城市扩张的空间模式研究——以杭州市为例

以杭州市中心城区的多时相TM/ETM+遥感影像为数据源,采用建设用地扩张强度、空间自相关方法等,分析了杭州市1991~2010年间城市扩张的时空特征,并探讨其扩张的空间模式及其演化.结果表明：（1）杭州市城区快速扩展,各街道 乡镇扩张程度存在明显差异;（2）杭州城市扩张的“热点”方位变化大致为：城北-城西-多方位-城东,其变迁规律与杭州城市扩张模式的总体变化规律一致;（3）杭州市城市扩张的空间模式主要有边缘式、填充式、自发式和线性轴状,且随城市演化过程总体遵循以下轨迹：首先,主城表现为边缘式为主、填充式为辅的扩张;其次,外围自发式的扩张形成了副城;接下来主副城都表现为从填充为主、边缘为辅的扩张转变为边缘为主、填充为辅的扩张;而线性轴状扩张是沿交通线发展并贯穿整个城市空间的演化过程.     

基于STIRPAT模型的南昌市城市扩张时空动态研究

在城市化进程的推动下,南昌市城市空间快速扩展,土地利用格局发生了显著的改变。通过选取1989—2015年间6期遥感影像,运用监督分类法将土地类型进行5类划分,评估各阶段土地利用类型的转变,基于STIRPAT模型分析影响南昌城市扩张的驱动因素。结果表明,南昌城市建设规模显著扩大,建设用地逐年增加,2015年面积约为1989年的2.3倍。自2000年,南昌市城市扩张速度趋于平缓、扩张强度降低,扩张模式由外延式逐渐转变为填充式。从空间格局上看,南昌市城区仍在不断扩张,但建成区规模趋于稳定并相对集中,城市边界愈加整齐规则。南昌城市中心发生迁移,重心向东南方向迁移了近4268.9 m。从城市扩张驱动力分析结果来看,经济发展是导致南昌市城市扩张的第一驱动力,除此之外,工业产值比重、人口、国家宏观政策、地理特征和交通也是城市扩张的重要驱动因素。     

基于Landsat的合肥市城市扩张研究

城市扩张及其驱动力分析在协调城市扩张与土地资源保护的矛盾、促进城市可持续发展中具有重要作用.以合肥市1996,1999,2002,2005,2008,2011,2014年Landsat影像为数据源,采用监督分类方法获取合肥市城市用地时空分布定量信息,从城市面积变化、形态变化和重心迁移3个方面分析合肥市城市扩张情况,并结合自然环境、经济发展、人口增长、交通建设、政府行为等影响因子对合肥市城市发展的驱动力进行分析.结果表明:1996～2014年合肥市城市用地面积扩张286.09km~2,扩张率为394.7%,扩张速度为15.89km~2·a~(-1).近20a来,合肥市在外形上逐渐趋于狭长,以向西南扩张为主,并呈现以交通线为主的星形扩张,城区扩张亦十分明显.驱动力分析得出合肥市扩张的主要影响因子为人口增长与经济发展.     

浙江省城镇建设用地空间扩展时空特征分析

运用1990~2015年浙江省6期土地利用数据, 使用扩展速率、扩展强度、分形维数等指标分析浙江省城镇建设用地空间格局. 结果表明 (1)1990~2015年, 浙江省城镇建设用地增长在5个时期呈现“W”趋势, 从不同行政等级来看, 扩展速度的发展趋势具有一致性, 2000~2005年是浙江省不同行政等级的城市城镇用地扩展速度的最快阶段. (2)从扩展强度来看, 浙江省在2000~ 2005年对城镇用地扩展最大, 其他时期基本维持稳定. 地势平缓的城市往往开发强度大, 丘陵地区的城市处于缓慢扩展阶段. (3)浙江省城镇用地空间结构的分形维数和稳定性特征存在波动性. 城镇用地的空间结构特征与城镇用地增长过程和发展阶段具有一定的联系. (4)浙江省城镇用地重心受到地形限制明显. 西南地区受到丘陵地形影响, 重心移动方向大多数与斜长的峡谷平行; 北部平原区域的城镇用地的重心变化往往受到经济等社会因素影响较大. (5)浙江省城镇建设用地空间扩展的影响因素上存在一定规律, 可看出1995年、2010年、2015年主要倾向于社会经济的影响, 在2000年、2005年则倾向于自然因素的影响.     

