沈阳市市区和农村建设用地时空扩展分析

基于1985、1995、1997、2000和2004年的遥感影像和GIS技术,引入建设用地密度、扩展强度指数和分形维数,对1985-2004年间沈阳市市区和农村建设用地扩展的时空特征、空间分异和形态变化进行分析,并探讨了其主要驱动因素.结果表明：1985-2004年间,沈阳市市区建设用地的高密度区面积逐年增加;1997年以前,农村建设用地各级密度区面积的变化不大,1997年以后其高密度区面积逐渐增加;研究期间,市区建设用地的增加面积、扩展速度和扩展强度明显大于农村地区.市区和农村建设用地扩展的空间分异明显,高速扩展区主要集中在市区.市区建设用地分形维数值逐渐增大,总体形态日趋复杂,农村建设用地由于缺乏合理的规划建设,分形维数波动较大.经济发展、人口增长、交通、自然环境、政策导向和城市规划是沈阳市建设用地扩展的主要驱动力.     

沈阳市城镇扩展时空格局及其驱动力

利用多时相TM影像,采用GIS空间分析和景观格局分析相结合的方法,对沈阳市辖区城镇扩展的时空分异特征和城镇景观格局演变进行了分析,并对其驱动力进行了探讨.结果表明:1988—2004年间,沈阳市辖区城镇面积持续增加,扩展强度逐渐增强,2000—2004年间的城镇扩展规模和强度达到最大;城镇扩展具有明显的空间分异特征,市区西南方向是城镇扩展的主方向,近郊及各级经济开发区是扩展的主要区域;城镇景观格局日趋复杂,城镇发展紧凑程度降低;城镇景观格局演变与城镇扩展特征关系密切,表现出时空分异特征;工业化发展与开发区建设、政府政策与城市规划以及交通基础设施建设是沈阳市辖区城镇扩展与城镇景观格局演变的主要驱动力.     

海南东寨港红树林土壤粒径分布的分形特征及其影响因素

应用分形理论分析了海南东寨港红树林土壤粒径分布的分形特征及其影响因素,海南东寨港土壤的分形维数为2．302—2．575,分形维数的大小与土壤中的粘粒、盐分、有机质、全氮含量呈显著正相关,外滩红树林土壤的分形维数低于中滩和内滩;随着土壤质地由砂壤土、轻壤土、中壤土、重壤土的变化,分形维数逐渐增大;从陆到海土壤分形维数逐渐减小。群落类型、土壤质地、滩位、含盐量、有机质、全氮含量等是影响海南东寨港红树林土壤分形维数的主要因子。     

京津冀城市紧凑度变化测度与分析

当前京津冀在快速城市化进程中出现了城市污染、用地混乱、建成区无序蔓延等问题, 城市紧凑型发展有利于有效缓解这些问题。因此,利用京津冀城市社会经济统计数据构建综合紧凑度测度指标体系及模型, 探讨城市紧凑度时空间演变特征及规律。结果发现: 生态环境协同紧凑和经济紧凑对京津冀城市综合紧凑度影响较大, 而公共服务紧凑贡献较小;京津冀城市综合紧凑度自西南向北部逐渐降低, 紧凑度较高的城市多分布于京津冀西南和中部地区, 出现了以石家庄市和北京市为中心的紧凑型城市圈。相对河北而言, 北京和天津综合紧凑度变化趋势较平缓;京津冀城市综合紧凑度整体小幅提升, 城市间差距不断减小;紧凑度等级大部分处于中低水平;紧凑度空间异质性显著。最后,提出京津冀在推进紧凑型城市建设时,应将人口密度、就业空间、基础设施建设、居住空间、生态空间等多方面纳入考量。     

