上海及周边主要城镇城市用地扩展空间特征及其比较

基于多时段TM遥感影像资料,运用缓冲分析法对上海市区及其周边主要城镇城市用地扩展的时空特征进行了分析和比较。研究结果表明:1)区域城市土地利用扩展过程主要受距中心市区(CBD)的距离的影响;2)城市用地扩展在距CBD10km范围内主要表现为上海市区扩展的空间异向性,距CBD10km范围之外城市扩展的异向性则源于不同时期、不同方向上周边城镇的异速扩展过程,并受河流、渠系等小尺度地貌格局差异的影响;3)上海主要郊区城镇扩展可分为标准型、被动扩展型、平缓扩展型和不规则扩展型。     

近30年来苏锡常城市增长形态过程与聚散规律

基于苏锡常地区多时相遥感数据,采用缓冲区分析方法和象限分位分析方法,并结合景观格局指数,定量比较苏州、无锡、常州城市建设用地近30 a来扩展过程,研究城市空间分散-集中的规律性,揭示城市增长空间模式特征。结果表明:1979～2006年间苏锡常城镇用地面积扩展巨大,3市扩展强度指数随圈层半径变化轨迹高度一致,扩展强度峰值约10 a向外推移2 km;苏锡常城镇扩展形态均呈分散-集中交替变化,但研究中未观测到完整周期;城市外部轮廊变化差异明显,以开发区为代表的政府干预行为主导城市扩展方向。苏州城市用地扩展主要集中在东片工业园区和南部城区,无锡城市用地各向扩展相对均衡,常州城市用地扩展主要集中在北部高新技术产业区及城东工业区。     

乌鲁木齐近50年城市用地动态扩展及其机制分析

近年来,在城市进程中,城市用地明显向外扩张,通过对城市用地的外部扩张和内部分异,以乌鲁木齐为例,利用统计数据和规划图件,从宏观与微观两个层次来研究乌鲁木齐城市近50年用地动态扩张及其机制。首先,总结了乌鲁木齐市建成区面积的变化和空间扩展规律;其次,分析了乌鲁木齐的工业用地、居住用地、商业用地这些主要城市用地类型的分异过程与特征;最后,分阶段探讨了影响乌鲁木齐城市扩展的自然与社会经济机制。     

1980—2020年粤港澳大湾区城镇用地空间格局类型演变及其驱动力多维探测

深入研究1978年改革开放以来粤港澳大湾区城镇用地空间格局类型,探索土地城镇化多维和交互驱动机制,对推进粤港澳大湾区建设,打造世界级城市群具有重要意义。本文基于模糊聚类,从规模、形态和分布3个维度划分和定义粤港澳大湾区城镇用地空间格局类型,利用地理探测器测度城镇用地空间格局多维变化驱动力及其交互作用。结果表明：① 粤港澳大湾区城镇用地空间格局类型包括分形/复杂大面积型、分形小面积型、复杂小面积型、简单小面积型和散布型5种类型,城镇用地规模和形状复杂性具有一定的正相关性,2010年后用地规模趋于稳定,形态的规则性和紧凑性得到优化,分布集中。② 人口、GDP、地方财政收入、固定资产投资额和路网密度等社会经济因素对城镇用地面积和形态变化影响显著,核心城市对城市群发展的牵引作用在2000年后得以显现。2010—2020年各影响因子对城镇用地面积、分布和类型变化的作用差异有所减弱,但社会经济因素对形状特征的影响力上升。③ 城镇用地面积特征变化的影响力交互作用最为多样,表现有非线性增强、协同增强、单因子减弱和非线性减弱4种类型;对形状、分布和空间格局类型变化的影响力交互作用主要表现为协同增强和非线性增强。核心城市牵引力、路网密度、河网密度与多数因子交互产生“1+1>2”的效果,反映出城市群核心区位、交通优势对城镇用地扩展的强烈推动作用。     

