变化上看,两时期35个城市的形状大都集中于正方形与矩形之间,只有少数城市形状为菱形、星形、H形或X形。综合来看,近20 a中35个城市形状指数的平均值增加,而标准差减小,城市形态趋于复杂;同时,城市紧凑度的平均值减小。有15个城市的紧凑度增加,20个城市的紧凑度减小。城区往往趋向于少数几个方向扩张,"摊大饼"式的扩张不多见。