2000—2010 年中国城市空间形态紧凑度变化特征分析

紧凑城市作为一种缓解城市无序蔓延, 高效利用土地资源和交通能源的一种可持续的城市形态, 对于处于快速城市化进程中的中国具有重要的现实意义和理论价值。主要以我国35 个案例城市为研究对象, 利用遥感数据和统计资料, 完成了我国城市空间形态紧凑度变化特征分析。研究表明, 近十年来我国城市建成区扩展呈加速趋势, 城市建设用地扩展的弹性系数的均值为2.27, 可见快速城市化进程中建设用地的效率偏低; 与此同时, 城市建设用地标准化紧凑度指数的均值由2000 年的0.1298 降低至2010 年的0.1177, 城市空间形态紧凑度略有下降, 城市空间扩展整体上以外延式扩展为主。     

基于夜间灯光数据的甘青宁城市扩展及其建成区植被变化特征

开展针对黄河上游甘青宁地区城市建成区空间发展模式及其植被变化特征的研究,可为构建科学合理的城市发展体系、维护区域生态安全屏障提供重要的参考依据。以DMSP/OLS和统计数据为基础,运用统计数据比较法提取了甘青宁地区21座地级市(州)的城市建成区边界,并从城市空间扩展特征、扩展速度、动态度、紧凑度和重心迁移5个方面对城市扩展特征进行分析;在此基础上,引入SPOT/VEGETATION NDVI数据,以年均NDVI作为表征城市建成区植被状况的指标,从NDVI总和、均值、比值及其变化量、年际变化率及其变化百分率和稳定性5个方面对研究区2002—2013年城市建成区的植被变化进行研究。结果表明：1)采用统计数据比较法提取获得的研究区城市建成区精度较高,误差率在6.7%以内;2)城市用地围绕河西走廊及黄河上游地区形成不连续的“几”字型空间形态,并具有点状、线状和面状3种不同的分布模式;3)城市扩展年均速及动态度大体呈上升趋势,且2010—2013年的城市扩展速度(4.53 km~2/a)是2006—2010年的2倍;4)除酒泉、海西、白银、天水、石嘴山和兰州外,其他城市建成区紧凑度指数均较高;5...     

基于分形理论的乡村聚落景观空间特征及演变——以厦门市为例

空间结构和空间形态共同构成乡村聚落景观空间特征,对二者的科学分析是乡村土地利用格局优化的基础.本研究采用分形理论,从全市与分乡镇两个尺度上对厦门市乡村聚落景观空间结构的特征和演变进行定量分析,并提出空间格局优化的相应对策.结果表明: 厦门市乡村聚落景观空间结构与形态的分形特征明显.在全市尺度上,聚集维数、交通网络直通度和空间形态维数随时间变化而增大,而空间关联维数持续减少;乡村聚落景观空间结构呈多中心聚集态分布,交通网络通达性变好,空间结构自组织不断优化,而乡村聚落景观空间形态日趋复杂,空间呈扩展的趋势.在分乡镇尺度上,乡村聚落景观空间特征差异显著,空间结构松散、通达性较弱等问题存在于部分乡镇.未来需加强交通等基础设施投入和中心村建设,提高乡村聚落内部各要素的关联度,促使其空间结构优化.本研究结果为优化乡村聚落空间布局、科学编制乡村土地利用规划提供了有力的技术手段和理论支撑.     

