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哈长城市群城镇用地扩展进程及其驱动因素研究 总被引：2，自引：0，他引：2
以Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像为主要数据源,提取哈长城市群1990、2000、2010、2015 年4 个年份的建设用地信息,采用年均扩展指数、景观扩展指数、多距离空间聚类函数、空间分维度等对城镇用地扩展进程进行分析。结果表明,1990~2015年间,哈长城市群城镇用地增加57 321.47 hm2,增长率为21.05%,整体扩展强度呈上升趋势;空间扩展表现出以中心城市为核心的扩展模式,边缘式增长在各个时期均为主导增长方式;空间扩展聚集性总体表现出“先增强、后减弱”趋势,整体空间结构相对稳定。国家宏观政策、非农业GDP增量和第三产业GDP增量是影响哈长城市群城镇用地扩展的重要因素。GDP增量、非农业人口增量、第二产业GDP增量对城镇用地的扩展起阶段性作用;人均GDP增量与城市用地扩展相关性不显著。 相似文献
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本文提出一种基于随机森林的元胞自动机城市扩展(RF-CA)模型。通过在多个决策树的生成过程中分别对训练样本集和分裂节点的候选空间变量引入随机因素,提取城市扩展元胞自动机的转换规则。该模型便于并行构建,能在运算量没有显著增加的前提下提高预测的精度,对城市扩展中存在的随机因素有较强的容忍度。RF-CA模型可进行袋外误差估计,以快速获取模型参数;也可度量空间变量重要性,解释各空间变量在城市扩展中的作用。将该模型应用于佛山市1988-2012年的城市扩展模拟中,结果表明,与常用的逻辑回归模型相比,RF-CA模型进行模拟和预测分别能够提高1.7%和2.6%的精度,非常适用于复杂非线性特征的城市系统演变模型与扩展研究;通过对影响佛山市城市扩展的空间变量进行重要性度量,发现对佛山城市扩张模拟研究而言,距国道的距离与距城市中心的距离具有最重要的作用。 相似文献
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大都市区化是全球城市化进程中的普遍现象,研究大都市区域城市扩张进程对理解其未来增长趋势、区域可持续发展具有重要意义。大都市区土地扩张及区域间的对比分析,以及都市区发育过程中城市扩张的一般化空间模式还未被深入理解。论文选取东京、纽约和上海3个大都市区,获取1990—2015年间3期Landsat影像数据,使用梯度和格网分析法,采用城市土地密度函数和城市扩张指数,从建设用地数量变化及其时空分布、城市形态变化等方面,多角度对比分析各城市不同阶段建设用地增长的时空差异。结果表明：① 大都市区边界仍在不断扩展,建设用地在研究期内持续增长;20多年间东京、纽约和上海的建设用地面积分别增长了63%、53%和233%;上海一直处于高强度扩张状态,而纽约的城市扩张在后期几近停滞。② 大都市区建设用地密度从中心向外呈圈层递减式分布,城市核心区和边缘区半径的增长最明显;城市形态均趋向于紧凑。③ 新增建设用地时空异质性明显。东京的远郊新城不断建设,纽约一些尚有发展潜力的区域次中心仍在扩张但速率逐渐放缓,上海的核心区外围增长剧烈并逐渐向远城区推进。④ 大都市区域扩张先后经历高速期—缓慢期—停滞期,扩张进程表现为核心区膨胀—次中心及新城建设—逐步形成稳定的多中心结构。 相似文献
4.
