基于GIS的北京城市土地利用扩展模式
基于GIS与ANN的土地转化模型在城市空间扩展研究中的应用_以北京市为例
北京大学学报(自然科学版),第44卷,第2期,2008年3月Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis ,V ol.44,N o.2(Mar.2008)基于GIS 与ANN 的土地转化模型在城市空间扩展研究中的应用———以北京市为例徐颖1,2 吕斌1,1北京大学城市与环境学院,城市与区域规划系,北京100871;2中国城市规划设计研究院,北京100044;通讯作者,E 2mail :lubin @摘要 结合GIS 强大的空间分析功能与人工神经网络(ANN )处理非线性适应性信息的独特能力建立一种土地转化模型(land trans formation m odel ,LT M ),用以定量分析城市土地扩展与社会、政策、环境等因子之间关系,并基于此对城市空间扩展的动态进行模拟与预测。
LT M 模型的运行主要分为3步:因子选取与数据预处理;建立人工神经网络并输入数据对其进行训练与仿真;应用PI D 法对人工神经网络的输出进行分析,同时在GIS 平台上模拟出城市扩展的动态分布。
选取相应的影响因子并运用该模型对北京市的城市扩展进行实证模拟检验与预测,结果表明此LT M 模型确实提供了一种定量分析和预测城市空间扩展的方法,能够为城市规划与城市发展政策的制定提供重要的科学参考。
关键词 城市空间扩展;土地转化模型(LT M );GIS;人工神经网络(ANN )中图分类号 X 321Application of Land Transformation Model B ased on GIS and ANN :A C ase Study of Beijing ,ChinaX U Y ing1,2,L ΒBin1,1Department of Urban and Regional Planning ,C ollege of Urban and Environmental Sciences ,Peking University ,Beijing 100871;2China Academy of Urban Planning and Design ,Beijing 100044;C orresponding Author ,E 2mail :lubin @Abstract The land trans formation m odel (LT M ),which couples geographic systems (GIS )with artificial neural netw orks (ANN )to simulate and forecast urban spatial growth is ing ANN with its highly intelligent function ,LT M can make a quantitative analysis on the relationship between s ocial ,political ,environmental factors and urban growth ,and then give a prediction of urban spatial expanding.The main approach of LT M includes three steps :first ,select s ome appropriate im pact factors and pretreat them ;second ,set up Artificial Neural Netw ork and train ;third ,input all factors data and gain the prediction result.A map of urban growth probability was calculated and used to predict future urban patterns.Then ,Beijing which underwent a rapid urbanization in the past years is selected as the research area ,and it shows that this LT M has a g ood efficiency and it is a useful tool for simulating urban growth.K ey w ords urban spatial expanding ;land trans formation m odel (LT M );GIS;artificial neural netw ork (ANN ) 收稿日期:2007203231;修回日期:2007212210 伴随着人类世界迈入新的千年,城市化被认为是全球范围内已经普遍存在的重要现象[1],尤其在发展中国家和地区正普遍经历着快速城市化的过程。
基于GIS的北京城市土地利用扩展模式
规划建设国家级高新技术开发试验区昌平园区和北京经济技术开发区而获得良好的发展机
遇。
3. 2. 2 工业用地扩展的空间分异。区域工业用地的总体年均扩展强度指数为 0. 43, 是城镇
用地的 3倍 , 平均值为 0. 57, 标准方差为 0. 65。 如图 1b所示: ① 工业用地扩展的空间分
布相对比较均匀。 在区域 155个空间单元中 , 有 109个属于中速、 低速及缓慢扩展等中间
表 1 北京城市土地利用面积及扩展速度 ( 1982～ 1997) (单位: km2 ) Tab. 1 The area and growth rate of urban land use in Beijing ( 1982～ 1997)
土地利用 类 型
1982年 面积
1992年 面积
1997年 面积
(中国科学院地理科学与资源研究所 , 北京 100101)