茂兰喀斯特常绿落叶阔叶混交林树种的空间分布格局及其分形特征

分析种群的空间分布格局有助于推断格局形成的潜在生态过程和机制,是生态学研究的重要内容。采用4种格局强度指数(聚块性指数、格林指数、扩散系数和负二项参数)以及分形维数中的计盒维数(D_b)和信息维数(D_i)对贵州茂兰国家级自然保护区亚热带喀斯特常绿落叶阔叶混交林中30种乔木的种群空间分布格局及其分形特征进行了分析,同时分析了不同生长阶段(幼树、中树和成树)空间分布的分形维数变化,比较了2种分形维数与5种种群结构参数和4种格局强度指数间的相关关系。结果表明:(1)30种树种中,除皱叶海桐(Pittosporum crispulum)和油柿(Diospyros oleifera)外,其余28种乔木树种的种群空间分布格局均呈现聚集分布,这种普遍的聚集性与喀斯特生境的高度异质性和种子扩散限制密切相关;(2)30种树种空间分布的D_b值介于0.589-1.870,D_i值介于0.498-1.711。分形维数值越大,表征种群对空间环境的占据利用能力越强,个体空间聚集强度越强,在群落中往往处于优势地位;反之则表明其对环境的占据能力弱,个体聚集程度越低,往往处于伴生地位;(3)从幼树、中树到成树阶段,30种树种空间分布的D_b和D_i平均值呈极显著的降低趋势,这可能与种内和种间的密度制约性死亡效应有关,导致种群随年龄的增加其聚集度和空间占据能力逐渐减弱;(4)相关分析表明,30种树种的种群多度和重要值与D_b和D_i均呈现显著正相关关系,表明种群多度和重要值的变化与种群空间占据能力和聚集程度存在密切关系。4种格局强度指数中,除聚块性指数外,其余3种指数与D_b和D_i值呈现显著或极显著相关性,表明分形维数D_b和D_i值可以用于表征种群空间分布的聚集程度。利用格局强度指数和分形维数准确量化了茂兰喀斯特森林树种的空间分布格局,其结果有助于揭示喀斯特森林群落物种共存的潜在维持机制。     

辽宁中部城市群城市增长时空格局及其驱动力

基于1988、1992、1997、2000和2004年5期Landsat TM卫星遥感影像数据,采用GIS空间分析和景观格局分析的方法,分析了辽宁中部城市群城市增长的时空格局特征,并对其驱动力进行了探讨.结果表明: 1988-2004年间,辽宁中部城市群城市面积持续增加,增长强度逐渐增强, 城市面积由812.55 km²增至1345.86km², 平均增长速率为32-96 km²·a^-1;1997年以后,城市增长强度迅速增大,以1997-2000年的城市扩展强度最大;辽宁中部城市群的城市增长主要集中在中部城镇密集带.1988-1997年,研究区城市面积的增长速度较慢,空间结构紧凑,以边缘增长和填充增长为主;1997-2004年,城市面积增长较快,表现为扩散的城市增长格局和复杂的城市斑块形状,以开发区的飞地式增长和扩散增长为主.非农业人口增长、经济增长、城市群城市空间的相互吸引、工业发展与开发区建设政策等因素是辽宁中部城市群城市空间快速增长的主要驱动力.     

苏南地区典型城镇建设用地扩展的时空分异

选择江苏省常熟市南部的辛庄镇为研究区,采用该区1980、1991、2001和2009年4期高分辨率遥感影像,利用GIS技术,结合现有的建设用地扩展指标构建了综合扩展程度指数模型,定量分析了研究区1980-2009年间3个时段建设用地扩展的总体特征和时空分异特征.结果表明:随着农村城镇化和工业化进程的加快,辛庄镇建设用地显著扩展,1980-2009年间共增加19.24 km2,其中,2001-2009年该区建设用地进入高速扩展期,扩展面积、扩展贡献率和扩展强度均最大.研究区建设用地扩展具有明显的空间分异特征:1980-1991年,新增建设用地主要集中于镇区所在村域,1991年后,辛庄镇建设重心逐渐向工业发达的村庄转移.研究期间,辛庄镇的新增建设用地主要源于水田和旱地,二者共占建设用地总增加面积的88.1%,其余土地类型对建设用地的转入贡献率相对较小.     

