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基于水文效应的城市增长边界的确定——以镇江新民洲为例 总被引：5，自引：0，他引：5
城市增长边界(UGB)是城市增长管理、控制城市无序蔓延的重要工具,但如何科学定量划定城市增长边界一直是一个技术难题。针对目前城市增长边界定量划定研究的不足,提出一种基于城市水文效应,适用于城市内涝易发区的城市增长边界划定方法。该方法整合了元胞自动机(CA)模型与区域水文模型(SCS),通过CA模型预测城市不透水面积的扩张范围与形态,并以此作为城市水文模型的参数,评估城市淹水面积的比例及风险,最后根据风险水平确定城市增长边界。以镇江新民洲为例,实证研究了该地区的城市增长边界的合理划定,研究发现该区域城市扩张规模控制500 hm2之内,城市在最大降雨条件下城市积水面积的风险水平能有效降低。研究结果可为新民洲的水文风险控制及城市规划提供依据,同时可为其他城市增长边界划定提供方法参考。 相似文献
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新型城镇化背景下,传统粗放的城镇土地利用模式难以为继,控制城市规模、优化空间格局已成为当前国土资源管理的重点工作之一。城市增长边界(UGB)作为一种西方国家控制城市蔓延的技术手段和政策工具已逐渐被引入国内。采用文献资料法和归纳演绎法,梳理并分析了国内外城市增长边界的理论模型、划定方法与实效评价,挖掘未来城市增长驱动力和增长边界制定方法可能的研究方向,为后续研究和未来其在中国的实践提供参考。结果表明：① 城市增长边界实证研究的理论基础主要源于古典单中心城市模型,由于国情不同,国内主要关注经济水平、产业结构和可达性对城市增长的影响,而国外在此基础上还关注公共政策和服务、外部性以及主体间的博弈对城市蔓延的促进或抑制作用;② 城市增长刚性边界划定主要以土地适宜性和承载力评价为基础,弹性边界可采用元胞自动机进行空间辅助模拟;③ 国外城市增长边界的实施效果具有地区差异性,国内目前还缺乏城市增长边界实施效果评价相关方面的研究。因此,城市增长驱动力后续研究应吸纳多源理论,识别不同尺度下其机理特征,探索宏观环境的情景变量对微观环境下“驱动力—城市增长”这一关系的影响。城市增长弹性边界制定需要考虑城乡土地利用转换背后不同情景下主体间的复杂博弈对用地转换在空间上分布的决定作用。为了保证政策的持续性和统筹区域发展,未来需要明确城市增长边界的管理机构,制定对应的法律条款和管理体系。 相似文献
3.
元胞自动机被广泛应用于城市及其他地理现象的模拟,模拟过程中的最大问题是如何确定模型的结构和参数。该文提出一种基于分析学习的智能优化元胞自动机,该模型在逻辑回归模型的基础上,基于分析学习的智能方法,寻找元胞自动机模型的最佳参数。该方法允许用户控制空间变量影响权重,进而模拟出不同的城市发展模式,可为城市规划提供重要参考。 相似文献
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基于CA的城市增长与土地增值动态模拟方法探讨 总被引：18，自引：2，他引：18
城市增长与土地增值是一种时空动态变化的复杂地理过程，如何有效地模拟这一过程是该研究领域的一个重要问题。基于GIS的元胞自动机模型，具有模拟地理时空演化过程的能力。该文首先对CA模型进行扩展，再与GIS集成，提出一种模拟城市增长与土地增值时空间动态过程的新方法，并以四川省德阳市为例进行分析。 相似文献
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《地理与地理信息科学》2017,(5)
元胞自动机(CA)在划定城市增长边界方面具有重要作用。以往研究多侧重于传统规划理论下约束性CA的应用方面,而在保持景观的完整性及与规划目标(如城市发展方向、优质农田保护及生态环境保护等)的显式结合方面则较为不足。该文以徐州市中心城区为例,借鉴"反规划"理念,运用多准则判断CA模型,通过嵌入生态保护及城市发展方向等规划目标,模拟出徐州市2020年城市空间格局;在此基础上,进一步划定研究区的城市增长边界;将其与规划结果对比发现,该方法具有较好的适用性和可靠性,可为辅助规划实践及城市管理提供决策支持。 相似文献
6.
