张掖市甘州区1959~2009年间城市扩展分析

利用锁眼、MSS、TM影像和地形图及其他辅助数据,提取张掖市1959、1968、1977、1986、1997、2009共6个年份的城市建成区范围和面积,利用空间重心转移模型、扩展强度指数、扩展速度指数、紧凑度指数、面积变化、城市用地扩展系数等指标,分析了近50 a来城市土地利用扩张的空间变化特征。结果表明,50 a间张掖市城市建成区扩展5.71倍,其中1986年之前属于缓慢扩展阶段,1986年之后属于快速扩展阶段。在1959~1986的27 a间,建成区面积仅扩展258.42 hm²。1986~2009年期间,随着改革开放和西部大开发战略的实施,建成区面积增加了1 995.11 hm²,是前27 a的7.73倍。1959~1977年期间,城市重心偏移量小,1977~1986年期间,虽然城市扩展面积较小,但城市主要向西和西北方向扩展,重心开始向西北偏移,偏移量较大;1977~2009年期间,由于城市向东和东北方向扩展,城市重心开始向东和东北方向偏移,偏移量都很大,最大达到629.79 m。城市紧凑度在1959~1968年间急剧下降;在1968~1997年间逐渐趋于稳定后又略有下降,1997~2009年开始慢慢上升,该市后期土地的集约化以及城市基础设施和公共资源的利用效率有所提高。城市用地扩展系数在1959~1986年期间小于1.12,城市用地规模扩展不足(1977年前后比较特殊),1986~2009年期间,城市用地扩展系数大于1.12,城市用地规模扩展过快。     

通过不透水面聚集密度法提取城市建成区

针对已有基于不透水面提取城市建成区的方法无法保证建成区连续性的问题,提出了一种基于对象不透水面聚集密度的城市建成区提取方法。该方法计算了不透水面聚集密度并进行分级,提取聚集程度高的区域为输入对象,并将被建成区完全包围的绿地水体也包含在内;利用长时序遥感影像建成区提取结果,使用城市空间形态扩展指标对济南市1997—2017年城市时空演化特征进行分析。结果表明,该方法提取精度达到93.5%,能准确刻画出城市形态,保持建成区的完整性;1997—2017年间,济南市建成区面积不断扩张,扩张速度与强度分别达到10.48km~2/a、0.32%,呈现带状轴向扩展模式;1997—2013年,建成区扩展的不规则程度在逐年减少,2013年以后建成区形状变得复杂。     

基于夜间灯光数据的西安市城市扩张及驱动因素研究

城市扩张信息的动态监测对了解城市社会经济活动以及城市规划的实施与反馈有重要意义。以DMSP/OLS夜间灯光影像为数据源,采用有理函数模型和阈值二分法对城市扩张数据进行校正和提取,运用灯光指数、城市空间扩展速率和强度指数以及重心迁移相关指数对1993～2013年西安市城市扩张情况进行分析。结果表明:西安市城市建成区面积从1993年的148 km~2增长到2013年的473 km~2,扩张了2.2倍;城市扩张方向从西南发展为南北同步扩展,空间扩张方式也从早期的单核同心扩展模式逐渐转变为多级核生长扩展模式;使用灰色关联度模型分析了2008～2013年西安市近郊四区(未央区、雁塔区、灞桥区和长安区)社会经济指标与城市用地的关联度,发现各区关联度最大指标分别为工业产值(0.474 7)、人口密度(0.731 2)、第三产业产值(0.425 8)和全社会固定资产投资(0.404 5)。     

基于多源遥感数据的陕西2000～2015年城市扩展研究北大核心CSCD

夜间灯光数据已成为监测城市发展进程及空间格局演变的重要依据。利用覆盖陕西省的2000、2005、2010年3期DMSP/OLS数据及2015年无云复合NPP/VIIRS数据,结合MODIS等多源遥感数据构建VANUI、EANTLI两种指数模型,识别并提取陕西省城市建成区面积,经过对比分析后,选取较为精确的EANTLI指数重建陕西省2000～2015年城市扩展进程,并对西安市城市扩展的细节特征进行探究。结果表明:EANTLI指数在城市建成区识别与提取方面较VANUI指数稳定;2000～2015年陕西省城市扩展的不均衡性较为突出,关中各地市城市建成区面积增长速率最快,陕北次之,陕南地区较为缓慢。陕西省城市扩展的主要特征是以各地市中心城市为核心,呈同心圆或扇形模式向外蔓延;西安市城市扩展具有明显的外延性特征,城市重心逐渐向西移动,城市建成区向西北、西南方向持续扩展。     

基于DMSP/OLS数据的长江经济带城市用地空间分异特征

针对基于DMSP/OLS数据对长江经济带城市用地空间分异特征研究不够深入,对城市范围提取不够精确的问题,采取支持向量机分类法定量提取经济带城市建成区,并引入扩张强度指数、标准差椭圆等模型对经济带上中下游,以及关键节点城市的扩张强度、方向、类型进行细致探讨。结果表明:(1)1992—2012年长江流域主要城市建成区呈现快速扩张趋势,建成区面积扩张了60 392km2,年均扩张速度为31.41%。流域空间梯度呈现以上海为龙头的"上游-下游-中游"递减的扩张格局。(2)扩张强度分析表明流域呈现下游持续上升,上中游不同幅度的波动。其中,上中游成都、武汉市等均与本区域扩张强度走势保持高度一致,下游以上海为核心的节点城市则始终保持较高的扩张强度。(3)流域城市总体灯光重心位于安庆市,且在1992—2012年期间呈现往复移动的现象。标准差椭圆分布范围由61.96km2增大到76.52km2,具有明显的东西轴向性。     