摘要: 采用 G IS空间分析技术 , 对 1982～ 1997年期间北京城市土地 利用扩展的时空过 程进行 空间 聚类和历史形态分 析。 证实工业用地 的高速外向 扩展是北京 城市土地 利用规模 “超 常膨 胀” 的主要原因 ; 揭示城市土地利用扩展的空间分异规 律 , 阐 明城市土地利用扩展中心和扩展 轴的时空迁移模式。 关 键 词: 城市土地利用 ; 扩展强度指数 ; 空间分异 ; GI S; 北京 中图分类号: F301. 24; F293. 2; N 945. 1 文献标识码: A
20世纪 80、 90年代在我国兴起的 “开发区热”、 “房地产热” 造成了巨量的土地浪费、 资金沉淀及繁多的社会、 生态问题 , 引起了国内国际社会的注意 [ 1, 2] , 以致于国家不得不在 1997年采取全面冻结审批新增城市建设用地一年的断然措施。 历史教训警戒我们 , 必须切 实加强对城市土地利用的理论和实证研究 , 严格根据城市土地利用扩展的时空规律来制定 相关政策并指导开发活动。否则 , 任何主观臆断性的决策均可能产生极为严重的后果。 GIS 技术能够为城市研究的海量空间信息管理、 分析、 模拟等提供强有力的技术支持 [3]。本文利 用 GIS技术对北京市 1982年、 1992年和 1997年 3个时期的土地利用进行空间聚类和历史 形态分析 , 旨在探索北京城市土地利用扩展的时空分异规律与模式。
GIS技术在城市规划中的实际应用案例分析
GIS技术在城市规划中的实际应用案例分析城市规划是指在现代城市化进程中，通过科学运用规划理论和方法，对城市进行设计、建设、管理、发展的过程。
而GIS技术，即地理信息系统技术，是一种将地理空间数据与普通数据相结合，进行管理、分析和可视化的技术工具。
在城市规划中，GIS技术的应用正日益广泛，为决策制定和资源管理提供了重要的辅助支持。
本文将通过分析几个具体的案例，探讨GIS技术在城市规划中的实际应用。
1. 基于GIS的土地利用规划土地利用规划是城市规划的核心内容之一，通过科学的土地利用规划，可以实现城市资源的最优配置和空间布局的合理化。
在过去的传统土地利用规划中，规划师主要依靠纸质地图和统计数据进行分析。
然而，这种方式存在信息不全、更新不及时等问题。
借助GIS技术，规划师可以利用高精度的遥感影像和实时数据，准确地收集和分析土地利用现状，为规划决策提供科学依据。
例如，广州市在编制土地利用总体规划时，利用GIS技术对不同区域的建设用地、农用地和自然保护地进行分类，从而确保土地利用的科学性和可持续性发展。
2. 基于GIS的交通规划交通规划是城市规划中的重要组成部分，关系到城市交通的流畅性和效率。
传统的交通规划主要依赖于经验和统计数据，限制了规划师对城市交通的精确分析和决策。
而利用GIS技术，规划师可以通过数据的可视化、空间分析和模拟仿真等功能，更全面、准确地评估交通系统的状况，预测未来的交通需求。
以新加坡为例，该国政府利用GIS技术开发了智能交通系统，通过实时数据监测和分析，实现了交通拥堵的智能管理，提升了城市交通的效率和便利性。
3. 基于GIS的环境规划环境规划是城市可持续发展的重要方面，涉及到自然资源保护、生态环境改善和环境污染控制等问题。
在传统的环境规划中，规划师主要依靠文字描述和统计数据进行分析。
然而，这种方式难以直观地展示环境问题的空间分布和变化趋势。
通过GIS技术，规划师可以整合并空间化各种环境数据，为环境问题的分析和决策提供科学依据。
b8城市扩展模型 — 以北京城市扩展模拟为例
本文为自本人珍藏版权所有仅供参考都市区城市扩展模型—以北京城市扩展模拟为例1 引言大都市区是指一定规模的中心城市和与中心城市具有紧密社会经济联系的外围地域。
当城市规模较小时，城市功能的对应空间主要集中在中心区和建成区；而当核心城市的焦聚超过一定的门槛规模时，核心与周围地域的空间相互作用将产生具有一体化特征的紧密联系区，即大都市区[1]。
事实上，从空间上看，中国近20多年的城市化过程主要可以概括为2大类，一是新兴城市的发展兴起，一是原有大城市在改革开放背景下的快速发展，并在部分地区形成大都市区和都市连绵区[2]。
后者与前者相比，在中国的城市化进程中也是普遍存在的，而且无论是空间形态，变化过程，驱动机制还是后果影响都比前者更为复杂[1]，同时已有的研究表明，随着中国城市化进程的进一步深入发展，大都市将成为中国城市化进程中最引人注目的地区，同时也是中国未来城市化最具有活力的地区[3]。
因此，开展大都市区城市化过程中的土地利用/覆盖变化研究，认识其格局特征和演变过程，并在此基础上进行有效的模拟、预测，从而最大限度地降低城市化过程的风险水平，促使城市化与社会经济的协调发展，已经成为了当前区域土地利用/覆盖变化研究的重要内容[4]。
CA是一种时间、空间、状态都离散， (空间上的) 相互作用和 (时间上的) 因果关系皆局部的格网动力学模型，它“自下而上”的研究思路，强大的复杂计算功能、固有的并行计算能力、高度动态特征以及具有空间概念等特征，使得它在模拟空间复杂系统的时空演变方面具有很强的能力，在地理学研究中具有天然优势[5]。
其中，CA在城市增长、扩散和土地利用演化的模拟方面研究最早，最为深入，同时也是当前CA应用的热点[5]。
Tobler在20世纪70年代认识到CA在模拟地理复杂现象方面的优势，首次正式采用CA的概念来模拟当时美国5大湖区底特律城市的迅速扩展[5]。
随后，Coucleis的工作使人们看到了应用CA进行城市模拟的巨大潜力[6,7]，引起了人们应用CA开展城市模拟的极大兴趣。
基于GIS的城市土地使用变化分析
基于GIS的城市土地使用变化分析随着城市化进程的加速，城市土地使用也面临着愈加复杂的状况，对土地使用变化进行分析显得愈发重要和紧迫。
基于GIS的城市土地使用变化分析，能够很好地对土地利用进行了解和优化，为可持续城市发展提供有益的指导。
一、GIS在土地使用变化分析中的应用地理信息系统（GIS）的应用，让城市土地的使用变化分析变得更加准确和便捷。
GIS具有数据的精度高、处理速度快等优势，可以获取大量的地理信息数据，开展多维度、多角度地观测和分析土地使用变化。
例如，GIS可以通过空间分析算法，测量出城市土地利用的变化幅度，提供土地利用变化图像和数据。
同时，GIS 还可以利用地图制作技术，进行不同时间段下土地利用变化的综合对比，评估土地变化趋势和未来发展趋势。
此外，GIS还能够具备地图可视化分析功能，使你能基于结果进行地图制作和投影。
二、基于GIS进行城市土地使用变化分析的必要性城市土地的使用变化带来了多个方面的问题，例如城市扩张过程可能对生态环境和资源保护、土地土地利用和资源配置、归属及其稳定产生负面影响。
