基于遥感的福州主城区土地利用/覆盖及景观格局变化研究

基于GIS和RS技术,利用Fragstats平台提取统计分析了福州主城区1993—2013年间的土地利用/覆盖变化及其景观格局演化特征。研究表明,(1)这一时期,福州市主城区生态用地(林/草地、水体、湿地和农田)总面积减少较为明显,多以向建设用地类型转变为主。其中农田转化面积最大,其次是林/草地和水体;湿地面积损失最小,减幅却最大。(2)景观指数演化特征明显。2000年前,生态用地仍保有较高的优势度,后由于城市化的快速发展,导致大量生态用地向建设用地转移,破碎化程度增加;同时景观均匀度减少,多样性降低,研究区土地利用朝着相对不均匀方向发展。(3)通过空间重心法分析发现,城市重心与生态用地重心的空间转移方向存在较强的相关性,城市化是下垫面用地类型发生改变的最主要因素之一。

基于服务能力的福州主城区城市公园布局分析

【目的】城市公园布局合理性是城市人居环境建设重要体现,分析福州市主城区城市公园的服务能力对提高布局合理性具有重要意义。【方法】利用地理信息系统(GIS)空间统计法,提出游憩可达性与避灾覆盖率2项指标对福州主城区城市公园现状布局的影响;通过城市兴趣点(POI)数据计算城市服务压力对城市公园潜在服务的需求。【结果】台江区、鼓楼区现状服务能力较好,避灾覆盖率大且路网丰富,可达性较好,服务能力最好的是鼓楼前公园;晋安区与仓山区现状服务能力较差,避灾覆盖率小且路网较差,较偏僻地区可达性较差,服务能力最差的是飞凤山公园。城市公园潜在需求分析表明鼓楼区服务压力最大,仓山区服务压力最小,城市公园集中在鼓楼区与仓山区。【结论】城市公园的布局较好,呈聚集性分布;布局合理性很好的区域主要分布在在鼓楼区北部与台江区南部,布局合理性很差的区域主要分布于仓山区的南部及东南部地区、晋安区东部及北部地区,原因是这些区域本来公园绿地就少,避灾覆盖率及游憩可达性较差。从城市空间布局上对城市公园进行优化;对城市公园现状优化有12个,其中,台江区4个,鼓楼区3个,晋安区2个,仓山区3个;根据土地利用情况,建设潜在城市公园:仓山区可建45个城市公园,鼓楼区可建7个城市公园,晋安区可建19个城市公园。

福州主城区表层土壤生态危害评价

采用生态危害指数法对福州市230件表层土壤样品中7种重金属(Hg、Pb、Cr、Zn、Cu、Cd、As)进行评价。结果表明,福州老城区达中等危害程度,个别已达较强的危害程度,并且以Hg危害最大。

基于多源数据的城市内部空间交互特征:以福州市主城区为例

人群在城市内部空间中的流动是社会活力和资源分配的直接体现,是城市交通规划管理的重要依据。融合手机信令大数据和POI(point of interests)数据,对福州市主城区内的交通小区进行功能分区并构建了交通小区之间的空间交互网络,采用复杂网络方法对各类型功能区的中心性地位及出行距离衰减效应进行了分析。结果表明:福州市主城区功能区以居住及公共服务相关功能区为主。鼓楼区和台江区的人流量最为活跃,仓山区及晋安区的内部空间交互格局存在显著的不平衡现象。各功能区的中心性地位存在明显的空间和周期差异,科教文化及商服类型功能区的中心性普遍较高。居住用地与其他功能区之间的距离衰减效应受到时段的影响较大。基于以上结果可对城市公共交通优化提供一定支持。

福州市主城区土地利用/覆被变化的洪涝响应

以福州市主城区1988年和2008年的TM影像为基础,对福州市主城区土地利用/覆被变化特征进行分析。结果表明:研究区1988—2008年期间土地利用结构发生了很大的变化,不同土地利用类型之间相互转化,其中建设用地面积剧增,导致不透水层的大面积增加。结合土地利用/覆被变化的水文效应分析表明,主城区土地利用/覆被变化对洪水的产流、汇流过程及河网水系结构产生很大的影响。

基于网格的城市公园绿地空间格局研究——以福州市主城区为例

以"国家园林城市"——福州市主城区为例,利用2010年Spot卫星遥感影像图,基于GIS集成技术,用1km×1km、1.5km×1.5km和2km×2km3种尺度的方格网将研究区划分为若干个样本单元,引入种群生态学空间分布聚集度测定指标和模型,并结合分形模型,对其公园绿地空间格局特征进行定量分析.结果表明:(1)福州市主城区公园绿地总体配置水平不高,3种覆盖方格网比例均低于40%;(2)3种方格网尺度下,均呈现明显的聚集分布特征,聚集强度的尺度效应为2km×2km>1.5km×1.5km>1km×1km,面积聚集强度大于数量聚集强度;(3)空间分布呈向心指向,城市"绿心"格局显著,但过于集中.该研究旨在丰富城市绿地空间分布的研究方法,也为研究区公园绿地的规划设计提供科学的决策依据.

