基于GIS与ANN的土地转化模型在城市空间扩展研究中的应用--以北京市为例

结合GIS强大的空间分析功能与人工神经网络(ANN)处理非线性适应性信息的独特能力建立一种土地转化模型(land transformation model,LTM),用以定量分析城市土地扩展与社会、政策、环境等因子之间关系,并基于此对城市空间扩展的动态进行模拟与预测。LTM模型的运行主要分为3步:因子选取与数据预处理;建立人工神经网络并输入数据对其进行训练与仿真;应用PID法对人工神经网络的输出进行分析,同时在GIS平台上模拟出城市扩展的动态分布。选取相应的影响因子并运用该模型对北京市的城市扩展进行实证模拟检验与预测,结果表明此LTM模型确实提供了一种定量分析和预测城市空间扩展的方法,能够为城市规划与城市发展政策的制定提供重要的科学参考。

试论城市空间发展的生态环境构建

生态城市是自然社会经济的复合系统．以大连市甘井子区为例研究了生态城市的特点和功能，指出了甘井子区生态环境构建决定了大连市城市空间必然向外扩展，并提出了生态环境构建的对策与措施：①强化政府的管理、监督职能；②合理构建综合治理城市生态环境；③加强教育，提高公众保护城市环境的参与意识和行动；④城市扩展与环境相协调，走城市可持续发展之路．

长吉图开发先导区城市空间扩展模拟预测——以延吉市为例

综合集成GIS、神经网络（ANN）、元胞自动机（CA）和灰色系统数学方法,构建一个灰色—USEM（Ur-ban Spatial Evolution Model）模型,并模拟预测延吉市2010-2020年间城市空间扩展状况.结果表明：2010-2020年间延吉市建城区面积将扩展至122.8 km2;城市扩展仍将沿着东、西、北3个方向进行,但主要集中在北部和东部地区.城市空间扩展将会呈现出由低速蔓延、填充式扩展转变为跳跃式快速扩展模式,南部、西北部将会出现许多条带间,且延吉市东部也会出现少量的跳跃地块.

宁夏固原市空间扩展的经济绩效演变

城市空间扩展的经济绩效是评估城市扩展状态的重要依据之一。针对当前城市空间发展中重扩展轻绩效的问题,提出了基于经济绩效评价城市空间扩展状态的思路方法。以宁夏固原市为对象,以其典型历史时期的高分辨率遥感影像和统计数据为基础数据源,在空间分析技术的支持下,通过层级解构的方法定量化、可视化地分析了研究区空间经济绩效对城市空间扩展的响应过程。研究结果表明,城市空间经济绩效能够敏感地响应城市空间扩展,并印证了绩效时空效应的存在。具体表现为:新扩展区域的空间经济绩效需要一定时间的培育才能得到发挥,在此之前该区域的绩效水平有可能持续走低,而原城区的历史累积对城市经济绩效的稳定性起到关键作用,当原城区的历史累积不足以支撑城市空间快速扩展时,城市扩展模式应得到及时调整。即使城市空间经济绩效的整体水平表现出优化的结果,在新扩展区域绩效水平持续降低的现状下,城市管理主体仍需对是否保持城市空间的快速扩展持谨慎态度,并予以持续的关注和监测以防止空间经济绩效的恶性扭转。最后,建议城市发展中建立起空间经济绩效的评估和监测机制,引导城市空间经济绩效向持续健康的方向发展。

城市断裂点理论的验证、扩展及应用

P .D .Converse提出的城市断裂点理论被广泛用来确定城市的空间影响范围和城市经济区的划分。由于该理论仅给出了每两个城市间一个断裂点的计算公式 ,在实际应用中就出现了多种空间分割方法。分析表明 ,许多方法是不可行、不严密的。本文通过对比分析Voronoi图和城市断裂点理论的性质 ,提出了扩展断裂点理论和断裂弧的概念。并证明 :在匀质平面区域内 ,如果两个城市点的权重相同 ,那么其吸引范围的分界线是这两个城市点连线的垂直平分线 ;如果它们的权重不同 ,那么其吸引范围的分界线是一个圆弧 ;平面内所有断裂点的轨迹分别构成常规Voronoi图和加权Voronoi图 ,并且每个城市点的权重分别等于其中心性强度值的平方根。最后 ,以河南省为例进行了城市空间影响范围和城市经济区划分的应用分析。

陆地交通驱动下城市土地利用变化初探

研究目的:探讨城市陆地交通系统对土地利用的时空影响,并提出协调交通发展与土地利用的一些建议。研究方法:以广州番禺地区为例,利用GIS和RS技术,重点剖析城市陆地交通对城市扩张、城市土地价格、城市土地开发强度以及城市土地利用空间格局的变化驱动作用。研究结果:城市陆地交通的发展能造成土地利用的快速变化,能够加快沿线土地的开发利用,改变沿线土地的利用状况,使沿线土地价格升高,并改变用地结构,最终导致城市沿着主要交通干道向郊区蔓延。研究结论:陆地交通是城市土地利用变化的一个重要驱动因素。