在这个背景下，开展基于GIS的城市土地使用变化分析是至关重要的。
基于GIS的土地使用变化分析可以从地图、宗地、设计和特定功能出发，全面观测和研究土地利用的变化情况，从而为城市土地利用规划和管理提供更加准确的支持。
通过GIS分析得到的数据也能够导出图像和图表，可直观简单地呈现出土地利用规划中的问题，帮助专业人士在线上进行实时交流，提高项目管理精度和决策效率。
三、利用GIS实现城市土地使用变化分析的主要方法基于GIS的土地使用变化分析方法常常与空间分析算法融为一体，主要包括以下几个步骤：1. 数据采集：首先需要收集城市土地利用信息，包括土地分布、面积变化、用途等。
在这个过程中，需要利用卫星影像、图纸资料、地籍档案、实地巡查等多种手段，获取尽可能多的土地利用信息。
2. 数据预处理：将采集的土地利用资料转换为GIS数据，进行数据清理、重构、转换、归一化等预处理，以利于数据可视化和存储。
基于GIS的城市空间扩张分析与规划
基于GIS的城市空间扩张分析与规划城市空间扩张是指城市范围的扩大和向外延伸的过程。
随着人口增长和经济发展的需要，城市不断向外扩张，形成新的城市区域。
而城市规划是指利用城市空间资源，通过合理布局和规划，达到提高城市生活质量和经济效益的目的。
基于地理信息系统（GIS）的城市空间扩张分析与规划具有重要意义。
GIS是一种可以将空间数据与属性数据相结合的技术，可以帮助分析和管理地理空间信息。
利用GIS技术对城市空间扩张进行分析和规划，可以更加精确地了解城市的空间特征和发展趋势，为合理布局和科学规划提供支持。
首先，基于GIS的城市空间扩张分析可以通过空间数据分析，揭示城市扩张的规律和趋势。
GIS可以将不同时间点的城市空间数据进行叠加和比较，通过空间分析工具可以计算出不同时间段内的城市扩张速度和方向，进而揭示城市扩张的趋势。
例如，可以通过分析城市人口增长速度和土地利用变化情况，来预测未来城市扩张的方向和规模。
这些分析结果可以为城市规划部门提供科学决策依据，避免不合理的城市发展。
其次，基于GIS的城市空间扩张规划可以通过空间数据分析，提供优化城市发展的方案。
利用GIS技术可以建立城市空间模型，将不同类型的空间数据进行集成和分析，从而找到最优的城市发展路径。
例如，可以通过分析交通网络的布局和人口分布情况，来优化城市各个区域的交通连接，减少交通拥堵和资源浪费。
同时，还可以通过分析土地利用的合理性和生态环境的保护程度，提供合理的城市发展方案，实现经济效益和生态环境的双赢。
此外，基于GIS的城市空间扩张分析还可以帮助评估城市发展对环境的影响。
随着城市扩张，环境问题也日益突出。
利用GIS技术可以将环境数据与空间数据进行叠加和分析，通过空间分析工具可以计算出城市扩张对环境的影响程度，并找到相应的环境保护措施。
例如，可以通过分析土地利用的变化和生态系统的破坏程度，评估城市扩张对水资源、大气污染和生物多样性的影响，为环境规划和资源保护提供依据。
基于GIS的土地利用规划优化研究
基于GIS的土地利用规划优化研究引言：随着城市化进程的不断加快，土地资源的合理利用和规划显得尤为重要。
而地理信息系统（GIS）作为一种强大的工具，为土地利用规划提供了有效的技术支持。
本文将探讨基于GIS的土地利用规划优化研究，旨在通过空间分析和模型构建，实现土地利用的合理布局，提高土地资源的利用效率。
一、GIS在土地利用规划中的应用1.1 土地利用规划的背景和意义土地利用规划是指根据城市发展的需要，合理规划和利用土地资源，以实现经济、社会和环境的协调发展。
它对于保障城市可持续发展和提高人民生活质量具有重要意义。
1.2 GIS在土地利用规划中的作用GIS可以将地理空间信息与属性信息进行整合，通过空间分析和模型构建，为土地利用规划提供科学依据和决策支持。
它可以帮助规划者更好地了解土地资源的分布情况、利用状况和潜力，为规划的制定和实施提供参考。
二、基于GIS的土地利用规划优化方法2.1 数据采集与处理在进行土地利用规划优化研究时，首先需要收集和整理相关的地理空间数据，包括土地利用现状、土地类型、土地所有权等信息。
然后，通过GIS软件对数据进行处理和分析，提取有用的信息和特征。
2.2 土地利用评价土地利用评价是指对土地资源进行综合评价，确定其适宜的利用方式和强度。
通过GIS的空间分析功能，可以对土地资源进行定量评价，如基于土地适宜性评价模型，计算出各个土地单元的适宜度指数，从而为土地利用规划提供科学依据。
2.3 土地利用模拟与优化基于现有的土地利用现状和规划要求，可以使用GIS的模型构建功能，建立土地利用模拟模型，模拟不同规划方案下的土地利用变化过程。
通过对比不同方案的优劣，选择最优的土地利用规划方案，实现土地利用的优化。
三、基于GIS的土地利用规划优化案例研究3.1 城市土地利用规划优化案例以某城市为例，通过GIS技术对城市土地利用进行优化规划。
首先，收集城市土地利用现状数据和规划要求，建立土地利用评价模型，评估各个土地单元的适宜度。
基于 GIS 的北京市土地一级开发规模及模式研究
１ ０ ０ ０ ８ ３ ）
（ 北 京城 市 学院 北 京
摘
要 ：土地一级开发是整合城 乡土地市场 的首要环节 。本文 利用 Ｇ Ｉ Ｓ的空间分析功能 ，根据北京城市 总体规
划划定的建成区范 围 ，分析 了规划期 内北京市 土地一 级开 发总量 及分 布情况 。结 合一 级开 发范围 内的土地 利用 现
管制前提下 ，允许农村集体 经营性建设用地 出
约６ ４ ０ 平方公里 ，其余 为独立开发 区及镇 区用
收 稿 日期 ：２ ０ １ ３年 １ ０月 ２ 日
作者简介 ：孟
媛 （ １ ９ ８ ２一） ，女 ，北京人 ，北京城 市学 院副教 授 ，博士 ，研 究 方 向：土地资 源管 理 ，土
地利用规划 。
引 言
长期 以来 ，我 国所 实行 的 土 地 社 会 主 义 公 有 制包 括 国家 所 有 和 农 民集 体 所 有 两 个 形 式 。 土 地一 级 开 发 ，是 指 在 土 地 出 让 前 ，对 土 地 进
让 、租 赁 、入 股 ，实 行 与 国 有 土 地 同 等 人 市 、
骆社周 （ １ ９ ７ ９一） ，男 ，河南人 ，北 京城 市学 院副教 授 ，博 士后 ，研 究方 向 ：遥 感与地 理信 息