基于遥感影像的嘉兴市城市扩张与驱动力分析

在当前高速城市化的背景下,为及时了解嘉兴市的城市发展现状,使用遥感手段提取各时间段内城市的建设区域,并分析了扩张过程的时空特征,再结合社会经济数据探究了城市扩张的驱动力因素.结果表明：嘉兴市在1993~2013年间城市扩张明显,扩张速度和强度先增后减,扩张方向由西北转向南,扩张模式经历了“主动型-被动型-稳定型”的转变过程,扩张合理性较差,城市扩张速率高于人口增长速率,扩张驱动因子主要为经济发展、产业结构调整和人口增长.     

遥感信息专题分类不确定性的可视化研究

利用遥感技术（RS）从遥感影像资料中提取专题类别信息是当前遥感数据主要的应用领域之一。由于遥感分类专题信息广泛应用于各领域,其数据质量受到越来越多的关注。而不确定性是评价分类专题类别数据质量最主要的方面。鉴于此,本文以于田县2006年的遥感图像为例在ENVI软件平台支持下,对研究区进行剪切、配准、解译、分类处理,得出分类图和基础空间信息,在MATLAB中计算图像的熵值,进行不确定性分析;并用ArcScene来实现遥感信息专题分类不确定性空间分布规律的可视化。实验结果表明：水体和绿洲有较小的不确定性,交错带有较大的不确定性,大的不确定性分布在类别边缘区域,而小的不确定性主要在类别内部。     

融合遥感与社会感知数据的城市土地利用分类方法

传统的土地利用分类方法大多基于对资料或影像的人工解译，存在一定的局限性。近年来，结合空间大数据和自然语言处理技术进行低成本快速的土地资源管理已成为研究热点。以美国纽约市曼哈顿区为例，提出了融合遥感影像和社会感知数据的城市土地利用分类方法。从遥感影像中提取光谱特征、从推特数据中提取用户活动时空和主题特征，基于随机森林法和深度神经网络法，构建了细粒度的城市土地利用分类模型。通过对比不同特征组合分类方法的精度，得到结合光谱特征和用户活动时空、主题特征的深度神经网络方法的结果最优，总体精度达82.65%,Kappa系数为70.1%。结果表明，社会感知数据中隐含的用户活动时空模式和活动主题信息均有助于提高城市土地利用分类的精度，而神经网络法可有效融合多源数据，为快速、低成本获取城市土地利用信息提供了新的途径。     

2000年以来宁波城市空间扩展特征及其驱动力分析

基于遥感影像数据, 提取宁波城区土地利用数据, 从扩展速度与强度、紧凑度等方面分析城市空间扩展特征, 选取区位环境、人口社会、产业经济和政府决策四方面分析宁波城市扩展驱动力. 研究发现: (1)宁波主城区城市空间扩展存在明显阶段性, 2000~2005年空间快速扩张, 此后扩展强度缓和; 外延式扩展方式造成了城市形态复杂, 紧凑程度较差. (2)受制于地形影响, 城市空间向东沿交通干道呈现廊道式扩张; GDP和常住人口是城市空间扩张的决定性因素; 产业结构、政府投资微弱地影响城市扩展趋势.     

基于半监督子空间迁移的稀疏表示遥感图像场景分类方法

利用已有的标记数据对新领域图像进行分类是遥感图像场景分类的重要研究方向。提出了一种基于半监督子空间迁移的稀疏表示（sparse representation method based on semi-supervised transfer learning subspace，SR-SSTLS）遥感图像场景分类方法。为减少源域和目标域数据分布变化，将不同数据域的遥感图像投影至共享子空间。源域和目标域数据在投影子空间协同学习共享字典，使得带标记的源域数据辅助目标域模型的建立。同时，建立了基于源域、目标域、源域-目标域标记数据的拉普拉斯图矩阵和目标域未标记数据的拉普拉斯正则化项，使得目标域中的数据均得到很好编码。在多个遥感图像数据集上的实验结果均证明了SR-SSTLS方法的有效性。     

