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1.
城市形态的分维估算与分形判定 总被引：3，自引：3，他引：0
城市形态的分形是城市发育到一定阶段涌现出的有序格局和复杂结构,其基本特征是空间分布的无尺度性质。当研究者基于某个显著性水平推断城市分维存在时,实际上就是基于相应的置信度判断分形特征。虽然分形城市研究已经多年,但大量有关维数测算的基础问题依然悬而未决。本文根据分形几何学的基本思想论证城市形态分维测算的若干问题。分维测量的准则是最佳覆盖——不多不少、恰到好处的覆盖。盒子覆盖是最容易理解的测量方法。采用盒子覆盖法测量城市形态分维时,应考虑三个标准：一是快速逼近,二是简便操作,三是稳定拟合。直观估计分维的办法是利用双对数坐标图。由于城市形态不是严格意义的分形,而是类似于文献中的“前分形”,测量尺度与相应测度的幂律关系通常仅在一定尺度范围内有效,从而形成所谓标度区。本文围绕城市形态的分维测量和分形判断开展一系列讨论,包括尺度选取、标度区识别和统计标准等问题,对今后城市分形研究具有理论启示和方法论的参考价值。 相似文献
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基于分形理论的新疆干旱区绿洲城镇体系研究 总被引：5，自引：3，他引：2
城镇体系具有自分形性。运用分形理论,对新疆干旱区绿洲城镇体系等级规模与空间结构进行了分析,验证了新疆绿洲城镇体系的规模分布和空间布局均符合分形的特征,得出以下结论:第一,新疆绿洲城镇体系的分形结构在空间上是从核心城市向边缘地区扩散发育的分形结构;第二,新疆绿洲城镇体系空间城镇分布情况只在局部空间存在分形,空间结构虚有框架但缺乏内部联动,整体结构不佳;第三,新疆绿洲城镇体系等级结构较为松散,首位度过高,人口金字塔呈"倒三角"结构,城镇体系发育不成熟,交通可达性对分形具有缓冲的效果;最后在上述分析的基础上,结合近来主体功能区思想,对城镇体系结构优化提出建议。 相似文献
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京津冀城市用地形态的双分形特征及其演化 总被引：1，自引：1，他引：1
区域城乡一体化的标志之一是城镇体系结构的一体化,这个过程可以从标度的角度进行描述和评价。分形是标度分析的重要方法,地理空间无尺度分布特征的典型参数是分维。论文以京津冀城镇体系为例,利用遥感图像的解译数据和人口普查数据开展分形分析、位序-规模分布分析和异速标度分析,用以解释1995—2013年间京津冀城镇体系演化的过程。结果表明,京津冀城镇体系及其演化的特征有：①京津冀空间结构和位序-规模分布都表现为自仿射双分形结构;②京津冀区域的城市人口-城区面积异速标度退化为假线性关系;③随着城镇体系的演化,自仿射的双分形结构逐步向自相似分形结构演化。由此得出结论：其一,京津冀城镇体系存在结构性的不协调因素。其空间结构和等级结构具有二元化特征,但演化方向却呈现内在结构一体化的显著趋势。其二,大城市用地不够集约。城市边缘区的无序扩张导致土地利用铺张浪费。地方政府和规划专家可以有意识地利用城镇体系演化的这种特征和趋势制定管理措施和优化规划方案。 相似文献
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中心地体系与水系分形结构的相似性分析——关于人-地对称关系的一个理论探讨 总被引：10，自引：4，他引：10
以城市体系与水系的分形结构相似性为实例,探讨人文地理系统与自然地理系统的对称性及其破缺特征。首先建立城市人口—河流长度、城区面积—流域面积、 (某一级别的 )城市数目— (某一等级的 )河流数目等测度对应关系 ;然后证明基于中心地理论的Beckmann城镇等级—规模模型与 Horton水系构成第一、第二定律数理同构,关于城市人口—城区面积的异速生长关系模型与关于主河道长度—流域面积的几何测度关系模型以及 Horton水系构成的第二、第三定律数理同构 ;进而提出 :城市体系与水系分形结构的相似性实质上是自然—人文地理系统的对称性,只是这种对称关系存在一定程度的破缺,地理系统的演化目标之一似乎是要重建大自然的对称律。 相似文献
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甘肃城镇体系结构及其分形模型研究 总被引：35，自引：0，他引：35