系统的应用 。
王丽明 （ １ ９ ７ ３一） ，女 ，河北人 ，北京城市学 院讲 师 ，博士 ，研究方 向： 自然地理 ，人文地理 。 资助项 目：北京市教委 ２ ０ １ ３年 民办教 育发展促进项 目 “ 北京城市学 院校 内创 新实践基 地建设 ” ；北京 市青
年英才计划资助 。
基 于 ＧＩ Ｓ 的 北 京 市 土 地 一 级 开 发 规 模 及 模 式 研 究
《2024年基于GIS的北京城市土地利用扩展模式》范文
《基于GIS的北京城市土地利用扩展模式》篇一一、引言北京作为中国的首都，其城市发展与土地利用的扩展模式具有极高的研究价值。
随着城市化进程的加速，土地利用的扩展模式不仅关系到城市的空间布局和规划，还与生态环境、经济发展、社会民生等密切相关。
地理信息系统（GIS）作为一种强大的空间分析工具，为研究城市土地利用扩展模式提供了新的方法和视角。
本文以北京为例，基于GIS技术，对北京城市土地利用扩展模式进行深入研究。
二、研究区域与方法1. 研究区域本研究以北京市为研究对象，选取了近十年的土地利用数据，包括土地利用类型、面积、空间分布等信息。
2. 研究方法（1）数据收集：收集近十年的北京土地利用数据，包括遥感影像、土地利用规划、土地利用现状等。
（2）数据处理：利用GIS软件对数据进行处理，包括图像校正、配准、分类等。
（3）空间分析：运用GIS的空间分析功能，对土地利用数据进行空间分析，包括空间分布、扩展趋势、扩展速度等。
（4）模型构建：根据空间分析结果，构建土地利用扩展模式模型。
三、北京城市土地利用现状及扩展趋势1. 土地利用现状北京土地利用类型主要包括建设用地、农业用地、生态用地等。
其中，建设用地占比逐年上升，农业用地和生态用地占比逐年下降。
2. 扩展趋势从空间分布上看，北京城市扩展呈现出向心性和多中心化并存的趋势。
一方面，城市中心区域的用地不断扩大，另一方面，城市周边的新城区、卫星城等也迅速发展。
从时间序列上看，北京城市土地利用扩展速度逐年加快。
四、基于GIS的北京城市土地利用扩展模式分析1. 空间分布模式通过GIS的空间分析功能，可以发现北京城市土地利用扩展在空间上呈现出一定的规律性。
城市中心区域的用地类型主要为建设用地，随着距离城市中心的距离增加，农业用地和生态用地的比例逐渐增加。
同时，城市周边的新城区、卫星城等也形成了相对独立的土地利用中心。
2. 扩展速度与方向通过对比近十年的土地利用数据，可以发现北京城市土地利用扩展速度逐年加快。
基于GIS空间分析技术的城乡建设用地扩展边界规划方法研究
基于GIS空间分析技术的城乡建设用地扩展边界规划方法研究何春阳;贾克敬;徐小黎;李景刚;赵媛媛【摘要】研究目的:针对当前土地利用总体规划中建设用地扩展边界划定方法研究较为薄弱的现状,发展了一种基于GIS空间分析技术的建设用地扩展边界划分方法.研究方法:在利用数学模型定量确定建设用地扩展边界内建设用地总量的基础上,充分发挥GIS强大的空间分析功能,综合考虑区域环境敏感性和建设用地适宜性,"自下而上"、直观定量地确定区域建设用地扩展边界.研究结果:规划的建设用地弹性边界与北京2004-2020年城市总体规划中确定的"两轴-两带-多中心"的城市布局基本吻合,具有一定的合理性.研究结论:该方法具有一定的可靠性和应用前景.如果能够在该方法定量确定的区域建设用地扩展边界的基础上,结合区域地形地貌、河流等自然边界和交通、绿化隔离带等人工边界,进一步综合修改完善,将有可能明显提高当前土地利用总体规划中建设用地扩展边界划分的科学性.【期刊名称】《中国土地科学》【年(卷),期】2010(024)003【总页数】7页(P12-18)【关键词】土地规划;建设用地扩展边界;GIS空间分析;北京【作者】何春阳;贾克敬;徐小黎;李景刚;赵媛媛【作者单位】地表过程与资源生态国家重点实验室,北京,100875;北京师范大学资源学院,北京,100875;中国土地勘测规划院,北京,100035;中国土地勘测规划院,北京,100035;中国水利水电科学研究院遥感技术应用中心,北京,100044;地表过程与资源生态国家重点实验室,北京,100875;北京师范大学资源学院,北京,100875【正文语种】中文【中图分类】F301.21 前言2009年5月，国土资源部办公厅下发《市县乡级土地利用总体规划编制指导意见》的51号文件（以下简称“51号文件”），明确了要在市县乡级土地利用总体规划中划定城乡建设用地规模边界、城乡建设用地扩展边界和禁止建设用地边界，以保证城乡建设用地的合理规划布局，并提出了建设用地布局与空间管制规划编制工作的具体要求。
基于遥感与GIS的中国城镇用地扩展特征
收稿日期：2002 -10 -22；修回日期：2003-03 -21 ． * 基金项目：中国科学院知识创新工程重大项目“国家资源环境数据库建设与数据共享”（编号：K ZCX2-308）、“国土环境遥感时空信 息
分析与数字地球相关理论技术预研究”（编号：KZCX1 -Y -02）资助 ． 作者简介：田光进（19 70-），男，山东沂水人，博士后，主要从事遥感、GIS、土地利用、景观生态学等方面的研究 ．E -m ail：tianguangji n＠s in
自然区代码
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自然区名称
东北平原 辽东胶东山地丘陵 三江平原 三河山前丘陵平原 大兴安岭 华北平原 鲁中山地丘陵 华北山地丘陵 淮河及长江中下游平原 江南及南岭山地丘陵 粤桂闽丘陵平原 海南中北部和雷州半岛丘陵 海南南部低地 东北东部山地 内蒙古高原东部 内蒙古高原 晋中陕北甘东高原丘陵 兰州及河西东部丘陵平原 晋南关中盆地 汉中盆地 四川盆地 云贵高原 云南南沿谷地丘陵 阿尔泰山地 准噶尔盆地 伊梨盆地 塔里木盆地与吐鲁番盆地 青藏高原
