多源数据融合下的城市化与生态环境耦合协调研究

利用DMSP/OLS、NPP/VIIRS和Landsat遥感影像数据分别提取平均夜间灯光指数（ANLI）和生态环境指数（RSEI）,构建城市化与生态环境耦合协调度模型,定量分析研究区在2000-2015年的城市化与生态环境耦合协调发展状况。结果表明：① 2000-2015年的乌鲁木齐城市化水平持续上升,一带一路倡议和生态文明建设的实施,推进了乌鲁木齐城市化发展;② 2000-2015年期间生态指数平均值上升了0.119 8,增长率为30.14%。随着政府对生态环境治理力度的加大,研究区生态环境逐渐好转;③ 2000-2015年乌鲁木齐的城市化与生态环境耦合协调度范围为0.568 3~0.627 3,耦合协调度保持递增趋势。     

中山市土地集约利用与紧凑度耦合关系研究

土地利用是城市发展过程的关键。以中山市为研究区,构建城市土地集约利用和紧凑发展评价指标体系,运用耦合协调发展模型和空间分析方法,对2019年中山市24个镇(区)的城市土地集约利用和紧凑度发展水平及协调关系进行研究。结果表明：(1)中山市各镇(区)之间土地集约利用度和城市紧凑度发展水平存在明显地域差异,其中,火炬开发区、石岐区和西区街道土地利用集约度和紧凑度较高,其他镇(区)则处于较低水平;(2)中山市各镇(区)间耦合协调程度差别较明显,且发展较为协调的区域主要集中在中山市主城区以及火炬开发区街道,除这几个镇(区)外的其他地区耦合协调程度呈现由西北向东南递减的趋势。     

1999-2020年长江经济带(江苏段)生态环境变化监测及人类活动驱动分析

协调区域城镇化与生态环境保护之间的关系,是推动我国长江经济带可持续发展的核心问题之一。针对现有研究中,生态环境变化与人类活动驱动之间的响应关系缺少时空对应的数据支持、影响过程不明的问题,本文充分利用多源卫星遥感技术在处理和提取时空信息上的优势,以长江经济带江苏段沿江县区为例,利用1999-2000年、2009-2010年和2019-2020年3期Landsat系列遥感影像,通过RSEI模型定量分析研究区1999-2020年间区域生态环境时空变化规律,并引入人工不透水面（IS）及夜景灯光（NTL）等时空信息指标,定义各县区IS面积占比和IS区域NTL辐亮度均值,用于定量探究不同区域、不同强度下人类活动（城镇化）对生态环境的影响。研究结果表明：①1999-2020年间,江苏省沿江各区县城镇化区域及其周边区域生态环境质量下降趋势明显。其中,2000-2009年间,研究区各县区IS区域面积快速增加,导致其区域生态环境质量明显下降。而2010-2020年间,部分城镇化区域绿化面积增加,促使其区域生态环境质量缓慢提升。②研究区各县区IS面积占比与其RSEI均值呈现明显函数负相关性,而IS区域NTL辐亮度均值与其RSEI均值的函数负相关性相对减弱,尤其是IS面积占比超0.3的县区,城镇化与生态环境交互耦合关系复杂性增强,其详细函数模型需进一步研究。     

黄河流域乡村社会经济与生态环境耦合协调测度及影响因素分析

基于黄河流域2008、2010、2012、2014年136个区县面板数据,本文运用熵权TOPSIS分析法、耦合协调度模型和地理探测器模型对其耦合协调水平和影响因素进行了分析。结果表明:①研究期内黄河流域社会经济发展和生态环境质量耦合协调度变化趋势呈“U”形曲线,总体处于高度耦合低级协调阶段。区域间差异变化趋势呈倒“U”形曲线。从相对发展度模型来看,2010—2014年乡村生态环境质量相对滞后。②空间格局上存在显著的空间分异特征,耦合协调度呈“上游>中游>下游”的分布格局。③自然环境因素是影响耦合协调度空间分异的主导因素,其次是社会经济因素。其中,乡村人口密度、PM_2.5年均浓度、人均耕地面积、地形起伏度、高程和年均气温是主要因子,并且两个因子的交互作用明显大于单一因子的影响。基于此,建议黄河流域以协调发展理念为指引,重点提高生态环境的保护和修复,采用差异化、特色化的发展策略,以期早日实现黄河流域生态保护和高质量发展。     

基于DMSP-OLS和MODIS数据的宁夏城市化与生态环境耦合协调分析

科学认识城市化与生态环境耦合协调机制,对推动黄河流域及黄河所经地区生态保护和高质量发展具有重要意义。本文以宁夏回族自治区为例,采用长时间序列DMSP-OLS夜间灯光数据建立了适用于宁夏的城市夜间灯光指数（UNLI）,并利用MOD09A1、MOD11A2提出了一种面向大区域尺度的遥感生态指数（RSEI）构建方法。在此基础上,采用耦合协调度模型（CCDM）,探讨分析了2000—2012年宁夏5个地级市城市化与生态环境耦合协调发展过程。结果表明：①基于DMSP-OLS数据建立的宁夏城市夜间灯光指数与人均GDP,以及第一、二、三产业GDP相关性显著（p<0.001）,能够较好地反映宁夏城市化水平。②基于MOD09A1、MOD11A2建立的遥感生态指数能够较好地反映宁夏生态环境质量时空变化特征。③宁夏城市化与生态环境耦合协调度呈稳定上升趋势,整体处于基本协调-生态环境滞后的转型阶段。研究结果对沿黄城市生态保护和高质量发展具有重要参考价值。     