文章通过计算甘肃省城镇体系的首位指数、不平衡指数及城市规模分形分布的分维数,讨论了甘肃省城市体系的等级规模结构的特点;用城镇密度、关联维数分析了甘肃省城镇体系的空间结构,指出了目前城镇体系的特征:首位度过大;城市体系规模结构出现断层,联系不畅;空间布局小集中、大分散;城市空间相互作用力较弱,大城市没有发挥应有的辐射作用;城镇体系结构受到自然条件的影响显著。进一步探讨了这种城镇体系结构特征形成的内在机制,最后作者在此基础上提出了未来甘肃城镇体系发展的相应对策:大分散,小集中,重点发展中小城市,完善城镇体系规模结构;坚持分散化的道路,完善城镇空间结构;大力促进农村小城镇的发育。 相似文献
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京津冀城镇体系与水系结构的时空关系研究 总被引：1，自引：1，他引：1
京津冀地区人水关系矛盾突出,分形可以有效描述城镇体系和水系时空演化特征,从而揭示两者演化关系,为城市问题的解决提供一些理论和经验依据。论文采用分形理论中的网格维数和多分维谱,首先分别刻画了两者的时空演化特征,其次探讨了城镇体系和水系结构之间的时空关系,最后探究了水系结构退化的影响因素。主要结论有：① 1990—2010年,京津冀地区建设用地的网格维数升高、自相似性增强、从集聚向分散转变,意味着建设用地朝着空间填充程度增强、有序、分散的方向发展,而水系反之,证明两者具有不同的时空演化方向;② 21世纪10年代,京津冀的人水关系十分紧张,南水北调虽然缓和了京津冀用水问题,改善了大尺度上的水系结构,但在小尺度上改善有限;③ 越靠近城市中心,建设用地分形形态发育越成熟,结构越有序,越靠近外围越混乱无序;④ 京津冀地区水系退化,由自然和人为两方面因素造成,21世纪以后人为因素的影响较为显著。针对京津冀地区水系退化,提出如下政策建议：在城市建设过程中,一方面科学规划城市水系,重视低等级水系的保护;另一方面节约集约利用水资源,完善水资源管理机制。未来,需要进一步探索城市发展和水系的非线性关系,为城市可持续发展提供依据。 相似文献
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《资源与生态学报(英文版)》2017,(2)
水系分形维数(Fractal dimension of gully network,D_g)反映了河网分布和水系发育的复杂程度。以位于黄河上游内蒙古段十大孔兑上游丘陵沟壑区为研究对象,利用计盒维数的方法,研究其水系分形特征,同时利用水系分维数D判断流域地貌所处的侵蚀发育阶段。结果表明,(1)以毛不拉孔兑为例,利用人工判定法,相关系数检验法和拟合误差相结合的方法确定无标度区为20~370 m。且各孔兑的地貌形态在该无标度区间内均表现出很好的分形特征,计盒维数可作为流域地貌形态分形特性的量化指标。求得十大孔兑上游丘陵沟壑区的水系分维数D_g为1.08~1.14。(2)十大孔兑水系分维值在不同的汇流面积阈值下变化不大;径流模数与河网分维存在正相关关系。产沙模数与河网分维的线性正相关关系反映了地貌发育幼壮年期地形条件对产沙的影响。(3)按水系分维数与流域起伏程度、坡度及等高线分维值的关系,就十大孔兑而言,当D_g≤1.06时,流域处于幼年期;当D_g1.06时,流域进入壮年期。水系分维数、高程积分值指示十大孔兑上游流域地貌均处于壮年期。 相似文献
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利用分形理论中的聚集分维、分形结构因子和均衡度计算长江三角洲、珠江三角洲和环渤海经济圈城市体系空间结构维数,并分析其分形结构特征．结果表明：长江三角洲由于生态系统边缘效应和交通通信网络的发达而表现出内部空间结构的紧致性;随着珠江三角洲社会经济发展和市场发育,其城市空间亦趋于集聚和整合;环渤海经济圈则由于社会经济活动集中于渤海湾地区而形成了差异较大的内外圈层,城市体系空间结构最为松散．最后基于分形理论的测算与分析结果,提出了3个经济圈城市体系空间结构和功能优化的建议． 相似文献