摘 要：利用中国 1990—2000 年土 地利 用矢 量数 据和 自然 区划 图，将 中国 分 为 6 级城 镇 用地 区。 第一级城镇 用地分类包 括辽东胶东 山地丘陵、华北平原、鲁中山地丘陵、淮河及长江中下游平原、粤 桂闽丘陵平 原、华北山地丘陵。这些地区城镇用地比重 高，城 镇扩 展速度 快，城镇扩 展面积 占全国 城镇扩展面积的 71.47 ％，城镇扩展造成耕地面 积减 少占全 国的 69 .88％；其 中华北 平原占 全国的 24.54 ％，淮 河 及 长 江 中 下 游 占 20. 15％。 城 镇 扩 展 占 用 的 主 要 是 耕 地 资 源，占 其 扩 展 面 积 的 78.96 ％；其次农村居民点 用地占 10.2 ％，林 地占 4.48 ％，草 地占 2.6％，水体 占 1.56％，独 立工矿 用地占 1.43％，未利用地占 0.77％。城镇居民点用地 扩展占 用大 量的耕 地资源，从 而造成 耕地资 源的大量减 少，威胁中国的粮食安全。 关 键 词 ：遥感；GIS；中国；城镇扩展；空间特征 中图分类号 ：TP79；F301 ．2 文献标识码：A
基于GIS的土地资源利用现状分析与优化研究
基于GIS的土地资源利用现状分析与优化研究以地理信息系统（GIS）技术为基础，土地资源利用现状分析及优化研究已成为国内外学术界关注的热点和政府部门的研究重点。
本文将探讨如何利用GIS技术实现土地资源的现状分析，并通过优化研究探讨如何更加合理地利用土地资源。
一、土地资源利用现状分析1. 土地资源现状概述土地资源是国家重要的生产资料，是现代经济社会的基础和保障。
然而，由于人口增长、城镇化进程加快、经济社会发展需要等原因，土地利用面临的问题日益突出，土地资源的空间利用和管理不合理，导致土地生态环境破坏、土地利用效益不佳的状况越来越普遍。
2. GIS技术在土地资源利用现状分析中的应用GIS技术将土地资源及相关数据按空间位置等信息进行分类、整合和分析处理，从而快速准确地反映土地资源分布情况，建立土地资源信息数据库，为土地资源利用现状分析提供更加可靠的数据。
（1）利用空间分析工具进行土地资源的分类、统计和制图工作，包括各类土地的面积、分布、用途、耕地率分布等，提取出不同类型的数据并进行可视化显示。
（2）利用遥感技术和其他数据源获取土地信息数据，包括土地类型、时间序列信息和其它气象气候信息等，通过数据处理，可以实现更加准确的无地面点的土地利用信息提取，为土地资源现状分析提供全面的支持。
（3）土地资源现状分析结果可以帮助政府监测土地利用变化，为城市规划、区域开发等提供数据支持，促进城乡和经济社会快速发展。
二、土地资源优化研究1.优化土地资源利用的重要性优化土地资源利用是指在不损害土地生态环境的前提下，通过改变土地利用方式，提高土地利用效益，促进经济社会持续发展。
优化土地资源利用不仅可以节约土地资源，提高土地永续利用能力，而且还可以促进土地经济价值的最大化。
2.基于GIS技术的土地资源优化研究方法（1）通过对土地资源利用现状分析结果的理解，对不同类型的土地资源进行分类，并制订相对应的优化策略，包括保护耕地、控制土地开发速度、合理利用工矿废地等。
基于GIS和Logistic回归的环首都经济圈土地利用变化机制研究
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｂａ ｅ ｎ ＧＩ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｌ ｇｓｉ ｅ ｒ ｓ ｄ ｌ ｈ ｒ ｉ ｇ ｆｒ ｅ ｆ ｌｎ ｓ ｈ ｎ ｅ ｉ ｃ ｎ ｍｉ ｏ ｅ ａｏ ｎ ａ ｉ ｌ ｓ ｄ ｏ Ｓ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ｏ ｉ ｃ ｒｇ ｅ ｓ ｍｏ ｅ，ｔ ｅ ｄ ｖｎ ｏ ｃ ｓ ｏ ａ ｄ ｕ ｅ ｃ ａ ｇ ｎ ｅ ｏ ｏ ｃ ｚ ｎ ｒ ｕ ｄ ｃ ｐｔ ｔ ｉ ａ ｄ ｓｒ ｔｗ ｒ ｎ ｙ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ，ｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｌ ｎ ｓ ｈ ｎ ｅ ｍａ ， ｏ ｉ － ｃ ｎ ｍｉ ａａ ｆ ｍ ０ ０ ｔ ０ ５ ａ ｄ ｂ ｓ ｅ ｇ ａ ｈ ｃ ｄ ｔ ｉｔ ｃ ｅ ｅ ａ ａ ｚ ｄ ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｓｎ ａ ｄ ｕ ｅ ｃ ａ ｇ ｐ ｓ ｃｏ ｅ ｏ ｏ ｃ ｄ ｔ ｒ ｉ ｌ ｈ ｏ ２ ０ ｏ ２ ０ ｎ ａ ｅ ｇ ｏ ｒ ｐ ｉ ａａ． Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｔａ ｒ ｂ ｅ ｌ ｎ ，ｗ ｏ ｌｎ ｎ ｒ ｓｌ ｎ ｈ ｎ ｅ ｍｏ ｅｓ ｈ ｖ ｏ ｄ ｆｔｅ ｓ ｌｖ ｌ ｎ ａ ｔｒ ｈ ｔ ａｅ ｓ ｌｃ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔａ ｌ ａ ｄ ｏ ｄ ａ ｄ ａ ｄ ｇ ａ ｓａ ｄ ｃ ａ ｇ ｄ ｌ ａ ｅ ｇ ｏ ｎ ｓ ｅ ｅ ，ａ ｄ ｍｅ ｆ ｃｏ ｓ ｔ ａ ｒ ｅｅ ｔ ｄ ｉ ｓ ａ ｉ ｍｏ ｅｓ ｈ ｖ ｉｈ ｐ ｒ ｎ ｎ ｅ ｗ ｔ ｅ ｒ ｌｔｄ ｌｎ ｓ ｈ ｎ ｅ ｍｏ ｅ ． ｈ ｒ ｂｅ ｌｎ ｈ ｎ ｅ ａ ｄ ｗ ｏ ｌ ｎ ｈ ｎ ｅ ａ ｆ ｃｅ ｙ ｔ ｒ ｅ ｄ ｌ ａ ｅ ｈｇ ｅｔ ｅ ｃ ｉ ｔ ｅａ ｅ ａ ｄ ｕ ｅ ｃ ａ ｇ ｄ １ Ｔ ｅ ａ ａ ｌ ａ ｄ ｃ ａ ｇ ｉ ｈ ｈ ｎ ｏ ｄ ａ ｄ ｃ ａ ｇ ｒ ｅ ｅ ｔｄ ｂ ｈ ｅ ｅ
北京城区土地利用变化研究
北京城区土地利用变化研究摘要: 本文以北京市城八区为研究区，基于rs和gis技术，利用1988年、1998年和2008年三期landsattm遥感数据，研究分析北京城八区近20年的土地利用变化特征。
以单一土地利用动态度、土地利用程度综合指数及土地转移矩阵作为指标，分析北京城区土地利用的动态变化情况，揭示该区的土地利用变化幅度、速度和土地利用变化的转移方向，最后结合研究区的自然环境、交通、社会及政策制度等因素对研究区土地利用变化的驱动力进行分析。
关键词：土地利用变化；单一土地利用动态度；驱动力分析；1．引言土地利用/覆盖变化（lucc）能体现人类活动的过程，对它的研究有助于增强对人类活动在全球变化中作用机制的认识。