2001—2018年长三角城市群城市化与生态环境耦合协调度变化监测

城市化的发展与生态环境紧密相关,利用遥感方法可准确地进行城市化与生态质量耦合协调度动态监测与分析,为区域的城市化建设、生态治理及发展规划提供必要的参考依据。本文以长三角城市群为例,利用Landsat系列数据和DMSP-OLS夜间灯光数据分别建立表征区域生态环境的遥感生态指数(RSEI)和表征区域城市化水平的灯光指数(CNLI),采用耦合协调度模型探究了2001—2018年长三角城市群城市化与生态环境耦合协调度时空变化特征。结果表明：(1)2001—2018年,长三角城市群城市化水平不断提高,城市化指数由2001年的0.112提高至2018年的0.288;(2)2001—2018年,长三角城市群生态环境质量不断下降,生态等级为优的区域不断收缩,其中上海市与南京市最明显;(3)2001—2018年,耦合协调度总体呈现上升趋势,且各城市空间差异性较大。     

赣州市人地关系的耦合响应研究

人类改造自然的速度和强度在不断提高，对区域生态环境的可持续发展构成了重大威胁。基于Modis卫星影像数据，利用遥感生态指数探究了赣州市2001—2015年生态环境质量时空变化特征及其对人类活动的响应，并利用趋势分析法研究了像元尺度上赣州市生态环境质量和人类活动强度的空间变化趋势。结果表明：(1)2001—2015年间，赣州市的生态环境质量呈波动上升趋势，且在所有的区县中，章贡区的RSEI最低，多年平均值为0.518;(2)人类活动强度和耦合协调度在市中心发达地区呈下降趋势，在市中心周围呈上升趋势；(3)人类活动强度与生态环境质量之间表现出负相关关系，人类活动的持续增强，使得耦合协调度呈现先增后减的趋势，表明人类活动强度的提高不会一直对区域环境产生积极影响。     

城镇化对土地利用的影响浅析

城镇化是人口向城镇集聚、生产力不断发展和劳动分工逐渐加深的必然结果。土地作为城镇发展的物质基础和承载空间，与城镇化之间存在着密切的关系。中国城镇化在进入快速发展阶段后，土地利用呈现出明显的特点。本文以土地利用变更调查数据为基础，对城镇土地规模、城镇土地利用结构和城镇土地利用区域变化等三方面的特点，以及城镇化对我国城镇土地利用、耕地保护和生态保护带来的影响进行了分析。     

江苏省城镇化质量与规模协调性空间格局

通过对新型城镇化发展内涵的理解,构建江苏省城镇化质量与规模评价指标体系,运用熵值法对2015、2017年城镇化质量与规模进行综合测度,同时采用耦合协调度模型对江苏城镇化质量与规模的协调发展状况进行分析,将其分为协调、磨合和拮抗3个阶段.结果表明:①江苏省城镇化质量与规模在空间存在明显的分异性,苏南地区的发展明显优于苏中苏北地区,同时2015-2017年各个地级市的城镇化发展质量与规模均有所提高;②江苏省城镇化质量与规模之间的协调发展关系主要呈现苏南处于协调发展阶段,苏中处于磨合阶段,苏北处于拮抗阶段的整体态势,且2015-2017年苏南地区已逐渐由城镇化质量滞后于规模逐渐转变为城镇化质量与规模同步发展,苏中苏北城市基本处于城镇化质量超前于城镇化规模的发展阶段.因而在制定城镇发展政策上需依据因地制宜的基本原则.     

基于RS和GIS的城镇化与南四湖生态易损性关系

城镇建设与扩张是人类社会经济发展到一定阶段的必然过程,但城镇发展会对区域的生态系统产生不可忽视的影响,在脆弱敏感的湿地区域表现尤为突出。该文以山东省南四湖以及周边3个县域为研究对象,以遥感数据为基础,利用GIS技术,分析研究区1987—2010年间的地表覆被变化和生态易损性变化,并通过卫星遥感影像分析城镇景观的变化,探讨城镇化与区域生态易损性的关系。结果表明:1987—2010年间,城镇面积的增长占所有景观有效变化的60%以上,但区域内生态损失度变化最大的景观却是水域和绿地,生态易损性变化最明显的区域是南四湖湖滨地带。     

