城市增长边界研究进展——理论模型、划定方法与实效评价

新型城镇化背景下,传统粗放的城镇土地利用模式难以为继,控制城市规模、优化空间格局已成为当前国土资源管理的重点工作之一。城市增长边界(UGB)作为一种西方国家控制城市蔓延的技术手段和政策工具已逐渐被引入国内。采用文献资料法和归纳演绎法,梳理并分析了国内外城市增长边界的理论模型、划定方法与实效评价,挖掘未来城市增长驱动力和增长边界制定方法可能的研究方向,为后续研究和未来其在中国的实践提供参考。结果表明：① 城市增长边界实证研究的理论基础主要源于古典单中心城市模型,由于国情不同,国内主要关注经济水平、产业结构和可达性对城市增长的影响,而国外在此基础上还关注公共政策和服务、外部性以及主体间的博弈对城市蔓延的促进或抑制作用;② 城市增长刚性边界划定主要以土地适宜性和承载力评价为基础,弹性边界可采用元胞自动机进行空间辅助模拟;③ 国外城市增长边界的实施效果具有地区差异性,国内目前还缺乏城市增长边界实施效果评价相关方面的研究。因此,城市增长驱动力后续研究应吸纳多源理论,识别不同尺度下其机理特征,探索宏观环境的情景变量对微观环境下“驱动力—城市增长”这一关系的影响。城市增长弹性边界制定需要考虑城乡土地利用转换背后不同情景下主体间的复杂博弈对用地转换在空间上分布的决定作用。为了保证政策的持续性和统筹区域发展,未来需要明确城市增长边界的管理机构,制定对应的法律条款和管理体系。     

基于多维景观扩张指数的城市紧凑度分析研究

城市紧凑度是反映城市空间形态的重要指标.基于二维平面上建设用地斑块与原有建设用地斑块之间的缓冲区或者共同边分析是现有研究中测度新增建设用地紧凑或者扩散的主要方式,但是这类方法忽视了斑块内部三维建筑物的高度以及斑块之间的距离.为了更加客观准确地评价微观斑块尺度实际紧凑程度,本文提出了多维景观扩张指数(Multi-dimensional Landscape Expansion Index,MDLEI),通过对中国36个主要城市建设用地图斑中的建筑物图斑进行提取,分别使用景观扩张指数(Landscape Expansion Index,LEI)和MDLEI计算建筑物图斑的扩张指数,并对各市两种扩张指数分别占所有城市均值总和的比例进行比较来确定该城市的紧凑度是否被高估.主要结论为:在扩张模式的识别上,MDLEI识别出的飞地式扩张斑块的数量和面积均高于LEI对应结果,表明LEI高估了扩散型增长斑块的紧凑程度;根据MDLEI计算得到的各市扩张斑块紧凑度,发现紧凑度较高的城市均分布在胡焕庸线以东,其中紧凑度最高的厦门、深圳、杭州、上海均为东南沿海城市,总体呈现出东高西低,南高北低的紧凑度分布状态.多维景观扩张指数能较为准确地识别微观层面扩张斑块的紧凑度,为政府因地制宜进行建设用地扩张管理和存量规划提供科学有效信息.     

基于最大发展潜力值的元胞自动机城市扩张模型

在城镇化发展水平及土地开发评价的基础上,评价待扩张区域土地转变潜力分值,基于最大转变潜力分值,提出一种有别于传统元胞自动机模拟城市扩张的新方法。该方法与传统元胞自动机模拟城市扩张相比在迭代方式上存在不同,它克服了传统元胞自动机因阈值设置不同而导致结果不确定的难题。分别将该方法与传统元胞自动机模型应用于武汉主城区,模拟了其2003年到2013年的城市扩张情况,最后,将模拟结果与实际土地利用现状图进行对比发现改进后的新方法在模拟精度上大大提高。     

用大功率长偏移距瞬变电磁测深圈定深层碳酸盐岩储层

中国西部T盆地ZY构造带在TY2井5900m深层发现下古高产储层,但由于地表复杂、地震物性条件差,一直难以有效的查明白云岩储层的分布;为此本文在该区开展了大功率长偏移距瞬变电磁(LOTEM)测深勘探,并取得了良好效果。本文介绍了沙漠区大功率LOTEM测深法工作原理和资料处理解释中剩余异常的求取和测井微电性层对比解释方法,展示了用大功率LOTEM测深法研究白云岩储层的成果,表明大功率LOTEM测深法对ZY构造带深层高阻碳酸盐岩中的低阻白云岩储层研究是有效的。该方法可以在类似物性条件下的其它地区作为储层研究的有效手段推广应用。     

城市群飞地型斑块空间活力对比 ——以中国三大城市群为例

飞地增长是指新增建设用地与原有建设用地相离的扩张方式,是快速城市化的中国城市发展中普遍存在的现象.本文以多源地理大数据以及土地利用数据为基础,在斑块尺度单元,测度中国三大城市群在1995—2015年间新增飞地斑块空间活力水平.研究表明:长三角地区飞地斑块数量最多、总面积最大,而斑块空间活力最低;珠三角地区的飞地斑块数量最少,斑块平均面积最大且空间活力最高;而京津冀的飞地斑块空间活力分布最不均衡.本文研究成果为认识和把握中国三大城市群20年来飞地型开发区的发展状况以及为探索健康合理的城市空间形态提供了参考.     