基于土地利用格局的浙中城市群区域景观稳定性研究

土地利用/覆盖变化不仅影响城市生态系统的平衡, 而且会引发很多复杂的社会问题, 成为地理学人地关系综合研究热点领域. 本文运用1990、2000和2014年的遥感影像数据, 在标准假彩色分类基础上, 计算景观指数并构建景观稳定性模型, 解析土地利用视角下浙中城市群区域的景观稳定性变化. 研究发现: (1)1990~2014年的24a间, 林地占土地总面积的百分比逐年递增, 其中1990~2000年增长较少, 2000~2014年增长较多; 水域占比逐年下降, 1990~2000年从4.94%降到2.90%; 随着建设用地的逐年上涨, 耕地和未利用地的占比逐年下降; 浙中城市群东北方向微量的湿地, 24a间面积占比下降了近一半, 从0.31%降到0.16%. (2)景观结构及其变化表明, 城市的斑块形状从简单化向复杂化发展, 这与城市的发展由无序到有序, 低级到高级的过程相一致; 耕地、林地和湿地受人类活动的影响逐渐加剧, 抗干扰能力减弱. (3)浙中城市群的景观稳定性从1990年到2000年大幅度下降, 2000年到2014年增强; 类型尺度上, 除未利用地外的其他5类景观的稳定性都经历了先降低后增强的过程, 而未利用地的稳定性从1990年开始持续增强, 2000年到2014年间虽有所下降但下降幅度不大.     

沿海发达地区小城镇城乡建设用地变化及驱动力研究——以宁波市奉化溪口镇为例

基于奉化溪口镇1990~2015年6期土地利用数据, 借助土地利用转移矩阵、城乡建设用地扩展速度、土地利用动态度、土地利用结构信息熵、核密度和Logistic回归模型等方法, 探析奉化溪口镇城乡建设用地变化特征和驱动因子. 结果表明: (1)1995~2015年, 溪口镇城乡建设用地规模不断扩大, 增长速度不稳定, 城镇用地、农村居民点用地和其他建设用地增长各具特点; (2)建设用地信息熵持续增加, 土地类型趋于复杂化、有序化; (3)城乡建设用地的转入面积远大于转出面积, 主要转入来源为耕地和林地; (4)城乡建设用地核密度高值区集聚于城镇的东北部, 核密度分布特征随时间变化不明显; (5)建设用地分布主要受社会经济因素的影响, 其中地均国内生产总值、人口密度、高程值与距河流距离影响较大.     

浙中地区生态系统服务时空特征及其权衡/协同关系研究

基于浙中地区遥感、土壤、气象、数字高程模型(DEM)等多源数据, 采用InVEST模型定量评估研究区1980年、1990年、2000年、2010年、2020年5期的产水量、碳储量、土壤保持3种关键生态系统服务的时空特征, 使用相关性分析与生态系统服务权衡协同度模型(ESTD), 探析生态系统服务之间的权衡/协同关系. 结果表明: (1)40年间, 浙中地区耕地、草地、未利用土地面积趋于下降, 林地、水域、城乡、工矿居民用地面积趋于增加. (2)浙中地区生态系统服务多年间波动趋势各异, 产水量空间上的高值区集中在中部, 碳储量与土壤保持空间上的高值区主要在周边. (3)林地、草地的碳储能力和土壤保持能力较强, 未利用土地、城乡、工矿居民用地的产水能力较强. (4)在空间区域上, 浙中地区产水量与其他2项生态系统服务主要呈现负相关关 系, 土壤保持与碳储量主要呈现正相关关系. (5)在时间跨度上, 产水量与碳储量、土壤保持与碳储量在40年间的变化主要呈现权衡关系, 土壤保持与产水量在40年间的变化主要呈现协同关 系. 充分考虑生态系统服务之间的权衡关系, 更有可能达成人与自然的双赢.     

基于TM遥感图像的宁波土地利用动态监测

利用TM和SPOT卫星遥感图像，以及相应卫星影像图、土地利用专题图等多种形式的资料，针对宁波土地利用动态监测的实际需要，进行有关遥感信息专题提取和应用的实证研究。     

隐性债务对城市空间扩张的影响研究

为推动城市开发与基础设施建设,满足城市新增人口的公共服务需求,地方隐性债务规模快速增长,经济下行加剧了地方政府所面临的债务风险。利用2007—2018年我国285个地级市隐性债务数据,采用固定效应模型,从债务规模与发债主体特征两个视角评估隐性债务对城市空间扩张的驱动机制。主要结论有：（1）隐性债务规模对城市空间扩张有显著正向影响,上期隐性债务规模的增加将推动当期城市建成区扩张。发债规模增加1亿元,城市建成区面积增加0.192 km²,“借债建城”成为地方政府推动城市空间扩张的主要模式。（2）发债企业数和发债企业质量对城市空间扩张有显著正向影响,发债企业数增加,且信用评级为AA+及以上,发债主体的比例提高推动城市建成区面积的增加。信用等级高的发债企业越多,城市扩张能力越强。（3）发债企业数对城市空间扩张的影响存在区域异质性,发债企业数对中西部地区的城市空间扩张具有显著正向影响,对东部地区则无显著影响。