基于遗传算法自动获取CA模型的参数 总被引：11，自引：1，他引：10
本文提出了基于遗传算法来寻找CA模型最佳参数的方法。CA被越来越多地应用于城市和土地利用等复杂系统的动态模拟。CA模型中变量的参数值对模拟结果有非常重要的影响。如何获取理想的参数值是模型的关键。传统的逻辑回归模型运算简单,常常用来获取模型的参数值,要求解释变量间线性无关,所以获取的城市CA模型参数具有一定的局限性。遗传算法在参数优化组合、快速搜索参数值方面有很大的优势。本文利用遗传算法来自动获取优化的CA模型参数值,并获得了纠正后的CA模型。将该模型应用于东莞1988~2004年的城市发展的模拟中,得到了较好的效果。研究结果表明,遗传算法可以有效地自动获取CA模型的参数,其模拟的结果要比传统的逻辑回归校正的CA模型模拟精度高。 相似文献
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快速城市化阶段济南城市空间扩展及驱动力研究 总被引：2，自引：0，他引：2
基于济南市1992年、2000年、2010年、2018年Landsat遥感影像数据，借助ArcGIS、ENVI等图像分析工具，提取济南城市建成区，从扩展速度、强度、分形维数、紧凑度、重心转移等方面探究济南城市空间扩展的时空变化过程、特征，运用地理加权逻辑回归方法对济南城市空间扩展驱动力进行分析。结果表明：① 济南城市空间扩展经历“中强低速”“高强中速”“低强高速”3个阶段，城市形态趋于稳定，城市形状呈现东西向条带状分布格局，紧凑度较差；② 1992—2018年济南城市空间向E、NEE、NE方向扩展最为显著，扩展方式以外延扩张与内部填充为主，城市空间分布重心东移态势明显；③ 济南城市空间扩展受多重驱动因子影响，主驱动因子为距城市建成区距离、距主要公路距离、地区生产总值、城镇化率、人口密度等。 相似文献
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The characteristics of oasis urban expansion and drive mechanism analysis: a case study on Ganzhou District in Hexi Corridor, China 总被引：1，自引：1，他引：0
HuaLi Tong PeiJi Shi GuoFeng Zhu April Pearson QianGuo Li YuanFeng Liu HaiLong Liu 《寒旱区科学》2015,7(3):282-292
Ganzhou District is an oasis city in the Zhangye Municipality of Gansu Province,China.Based on multi-temporal TM and ETM satellite remote sensing data in 1985,1996,2000,and 2012,and by using corrected figures of land use status over the same periods,the spatial area of Ganzhou District since 1985 was extracted with statistical methods,and urban spatial expansion was measured by quantitative research methods.The characteristics of spatial expansion of Ganzhou District were analyzed by urban expansion rate,expansion intensity index,compactness,fractal dimension,and the city center shift method.The results showed that the built-up area of Ganzhou District increased by 3.46 times during 1985–2012.The expansion in 1985–1996 was slow,during 1996–2000 it was rapid,and during 2000–2012 it was at a high speed.This city mainly expanded to the northeast and northwest.Government decision making had a decisive influence on urban expansion.Initially the expansion was uniform,but later the local transportation,economy,resources,population,and national policies factors had an obvious influence on urban expansion. 相似文献
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Yongjiu Feng 《International journal of geographical information science》2017,31(6):1198-1219
A novel generalized pattern search (GPS)-based cellular automata (GPS-CA) model was developed to simulate urban land-use change in a GIS environment. The model is built on a fitness function that computes the difference between the observed results produced from remote-sensing images and the simulated results produced by a general CA model. GPS optimization incorporating genetic algorithms (GAs) searches for the minimum difference, i.e. the smallest accumulated residuals, in fitting the CA transition rules. The CA coefficients captured by the GPS method have clear physical meanings that are closely associated with the dynamic mechanisms of land-use change. The GPS-CA model was applied to simulate urban land-use change in Kunshan City in the Yangtze River Delta from 2000 to 2015. The results show that the GPS method had a smaller root mean squared error (0.2821) than a logistic regression (LR) method (0.5256) in fitting the CA transition rules. The GPS-CA model thus outperformed the LR-CA model, with an overall accuracy improvement of 4.7%. As a result, the GPS-CA model should be a superior tool for modeling land-use change as well as predicting future scenarios in response to different conditions to support the sustainable urban development. 相似文献