土地利用/土地覆被变化(lucc)是全球变化研究的重要领域之一[1-4]。
我国正处于高速的城市化阶段，城市化的过程使得大规模的土地利用/土地覆盖变化发生。
因此，城市化背景下的土地利用/覆盖变化研究，正成为众多研究者关注的问题[3-5]。
北京作为我国的政治、经济和文化中心，吸引着愈来愈多的人口的涌进，对土地的需求也越来越多，势必影响城市的土地利用变化。
因此，近几十年来，对北京地区的土地利用/覆盖变化也受到广泛的关注，如何春阳、夏兵、牛树奎都对北京的土地利用变化情况做出了研究分析，但是研究的时间段多是截止到2002年左右，而如今城市都市化进程进一步加快，特别是北京又历经了2008年的奥运会，其适宜的条件受到越来越多人的青睐，导致土地需求量的增加，这也势必带来土地利用的剧烈变化。
2．研究区概况及数据处理2.1研究区概况北京市地处华北大平原的西北部，其东南部为平原，属于华北平原的西北边缘区；西部山地，为太行山脉的东北余脉；北部、东北部山地，为燕山山脉的西段支脉。
地理位置为北纬39°26′至41°03′，东经115°25′至 117°30′地处暖温带半湿润大陆性季风气候区，四季分明。
《2024年基于GIS的北京城市土地利用扩展模式》范文
《基于GIS的北京城市土地利用扩展模式》篇一一、引言北京作为中国的首都，其城市发展与土地利用模式的变迁是国内外广泛关注的焦点。
近年来，随着城市化的快速发展，北京土地利用扩展的模式与趋势日益凸显。
本研究利用地理信息系统（GIS）技术，对北京城市土地利用扩展模式进行深入探讨，以期为城市规划与管理提供科学依据。
二、研究方法与数据来源1. 研究方法本研究采用GIS技术，结合空间分析方法，对北京城市土地利用扩展模式进行定量与定性分析。
通过GIS的空间分析功能，对土地利用数据进行处理、分析和可视化，从而揭示土地利用扩展的时空特征。
2. 数据来源研究数据主要来源于北京市土地利用规划数据、遥感影像数据以及相关统计数据。
其中，土地利用规划数据用于分析土地利用现状与规划目标，遥感影像数据用于提取土地利用信息，相关统计数据用于验证分析结果的准确性。
三、北京城市土地利用扩展模式分析1. 土地利用现状与变化通过GIS空间分析，我们发现北京城市土地利用呈现出多中心扩展的趋势，中心城区的土地利用以居住、商业、工业为主，外围地区则以农业用地为主。
近年来，随着城市化的快速发展，中心城区的土地利用强度不断增加，居住用地、商业用地和工业用地不断向郊区扩展。
2. 扩展模式特征北京城市土地利用扩展模式具有以下特征：一是多中心扩展，即多个扩展中心同时向外扩展，形成多条扩展轴线；二是沿交通干线扩展，即扩展过程中沿交通干线形成新的发展区域；三是土地利用类型转换频繁，即不同类型土地利用之间的转换较为频繁。
3. 影响因素分析北京城市土地利用扩展模式受多种因素影响。
首先是经济因素，城市化进程的加快推动了土地利用的扩展；其次是政策因素，城市规划与政策导向对土地利用扩展具有重要影响；此外，人口因素、资源环境因素等也对土地利用扩展产生一定影响。
四、基于GIS的北京城市土地利用扩展模式分析结果1. 时空特征分析通过GIS空间分析，我们发现北京城市土地利用扩展在时空上呈现出明显的特征。
基于GIS的土地利用变化分析
基于GIS的土地利用变化分析随着城市化进程的不断推进，土地利用的变化成为一个重要的研究领域。
地理信息系统（GIS）作为一种重要的空间分析工具，已经被广泛应用于土地利用变化研究中。
本文将介绍基于GIS的土地利用变化分析的原理、方法以及应用。
一、GIS的基本原理GIS是一种利用计算机进行地理空间数据采集、存储、处理、分析和展示的技术系统。
它由硬件设备、软件工具和数据资源组成。
GIS的基本原理是通过地理空间数据的采集和管理，进行数据的叠加分析、空间关系的建模和地图的生成。
在土地利用变化分析中，GIS可以利用遥感影像、地理数据库和地理统计数据等数据源，对不同时期的土地利用情况进行比较和分析。
二、土地利用变化分析的方法1. 遥感影像处理：遥感影像是获取土地利用信息的重要数据源。
通过遥感影像的处理，可以提取出土地覆盖的信息，如建筑物、水体、植被等。
在不同时期的遥感影像中，通过对比不同土地被不同类型所覆盖的地区，可以分析土地利用的变化情况。
2. 空间数据叠加分析：GIS可以将不同的地理数据进行叠加分析，建立多层次的空间数据模型。
通过将土地利用数据和其他地理信息数据进行叠加，可以分析出不同时期土地利用的变化情况。
例如，通过叠加人口密度数据和土地利用数据，可以分析城市扩张对土地利用的影响。
3. 空间模型建立：在进行土地利用变化分析时，可以利用GIS建立空间模型。
空间模型可以将地理实体、地理过程和地理现象进行抽象和描述。
通过建立空间模型，可以定量化地分析土地利用变化过程中的空间关系和变化趋势。
三、基于GIS的土地利用变化分析的应用1. 城市规划：基于GIS的土地利用变化分析可以为城市规划提供科学依据。
通过分析不同时期的土地利用情况，可以预测城市未来的土地需求，以及土地利用的合理指导原则。
2. 生态环境保护：通过GIS技术，可以监测土地利用变化对生态环境的影响。
例如，可以分析农田面积的减少对生态系统的影响，进而提出相应的保护和修复措施。
基于GIS的土地利用规划与优化研究——以北京市为例
基于GIS的土地利用规划与优化研究——以北京市为例随着城市化进程的不断加快，城市土地资源日益紧缺，如何对土地进行有效的利用，成为城市发展面临的重要问题之一。
GIS技术的广泛应用，为土地利用规划和优化提供了有力的工具支持。
本文立足于北京市，探讨基于GIS的土地利用规划与优化的研究。
一、北京市土地利用现状北京市是中国的首都，拥有丰富的自然资源和文化遗产。
但是，由于城市人口的快速增长和经济的发展，北京市的土地利用面临着严峻的挑战。
据统计，目前北京市城市用地面积已经超过了1700平方公里，占全市土地面积的52.5%。
其中，居住用地面积最大，达到了1000平方公里，占用了全市土地面积的30%。
而且，由于城市土地资源的逐渐紧缩，土地利用效率不高，导致城市的空间利用率较低，造成了土地浪费和环境恶化等问题。
二、GIS在土地利用规划中的应用GIS作为一种空间数据管理和分析工具，可以有效地收集、处理和分析土地数据。
通过GIS技术，可以更加清晰地了解土地资源的现状和发展趋势，从而为土地利用规划和优化提供有力的支持。