城市增长边界划定是优化城市空间结构和管理格局、增强城市综合承载力的有力手段。然而,由于城市周边的耕地质量较高,城市增长边界与永久基本农田保护在空间上存在显著的冲突。已有的城市增长边界划定研究大多忽略了城市扩张与永久基本农田保护的冲突,不利于城市周边优质耕地的保护。针对这一问题,该文利用土地系统模拟与优化模型(LANDSCAPE),以武汉市为例,开展了权衡城市扩张与永久基本农田保护的城市增长边界划定研究。结果表明:LANDSCAPE模型在城市增长边界划定过程中能够权衡城市扩张与永久基本农田保护,既能满足城市增长的需求,又有效避让了城市周边的优质耕地和重要生态用地,实现了城市扩张与永久基本农田保护的空间协调;该文提出的城市增长边界划定方法可以为快速城市化地区合理划定城市增长边界、实现区域土地资源的合理有效利用提供方法支撑。建议相关部门应同步划定城市增长边界与永久基本农田边界;同时在城市扩张与耕地保护冲突激烈区域设置耕地保护弹性区,并在该弹性区权衡城市扩张与优质耕地保护。 相似文献
7.
大都市郊区是快速城镇化进程中空间演变最为频繁、人地矛盾最为突出的区域,尤其在中国加快推进“就地就近”城镇化战略的背景下,把握大都市郊区小城镇土地利用时空变化过程及其演变机制,对制定科学合理的管控政策和优化都市空间结构具有重要的现实意义。约束性元胞自动机(constrained Cellular Automata, constrained CA)能够通过简单的规则模拟复杂的城市动态演化过程。本文将土地利用总体规划指标、城镇空间发展战略布局、土地利用开发适宜性等,嵌入约束性CA的转换规则中,采用Logistic逐步回归法分析土地利用空间影响因素,对严格约束下的武汉市江夏区2020年土地利用进行情景模拟分析,并提出城市增长管控手段。结果表明：①研究时段内,江夏区城镇用地呈低效外延式扩张,土地利用集约节约程度较低,其人口规模并未有较大增长,对主城区人口的分散作用尚未真正形成;②约束性CA在模拟大都市郊区演化方面具有较高的可靠性,能够真实反映近郊小城镇的未来空间布局与结构,模拟结果与土地利用规划和城市规划较为契合;③将规划目标导向与现实发展趋势下的模拟结果进行叠加分析,可确定城镇增长需求与规划指标调控间冲突的空间分布,从而划定土地督察的重点监测区域,为加强大都市近郊区的违法用地监查和土地利用管控提供先验的预警知识。 相似文献
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基于分区域的元胞自动机及城市扩张模拟 总被引：4，自引：1，他引：3
元胞自动机用于模拟城市扩张具有很好的空间建模能力,通常采用的建模方式将影响因子的空间条件作为线性要素对待,而在元胞转换规则建模中考虑影响因子的空间非线性特征更逼近真实状况.该文提出一种基于分区域的元胞自动机模型,通过划分各个全局影响因子的重要性子区域,计算不同类型区域中各因子对土地利用转换的影响强度,从而得到全区域的空间非线性转换规则.利用该模型模拟东莞市1988-1993年的城市扩展过程,并与Logistic模型模拟结果对比,表明这种有空间约束条件的分区域元胞自动机模拟精度更高,能有效模拟城市扩张的空间格局. 相似文献
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基于随机森林CA的东莞市多类土地利用变化模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
《地理与地理信息科学》2016,(5)
城市土地利用及其变化对城市环境有着重要影响。很多学者已经结合元胞自动机和机器学习算法对城市扩张进行了相关的模拟研究,但针对复杂的多类土地利用相互变化过程的研究仍然较少。该文提出了一种基于随机森林算法的多类元胞自动机(RFA-CA)模型,并将其用于模拟和预测复杂的多类土地利用变化。该模型使用随机森林算法提取元胞自动机的转换规则,并计算了各空间变量的重要性,在东莞市2000-2014年土地利用动态模拟结果中,Kappa系数和整体精度分别为0.73和84.7%。针对每一种土地利用类型,计算了影响东莞市土地利用变化的各空间变量的重要性,结果显示,交通、区位因素对东莞市土地利用变化格局的形成有重要影响。文中引入的POIs邻近因素反映了城市空间开发程度的高低,同样对多类土地利用格局的形成具有重要作用。 相似文献
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Simulating urban growth boundaries using a patch-based cellular automaton with economic and ecological constraints 总被引：1，自引：0，他引：1
Yimin Chen Xia Li Hu Huang Shifa Ma 《International journal of geographical information science》2019,33(1):55-80
Urban growth boundaries (UGBs) have been applied in many rapid urbanizing areas to alleviate the problems of urban sprawl. Although empirical research has stressed the importance of ecological protection in UGB delineation, existing UGB models lack a component for the assessment of ecologically sensitive areas. To address this problem, we develop an innovative method that is capable of simulating UGB alternatives with economic and ecological constraints. Our method employs a patch-based cellular automaton (i.e. SA-Patch-CA) for simulating future urban growth, constrained by the ecological protection areas produced by an agent-based land allocation optimization model (AgentLA). The delineation of UGBs is also based on the estimated future urban land demand derived from support vector regression (SVR). The proposed method is applied in the Pearl River Delta (PRD), China. Three scenarios are designed to represent different objectives of future industrial transitions. The results indicate that increasing the shares of low energy consumption industries and tertiary industries can effectively reduce urban land demand. By overlapping the simulations, we found that the areal agreement of the simulated UGBs among the three scenarios accounts for approximately 88% of the total area. These areas can then be considered as the primary locations for establishing the UGBs. 相似文献
