广佛都市区道路网络与城镇建设用地间的影响分析

采用1957与1982年的地形图和1995与2008年两时相的卫星影像提取城镇建设用地信息,运用ArcGIS建立广佛都市区路网与建设用地数据库.采用相关性分析方法,定量地分析广佛都市区道路密度与建设用地之间的影响.结果表明,道路密度和城镇建设用地比重两个变量系数之间呈高度的线性正相关关系,不同年份区镇的道路密度与城镇建...     

一种新的成矿预测方法—构造分形异常法─—以芙蓉山地区为例

通过对LandsatE5TM数据的线性信息解译和分形统计学的方法,研究了浙江省芙蓉山地区断裂构造的空间分布特征,并通过构造分组数D值表征断裂构造的空间分布强度来指示矿化的空间分布,在该地区火山岩的找金工作中取得了一定的进展。这种将TM数据解译与分形统计学结合的构造分形异常法应用方便、简捷,若进一步将其与物化探异常相结合,效果可能会更好。     

基于城市斑块的空间城市人口潜能模拟——以京津冀为例

城市潜能是城市空间相互作用的一个量化指标,用以表征区域内任一地点所受到的周围所有城市的作用合力。以城市人口规模作为潜能计算指标的城市潜能即为城市人口潜能。由于在地理信息系统中通常以点代表城市的空间位置,以点的属性字段存储城市人口数量,因此,城市人口潜能模拟最便捷的方法是建立基于城市点源数据的空间分析模型,但这种方法存在明显不足:(1)国家基础地理信息数据库中的城市点位经纬度绝大多数与现实中的城市人口质心不吻合;(2)多数城市通常都由空间上相互分离的多个城市用地斑块构成,城市辖区内部的斑块与斑块之间也存在相互作用。本文通过将独立的城市斑块作为基本空间分析单元来设计基于城市人口潜能的模拟技术方案,提出了斑块分层方法,构建了京津冀时间耗费栅格面,通过python建模技术,在ArcGIS平台上实现了对京津冀城市人口潜能的精细化数值模拟。     

基于区域尺度的城市承载力评价研究——以上海市为例

在城市化带来交通拥堵、生态失衡及环境污染等诸多问题的背景下,开展城市承载力研究,对于保证城市的全面、协调、可持续发展具有重要意义.本文将传统的承载力评价研究方法与互联网大数据下的兴趣点和空间路网数据相结合,建立了上海市承载力评价指标体系.运用信息论中的熵方法,对上海市各区域的承载力进行了评价和分析.结果表明,上海市各地...     

城市应急管理GIS模型与算法应用——以广州大学城为例

随着城市建设的快速发展,各类危及国家和人民群众生命财产安全的突发性事故灾害时有发生.因此,为应对城市各种重大突发事件,城市必须建立一种应急机制或综合的应急管理信息系统.管道分析是GIS技术在城市应急管理模型中的具体应用,利用城市应急管理系统对地下网管进行综合管理,可以将管线信息有序的存入计算机管理系统,实现数据的更新和资源共享.本文以广州大学城管道数据为数据研究基础,结合国内外管网数据模型,在先前开发完成的广州大学城可视化平台基础上加入横断面分析、垂距分析和爆管分析三个分析模块,对管网模型进行了算法改进并编程进行了技术实现,这三个功能模块可以直观地让管理员清晰地了解地下管线的走向和它们之间的空间关系,方便管理各种事务,防止和控制突发事件的发生,尽可能地减少灾害的影响范围.这三个功能可以应用于管道设计、铺设、维修等工作,对社会的经济发展和建设起着保障的作用.     

城市边缘区土地利用结构分形特征的动态变化——以广州市南拓区为例

近20年来,随着广州市城市化水平的大幅提升,作为城市地域空间发展前沿的城市边缘区土地利用变化异常明显.本文以广州市典型城市边缘区为研究对象,基于覆盖广州市南拓区的4时相TM遥感解译数据,构建土地利用数量结构变化模型和分形结构模型,定量化研究区域土地利用结构的变化强度、复杂性和稳定性.研究结果表明:在广州市核心区城市化辐...     