基于遥感的银川市建成区城市扩展及其热环境变化分析

为研究银川市城市建成区扩展对热环境的影响，基于 1989、1999、2010 年和 2017 年 Landsat 系列遥感数据，采用建筑用地指数（IBI）提取 4 个年份的城市建成区信息，获取了城市形态演化指 标，利用热红外波段反演不同年份的地表温度；在此基础上，分析了城市扩展和热环境变化的时空 演变特征，探讨了城市扩展和热环境之间的响应关系。结果表明：（1）1989—2017 年银川市城市建 成区扩展面积达 506.13 km²，各时期的扩展速度和扩展强度差异明显，城市扩展具有“缓慢—快速 —稳步”的阶段性特征，城市空间形态趋于紧凑化，向着稳定状态发展，城市整体向东部和北部扩 展，重心整体向东北方向迁移约 5.54 km。（2）热岛范围随着城市扩展不断扩大，较高温区域所占热 岛比例呈先减小后增加的趋势，高温和特高温占比表现出先增加后减小的特征，热岛强度逐渐向 较高温区转移，城市热岛效应得到缓解；热岛空间分布显示，热岛逐渐由兴庆区老城区蔓延至贺兰 县和西夏区，且兴庆区热岛逐渐演化为相互独立的小次级热岛，强度有所降低；28 a 间银川市城市 热岛比例指数（URI）表现出先上升后下降的特征，整体呈上升趋势。（3）热岛区域在空间分布和扩 展方向上与城市扩展具有较高的一致性，城镇用地、公交建设用地和裸地能促进地表温度升高，而 草地和水体能够降低地表温度，公园绿地和水体能有效缓解银川市城市热岛效应且后者对降低城 市地表温度的效果要好于前者。     

青岛市城市用地扩展与影响机制分析——基于县域数据的实证分析（英文）

青岛市是山东省经济发展和新型城镇化进程中的重要增长极,因此,研究其城市扩展与影响因素的过程有重要的意义。本研究从非城镇建设用地—城镇建设用地转换的视角,对青岛市城市用地扩展的时空格局与影响机制进行定量实证分析。采用城市扩展强度指数和城市扩展差异指数分析了青岛市辖区及胶州、即墨、平度、胶南和莱西五个县级市1990年至2008年城市用地扩展的时空格局差异。结合GIS和逻辑回归模型以县域单元数据为基础分析了用地扩展的影响机制。结果表明,高程、坡度、到道路的距离和到市中心的距离对城市扩展有显著负相关作用;而人口和GDP对城市扩展具有正相关作用且影响程度高,邻域因素也具有正相关作用。作用力在不同的县域影响范围有所不同。城市用地扩展的影响因素分析为土地利用管理和土地利用规划有较强的指导意义。     

哈大齐工业走廊中心城市扩展过程对比研究

本研究基于1989年、2001年和2007年TM／ETM＋遥感影像,以RS和GIS技术为手段,从城市扩展强度、重心转移情况、紧凑度和分形维数等方面对哈大齐工业走廊中心城市即哈尔滨市、大庆市和齐齐哈尔市的城市扩展过程进行了对比分析。研究结果表明：①1989-2001年间,哈尔滨市、大庆市和齐齐哈尔市建设用地面积持续增加,扩展强度不断增强,2001-2007年间,哈尔滨市与齐齐哈尔市城市扩展强度有所增强,而大庆市则表现为下降的趋势;②1989-2007年间,哈尔滨市城市重心先向东南方向偏移,后向西北方向偏移,大庆市城市重心先向西北方向偏移,后向东北方向偏移,齐齐哈尔市城市重心则先向东南方向偏移,后向西南方向偏移;③哈尔滨市城市紧凑度表现为先减小后增大,分形维数先增大后减少,表明城市发展发生了转型,城市由原先复杂、不规则转向简单规则,大庆市城市紧凑度表现为不断增长,分形维数逐渐减少,表明城市规则简单,齐齐哈尔市城市紧凑度表现为先升后降,而分维数则先降后升,表明城市形态由简单到复杂,由规则到不规则：④政府政策是哈尔滨市城市扩展的最主要因素,资源分布则是大庆市城市扩展的最主要因素,而重工业分布则是齐齐哈尔市城市扩展的主导因素。     

权衡生态安全与城市扩展模拟的山地城市增长边界划定

进行城市空间增长边界模拟研究,对区域有序开发土地资源和有效保护生态效益具有重要意义。传统方法未考虑到现实约束下生态需求对城市扩展的影响,缺乏一定的客观评价。本文以2005年和2015年两期城镇建设用地数据为基础,从协调城市扩展与生态安全的视角出发,借助ArcGIS平台构建改进CA模型,模拟了2025年万州城区的城镇用地扩展情况,并划定了城市增长边界。首先,通过计算生态敏感性、生态服务价值和禁止开发区划定生态保护红线,结合水域用地得到生态安全格局;其次,合理选取城市扩展潜力因子建立Logistic驱动评价体系,并纳入可控的邻域作用和随机作用构建CA模型模拟城市扩展的空间形态;最后,综合评价划定出2025年城市增长边界。结果表明:(1)以2005年为基期模拟2015年研究区的城镇用地情况,模拟总精度为96.80%,Kappa系数为0.86,模型效果好;(2)2025年模拟的城市增长边界内面积为166.79 km~2,占研究区面积的15.32%。模拟结果可为城市空间规划提供定量支撑,保障了城市扩展的可持续性,对生态环境敏感、城市用地紧张的山地型城市的增长边界划定具有参考价值。     