城市化与城市土地利用效率的时空耦合关系——以长江中游城市群为例

基于主成分分析法、耦合理论和DEA模型对长江中游城市群2005—2014年城市化情况和城市土地利用效率耦合度进行定量评价,然后用ArcGIS对其空间分布进行成图分析。结果表明:耦合度是逐年提高的,由弱耦合转化为强耦合,然后又进入了更高发展阶段的低耦合状态,并继续循环。耦合度与城市等级相关,等级越高,波动性越小,这是由城市所处的城市化阶段、土地利用的合理与否决定的。     

黄河流域夜间灯光数据与社会经济发展指标的时空耦合关系研究

本文通过对1992—2013年全国夜间灯光数据的校正和处理,获得全国及流域夜间灯光数据影像,进行经济空间聚合分析,以及与相关因子进行对比分析。研究结果表明：经济空间聚合高的区域分布在黄河河道附近,从黄河上游到下游,热力强度逐渐增强,并且以省会城市为核心区向外扩散,即呈现为在旧聚合点聚合度加剧的情况下,聚合区域有向周边分散的趋势;夜间灯光数据的变化趋势与GDP的变化趋势具有一定的相似性,并且与城镇化率、人口数量、第三产比例、人均公园绿地面积、流域发展指数（BDI）具有一定的相关性;流域9省（自治区）的夜间灯光数据整体变化趋势与全国灯光数据的变化趋势基本一致,呈稳定上升的趋势,但整体值均低于全国的夜间灯光数据,并且差距有所扩大,黄河流域高质量发展迫在眉睫。     

建设黄河“智能大脑”服务流域生态保护和高质量发展

本文首先介绍了黄河流域水文、地理景观和地貌特征,下游河道变迁和河口变迁历史及生态治理,流域历史水旱灾害等基本背景,分析了黄河流域生态保护和高质量发展面临的主要问题和具有的优势。然后重点论述黄河“智能大脑”如何服务流域保护和发展,提出黄河“智能大脑”三要素,即感知系统（天地一体智能感知网）、存储管理系统（资源池）和操作系统（时空大数据平台）;论述了流域一体化时空大数据中心的构成及其基本功能,时空大数据平台及其目标要求,分析并提出了基于网格集成与弹性云的混合式时空大数据平台技术体制和构建技术,提出采用“共用时空大数据平台+”应用概念模型及其具体应用模式。最后讨论了时空大数据平台服务黄河流域城市数字化、网络化和智能化,加强流域上中下游7大城市群的新型智慧城市建设,推动流域生态保护和社会经济发展,提出基于流域时空大数据平台构建服务保护和发展的综合科技信息咨询服务平台,支撑流域协同创新共同体构建,增强流域整体性和协同性发展。     

基于地理国情数据的城市扩张和生态格局分析——以武汉市为例

城市扩张是城镇化的主要特征，研究城市扩张规律对城市空间规划、高质量发展提供决策依据。本文以武汉市为研究区，以2015—2018年地理国情监测成果为主要数据源，通过数据整理与提取、计算城市扩张特征指数、提取城市格局变化、计算生态景观指数等处理，对研究区城市扩张和生态格局变化特征进行分析。研究结果表明：2015—2018年间，武汉市从快速扩张阶段逐渐减缓，紧凑度逐渐下降；中心城市扩张主要以种植土地破坏为代价；远城区快速扩张主要以林草面积减少为代价；在生态指数上，各生态景观类型破碎度均有下降，但水域面积保持良好。     

DMSP/OLS夜光数据的珠三角碳排放时空差异性分析

碳排放时空分布及其异质性是生态环境保护和气候变化监测研究的重要课题。本文针对珠三角城市群碳排放空间分布的精细分析,基于DMSP/OLS夜间灯光影像与土地利用数据,研究了2000年—2013年珠三角城市群碳排放时空差异性,揭示了不同地市不同用地类型的碳排放时空分布特征、碳排放增长趋势和强度趋势。结果表明：（1）2000年—2013年珠三角城市群碳排放总量一直处于增长阶段,但受2008年金融危机影响由高速增长转为缓慢增长阶段;（2）人均碳排放强度在2008年金融危机后增长速度减缓;（3）单位GDP碳排放强度在经历了2005年—2008年小幅增长阶段之后,整体呈现降低趋势;（4）地均碳排放强度方面,工矿用地的地均碳排放强度由2008年金融危机前的增长阶段过渡到危机后的降低阶段,而城镇用地的地均碳排放强度一直处于持续增长阶段。研究发现,珠三角城市群碳排放在2008年金融危机前后具有明显的时空差异性,城镇用地碳排放持续增长将成为碳减排的关键问题,本研究可为碳排放估算预测、节能减排及生态环境保护提供科学参考。     

基于河长制的黄河流域水环境地图可视化

黄河流域的生态保护和高质量发展在2019年上升为国家重大战略。以黄河流域为研究区域,以河长制的工作内容为导向,全面研讨区域内水污染空间分布规律、动态变化规律及其与社会经济的相关性。依据专题地图理论,探讨以专题地图方式进行可视化表达的方法,建设性地提出了从数据处理分析到制图可视化的研究思路,并设计绘制了黄河流域水环境专题地图。