用遥感定量研究城市扩张空间模式对城市生态环境影响的初探

城市扩张对生态环境的影响主要是由土地覆盖类型变化和扩张空间模式引起的。基于遥感的土地覆盖类型变化对生态环境的影响已实现定量研究,而空间模式的影响尚处于定性研究阶段。不能进行定量研究的原因:一是空间模式引起的环境变化信息较弱,二是空间模式难以定量描述。要实现空间模式对生态环境影响的定量研究,需要解决以下关键问题:①空间模式定量描述;②非模式因素的改正;③空间模式与生态环境变量的数学模型。

基于断裂点理论的皖江城市吸引范围研究

掌握城市带之间的吸引范围,有利于空间经济相互地合理组织与城市的空间发展。应用空间相互作用理论,城市规模分布等方法,可以分析皖江城市带各城市的综合实力,确定各自的吸引范围,讨论对南京对皖江城市带吸引范围的影响,阐述吸引范围同行政区域的关联性和差异,并对不同区域下的城市发展策略选择提供相关的对策建议。

基于GIS的呼和浩特市区近百年城市形态演化特征研究

以GIS为软件平台,基于3个时期(1987年、2000年、2009年)的遥感影像和5个年代的历史地图,利用扩展强度指数、放射状指数和空间重心转移模型等方法,计算1912～2009年呼和浩特市区城市空间形态参数,在时间和空间上定量分析呼和浩特市近百年来城市扩展时空特征、城市形状演化特征和空间重心转移特征,进而研究呼和浩特市的城市形态演化过程及其特征.研究结果表明,1912～1948年呼和浩特市区从西南到西北方向缓慢发展,城市形状由"正方形"趋向星形;1948～1973年,随着城市化进程的发展,市区一直向东北快速发展,城市形状从星形向圆形演化;1973～1987年,市区空间向西南方向加速发展;1987～2000年,城市空间向东北逐渐发展;1973～2000年,城市形状在圆形和矩形之间浮动,变化相对稳定;2000～2009年,城市建设再次进入快速扩展期,市区向东南方向扩展,城市形状趋于矩形.

江苏省城市建设用地扩展时空变化及驱动力研究

针对区域不均衡发展问题,选取江苏省13个地级市建成区为研究对象,借助GIS空间分析对1990—2010年建设用地遥感解译数据进行处理,结合现有扩展指标,构建综合扩展程度指数模型,定量分析了研究区城市扩展的时空分异特征,并利用多元线性回归方法分析了扩展差异的主要驱动因素。结果表明:1990—2010年,江苏省经历了快速扩展—缓慢扩展—再快速扩展的过程,各地差异明显;空间上体现了"苏南—苏北"扩展综合程度强弱梯度变化,扩展重心有从沿江向沿海和苏北转移的趋势;区域扩展差异与经济发展水平、建设用地密集程度和交通区位正向关系显著,其中,经济发展水平是根本因素,建设用地密集程度是直接原因,交通区位条件对扩展格局的形成产生重要作用。

微动探测方法在城市隐伏岩溶探查中的应用

结合黄石市桂林南路与苏州路交叉口立交工程中的勘察案例,介绍微动探测方法原理,并应用在城市隐伏岩溶区勘察中,根据物探解译结果,结合剪切波测试和相应钻孔进行异常区域验证。结果表明:微动探测方法发现溶蚀沟槽1处、溶洞3处、串珠状溶蚀发育带1处,验证成功率高;微动探测方法能够在复杂的城市背景和噪声环境中,准确圈定灰岩区岩溶发育情况,为工程设计提供良好的地质资料。

基于RS/GIS的长沙市城市空间扩展及影响因素

基于1989、1999、2009和2015年的遥感影像,利用GIS分析技术、等扇分析法和多元回归分析法,分析了长沙市1989年以来的城市空间扩展的动态变化过程、特征及影响因素。结果表明:①在扩展方式上,长沙市城市空间扩展总体上以"团状+星状"扩展为主,但不同时期具有不同的扩展特点;②在扩展方向上,总体经历了"东南东方向—东南方向—东南、西和东方向"空间转变过程,其城市重心转移距离为1 725.23m;③应用多元回归模型构建长沙市城市空间扩展的驱动力指标评价体系,认为其主要影响因素包括工业化的快速推进、社会经济的快速发展、交通区位条件的引导、国家的政策制度、规划调控、行政区划的调整。