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The aim of this study is to develop a new approach for delineating urban growth boundaries (UGBs) by applying the weight of evidence (WOE) method to land suitability assessments. Rapid urbanization is causing urban areas to encroach on agricultural land in China, posing a threat to national food security. Land use planning with clear delineation of UGBs is an effective method for controlling urban expansion. However, existing methods for delineating UGBs are typically complex or involve arbitrary decision-making. To address these drawbacks, we introduced the WOE method to develop a new UGB delineation approach, and applied this approach to a case study in the city of Jinan, China. This application achieved satisfactory accuracy; therefore, we concluded that the WOE method was an objective and effective approach to land use suitability assessments and UGB delineation. Land use planning could be benefitted considerably from the application of this method to land allocation and other planning decisions. 相似文献
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Depicting urban boundaries from a mobility network of spatial interactions: a case study of Great Britain with geo-located Twitter data 总被引：1，自引：0，他引：1
Junjun Yin Aiman Soliman Dandong Yin 《International journal of geographical information science》2017,31(7):1293-1313
Existing urban boundaries are usually defined by government agencies for administrative, economic, and political purposes. However, it is not clear whether the boundaries truly reflect human interactions with urban space in intra- and interregional activities. Defining urban boundaries that consider socioeconomic relationships and citizen commute patterns is important for many aspects of urban and regional planning. In this paper, we describe a method to delineate urban boundaries based upon human interactions with physical space inferred from social media. Specifically, we depicted the urban boundaries of Great Britain using a mobility network of Twitter user spatial interactions, which was inferred from over 69 million geo-located tweets. We define the non-administrative anthropographic boundaries in a hierarchical fashion based on different physical movement ranges of users derived from the collective mobility patterns of Twitter users in Great Britain. The results of strongly connected urban regions in the form of communities in the network space yield geographically cohesive, nonoverlapping urban areas, which provide a clear delineation of the non-administrative anthropographic urban boundaries of Great Britain. The method was applied to both national (Great Britain) and municipal scales (the London metropolis). While our results corresponded well with the administrative boundaries, many unexpected and interesting boundaries were identified. Importantly, as the depicted urban boundaries exhibited a strong instance of spatial proximity, we employed a gravity model to understand the distance decay effects in shaping the delineated urban boundaries. The model explains how geographical distances found in the mobility patterns affect the interaction intensity among different non-administrative anthropographic urban areas, which provides new insights into human spatial interactions with urban space. 相似文献
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Although the literature on growth management is extensive, few researchers have explored policy‐oriented evaluation methodologies. This article develops a new methodology to measure urban sprawl in order to evaluate the geographical effects of urban growth boundaries in Pierce County, Washington. The methodology utilizes residential building permit data from 1991 to 2002 that were put into a geographic information system and geocoded to the Pierce County street centerline file. The results of our study indicate that since the establishment in 1995 of urban growth boundaries there has been a substantial increase in the clustering of residential permits inside those boundaries. The implications of these findings are important for planning practitioners and the evaluation of growth management policies throughout the United States and elsewhere. 相似文献