福州市主城区小型公园绿地空间布局分形特征研究

随着城市环境与居民健康之间的关系越来越为人们关注,作为城市绿地系统重要组成成分之一的小型公园绿地日益被重视。引入分形理论的计算方法,用量化的方式探讨福州市主城区小型公园绿地的空间布局特征,以期为后续此类小型公园绿地的合理布局与科学选址提供参考。以福州市143个小型公园绿地为研究对象,通过网格维数、半径维数、边界维数3个分形维数的计算,分析总结其空间布局分形特征。结果表明,福州市主城区小型公园绿地空间布局具有分形特征但不明显,空间分布不均衡。其网格维数为1.1353,空间分布均质度和填充度较低;半径维数达到2.6080,离心程度强,没有明显的城市中心指向形态,布局密度以绿地重心为中心向四周逐渐增大的平均速度比较大,但实际上是一个由中心开始,先缓慢地增加,后转为不均匀的较快速增加,继而进入缓慢增加的动态变化过程;边界维数为1.3859,生态稳定性一般,具有较为显著的边界效应。福州市主城区的小型公园绿地其空间布局仍可进一步优化,研究结果可为其空间布局合理性的提高与自我优化结构潜能的提升提供理论依据。

老龄化视角下福州市城市公园绿地供需的空间分异特征

为了提高老年人生活质量评价和公园绿地空间布局的合理性,利用改进的两步移动搜索模型计算公园绿地的可达性,结合空间多准则分析方法,揭示福州市主城区各社区整体和不同类型公园绿地供需的空间分异特征.结果表明:①福州市主城区公园绿地的供需匹配程度整体偏低,45.2%的社区为较差及以下水平;②整体上,公园绿地供需的空间分异不显著,46%的社区为供给不足及以下水平,集中在台江区北部;③不同类型公园绿地中,综合公园绿地供需的空间分异较不显著,但社区公园绿地和专类公园绿地供需的空间分异较为显著,且以无供给为主,集中分布于台江区、鼓楼区北部和晋安区东部.

基于SBE法的园林景观植物颜色配置研究

采用美景度评价法(SBE法)评价福州主城区公园自然环境园林景观植物颜色配置质量,揭示其景观植物颜色配置机理,计算获得美景度高的秋季植物单株植物颜色特征数据。研究结果显示,秋季植物景观中,落叶乔木类植物颜色配置最受大众欢迎,藤本植物类颜色配置最不受大众喜爱,其SBE值排序为落叶乔木类>常绿灌木类>常绿乔木类>落叶灌木类>多年生草本及地被类>藤本植物类。

基于减缓热岛效应的公园绿地布局优化研究

城市化进程加快导致城市热岛效应问题日益突出,公园绿地在降温方面具有重要作用,如何通过公园绿地布局以减缓热岛效应是当前值得思考的问题。以福州市主城区为研究区,利用辐射传输方程和泰森多边形分析城市热岛情况及公园绿地布局现状,采用P-中值模型结合城市用地规划确定公园绿地布局优化方案,结果表明:1)福州市主城区的整体温度偏高,其热岛范围达城市总面积的11.78%;2)共提取福州市主城区公园绿地47个,总面积为11.11km2,占主城区总面积的4.47%,公园绿地布局总体不能满足人们的需要;3)利用P-中值模型对公园绿地供需情况进行分析,得出18个公园绿地需要优化,其中包括福州动物园、环南公园等12个一级优化公园绿地,以及屏山公园、琴亭湖公园等6个二级优化公园绿地;4)结合福州市中心城区用地规划,得到50个潜在公园绿地建设点,主要集中于城门镇、盖山镇及新店镇。