半干旱区典型工业城市热岛时空分布及演变特征——以包头市为例

基于2000 年、2008 年和2015 年landsat5 TM影像和Landsat8 OLI影像,以单窗算法反演地表温度,研究包头市区近15 a 的城市热岛时空分布及演变特征,并对下垫面土地利用/覆盖类型、 NDVI 与城市热岛的关系进行了定量分析。研究结论表明：包头城市热岛15 a 来呈逐步扩展趋势,且主要集中于裸地区、工矿区、商业和人口密集区三类区域,空间演变趋势与城市扩张格局呈现出高度的一致性;城市热岛效应强度增强,但2008-2015 年以来,市中心区高温区面积比重大大降低;下垫面土地利用/覆盖类型是影响城市热岛空间分布的重要因子,地表温度呈现出裸地>工矿用地>建设用地>城市绿地>农用地>水体的规律;地表温度与 NDVI 呈现显著的负相关关系,即植被指数越高,城市的地表温度越低。     

长江三角洲地区城市用地增长的时空特征分析

以Landsat MSS、TM、ETM 卫星影像为主要数据源,利用遥感和GIS 手段,提取了长江三角洲地区5 个时相(1979 年、1990 年、1995 年、2000 年、2005 年) 城市用地信息,分析了城市用地扩展速度、扩展强度、空间结构的变化特征,进而探讨了长江三角洲1979 年以来的城市空间生长过程。结果表明：① 1979 年以来,长江三角洲城市用地增长呈明显的加快趋势,城市用地总体扩展强度也表现为不断提高。不同行政等级城市用地的扩展强度表现为直 辖市> 地级市> 副省级市> 县(县级市)。② 长江三角洲城市用地空间结构的分维和稳定性特征具有一定的波动性。城市用地的空间结构特征与城市用地增长过程和发展阶段具有一定的联系。③ 长江三角洲城市生长表现出“一核二带”、“二核三带”、“四核四带”和“五核五带”的空间轨迹。     

城市景观公园对城市热岛调控效应分析——以哈尔滨市为例

采用哈尔滨市2007年9月30日Landsat TM数据,基于哈尔滨市地表温度反演结果,对城市公园对热岛效应的影响进行了分析。研究结果表明:哈尔滨市主城区热岛效应明显,高温区呈现集中分布,市区内的公园在高温区域内形成明显的热岛空洞;公园对周围区域降温作用明显,降温效应随距离增加呈递减趋势;在公园周围120 m范围内,不同面积的公园对周围环境温度影响存在明显差异,不同缓冲带的降温幅度存在极显著差异;公园面积和内部平均温度呈显著负相关,即公园面积越大,内部平均温度越低,反之亦然,二者存在显著的回归关系,因此可以通过设计不同面积公园,以实现城市高温区降温效应。研究表明一个大的景观公园的降温效应要强于总面积相等的多个小公园的降温效应。     

城市地表温度对土地利用/覆被变化响应的遥感研究——以乌鲁木齐为例

 快速的城市化对城市环境产生显著的影响,基于遥感定量研究地表温度对土地利用/覆被变化（LUCC）的响应,来评估快速城市化对环境的影响,是一种快速、有效的途径。以干旱区典型绿洲型城市——乌鲁木齐为例,将遥感与地理信息系统相结合,利用1990年和2009年两期陆地卫星影像为基础数据进行土地利用/覆被分类,并基于单窗算法定量反演同期的地表温度,从而对快速城市化进程中的土地利用/覆被类型动态变化的空间特征及地表温度对快速城市化的响应情况进行了定量研究。结果显示,在近20 a间,乌鲁木齐城市迅速扩张,土地利用/覆被类型变化显著,城市建设用地增长率高达44.73%;同时城市的快速发展使地表温度提高了近6 ℃。研究表明,温度变化格局,尤其是增温区的空间分布与城市扩张的空间格局基本一致,说明地表温度对城市的土地利用/覆被变化产生了显著的响应。     

哈尔滨市道路系统与城市热岛关系研究

采用哈尔滨市1989,2001,2007年Landsat TM遥感影像资料,利用单窗算法对地面温度进行反演,分析哈尔滨市热场的分布情况,并与20世纪90年代地形图结合来分析道路系统间的温度情况及其与城市热岛的关系。结果表明:铁路和公路温度差异显著且处于不同温度区的铁路温度也有显著的差异;铁路沿线地区热岛效应比较显著,铁路能使周围一定区域温度升高;公路系统作为一种特殊的廊道系统,对城市热岛有一定的阻隔、减缓作用;哈尔滨市铁路对热岛的影响范围不超过300 m,公路对城市热岛的降温作用最大值不超过0.4℃,在120 m以外降低作用很小或没有;绿化率的不同也影响道路对城市热岛的作用效果。     