丽江市空间扩展与外部形态演变

由于我国缺乏中小城市的城市扩展研究以及需要对城市空间扩展与外部形态演变关系进行完善,选取长时间序列遥感影像,运用GIS空间分析方法,对丽江市建成区空间扩展和外部形态演变进行探讨。研究表明,丽江市建成区空间扩展具有明显的阶段性和各向异性;在所有研究时段,城市空间均以扇翼模式扩展,具体分为扇翼缓慢扩展型(扩展强度指数最大值0.2)、扇翼快速扩展型(0.2扩展强度指数最大值2.4)和扇翼高速扩展型(扩展强度指数最大值2.4)3种类型。丽江市建成区外部形态紧凑度指数变化范围为[0.232,0.349],总体呈缓慢下降趋势,城市内部连通性和集约性下降。外部形态的边界维数变化范围为[1.265,1.299],总体变化趋势为先震荡减小后缓慢增加,城市形态趋于复杂。城市空间扩展对城市外部形态演变的影响显著,城市空间加速扩展,则城市紧凑性水平降低,城市边界维数增大;反之,则城市紧凑性水平上升,城市边界维数减小。     

丽江市空间扩展与外部形态演变

由于我国缺乏中小城市的城市扩展研究以及需要对城市空间扩展与外部形态演变关系进行完善,选取长时间序列遥感影像,运用GIS空间分析方法,对丽江市建成区空间扩展和外部形态演变进行探讨。研究表明,丽江市建成区空间扩展具有明显的阶段性和各向异性;在所有研究时段,城市空间均以扇翼模式扩展,具体分为扇翼缓慢扩展型（扩展强度指数最大值<0.2）、扇翼快速扩展型（0.2<扩展强度指数最大值<2.4）和扇翼高速扩展型（扩展强度指数最大值>2.4）3种类型。丽江市建成区外部形态紧凑度指数变化范围为［0.232,0.349］,总体呈缓慢下降趋势,城市内部连通性和集约性下降。外部形态的边界维数变化范围为［1.265,1.299］,总体变化趋势为先震荡减小后缓慢增加,城市形态趋于复杂。城市空间扩展对城市外部形态演变的影响显著,城市空间加速扩展,则城市紧凑性水平降低,城市边界维数增大;反之,则城市紧凑性水平上升,城市边界维数减小。     

近70 a天津主城区城市土地利用/覆盖变化遥感监测与时空分析

城市扩展和城市土地不同地表覆盖组合对城市生态系统服务和人居环境质量产生重要的影响。基于历史地图、遥感图像和城市规划图等多源数据通过人工数字化解译、大数据运算和混合像元分解相结合的方法发展了城市地表覆盖/土地利用数据集,从而获取了天津城市1949～2018年不同时段城市扩展过程,实现了其内部结构城市不透水面和绿地空间像元组分的遥感制图,综合分析了1949年以来天津主城区城市阶段扩展速度、扩展强度及城市不透水面和绿地空间地表覆盖类型的时空变化特征,进而揭示了社会经济因素和政策因素对其影响。研究结果表明:天津主城区城市土地面积从1949年的49.15 km~2增长到了2015年的663.39 km~2。从时间变化来看,城市扩展经历了"加速—减速—加速—减速"4个阶段;城市扩展的方式呈现以主城区填充式、沿比邻交通干线的乡镇,呈现带状扩展规律;扩展伴随城市建成区内部绿地空间比率呈现增加的趋势,表明天津主城区城市生态绿化水平总体呈现提升的状况。     

北京市绿色空间时空变化遥感分析

本文利用Landsat遥感影像数据对北京市建成区的绿色空间进行分类,并且在此基础上分析城市建成区内部绿色空间面积、覆盖率和人均绿地等指标及其变化,从多个指标的变化定量化研究城市建成区内部绿色空间的变化情况。研究结果表明,2015年较2005年北京市建成区绿色空间面积、覆盖率和人均绿色空间均有一定的下降;在绿色空间的种类上,农田所占比例下降,草地和林地的占比增加,三环内绿色空间变化较小。     

杭州市城市空间扩展及其热环境变化

通过Landsat卫星影像分别获取了杭州市1989、2000和2010年的城市空间扩张、地表温度及作为主要地表参数的建筑用地和植被的信息,用以研究杭州市城市扩展及其城市热环境变化。结果表明:在21 a间,杭州市建成区范围有了大幅扩展,且城市热岛区域的空间变化与建成区的空间扩展变化基本一致。研究还发现杭州市区的特高温区面积比例在逐渐减小,城市热岛比例指数(URI)从0.78降至0.71,表明城市热岛效应有一定缓解。建筑用地比例的减小与建筑用地密度的下降是城市热岛得以缓解的主要原因。定量分析表明建筑用地的升温效应要强于植被的降温效应。总的看来,杭州市的城市热岛效应现象在整个研究时段内虽有一定的改善,但仍一直处于较强烈的状态。