沈阳市城市空间扩展的生态安全格局

在分析沈阳市1956-2004年6个时期市区空间扩展规律及其原因基础上,选择地势地貌、地面塌陷危害、水体(河流湖泊和水田)、林地、基本农田和土壤污染6个生态控制因子,将城市拓展区分为优先发展、适合发展、限制发展和严禁发展4个等级,最终形成生态安全格局,揭示了生态安全保障下城市空间扩展的趋势和方向.结果表明:1956-2004年建成区持续扩增;2000年前,沿着浑河在东北-西南轴向延伸程度较大;2001-2004年城市集中向南、跨越浑河开发了浑南新区.沈阳市发展初期,其格局主要由工业生产力布局塑造,政治、经济因素为主导,至2004年,建成区面积已达291 km2,再继续扩张,生态因素将成为城市发展的重要限制因子之一.生态安全格局显示东部、西部发展受到限制;北部、南部和西南部存在较大发展空间,尤其南部扩展空间更大,可以以南部为主要扩展方向.     

1995-2015年武汉城市湖泊景观生态安全格局演化

以1995、2005、2015年3期遥感影像为数据源,通过景观指数和GIS空间分析方法研究武汉中心城区湖泊系统景观格局的演化特征,进而构建湖泊景观生态安全评价模型,以揭示武汉中心城区湖泊系统景观生态安全格局演变规律,并探讨其驱动因素。研究结果表明：（1）近20年来武汉中心城区湖泊系统总面积呈现不断下降趋势,1995-2005年以年均2.4%的速率缩减了28.95 km²,2005-2015年以年均1.8%的速率缩减了17.47 km²。（2）研究期湖泊系统的斑块密度、分维数呈现不断降低趋势,这表明武汉中心城区湖泊破碎化程度在不断降低,湖泊形状趋于简化;而连接度呈现不断增加趋势,湖泊分布集聚趋势不断加强,空间结构趋于紧凑集中。（3）武汉城市湖泊系统总体景观生态安全呈现不断恶化趋势,而次级湖泊水系景观生态安全呈现不同的演化特征。城市建成区的迅速扩展、湖泊由农业生产对象转化为可利用发展用地、房地产事业成为支柱产业是湖泊系统遭填占最主要的动力,直接危害了其景观生态安全,而市民环境意识提高引发湖泊保护倡议和实践,对湖泊景观生态安全产生着积极影响。对湖泊景观生态安全格局演变特征及驱动因素的研究,可以为武汉制定行之有效的生态管理政策和环境治理措施提供重要支撑。     

基于增强回归树和Logistic回归的城市扩展驱动力分析

研究城市扩展驱动力对于准确判断城市发展规律,剖析演化过程和预测城市未来扩展趋势具有重要意义,同时也能为制定合理的调控政策提供指导。以沈阳市1997—2010年城市建成区变化作为因变量,选取三大类10种驱动因子,利用增强回归树(BRT)和Logistic回归两种方法分析影响城市扩展的主要驱动力。结果表明:(1)BRT分析得到影响沈阳城市扩展的驱动因子从大到小依次是:距1997年城区距离、距河流距离、数字高程模型DEM、距高速公路和铁路距离、土地利用类型、开发区规划、GDP、人口密度、坡向和坡度;(2)Logistic回归分析得到影响沈阳城市扩展的前8位驱动因子依次是:开发区、距1997年城区距离、DEM、距高速公路和铁路距离、人口密度、距河流距离、农村居民点和坡度;(3)距1997年城区距离、DEM、距高速公路和铁路距离是影响沈阳城市扩展的主要驱动力,均位于主要因子的前四位;(4)总体来说,沈阳城市扩展受邻域因子影响最大,而自然因子的影响相对较小,社会经济因子则只有开发区和农村居民点对城市扩展影响较大。     

沈阳城市森林景观连接度距离阈值选择

利用2006年沈阳市QuickBird遥感影像城市森林解译数据,借助地理信息系统,以沈阳市三环以内区域城市森林景观斑块为研究对象,基于生境可利用性和动植物的扩散能力,选取50、100、200、400、600、800、1000、1200 m 8个距离阈值,采用整体连通性指数、可能连通性指数和景观中各斑块的重要性对研究区城市森林景观连接度的距离阈值进行了分析和筛选.结果表明：2006年沈阳城市森林景观连接度的适宜距离阈值范围在100～400 m,以200 m尤为适宜.距离阈值的选择可因城市森林景观连通性的可执行性和不同层次需求而适当增大或减小.     