1、土地利用现状分析GIS可以对土地利用现状进行详细的分析，包括土地类型、土地利用方式、土地利用强度等各个方面。
通过对土地现状的分析，可以更加清晰地了解土地的真实情况，为制定合理的土地利用规划提供依据。
2、土地利用规划制定GIS可以帮助制定土地利用规划，包括选址、用地分配、土地利用结构、土地利用方式等方面。
借助于GIS技术，可以更加准确地评估土地的可利用性，确定合适的土地用途，进而实现土地利用的最优化。
3、土地利用模拟GIS可以对土地利用模拟进行分析，对不同土地利用方式的影响进行评估。
通过GIS技术，可以模拟出不同的土地利用情况，从而评估不同的土地利用方式对环境和社会经济的影响，为制定合适的土地利用政策提供参考。
三、基于GIS的土地利用规划与优化实践基于GIS技术，北京市采用了一系列的土地利用规划和优化方案，使城市的土地利用更加高效、科学和合理。
基于GIS应用的城镇用地扩展规划研究
基于GIS应用的城镇用地扩展规划研究第一章引言城镇用地扩展规划，是指在城市现有建成区外，对周边空白地、农村集落、林地等用地进行重新规划，争取用地扩展。
随着城市化进程的不断加快，城镇用地需求迅速增加，规划编制越来越复杂，因此需要应用先进技术手段进行分析研究，以准确预测城市发展趋势，实现精细化的城镇用地扩展规划。
地理信息系统（GIS）现已广泛应用于城市规划领域，GIS分析模型具有高度的灵活性，可以通过对空间信息的投影分析实现对城市用地规划的优化和效益评估，实现城市用地扩展规划的科学性和可操作性。
本文将重点探讨基于GIS应用的城镇用地扩展规划研究，内容主要分为以下几个方面：1.城镇用地扩展规划研究的背景和意义；2.基于GIS应用的城镇用地扩展规划技术分析；3.基于GIS应用的城镇用地扩展规划实践案例分析；4.总结和展望。
第二章城镇用地扩展规划研究的背景和意义城镇用地扩展规划是指依据城市经济、社会、环境等发展需要，对城镇在现有建成区外用地进行新的规划，实现对城市用地的科学、有序的利用和扩展。
随着城市化进程的不断加速，城市面积逐年扩大，城市用地需求量也在逐年增加，同时在有限用地资源的条件下，城市用地资源的规划和利用也面临着许多挑战。
传统的城镇用地规划方案研究常采用模拟试算等方法进行分析，其结果并不总是能够充分考虑到区域空间上各种因素的相互作用，从而很容易造成基础数据变化后，规划方案需要重新修订的情况。
而GIS应用技术则是在空间信息基础上进行综合分析和决策制定的一种科学技术，能够从更全面地、系统地分析城镇个为规划要素，适用于城镇用地扩展规划的各个领域。
第三章基于GIS应用的城镇用地扩展规划技术分析GIS技术是通过建立一套相对完整的系统、对地理现象进行数据的采集、组织、管理、分析和展示，从而对自然地理和社会地理现象进行研究的一种科学技术。
地理信息系统主要包括系统技术、数据技术、软件技术等几个主要方面。
基于GIS应用的城镇用地扩展规划技术可以分为以下几个方面：1. 城镇用地扩展规划数据采集技术数据采集是应用GIS进行城镇用地扩展规划的首要步骤。
基于GIS的北京城市土地利用扩展模式
基于GIS的北京城市土地利用扩展模式基于GIS的北京城市土地利用扩展模式现代城市的发展离不开土地利用的合理规划和管理。
如何在越来越有限的土地资源下，实现城市的可持续发展是摆在我们面前的重要课题。
北京作为中国的首都和重要的国际大都市，面临着日益增长的人口和经济压力，土地利用问题尤为突出。
运用地理信息系统（GIS）技术，基于对北京城市土地利用扩展模式的分析研究，有助于我们更好地了解和管理土地资源。
一、GIS技术在城市土地利用中的应用地理信息系统（GIS）是一种将地理空间数据与相关属性数据进行整合、管理和分析的技术体系。
通过GIS技术，我们可以将大量的地理空间数据进行数字化处理，进行空间分析、可视化表达和模拟预测，从而为土地利用规划和管理提供科学依据。
在城市土地利用中，GIS技术可用于土地资源调查、土地规划设计、土地利用动态监测等方面。
通过现有土地利用的数据采集和整理，结合空间分析方法，我们可以了解城市不同区域的土地类型、面积和使用情况，并通过对历史数据的比对，预测土地利用的未来变化趋势。
二、北京城市土地利用扩展模式北京地域广阔，同时承载着经济、政治和文化的多重功能。
近年来，随着城市人口日益增长和经济的快速发展，北京的土地利用问题日渐凸显。
在分析北京城市土地利用扩展模式时，可从以下几个方面进行考虑：1. 人口增长和经济发展的驱动：北京是中国国家中心城市，各种政治、经济、文化和科技资源的集中，吸引了众多人口涌入。
这些人口的增长以及城市化进程的加快，推动了城市的土地利用需求。
2. 政策引导和规划布局：政府的规划和政策对土地利用扩展起着重要作用。
例如，规划布局中的“一核多区”思路，引导了城市发展向外围地区扩展，并通过综合交通规划、产业布局等方式，推动了土地利用的扩展。
3. 城市总体空间布局：北京市区内已经基本形成了“四环五中心”结构，而随着城市的发展，外围地区的重点发展区也逐渐显示出繁荣的迹象。
因此，城市总体空间布局对土地利用的扩展模式产生了重要影响。
北京城市扩展和耕地流失空间模拟与优化决策的开题报告
北京城市扩展和耕地流失空间模拟与优化决策的开题报告一、研究背景及意义随着城市化进程的不断加速，城市扩展对耕地的占用已经成为一个严重的问题。
特别是在中国这样一个以农业为主要生产方式的大国，城市扩展对耕地资源的侵占更是对国家粮食安全的直接威胁。
因此，研究城市扩展和耕地流失的模拟与优化决策具有重要的理论和实践意义。
二、研究目的和内容本研究的目的是通过建立数学模型来模拟城市扩展和耕地流失的过程，并利用优化算法对城市规划和土地利用进行决策优化。
具体研究内容包括以下几个方面：（1）构建城市扩展和耕地流失的数学模型，考虑到城市规划、自然地形、土地类型、人口发展等多个因素的影响。
（2）采用空间分析方法来分析城市扩展过程中的耕地流失情况，并对流失耕地的质量和数量进行评价。
（3）基于遗传算法、模拟退火算法等优化算法，对城市规划和土地利用进行优化决策，以达到最优化和可持续性开发的目标。
（4）以北京市为例，利用所建立的模型进行实证分析，评估不同的城市规划和土地利用方案的效果和潜在的环境风险。
三、研究方法和技术路线本研究将采用多种方法和技术来完成研究内容。