海洋生态文明协同发展水平研究——以胶东为例

海洋生态文明是生态文明思想在海洋领域的集中体现,是我国海洋治理过程中的创新和发展。自生态文明纳入“五位一体”的中国特色社会主义事业总体布局以来,生态文明建设被提到了前所未有的高度,海洋是国家生态文明建设全局的重要领域,海洋生态文明核心是以人民为中心,实现陆海统筹、人海和谐,推动海洋强国建设。鉴于此,文章提出海洋生态文明协同发展观点,并以胶东为例,分析胶东5市开展海洋生态文明协同发展的基础条件,同时构建海洋生态文明协同发展指标体系,对区域海洋生态文明协同发展水平进行全面评价,旨在拓展海洋生态文明建设成果,为我国区域协同发展提供新视角和新途径。     

基于近邻传播聚类元胞自动机模型的武汉城市扩散和聚合过程同步模拟

元胞自动机（CA）作为城市时空动态模拟应用最广泛的模型,可以有效模拟填充式和边缘式城市扩张过程,但是在飞地式扩张模拟方面稍显不足。本文提出一种改进CA模型—APCA,在传统CA基础上利用近邻传播聚类（AP）搜寻城市扩散增长的“种子点”,实现城市增长扩散过程和聚合过程的同步模拟。以武汉市为研究区域,使用APCA模拟其在2005—2025年间城市扩张的时空过程。结果显示：① APCA在设置“种子点”数量为1~8个时模拟总体精度均高于Logistics-CA,当“种子点”数量为6时,模拟新增部分精度最高,达到0.5217;② 2015—2025年武汉市飞地型增长面积约为8.67 km²,占新增城市用地总面积比例为6.30%;③ 武汉市1995—2025年间“先扩散后聚合”的城市扩张过程符合城市增长相位理论。APCA在一定程度上了完善了传统二维平面CA框架,将城市扩张模拟维度由面维扩展到点维,为准确展现城市用地空间扩展规律提供参考。     

中国城市建设用地扩展模式与PM2.5关系探究

随着快速的城镇化进程,PM2.5带来的污染越来越严重,在一定程度上影响了城市的发展.所以本文从探讨城市扩展模式与PM2.5关系这一视角出发,利用景观扩展指数识别2005—2015年中国城市建设用地的扩展类型,并通过裁剪PM2.5数据,在国家、地区和省级3个尺度内探究PM2.5的分布情况.最后采用OLS模型和GWR模型进一步分析城市扩展模式与PM2.5之间的耦合关系.结果表明:①在3个研究尺度内同时存在3种扩展类型,且边缘型为主要扩展类型,其次是飞地型和内填型.②PM2.5在3种扩展类型上都造成了不同程度的污染,在内填型上污染程度最高,其次是边缘型和飞地型,且内填型在中部地区污染严重,边缘型和飞地型对东部地区造成严重污染.③通过两模型对比发现,GWR模型的拟合度要优于OLS模型,LEI等其他变量对PM2.5的影响同时存在正相关效应和负相关效应.在东北、四川、贵州、重庆、甘肃等地区3种扩展类型的扩张加剧了PM2.5污染,而其他负相关地区城市3种类型的扩张可与PM2.5治理兼得.所以制定国土空间规划时,在坚持生态优先、绿色发展、节约集约的基础上应按不同的空间单元确定政策.     

道路网stroke生成问题的形式化表达与新算法

首先,将道路网stroke生成问题形式化表达为聚类问题;然后,在该表达下提出了基于层次聚类思想的stroke生成算法,并进行了算法的时间复杂度分析和算法特性分析。最后,用深圳市1∶5万道路网对该算法进行了验证。     

城市扩张与景观生态安全关联规律挖掘——以武汉市为例

城市化在促进区域经济和社会发展的同时也导致产生一系列景观生态安全恶化问题,严重威胁区域可持续发展。定量分析城市扩张与景观生态安全之间的关联规律对于城市可持续发展至关重要。本文以武汉市为例,利用关联规则挖掘模型挖掘1988~2011年时间范围内武汉市城市扩张的速度、强度以及扩张类型与景观生态安全之间的关联知识,可以为城市规划提供有益指导。