城市旅游产业要素“距离-集聚”空间关联模式

城市功能与结构的复杂性给旅游产业要素空间布局带来了新挑战。文章以福州市主城区为研究区域,在分析旅游产业6要素(吃、住、行、游、购、娱)空间分布的基础上,引入双变量Ripley’s K函数揭示旅游产业6要素“距离-集聚”关联模式。结果显示:(1)分布特征上,旅游产业6要素空间分布密度与城市功能分区具有较强相关性,6要素点格局呈现“沿江、大集聚和小分散”的分布特征,并形成了多个空间组团。(2)集聚特征上,旅游产业6要素的集聚热点具有空间共性和异质性,旅游餐饮、旅游购物和旅游娱乐要素的热点分布具有较强的空间耦合性,旅游游览要素的热点分布呈单核特征,旅游出行要素的热点分布范围较广,旅游住宿要素热点分布具有较强的客流和交通导向性;(3)旅游产业6要素空间分布格局之间共形成了4类“距离-集聚”空间关联模式,其中,“近距离-强集聚”“近距离-弱集聚”模式以旅游购物要素为核心,“远距离-弱集聚”模式以旅游出行和旅游游览要素为核心,“远距离-强集聚”模式以旅游娱乐要素为核心。文章为认知旅游产业要素关联提供了更加精确的地理学空间视角。

基于网络地图的多交通模式医疗设施可达性分析

由于城镇化发展迅速、居民对医疗服务需求的提高,使得城市人口密集区域医疗服务压力增大,因此进行医疗服务设施可达性分析具有重要意义。本文以福州市主城区为例,医疗数据来自于福州市卫健委,利用爬虫技术获得小区户数进行人口估算,基于早、中、晚各时段的实时路况信息,计算居民点到医疗服务设施的最优路径旅行时间,并绘制医疗服务等时区,利用高斯距离衰减函数改进的两步移动搜法(Gaussian-Two Step Floating Catchment Area Method,Ga-2SFCA),考虑出行模式,对福州市主城区二级以上医院进行可达性分析。结果表明:(1)驾车出行模式下,医疗服务覆盖率和居民就医可达性要明显好于公共交通出行模式;(2)驾车出行模式下,医疗服务可达性受出行时段影响较大;而公共交通出行方式下,各时段差异较小;(3)随着时间阈值的增大,居民点的医疗服务可达性等级提升,且高等级可达性范围逐渐扩大;(4)驾车模式下的医疗可达性空间分布和道路保持一致,呈现出“环线层次”的现象;而公共交通模式下的可达性空间分布由于受到城市公交微循环系统的影响,呈现出“轴向扩张”的现象。

基于移动监测数据的不同城市场景下PM_(2.5)浓度精细模拟与时空特征解析

城市内部PM_(2.5)浓度分布具有明显的空间异质性,而传统方法基于遥感数据或监测站点数据进行分析,难以揭示高时空分辨率下城市内部的PM_(2.5)浓度分布特征,缺少不同时刻城市场景(如:道路、工业区、住宅区等)对PM_(2.5)浓度复杂非线性影响的解析。本研究将移动监测传感器安装于快递车上,采集福州市主城区南部不同类型场景的PM_(2.5)浓度,然后融合地理加权回归(Geographical Weighted Regression,GWR)和梯度提升决策树(Gradient Boosting Decision Tree,GBDT)方法,提出一种基于GWR-GBDT的PM_(2.5)模拟与场景解析模型,能够较好地拟合气象、场景因素与PM_(2.5)浓度的非线性关系,提升了城市PM_(2.5)污染精细监测能力;并结合部分依赖图解析不同时段不同场景因素对PM_(2.5)浓度的非线性作用影响。结果表明:①基于移动PM_(2.5)浓度监测数据,利用GWR-GBDT模型能够较好地模拟城市场景、气象和PM_(2.5)浓度之间的非线性关系,能够有效精细模拟PM_(2.5)浓度的空间分布,十折验证R2结果为0.52~0.94;②通过部分依赖图分析同一场景在不同时段对PM_(2.5)浓度响应的异质性,发现各类场景对PM_(2.5)浓度提升或抑制作用并不稳定;③解析不同时段人类活动与城市场景对PM_(2.5)浓度的交互作用发现,教育医疗单位和住宅区两类场景对PM_(2.5)浓度的提升作用都与人类通勤有密切关系,高污染场景中的建筑工地在采取的洒水降尘措施后能在数小时内有效缓解PM_(2.5)污染,公园文体服务区在多数时段对PM_(2.5)浓度具有抑制作用,工业区和道路多数时段会致使对PM_(2.5)浓度提升;④从PM_(2.5)浓度的空间分布来看,福州市主城区南部PM_(2.5)浓度总体呈现东南高-西北低的分布趋势,建筑工地、道路和工业区场景轻度以上污染面积占比明显高于其他场景,公园场景总体PM_(2.5)浓度较低,山体公园傍晚会受到周边工业区的影响而导致PM_(2.5)浓度升高,而城市陆地外围水域对沿岸PM_(2.5)浓度具有抑制作用;⑤研究结果可为不同场景下PM_(2.5)污染精细化治理、城市规划以及老人、儿童等高危人群的PM_(2.5)污染暴露风险防范提供支持。