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城市边界识别是定性和定量研究城市的基础和前提,已有的关于城市边界提取的研究大都需要提前设定阈值或依赖人口统计数据。基于分形几何学,利用矢量建筑物分布数据识别城市边界,虽可克服这一缺陷,但国内城市边界的研究往往受阻于矢量建筑物分布数据获取困难。本文提出了一种基于道路交叉点的邻域扩张曲线作为识别城市边界的新方法。结果表明：该方法以电子地图为数据源,基于道路交叉点矢量数据进行研究时,城市集群数据随搜索半径增大而改变,城市扩张曲线中的最佳距离阈值是提取城市边界的关键;提取成都、西安、武汉、南京和长沙城市边界的最佳距离阈值分别为133、114、139、124和129 m,各城市的集群面积分别为769、350、270、317和359 km2。利用道路交叉点提取城市边界,方法简便可行,数据较易获得,本文结论有望为城市形态发展演变和城市规划等相关研究提供参考。 相似文献
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由于各地资源禀赋差异和各级政府之间的复杂关系,城市群交界地区不可避免地存在经济社会发展上的矛盾和不平衡。已有研究揭示了行政边界效应在省域、城市群等不同尺度均普遍存在,且在不同阶段影响土地利用变化的程度大小不一,但多将行政边界转化为虚拟变量而非空间地理要素,不足以理解中微观尺度各种因素之间的复杂相互作用。论文旨在利用1985—2020年的中国年度土地覆盖数据集,以区县为单元,运用质心迁移、核密度分析和Logistic回归方法,分析京津冀典型城市群交界地区“通州—武清—廊坊(通武廊)地区”不透水面(ISA)的扩张机理并测度行政边界效应的影响。结果显示：① 不同行政区因资源禀赋和所处发展阶段的不同,城市用地扩张的速度和主要时期存在一定的差异;② 由于要素的高度流动,地理邻近的行政区城市扩张驱动要素表现出一定的相似性;③ 在不同区域分工水平下,行政界线的边界效应对城市用地扩张的影响表现出一定差异性。通过“强—弱”管控提高通武廊地区各要素协调水平,减少行政边界对地方之间资源整合的负面影响,对于实现京津冀城市群协同发展具有重要作用。 相似文献
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基于POI与NPP/VIIRS灯光数据的城市群边界定量识别 总被引：3，自引：2，他引：1
科学识别城市群边界是城市群精明紧凑发展的关键,也是国家空间治理体系与空间治理能力的重要标志。论文以京津冀、长三角和珠三角3大城市群为研究区域,采用NPP/VIIRS(Suomi National Polar-orbiting Partnership / Visible Infrared Imaging Radiometer Suite)夜间灯光影像与POI(Point of Interest)数据,基于密度的曲线阈值法与分形网络演化算法,对3个城市群的实际物理边界和集聚空间范围进行精准识别与空间特征解析。研究结果表明：① 基于POI密度的曲线阈值法与NPP/VIIRS分形网络演化算法识别出城市群边界均小于国家城市群规划的行政边界,识别范围约占规划范围的20.90%~24.40%,识别结果显示3大城市群中长三角城市群发育最好,识别的城市群面积是京津冀和珠三角城市群的2倍左右;② 从POI与NPP/VIIRS灯光数据提取的城市群边界面积非常接近,其中POI数据提取的城市群面积偏大,更大程度上反映的是城市群整体边界轮廓而非内部细节;NPP/VIIRS影像提取的城市群更细碎,能更好地识别城市群聚集中心与关键核心区域,2种方法可以相互比较和验证;③ POI与灯光数据识别的城市群边界叠置分析发现,3大城市群中除了关键核心地带(集聚区)以外,外围还有众多孤立的点状区域(中小城镇),外围的点状区域与城市群集聚中心区空间割裂,一定程度上很难快速有效地接受来自城市群核心区域的辐射带动(涓滴效应)。 相似文献
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运用系统性思维,在综合考虑国土空间全要素、协调空间规划各阶段的前提下,结合资源环境承载能力评价、国土空间开发适宜性评价（“双评价”）与FLUS-UGB模型,提出了城镇开发边界划定的系统流程,包括基于“双评价”识别本底特征、基于功能遴选划分功能适宜区和基于FLUS-UGB模型划定边界3个步骤。以长春市为例,基于2010-2015年土地利用数据进行模型模拟与精度验证,总体精度为0.922 3,Kappa系数为0.844 6,表明模型具有较高精度,进而模拟了2035年长春市城镇发展形态,划定了城镇开发边界,并制定了切实有效的管控手段。这套划定方法以科学评价识别前端本底,以协同共生整合中端功能,以有机生长优化末端布局,为长春市国土空间开发与保护格局的确立迈出了稳健的一步。 相似文献
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Colleen C. Hiner 《The Professional geographer》2016,68(4):520-532
As examinations of the rural–urban interface move beyond a focus on the rural or urban fringe as a location and move toward examining the patterns and processes that both divide and link rural and urban places, a broader (re)conceptualization of the rural–urban interface becomes increasingly important. Thus far the question of boundaries and interfaces between so-called urban and rural locales has mostly revolved around where and when such boundaries occur (including significant coverage of the differences and conflicts between urban vs. rural people), rather than asking what physical or social functions are being served by the rural–urban interface itself. In response, I (re)frame the rural–urban interface not only as a boundary between two distinct spaces but also as a conduit, a place of exchange, and a flux point between them. Using a particular case of contested ecologies in the exurban Sierra Nevada foothills of California, I (re)conceptualize the rural–urban interface as meaning, model, and metaphor (MMM), situating contrasting people and places in an ongoing negotiation of place and environmental meaning along the (ex)urbanizing edge. Although the differences between rural and urban are increasingly unclear, the division continues to be compelling from environmental and sociopolitical standpoints. I argue that (perceived) boundaries are instrumental in understanding physical–material change and for mitigating social conflicts occurring across them. As such, attention to the patterns, processes, and flows that connect or separate rural and urban areas is critical to forging effective and long-lasting solutions to contemporary social, economic, and environmental problems. 相似文献