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印度是人口仅次于中国的发展中国家,也是“一带一路”倡议的重要节点。印度正处于城市化快速发展阶段,分析印度城市化特征具有重要意义,而中国国内关于印度城市化和城市扩张的研究和报道相对较少。论文选取10个人口超过100万的印度城市,获取1990、2000和2014年基于Landsat影像的土地利用数据和人口数据,采用圈层分析法将城市划分为等间距的同心圆圈层后统计各圈层内建设用地密度,选取增长率、密度、强度以及景观指数指标对印度城市扩张进行多维度对比分析。研究发现：①城市土地扩张快于人口增长,1990—2000、2000—2014年土地年均增长率分别是人口年均增长率的3.27和2.43倍。②建设用地密度随着与城市中心距离增加而衰减,且在一定距离内快速下降;同圈层内建设用地密度随时间逐渐增加;城市以分散的方式向外扩张,城市形态变得更加松散,特别是在第二阶段(2000—2014年)。③建设用地斑块破碎化程度与城市扩张强度的空间变化相吻合。城市扩张最活跃区域与景观破碎度最严重区域都随时间不断向外推进,城市扩张对景观格局产生显著影响。在全球城市扩张背景下,研究结果将为理解城市扩张时空特征而提供印度样本,也将为研究其他地区城市扩张提供分析方法和思路。 相似文献
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中国城市私人汽车发展的时空特征及影响因素 总被引：3，自引：0，他引：3
选取中国235 个地级以上城市为样本,研究了1990-2009 年中国城市私人汽车拥有量演变的时空特征,并选取了9 个解释变量,使用1995-2009 年的面板数据,建立面板数据模型量化各影响因素的贡献率,分析各因素对城市私人汽车拥有量的作用机制。研究结果表明:① 中国城市私人汽车的发展呈现出一定的阶段性特点,并具有明显的空间集聚及区域分异特征;② 中国城市私人汽车发展的空间差异呈先增大后缩小的倒“U”形变动轨迹;2000 年后,中国城市私人汽车发展的空间差异出现了地带间趋异而地带内趋同的现象;③ 经济因素是私人汽车拥有量的决定性因素,私人汽车拥有量随人均收入的发展呈现出“S”形增长,城市化水平对私人汽车拥有量具有显著正效应,但对特大及巨大城市却产生了不显著的负效应;④ 城市空间扩张带来的城市规模增加会导致城市私人交通工具使用需求增大,当城市人口规模达到一定的临界值以上后,城市人口密度的增加能抑制私人汽车拥有量的增加;⑤ 城市公共交通及出租车的服务能力对私人汽车的增长有抑制作用,但并不显著,且随着城市规模的扩大,城市公共交通发展对私人汽车增长的抑制作用逐渐增强。 相似文献
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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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中国城市空间拓展与经济增长关系研究——以261个地级市为例 总被引：5，自引：2，他引：3
近年来,随着中国城市化进程不断加快,各地普遍出现了以低价出让农业用地,盲目投资房地产及城市基础设施,大规模兴建新城区为主要特征的城市蔓延现象。造成这种城市建成区低密度无序扩张的原因,除了不规范的城市用地转化机制外,很大程度上是源于对城市化与经济发展关系的不当认识。以全国261个地级市为例,基于1990~2010年城市社会经济发展数据,采用多元回归模型客观分析了中国城市土地蔓延与经济增长的关系。研究结果表明,在控制住城市固定资产投资、外商投资（FDI）、房地产泡沫效应等因素后,城市现有建成区面积及其扩展幅度与其人均国民生产总值并没有显著相关关系。也就是说,单纯追求城市建成区规模扩张并不能直接促进城市经济发展。 相似文献
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Tingting Xu Jay Gao Giovanni Coco 《International journal of geographical information science》2019,33(10):1960-1983
Accurate simulations and predictions of urban expansion are critical to manage urbanization and explicitly address the spatiotemporal trends and distributions of urban expansion. Cellular Automata integrated Markov Chain (CA-MC) is one of the most frequently used models for this purpose. However, the urban suitability index (USI) map produced from the conventional CA-MC is either affected by human bias or cannot accurately reflect the possible nonlinear relations between driving factors and urban expansion. To overcome these limitations, a machine learning model (Artificial Neural Network, ANN) was integrated with CA-MC instead of the commonly used Analytical Hierarchy Process (AHP) and Logistic Regression (LR) CA-MC models. The ANN was optimized to create the USI map and then integrated with CA-MC to spatially allocate urban expansion cells. The validated results of kappa and fuzzy kappa simulation indicate that ANN-CA-MC outperformed other variously coupled CA-MC modelling approaches. Based on the ANN-CA-MC model, the urban area in South Auckland is predicted to expand to 1340.55 ha in 2026 at the expense of non-urban areas, mostly grassland and open-bare land. Most of the future expansion will take place within the planned new urban growth zone. 相似文献
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Bangrong Shu Martha M. Bakker Honghui Zhang Yongle Li Wei Qin Gerrit J. Carsjens 《International journal of geographical information science》2017,31(7):1314-1333
