基于ANN-CA的城市用地扩张模拟优化——以潍坊市城区为例

随着城市规模的不断扩大,土地覆盖和利用的格局发生了显著改变,利用神经网络—元胞自动机模型(ANN-CA)模拟预测未来城市用地变化,可为城市整体规划和布局提供依据。文章以潍坊市城区为例,采用地理模拟优化系统集成的ANN-CA模型,利用宏观规划方案对其进行优化,分别模拟了潍坊市城区2005、2011、2017年土地利用状况,并预测了2025年的土地利用状况。结果表明:2005至2017年期间,潍坊城区空闲用地面积减少,居住用地、城市道路用地面积增加,城市发展中心向城市北部偏移;优化后的模拟结果精度明显提高,说明加入宏观规划因子在一定程度上弥补ANN-CA模拟的不足;预测至2025年,潍坊城区居住、工矿用地和交通运输地面积将会继续增加,而绿地和空闲用地面积则会继续缩小。     

“多规合一”背景下城镇开发边界划定实践研究

城镇开发边界划定是"多规合一"空间要素管控的要求.针对巧家县城镇开发边界线划定案例,综合运用"反规划"、"倒逼规划"、规模预测和GIS空间叠加方法,开展了"多规合一"背景下城镇开发边界划定协调研究,实证表明了以资源环境承载力评价结果、主体功能区定位、生态保护红线划定,以及基本农田保护红线划定结果为基础的城镇开发边界线划定结果符合巧家县实际.研究中采用的理论与技术方法对今后城镇开发边界划定研究具有一定参考意义.     

生态安全格局视角下中国城市增长边界研究进展

[目的]新型城镇化不断加快,城市所占土地资源扩张程度越发迅速,传统粗放的城市增长过程中呈现出生态系统结构与功能的破坏、城市无序扩张等问题,怎样合理控制城市规模、优化城市生态安全格局已成为当前中国国土资源管理的重点工作之一.探索中国城市增长边界划定的效益及现行方法,讨论未来发展驱动力和城市增长边界协调优化方法可能的研究方向,为中国城镇可持续发展战略提供理论依据及对未来的增长边界实践提供参考.[方法]通过文献研究法及归纳演绎法,从维护城市生态安全的视角对现行城市空间增长边界进行优化调控研究.[结果]在中国大规模城镇化背景下,实施城市增长管制政策是必然选择,城市增长边界具有多元化的内涵,是城市扩张背景下调控土地资源的重要控制手段,对于提升城市空间治理、保护城市生态安全格局、促进城市可持续发展具有重要意义;中国在城市增长边界划定的技术手段取得一定的成效,学术界从不同的价值取向出发形成了不同的划定技术路径,在划定城市增长边界时,应兼顾城市复杂的属性,深入讨论中国的城市增长规律,结合多样化手段,协调城市边界划定下生态安全格局与城市增长的直接矛盾.[结论]城市增长边界是不同发展背景下限定的城市用地动态扩张边界线,不同时期城市用地扩张界限随经济、社会、自然等影响因素而调整,"弹性"与"刚性"增长边界划定可调控性区域范围及永久性禁止建设的战略性开发空间,秉承生态优先思想,与差别化管控、边界调整、配套措施等协调配合,引导生态安全格局为导向的新型城市增长模式.     

村镇用地扩张损益模型及土地适宜性评价——以五大连池镇为例

为科学辨识土地自然和社会经济属性,综合评定其适建水平、质量高低及其限制状况,立足于损益分析视角以五大连池为例,借助RS与GIS技术,从空间区位、自然地理、社会经济、生态保护4个方面构建17个因子的用地扩低张阻力赋值体系,应用最小累积阻力模型模拟村镇建设用地扩张与生态用地覆盖过程,探讨空间土地利用动态演变的潜在趋势,据此通过损益模型划定镇域空间适建类型,进行土地适宜性评价.结果表明,五大连池镇Ⅰ类(高适宜建设区)、Ⅱ类(较为适宜建设区)、Ⅲ类(较为不适宜建设区)、Ⅳ类(不适宜建设区)用地面积为41.01、138.97、387.85、492.26 km2,分别占镇域面积的3.86%、13.11%、36.59%、46.44%,划分结果可为镇域土地适宜性评价及空间管制规划提供辅助判别的技术方法.     

基于生境质量与碳储量的城市刚性开发边界划定

城市发展面临用地扩张与生态环境保护之间的矛盾。为了在大尺度上定量化地识别生态重点保育空间进而确定城市开发边界,利用InVEST模型的生境质量模块及碳储存和固持模块对杭州市域范围十区三县市内的生态系统服务进行量化评估。通过空间分析和数据信息分析反映生物多样性的生境质量和碳储量的双赢区域,通过模型参数设置的敏感性和结果的有效性分析确保分析的可靠性。研究结果表明,杭州市域各区县的生境质量以及碳储量水平存在较大的空间差异,生态服务水平总体呈现西南高东北低的态势。将生态系统服务评估纳入城市土地利用决策过程,确定基于生态系统服务的优先保护区域,为城市刚性开发边界的划定提供依据。     