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分形理论对处理土地利用结构之类的非线性对象具有较强实用价值, 分维值作为该理论的重要测度指标, 其计算常基于栅格数据, 由此导致了土地结构边界信息的损失, 也减弱了分维值对土地利用空间结构特性的揭示作用。本文以苏州市1:10 万土地利用数据为例, 对研究区的土地利用空间格局进行分形分析, 通过分析不同栅格大小的土地利用分维值, 建立分维值与栅格粒度之间的定量关系, 并通过栅格数据推算矢量分维值, 分析推算误差及其原因。结果表明, 苏州市土地利用格局符合分形理论的一般规律;苏州市整体土地利用程度较高, 耕地、建设用地结构较为简单, 而未利用地、林草地结构较复杂, 水域斑块结构复杂性较低;随着栅格粒度的增加, 土地利用分维值呈现增加趋势, 且粒度与分维值之间存在二次函数的定量关系, 可以通过此关系式在一定误差范围内推求矢量数据的土地结构分维值, 斑块数量与整体规模是影响推求精度的重要原因。 相似文献
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城市地理研究中的单分形、多分形和自仿射分形 总被引：1，自引：0，他引：1
分形几何学在城市地理研究中具有广泛的应用,然而很多基本概念却让初学者感到迷惑。如何区分单分形、自仿射分形与多分形,是一个基本而重要的问题。简单分形容易理解,而真实的地理现象很少是单分形的。城市生长过程具有自仿射特征,而城市空间格局却具有多分形性质。作者发现,各种分形的共性在于三个方面：标度律、分数维和熵守恒。论文基于标度、分维和熵守恒公式,借助隐喻城市生长的规则分形来区分单分形、多分形和自仿射分形,讨论分形系统演化的机理、分形与空间自相关和空间异质性的联系,同时澄清一些在地理分形研究中的常见错误概念。最后以城市位序-规模分布为例,说明并对比单分形和多分形在城市地理研究中的建模与应用思路。 相似文献
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基于空间分形特征的城市群实体空间识别方法 总被引：1，自引：1，他引：0
城市群是城市地理学的重要研究领域,对城市群的实体空间进行界定识别是研究城市群的前提和基础。城市群作为众多城镇的集群,前人对城市群的空间识别主要是以城市为单元进行的,缺少对识别单元空间形态的考虑。城市群实体空间的形态具有自相似性,空间分形特征可作为自相似性的表征工具,通过对空间分形特征的分析、识别及提取,可以实现对空间对象基于形态的客观测度。本文借鉴单个城市其边界的相关识别方法,从不同尺度的空间最小可识别单元出发,测度城市群城镇空间形态的分形特征,并据此提出了城市群城镇的客观识别方法。该方法利用城镇的空间分形特征识别归属于城市群的城镇,通过空间最小可识别单元的变化得到不同的城镇规模并获取城市群城镇的空间分形特征,再以此为基础对空间分形特征的存在范围进行识别,将其映射于空间最终实现对城市群城镇的识别,进而得到城市群在空间上的分布状况。本文将该方法应用于京津冀城市群,基于2016年Landsat卫星遥感影像,实现了对京津冀城市群构成城镇的识别,为界定城市群的实体空间提供了一次有益尝试。 相似文献
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中国城市群空间结构的稳定性分析 总被引：9，自引：1，他引：8
应用中心地理论,引入中心性指数和分形网络维数等方法以及GIS格网化技术,按照交通原则,即K ＝4作为参照系,采用2004年基础数据,对由160个地级市和700多个县级市构成的28个城市群及其空间结构的稳定性进行了定量测度。结果显示：① 中心性指数越大的城市群,其空间结构稳定性越强;② 中心性指数越大,与中心地结构相似性程度越高,空间稳定性越强;③ 网络维数越大,城市群空间结构稳定性越强;④ 点列数越长的城市群空间结构稳定性越强;⑤ 依据中心性指数大小,可将中国城市群划分为单核分割型、单核偏离型、单核集中型、双核平衡型和双核偏离型共5大类型;⑥ 根据半升梯形模糊隶属度函数模拟结果,将中国城市群空间结构稳定性划分为强稳定型、较强稳定型、中等稳定型、弱稳定型和不稳定型共5个等级;⑦ 根据不同等级的城市群个数,认为中国城市群空间结构的稳定性相对较差。本文最后提出了技术应用、参数选择等方面存在的问题以及未来研究的重点。 相似文献
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河南省城镇体系空间优化研究 总被引：1，自引：0，他引：1