基于Landsat TM的2001~2015年哈尔滨市地表温度变化特征分析

以哈尔滨市为例,基于2001年、2004年、2008年和2015年夏季Landsat TM 5 /OLI 8遥感影像为基础数据源,采用“单窗算法”遥感技术手段定量反演瞬时地表温度格局,并深入分析温度特征,分区差异和重心变化。研究表明：2001~2015年研究区温度增加1.44℃,平均温年增0.10℃,3时段（2001~2004年、2005~2008年、2009~2015年）年均温分别增加0.08℃、0.09℃、0.12℃,具有加速上升趋势;最高温增加2.74℃,始终位于香坊区,最低温基本恒定,始终位于道里区;2001~2015年极高、高、极低温度分区面积增加4.92 km²、104.07 km²、87.71 km²,年均增量均具有持续增加趋势,中、低分区面积减少110.61 km²、84.94 km²,具有波动降低趋势,极高、高、中、低分区格局总体按照城区-城乡结合地区-乡村的水平梯度扩展;地表温度重心向东偏南70.58°方向移动536.90 m,其中6个市辖区迁移方向和距离差异明显,表明地表能量移动方向和温度重新分布的活跃程度不同。总体来看,研究区地表温度上升明显,分区时空变化剧烈,能量的轨迹移动过程具有折返特征。     

哈尔滨市城乡结合部不透水面时空变化及驱动力分析

本文选取哈尔滨市城乡结合部为研究区,以1984年、1993年、2002年和2010年的TM影像数据为数据源,利用混合像元分解方法提取了哈尔滨市城乡结合部的不透水面信息。分析了不透水面的时空变化特征。选取坡度、坡向、DEM、距河流距离、距高速公路距离、距铁路距离、距主要路距离和距1984年城区距离8个因子,利用增强回归树法进一步分析了1984-2010年哈尔滨市城乡结合部不透水面扩张的主要影响因素。结果表明：1984年哈尔滨市城乡结合部不透水面所占比例为3.9%、1993年为6.6%、2002年为9.0%、2010年为16.52%。高速公路、铁路、主要路等交通要素带动周边地区的发展,从而导致道路沿线城市扩张速度较快。     

Influence of urban expansion on the urban heat island effect in Shanghai

The urban heat island (UHI) effect resulting from rapid urbanization is attracting increasing attention among the global scientific community. This research analyzed the relationship between urban expansion and the UHI effect utilizing an integrated approach, including urban land interpretation and retrieving land surface temperature based on remote sensing, and spatial overlay analysis for revealing the relationship for different time periods between 1984 and 2014 in Shanghai, China. The results show that (1) the spatiotemporal changes in UHI are consistent with the expansion of urban land, and rapid urban expansion leads to an expansion of the UHI, in particular along roadways. (2) The mode of urban expansion is an important factor influencing the UHI effect. Urban sprawl (urban expansion in the edge-expansion way) is a form of typical expansion that leads to the rapid increase in the UHI. When the urban compactness ratio is less than 0.15, a compact design can effectively control the expansion rate of the UHI and mitigate its range of influence and intensity. However, when the urban compactness ratio is greater than 0.15, the urban design has a marked influence on the UHI ratio index: a more compact form produces a stronger UHI effect. So, finding an equilibrium between urban compactness ratio and urban expansion rate is good for effective urban management and planning.     

基于DEA方法的城市土地利用经济效益分析——以哈尔滨市为例

以哈尔滨市建成区土地利用作为研究对象,结合哈尔滨市所处发展阶段及土地利用现状特点构建评价指标体系,以DEA方法为手段,用Matlab软件进行数学计算,对哈尔滨市2001~2005年城市土地利用经济效益进行定量分析和评价。哈尔滨市土地利用经济效益水平一般,且土地投入有冗余。提出加强城市存量土地利用、注重不同用地类型的投资比例、调整产业结构三方面入手提出提高哈尔滨市土地利用经济效益的建议。     

基于空间区位条件的城市扩展生态阻力面模型及应用

从土地供给角度建立城市扩展模型,可以为城市扩展模拟研究提供有效补充。城市扩展生态阻力面模型是这一领域的新进展,在最小累积阻力面模型的基础上增加了绝对生态约束和扩展源等级的改进。在城市扩展生态阻力面模型的基础上,进一步加入了城市空间区位条件因素,包括城市间空间相互作用和道路交通条件两项因子,以反映其对城市空间扩展的影响。从而构建了综合考虑城市扩展的推力、阻力和外部吸引力的城市扩展模型。以新疆玛纳斯县城及其周边区域为例,利用构建的模型进行实证研究。结果表明,改进的模型取得了较好的应用效果,反映了城市扩展的推力、阻力和外部吸引力的综合作用,为城市扩展模拟提供了新方法。