松花江流域(哈尔滨段)景观生态风险预测

文中以松花江流域(哈尔滨段)为研究区域,通过CA-Markov模型完成区域2025年景观格局预测;对区域2025年景观分布进行6000米网格划分,采用景观易损度指数及景观类型面积比重结合层次分析权重赋值法,构建并计算网格景观生态风险指数,对区域2025年景观生态风险的空间自相关关系及空间分布进行研究。结果表明：(1)从2015年到2025年,林地、草地和水域三种生态景观面积增大,建设用地、耕地和未利用地三种非生态景观面积减小;(2)2025年研究区域整体景观生态风险较低,其中低风险、较低风险、中等风险、较高风险和高风险等级面积比例分别为34.92%,28.75%,31.53%,3.02%和1.91%;(3)景观生态风险全局Moran's I为0.8242,呈现很强的空间正相关,景观生态风险“低—低”值区分布较为集中,大范围分布在木兰县和通河县交界处林地景观范围,“高—高”值区分布也较为集中,大范围分布在主城区建设用地景观范围。研究结果有助于完善研究区域的景观生态格局,为土地的合理利用提供科学依据。     

山水文化型城市生态安全格局构建及空间发展指引研究

辨析城市生态用地、构建生态安全格局,进而提出城镇空间发展指引,对于城市生态保护与空间规划具有重要意义。本研究以山水文化型城市黄山市为例,运用高分辨率遥感影像识别生物多样性、水资源安全、地质灾害、历史文化保护4个层面的生态用地,采用GIS空间分析技术并基于多因子综合评价,将生态用地划分为极重要、较重要、一般重要3个级别。以底线型生态用地为源,利用最小累积阻力模型,获得黄山市高、中、低不同安全水平的生态安全格局。除去"源"与低安全格局的生态用地,城市可建设用地为355 km~2,满足2030年城市总体规划用地规模需求。最后,在生态安全格局基础上,提出黄山市城镇空间发展指引。     

基于土地利用变化的岳阳市碳排放时空格局研究

研究市域土地利用碳排放时空格局,对于指导区域实现碳中和目标具有重要的意义。因此,基 于岳阳市 2013—2019 年的土地利用数据和能源消耗数据,结合重心转移模型、ArcGIS 空间分析等方法,对 岳阳市的土地利用碳排放时空格局特征进行了分析。研究结果表明：岳阳市的土地利用类型以林地和耕地为 主,建设用地面积呈现出增加的变化趋势,土地利用的净碳排放量由 2013 年至 2019 年增加了 4.05%,其中 建设用地的碳排放是岳阳市最主要的碳源,林地对碳汇的贡献量最大,同时总土地利用碳排放强度呈现出先 减少后增加的变化趋势;岳阳市土地利用类型转移呈现出一转多的特征,土地利用碳排放总量和碳排放强度 重心均集中在岳阳县,整体上均向东南方向转移,转移距离分别为 2.96 km 和 16.15 km;2013—2019 年岳 阳市主要的土地利用变化引起的碳效应表现为碳排放增量高于碳吸收增量 5 168 294.63 t,且建设用地侵占 耕地、林地是碳排放总量大量增加的主要原因,此外林地带来的生态效益较为显著,在平衡碳循环中发挥着 重要作用。     

基于生态安全格局的安庆市规划区空间管制分区研究

构建城市生态安全格局对城市生态环境保护、建设用地开发管理具有重要指导意义。本研究选择地质灾害、农田保护、水资源安全、生物保护4类要素作为生态保护的"源",运用最小累积阻力模型,获得安庆市规划区不安全区、较不安全区、临界安全区及安全区4个级别的综合生态安全格局。在此基础上,结合城市空间发展动力因子,进行可建设用地经济敏感性评价,最终确定安庆市规划区禁止建设区、严格限建区、限制建设区、有条件建设区和优先建设区及其空间分布情况,基于分区结果叠加城镇已建区,对研究区禁建边界、挖潜边界、扩展边界、整理边界及限制边界等进行界定并提出相应管控策略,从而为安庆市建设用地合理布局与区别化管理提供依据。     

基于灰色系统理论的贵阳市城市用水总量预测

城市用水总量预测是水资源规划与管理的前提和基础,预测结果直接影响给水系统调度决策的可靠性和实用性及城市水资源的可持续利用和社会经济的可持续发展。以2002—2019年各年间估算的城市用水总量(计算需水量)与供水总量(实际供水量)为基础研究数据,建立了两个灰色GM(1,1)预测模型,选择精度较高的模型响应式对贵阳市未来5 a的城市用水总量进行了预测,以期为水资源规划与管理、水系统调度决策等工作服务。以实际供水量为原始数据建立的预测模型,经验证,模型精度检验为合格级,且模型响应式精度更高;对2002—2019年模型响应式的结果进行验证和分析,预测模型结果可靠、预测数据的增长趋势和相符性符合控制要求。预测表明贵阳市2022年城市用水总量约为39 514.32万m³,并将逐步增加到2025年的约43 096.08万m3,并将逐步增加到2025年的约43 096.08万m³,年平均增长率约为2.93%。