城市三维重心算法与实验分析——以南京市为例

当前对城市重心的研究多以城市平面形态的二维重心进行求解,在城市垂向伸展日益显著的背景下,有必要对城市的三维重心进行变化分析。针对二维平面重心求取方法的深入分析,本文推导了一种由城市建筑高度等值线计算城市实体三维重心的方法,将城市三维实体看作由一层层"薄板"搭建成的组合体,利用组合体的重心计算公式求取城市三维重心。以南京市为例进行了验证,将所求得的城市二维重心和三维重心的转移结果进行了比较分析。结果表明,该计算方法可方便地计算城市实体的三维重心,南京城市三维重心的投影虽然和二维重心有相似的变化特点和规律,但存在一定程度的偏移,偏移方向与高层建筑密集区域相对应。城市三维重心充分考虑到城市垂直方向上的伸展,可有效更全面地反映城市空间变化的规律和特点。     

基于地理国情普查的海绵城市下沉式绿地的分析研究——以武汉市江汉区为例

海绵城市是城市建设的新理念,全国正在推进海绵城市建设,为解决城市内涝,缓解城市建设对城市水文、环境的负面影响,在技术层面为海绵城市提供服务。文章采用现势性最强的地理国情普查数据,采用空间数据分析方法,通过定量计算分析了海绵城市建设中的下沉式绿地的现状与分布,为海绵城市建设的研究提供了技术支撑,同时也为地理国情普查更好地服务社会提供了可靠、准确、权威的地理信息服务。     

图像分析计算水系分形维数的改进方法与应用

水系分形维数的计算与分析,有助于深入理解其与地貌发育、流域径流和侵蚀产沙等过程之间的关系。从分形维数的计算原理,提出了一种在MATLAB环境下,能够同时计算水系计盒维数和信息维数的方法,改进了现有通过图像分析计算分形维数的不足。采用已知分形维数的规则分形集进行验证,结果表明:该方法单独对图像载体上的目标图形(关注区域)进行处理,不受其与整幅图像的比例的限制能够自动确定最佳的对目标图形进行网格分割覆盖的递减等分条件,计算精度高利用元胞数组实现了网格的自动分割,程序紧凑,可读性增强。最后以泾河、北洛河水系为例,说明了该方法的应用过程。本研究为水系分形维数的科学计算提供了新的思路。     

中国城市蔓延阶段特征及驱动因素分析

城市蔓延是城市快速发展过程中普遍出现的问题。本文在总结国内外理论和实证研究的基础上,采用建成区面积对城镇人口的弹性来表征城市蔓延,对全国214个地级市市辖区1996-2014年的城市蔓延阶段特征进行分析,从产业发展、政府推动作用、教育发展水平、全球化水平、交通发展水平、市场化水平这些方面,进一步对城市蔓延的驱动力展开深入探究。结果表明：①城市蔓延问题具有路径依赖,在以经济快速增长为目标的发展纲要指导下,城市往往持续蔓延。②第二产业发展将显著加剧城市蔓延,但地方政府可以通过推动第三产业发展、吸引外资优化经济发展结构,缓解城市蔓延问题。③道路建设、市场化水平、高校教育水平对城市蔓延的影响较小或并不显著。最后本文提出了控制城市蔓延问题的政策建议。     

一种地图点群空间分布特征的局部分维分析方法

以分数维为分析指标的分形几何理论,为地图点群目标的空间复杂性分析提供了一种定量方法。但是研究表明,地图点群目标的分形性质往往表现出局部的非均匀特性,因此主要以研究对象整体分维估值为主的分维分析方法难以描述这种变化。本文在分维扩展方法的基础上,提出了一种基于滑动窗口的局部分维分析方法--元分维模型,并通过实践证明该方法可以有效地揭示地图点群空间分布特征的差异,从而为地图点群目标的空间分布特征分析提供了一个新的思路。     

基于生态空间胁迫的大都市区增长情景模拟

大都市区增长是当前中国城镇化发展的一种主要模式,如何确定其最佳空间增长形态是新型城镇化关注的重要内容之一。本研究立足于未来“生态城市”建设理念,从自然资源生态敏感性和城市发展适宜性角度构建双重约束条件,利用元胞自动机模型构建了生态空间胁迫下的城市增长过程模拟框架,探讨了边缘性增长、生态性增长与协调性增长3种发展模式,并从建设适宜性、生态安全性与斑块紧凑性等角度构建评价指标对模拟方案进行定量化对比。最后,以长江中游城市群的南昌大都市区进行实例应用,结果表明,协调性空间增长模式能最大程度降低城市建设对生态安全空间的侵蚀,大都市区在制定城市增长边界等空间政策时宜参考此种发展模式,基于生态空间胁迫分析的城市增长过程建模是一种有用的规划决策情景分析工具。     

乌鲁木齐都市圈城镇体系发展的分形特征研究

本文首先用分形理论的集聚维数和关联维数探析了乌鲁木齐都市圈城镇体系发展的空间分形特征;然后,运用2007年和2011年的社会经济统计数据,结合分形理论的齐夫模型,运用等级规模维数并通过与中国其他都市圈的比较,研究了乌鲁木齐都市圈城镇体系发展的等级规模变化分形特征。结果表明,乌鲁木齐都市圈城镇体系集聚维数和关联维数分别为1.060和0.882,说明乌鲁木齐都市圈已经形成了以乌鲁木齐为中心呈凝聚状态分布的空间自组织体系,各城市之间相互联系比较紧密,相互作用较强。2007-2011年间,社会消费品零售总额等级规模维数变小,说明差异呈现扩大趋势,而非农业人口、GDP、一般预算财政收入等级规模维数变大,说明差异呈现缩小趋势。与其他都市圈相比,乌鲁木齐都市圈空间和规模结构还不成熟,中心城市首位性强,对周边城市带动能力弱,等级规模差异大,有待进一步优化。     