新型城镇化是引领河南省城镇体系整体加速发展的重要切入点,而城镇体系空间布局结构又是支撑新型城镇化发展的主要载体。首先,以河南省地级市、县级市、县城共126个单元为基本分析单位,采用城镇密度法和分形理论研究城镇体系的空间布局,结果显示:河南省城镇体系呈现城镇密度分布不均、中心指向性集聚等特征。其次,从豫中、豫北、豫西、豫东、豫南五大区域层面,采用不平衡指数法分析区域间城镇化差异,探讨土地、产业、经济、人口等要素的优化调控。最后,结合河南省新型城镇化、城市群等发展契机与机遇,提出科学规划城镇体系、合理调整空间布局、发挥区域自身优势、促进"三化"协调发展、加强生态城镇建设等空间优化的对策建议。 相似文献
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杭州城市形态和土地利用结构的时空演化 总被引：53，自引：3，他引：50
根据分形理论研究杭州1949~1996年间城市形态和土地利用结构的演化特征,发现杭州城市具有明确的自相似规律。研究表明,杭州城市形态和土地利用结构的分形性态逐渐变好,这与国外学者“演化的城市分形”观相互印证。各类土地形态的维数都小于整个城市形态的维数,从而证实了国内学者“城市化地区的分维大于各职能类土地空间分布维数”的理论推断。从时空变化来看,杭州城市形态的分维呈上升趋势,1996年接近Batty等提出的理论预期维数D = 1.71;居住用地、工业用地和对外交通用地的分维近20年来趋于增大,而教育用地和绿化用地的分维则有所减小。杭州市的分形演化和分维变化总体上揭示了城市自组织演化的特征,但工业用地维数的大幅度上升和绿化用地维数的下降显然暗示该城市在进化过程中的局部退化倾向。 相似文献
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城市异速标度研究的起源、困境和复兴 总被引：5，自引：0，他引：5
系统总结了城市异速标度研究的学术源流、量纲困境和现状特征,重点探讨了城市化异速标度分析的前景和意义。异速标度是城市研究的基本理论方法之一,该方法起源于20世纪50年代的生物学和一般系统论。由于量纲难题,城市异速分析经过一段时间的研究热潮之后趋于冷落;由于分维概念的引入,异速标度关系摆脱了量纲困境;由于相关领域的推动,城市异速分析方法复兴。异速生长和异速标度分析在城市形态、城市生态、城市性态、城市动态以及城市体系等诸多领域都有应用。如今,异速生长正在与分形和自组织网络理论相互融合,发展成为基于一般标度律的城市过程和格局的集成分析方法。由于城市化与城市形态、城市体系等方面的密切相关,异速标度分析极有前景的一个发展方向可能是城市化研究。城市化异速分析可望将不同类型的城市异速标度研究成果组织成一个完整的逻辑框架。 相似文献
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区域交通网络分形的DBM特征--交通网络Laplacian分形性质的实证研究 总被引：25，自引：3，他引：22
城镇体系在理论状态下的三角点阵格局暗示着现实中的交通网络在一定时空条件下具有ＤＢＭ模型的某些特征。从形态分析和维数对比两个方面论证了区域交通网络扔Ｌａｐｌａｃｉａｎ分形性质,认为可用ＤＢＭ模型模拟城镇体系－交通网络的形成和演化过程,从而揭示其动力学机制。 相似文献
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中国的就地城镇化被视为城乡界限淡化条件下人类聚落系统发生重大改变的证据之一。已有文献大多局限在城乡二元分析框架内,本文基于城乡界限淡化的背景建立县域就地城镇化模型,对河南省108个县市2006—2016年就地城镇化水平的整体格局、空间聚类和热点区域演化进行分析。研究结果显示：① 河南省大多数县市就地城镇化水平有了明显提升,但大部分县市仍处低水平发展阶段,就地城镇化水平相对差异呈扩大趋势。② 河南省就地城镇化空间演化特征明显,“L”形豫北-豫东板块就地城镇化先行区凸显,豫西整体城镇化水平虽低但发展后劲足,连片发展态势明显。③ 河南省县域就地城镇化全局自相关性十分显著,空间聚集倾向和空间近邻效应日益显现,但仅出现了小范围的高聚类区和低聚类区。④ 河南省县域就地城镇化的热点区、冷点区分布格局变化较大,但次冷区和次热区基本保持稳定状态。⑤ 基于极大似然估计的实证检验结果表明,基础设施建设水平、城镇就业规模、人口规模和财政支出水平等是影响河南省县域就地城镇化水平的重要因素。基于上述研究结论,本文提出应从加快推进户籍制度和就业创业制度改革、完善农业土地流转和征地补偿制度、加快城乡结合部新型农村社区建设等方面提升就地城镇化建设质量和水平。 相似文献