Simulation models based on cellular automata (CA) are widely used for understanding and simulating complex urban expansion process. Among these models, logistic CA (LCA) is commonly adopted. However, the performance of LCA models is often limited because the fixed coefficients obtained from binary logistic regression do not reflect the spatiotemporal heterogeneity of transition rules. Therefore, we propose a variable weights LCA (VW-LCA) model with dynamic transition rules. The regression coefficients in this VW-LCA model are based on VW by incorporating a genetic algorithm in a conventional LCA. The VW-LCA model and the conventional LCA model were both used to simulate urban expansion in Nanjing, China. The models were calibrated with data for the period 2000–2007 and validated for the period 2007–2013. The results showed that the VW-LCA model performed better than the LCA model in terms of both visual inspection and key indicators. For example, kappa, accuracy of urban land and figure of merit for the simulation results of 2013 increased by 3.26%, 2.96% and 4.44%, respectively. The VW-LCA model performs relatively better compared with other improved LCA models that are suggested in literature. 相似文献
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伊朗位于“丝绸之路经济带”与“海上丝绸之路”的交汇点,了解伊朗的发展格局有助于帮助“一带一路”倡议更好地执行和实施。而城市又是一国经济发展的载体,因此,研究伊朗城镇空间的时空变化能够从宏观上了解伊朗,进而为今后两国的合作提供参考依据。此研究基于2000—2015年伊朗影像数据,利用数学统计、核密度、标准差椭圆分析方法,对伊朗城镇空间演变进行时空分析。研究结果表明：1）伊朗城市扩张力度逐年增加,经济发展困境并未对城市扩张速度造成较大影响。2）伊朗西部49.35%的国土分布着81.62%的城镇建成区。全国城镇建成区呈现出形似“蟹钳”的集群-不规则轴线型分布,即“一片区、上钳线、中钳线、下钳线”的空间分布格局。3）伊朗城镇空间分布在整体方向即分布重心上向西北方迁移,但具体形态上东北方影响力度更大。4）伊朗城镇空间分布存在区域不均衡性,但是这种不均衡性在时间序列上逐渐弱化。 相似文献
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系统开展城市扩张研究，是防治城市蔓延、促进城市精明增长的重要基础。利用文献研究法总结国内外城市扩张内涵与度量的研究进展，并对发展趋势进行评述。研究表明：城市扩张度量研究备受关注，成果产出呈逐年增长之势。从代表性论文发表情况来看，“刊源集中”、“稿源集中”特征明显，中、美两国城市扩张研究成果产出量大，国内学者仍需在提升成果影响力上持续发力。城市扩张内涵界定百家争鸣，但国内外学者已形成一定的共识，即城市扩张是对特定城市发展模式下城市形态的“现实性”描述。尽管已形成了“城市用地扩张”和“城市蔓延”两大代表性研究框架，城市扩张概念内涵仍需进一步完善。城市扩张度量研究成果丰硕，但已有指标和模型多从单一的“时间”或“空间”维度表征城市扩张时序演化规律或空间格局，新数据、新理论及新方法应用有望促进城市扩张度量“时空统计模型”研究。城市扩张度量实证涉及全球、国家、流域、城市群、城市、街道等多个尺度，中国成为城市扩张度量研究的热点区域。研究呼吁重视在充分顾及区域制度与社会经济状况及城市管理需求差异前提下的城市扩张内涵界定，强化城市扩张度量时空统计模型研究，积极推进微观尺度城市扩张度量及成果应用。 相似文献
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城市群视角下空间联系与城市扩张的关联分析 总被引：5，自引：3，他引：2
在城市群发展的不同阶段,城市扩张表现出不同的时空特征。从城市群视角研究城市扩张的时空规律,对于理解城市扩张与城市群网络化组织结构之间的复杂耦合关系具有重要意义。本文以长江三角洲城市群为例,基于交通网络、引力模型和空间句法模型,结合1980、1990、2000和2010年Landsat遥感影像提取建设用地扩张信息,计算城市扩张强度与速度指标;采用核心城市可达性与空间相互作用力强度分析城市的交通网络区位;采用空间句法模型计算城市交通网络的通达性和城市在城市群交通路网中的地位。结果表明：城市扩张强度与核心城市可达性、核心城市空间相互作用力强度、空间句法变量指标呈正相关关系。城市扩张速度与上述指标在第一阶段(1980-1990年)和第二阶段(1990-2000年)呈正相关关系;但在第三阶段(2000-2010年)整体表现为负相关,分布在城市群外围、交通路网联系程度较低的城市扩张速度更快,呈现出空间收敛的趋势。表明城市群中的城市空间联系在城市扩张中起到重要但又不断演变的作用,研究结果对于长三角城市群规划和其他城市群城市扩张调控具有借鉴意义。 相似文献
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The population of Africa is predicted to double over the next 40 years, driving exceptionally high urban expansion rates that will induce significant socio-economic, environmental and health changes. In order to prepare for these changes, it is important to better understand urban growth dynamics in Africa and better predict the spatial pattern of rural-urban conversions. Previous work on urban expansion has been carried out at the city level or at the global level with a relatively coarse 5–10 km resolution. The main objective of the present paper was to develop a modelling approach at an intermediate scale in order to identify factors