向心扩张指数构建及其在郑州都市圈城镇空间扩张中的应用

探究城镇空间扩张的方向性及其时间变化特征,能够反映都市圈发展过程中核心城市与边缘地区空间关联的动态过程,为制定都市圈发展的相关政策提供科学依据。本文从都市圈的核心城市与边缘地区相互关联的视角,借鉴物理学中力的分解原理,构建了同时兼顾扩张强度和方向性的向心扩张指数CEI,并以郑州都市圈为对象,采用2000—2018年30 m分辨率的全球人造不透水面数据产品GAIA,分析了建设用地扩张的总体数量和占比变化、动态度及强度变化、以及空间方向性变化等特征,进一步应用多元逻辑回归模型,揭示了影响城镇空间扩张向心性的关键因素。结果表明：(1)向心扩张指数CEI为揭示都市圈核心城市对边缘地区的辐射带动作用提供方法支撑,能够定量刻画边缘地区朝向核心城市的发展趋势;(2)在郑州都市圈近20年的快速扩张过程中,尽管各区县市的DEI指数和CEI指数随时间而增减波动,但郑州都市圈总体呈现“核心—边缘”发展模式,除个别地级市中心城区及其下辖县以外,多数区县市的向心性显著且随时间增强,郑州市中心城区对于边缘地区具有显著的辐射带动作用;(3)核心城市与边缘地区的人均GDP差异及城镇化率差异是影响边缘地区向心扩张的重要...     

元分维曲线滑动窗口尺寸自动判定方法与应用

基于地图目标在空间形态上存在的内部差异性和邻近趋同性,在其分形分析中引入了元分维模型的思想。该模型是对传统分形分析的方法扩展,在其建立过程中滑动窗口决定着空间单元的局部影响范围,因此该窗口尺寸成为元分维模型构建的重要参数之一。在前期基于地图目标元分维模型的研究中,滑动窗口大小主要通过人为判断选取,没有考虑地图目标本身的形态结构特点,缺乏科学的定量化指标判定原则,因此存在随意性和执行效率低等问题。本文以地图线目标的元分维模型,即元分维曲线为主要研究对象,通过对其分维扩展的尺度分析,在倒置的Logistic模型函数拟合的基础上提出了一种自动确定滑动窗口尺寸的定量方法,并将该方法应用到对长江河道形态特征的分析研究中,验证了其可行性和合理性。     

塌陷区地形分形生成方法与应用

由于煤炭开采而形成的塌陷区地形形态复杂,本文利用分形插值理论模拟了塌陷区地形。在Matlab语言环境下,实现了塌陷区基于遗传算法求取无标度区最优解和基于FBM分形插值算法,在此基础上求解分形特征参数H和σ。对概率积分法预计的数据进行分形内插绘制地表下沉图,取得了理想的效果。     

分形定量选择遥感影像最佳空间分辨率的方法与实验

遥感影像观测尺度是遥感信息提取研究的重要内容之一,也是遥感信息提取的焦点。以往,遥感影像尺度特征的分析大多基于地统计学,其主要体现遥感影像中的线性特征,而实质上遥感影像中既存在线性特征,又存在非线性特征。因此,在深入剖析遥感影像尺度效应及分形特征机理的基础上,本文探讨了分形理论定量选择遥感影像最佳空间分辨率（也称最佳像元观测尺度）的方法。以IKONOS全色影像的建筑用地、耕地、林地为研究对象,分别使用FBM、DBM、TPM 3种分形维数计算模型,实现了3种地物在不同空间分辨率下分形维数的计算。实验结果表明,每种地物的分形维数是随空间分辨率的增大,总体呈下降趋势,且在某些特征空间分辨率上会出现拐点。从遥感影像尺度效应分析可知,遥感影像空间格局随尺度的不同,其内部结构也不同。且随着尺度的增大,很多细节将会被忽略,影像的粗糙度也随着降低。而分形维数是目前为止描述对象自相似性和不规则度的唯一基本量化值,其直观上与物体表面的粗糙程度相吻合。因此,这些拐点对应的分形维数对地物的最佳空间分辨率的选择具有一定指示意义。通过本文研究可知,使用分形理论方法研究遥感影像最佳空间分辨率（或最佳像元观测尺度）,打破以往观测尺度方法研究范畴,从不同角度去分析遥感影像观测尺度问题对GIS研究与地学应用具有一定的理论和指导意义。