Analysis of landscape spatial pattern changes in urban fringe area: a case study of Hunhe Niaodao Area in Shenyang City

The urban fringe is areas where land use changes and develops rapidly, analyzing land use changes and driving forces in urban fringe area is of great significance for landscape pattern and ecological environment construction. This study takes the Hunhe Bird Island area of Shenyang City as the research object, uses Landsat remote sensing images from 2005 to 2019 as the basic data, and uses the land transfer matrix and landscape index method to analyze the overall landscape environment and six land types. Using government policies and statistical data to analyze the driving forces of landscape changes. The research results show that the landscape matrix had changed, the overall landscape structure had changed drastically, the ecological environment was unstable, and human interference factors had increased, and the fragmentation phenomenon had become more and more serious. Each land type has different environmental changes. Except for the relatively stable water environment, other land types have different degrees of fragmentation. The reason is that the driving force of landscape pattern changes mainly comes from the influence of human factors, which is closely related to population, economic development and government policies. Therefore, future development and protection strategies are proposed for each land type in the urban fringe area. For the overall development of urban fringe area, it is advocated to make full use of land resources, strengthen the correct judgment and forecast of urban population and economy, formulate the correct urban boundary strategy for sustainable development, avoid the ecological environment problems faced by excessive land development, and realize the “Rational expansion” of cities.

     

基于多智能体模型的兰州市城镇用地扩展模拟

利用1995、2005、2015、2018年4期兰州市土地利用数据和社会经济统计数据,运用扩展强度指数、Logistic回归、主成分分析等方法揭示兰州市城镇用地演变特征及驱动力,基于多智能体模型用Netlogo软件实现了2025年多情景下兰州市城镇用地扩展模拟。结果表明: 1995—2018年,兰州市城镇用地扩展强度和规模均呈增长趋势,侵占耕地和水域面积共307 km²;兰州市城镇用地扩展与地区生产总值、全社会固定资产投资、人口密度、城镇人口、政策和地形显著相关;从模拟结果来看,多智能体模型在Netlogo软件上能够较好地模拟兰州市城镇用地扩展趋势,在一定程度上为河谷型城市扩展模拟提供了可靠的仿真手段;2020—2025年,综合发展情景、自然扩张发展情景、生态及农田保护发展情景下城镇用地模拟结果均呈增长趋势,扩展规模预计为42.6～134.3 km²,扩展模式将以填充式和飞地式扩展为主。本研究结果可为兰州市的国土空间规划和生态环境布局优化提供决策支持。     

基于线性混合像元分解的沈阳市三环内城市植被盖度变化

基于2001和2006年Landsat TM影像,通过线性混合像元分解（linear spectral unmixing, LSU）方法提取沈阳市三环内的植被盖度信息,结合目视解译2006年QuickBird影像得到的研究区土地利用类型图,分析了2001—2006年研究区植被盖度的动态.结果表明：2001—2006年,研究区植被盖度变化剧烈,绿化建设和由城市扩张导致的农田占用现象并存,且前者的植被增加超过后者的植被损失;研究区道路、居住区、公共设施用地、公共绿地及广场的植被盖度均有不同程度的增加（5%～9%）,工业用地几乎没有变化;研究区绿化建设格局比较合理,城区内外植被盖度的两极分化现象虽依然存在,但已得到缓解;研究期间,该区主要地类植被盖度随距市中心距离而递增的顺序为公共绿地及广场（0.8%·km^-1）<居住区（1.5%·km^-1）<工业用地（1.7%·km^-1）<公共设施用地（2.4%·km^-1）<道路（2.9%·km^-1）;公共设施用地和道路植被盖度两极分化现象依然较严重,需加强绿化建设并严格管理.