that influence spatial patterns of urban expansion in Africa. Boosted Regression Tree models were developed to predict the spatial pattern of rural-urban conversions in every large African city. Urban change data between circa 1990 and circa 2000 available for 20 large cities across Africa were used as training data. Results showed that the urban land in a 1 km neighbourhood and the accessibility to the city centre were the most influential variables. Results obtained were generally more accurate than results obtained using a distance-based urban expansion model and showed that the spatial pattern of small, compact and fast growing cities were easier to simulate than cities with lower population densities and a lower growth rate. The simulation method developed here will allow the production of spatially detailed urban expansion forecasts for 2020 and 2025 for Africa, data that are increasingly required by global change modellers. 相似文献
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Amin Tayyebi Phillips Christian Perry Amir Hossein Tayyebi 《International journal of geographical information science》2014,28(4):639-659
This paper presents an urban growth boundary model (UGBM) which utilizes spatial logistic regression (SLR), remote sensing, and GIS to simulate the differentially expanding geometry of a dynamic urban boundary over decadal time periods. SLR is used as the core algorithm in a UGBM quantifying how biophysical factors influence the rate at which all edges of an urban boundary expand over time. Spatial drivers selected from a raster-based environment are used as input predictor variables to the SLR UGBM, the output response variable being the distance between time-separated urban boundary intersections along arcs extending radially from a point centered at the urban core relative to the maximum distance. Percent area match (PAM) quantity and location goodness-of-fit metrics, fit of the predicted distance versus observed distance, and the sensitivity of the SLR UGBM to the contribution of each predictor variable are used to assess the agreement between predicted and observed urban boundaries. The model is built, tested, and validated using satellite images of the city of Las Vegas, United States of America, collected in 1990, 2000, and 2010. We compare urban boundary simulation of full and reduced SLR UGBMs to a null UGBM lacking in specificity of predictor variables. Results indicate that the SLR UGBM has a better goodness of fit compared to a null UGBM using PAM quantity and location goodness-of-fit metrics. Then, we use the SLR UGBM to predict urban boundary expansion between the years 2000 and 2010 and describe how this model can be used to plan ahead for future boundary expansions given what is known about current edge conditions. 相似文献
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多中心城市群土地利用/覆被变化地学信息图谱研究——以长株潭城市群为例 总被引：1，自引：0，他引：1
多中心城市群具有交通网络发达、功能联系密切、空间多维复合等特征,其土地利用/覆被变化（LUCC）是一个相当复杂的过程。采用地学信息图谱方法,探索城市群LUCC数量结构与时空格局一体化耦合机理,研究用地变化与区域发展互动关系,有助于深入揭示多中心城市群土地利用时空演变规律,为同类城市群的国土空间规划和健康发展提供参考。本文以典型案例长株潭城市群为例,构建1995—2015年四个时期地学信息图谱,并耦合重心转移模型,在总体量化分析基础上,重点从城际与城乡视角深入解析城市群土地利用时空变化特征和一体化发展态势。研究结果表明：① 土地利用总体动态加速演变。四期建设用地扩张年动态度分别为1.06、4.10、2.21和7.39,转移强度动态增加,耕地和林地呈加速减少态势。② 城际与城乡地类图谱转移呈现多维演变。图谱“15（耕地→建设用地）、25（林地→建设用地）、45（水域→建设用地）”重心由株洲城区（Ⅰ 期）向长沙城区（Ⅱ 期和Ⅲ 期）再向湘潭城区（Ⅳ期）迁移,经历“相对均衡-长沙加速崛起-有机均衡”和“城市加速集聚-城乡相对均衡”演变过程。③ 近年来,城际转移强度差异缩小,转移结构分异增加,区域主体功能逐步凸显。同时,外围区县加速发展,城乡一体化水平明显提升。④ 城市群土地利用涨落势图谱与经济社会一体化发展高度耦合,同时耕地保护与高质量发展有待加强。 相似文献