具体包括：（1）地理信息系统（GIS）技术：通过GIS技术构建数字高程模型、土地利用类型模型、城市人口模型等空间数据模型，以实现对城市扩展和耕地流失过程的模拟和分析。
（2）数学建模方法：建立城市扩展和耕地流失的数学模型，并运用数学优化算法对城市规划和土地利用进行决策优化。
（3）实证研究方法：以北京市为例，对所建立的数学模型进行实证分析和验证，评估不同方案的效果并进行比较和优化。
技术路线：数据收集-数据处理和预处理-数学建模和优化-实证分析和验证。
四、研究预期成果（1）建立城市扩展和耕地流失的数学模型，探究城市扩展和耕地流失背后的机制和相互作用。
（2）评估不同的城市规划和土地利用方案的效果和潜在的环境风险，提出可持续性开发的建议和决策支持。
（3）为政府决策部门提供决策依据和科学指导，为城市规划和土地利用开发提供技术支持和参考。
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64. 91
24. 90 120. 38
80. 67
24. 08
城市土地利用总计 467. 11 850. 62 999. 84 383. 51
100
38. 35 149. 22
100
29. 84
扩展贡献率系指某类城市土地利用扩展面积占同期城市土地利用扩展总面积的百分比。
4期 刘盛和 等: 基于 GI S的北京城市土地利用扩展 模式
2 北京城市土地利用扩展速度的历史变化
1949年解放时 , 北京城呈规则的城市建成空间和分化的城市社会空间 [ 6]。发展至 1982 年 , 北京城市土地利用的总面积已达 467 km2 , 大致呈 “分散集团式” 空间格局。
如表 1所示 , 北京城市土地利用扩展速度的历史变化具有如下特点: ① 与全国一样出 现了超常增长的 “开发区热” 和 “房地产热”。 特别是在 1982～ 1992年期间 , 北京的城市 土地利用以史无前例的超常高速外向扩展 , 其年均扩展速度约为历史上高速扩展期 ( 1952 ～ 1959年 ) 的 3倍 [7]。 ② 工业用地是北京城市土地利用扩展的主力军 , 且其贡献率在不断 增加。这与西方国家城市以居住用地为主导的扩展方式极为不同 [5]。北京工业用地的持续超 高速扩展 , 主要是由于乡镇企业用地的迅速增长、 工业开发区的大规模兴建及城区工业的 调整搬迁等因素的综合作用 , 在总体上是合理的。但由于乡镇企业的分散布局和随意用地、 开发区设置得过多过大等原因 , 也造成了大规模的土地闲置与浪费现象。 因此 , 要有效地 控制北京城市土地利用的扩展 , 必须严格地控制工业用地的扩展 , 特别是要加强对乡镇企 业用地的规划与管理。③ 以居住用地为主的城镇用地扩展具有较强的自我调节能力和政策 敏感性 , 而工业用地扩展则具有较强的刚性。自 1993年以来 , 随着商品房空置率的不断升 高和政府调控 “房地产开发热” 系列政策的逐步出台 , 北京城镇用地扩展速度显著减缓。这 直接反映出 , 以居住用地开发为主体的城镇用地扩展具有较高的市场化程度 , 在市场供求 规律和政府的宏观调控政策的综合作用下 , 已得到了有效的控制。 而北京市在工业用地的
3. 2. 3 城市土地利用扩展的空间分异。城市土地利用总体年均扩展强度指数为 0. 67, 平均 值为 0. 78, 标准方差为 0. 61。 如图 1c、 表 2所示: ① 城市土地利用扩展类型的空间分布呈 明显的圈层式空间形态。 由中心城区向外 , 城市土地利用扩展类型的等级随之下降。 并且 , 由东升乡、 朝阳城区、 南苑、 玉渊潭所组成的高速扩展型城近郊圈 , 以城镇用地扩展为主 ; 而其它区域则普遍以工业用地扩展为主。② 城市土地利用扩展具有较强的空间集中性和中 心邻近性。 高达 57% 的城市土地利用扩展面积集中分布在仅占区域土地总面积 21% 的 44 个高速或快速扩展型乡镇 , 并且这些扩展活跃区又大多位于距中心城区以外 0～ 20 km的 近郊圈层 , 其年均扩展强度指数为 1. 75, 是区域总体水平的 2. 6倍。③ 扩展活跃中心相对 集中分布 , 并形成了京通、 京深、 京昌、 京怀 4条城市扩展轴。 其中 , 京通、 京深、 京昌 城市扩展轴的年均扩展强度指数分别为 1. 63、 1. 58和 1. 38, 是总体扩展水平的 2. 4、 2. 3 和 2. 1倍 , 均属于快速扩展型 , 而京怀城市扩展的年均扩展强度指数为 0. 9, 属于中速扩展 型。 它在这一时期的活跃扩展区主要集中在将台— 孙河的近郊段 , 城市扩展轴仅具雏形。
采用 Arc /i nfo、 Arcv iew 等 GIS软件包中的空间统计分析技术 , 来处理空间属性数据。 主要技术过程如下: 首先编制研究所需的各种北京大地坐标系统 1∶ 10万数字化地图 ; 其 次 , 通过对各时期的土地利用图进行叠合等空间分析运算 , 获得 1982～ 1992年及 1992～ 1997年的两个变化时期的土地利用变化图和城市土地利用扩展图 ; 其三 , 将两个变化时期 的城市土地利用扩展图分别与乡镇行政区划图 ( 155个空间单元 ) 进行叠合 , 并根据自然断 裂 ( nat ural break) 法进行聚类分析 , 获得各时期北京城市土地利用扩展的空间分异图。
(中国科学院地理科学与资源研究所 , 北京 100101)
摘要: 采用 G IS空间分析技术 , 对 1982～ 1997年期间北京城市土地 利用扩展的时空过 程进行 空间 聚类和历史形态分 析。 证实工业用地 的高速外向 扩展是北京 城市土地 利用规模 “超 常膨 胀” 的主要原因 ; 揭示城市土地利用扩展的空间分异规 律 , 阐 明城市土地利用扩展中心和扩展 轴的时空迁移模式。 关 键 词: 城市土地利用 ; 扩展强度指数 ; 空间分异 ; GI S; 北京 中图分类号: F301. 24; F293. 2; N 945. 1 文献标识码: A
规划建设国家级高新技术开发试验区昌平园区和北京经济技术开发区而获得良好的发展机
遇。
3. 2. 2 工业用地扩展的空间分异。区域工业用地的总体年均扩展强度指数为 0. 43, 是城镇
用地的 3倍 , 平均值为 0. 57, 标准方差为 0. 65。 如图 1b所示: ① 工业用地扩展的空间分
布相对比较均匀。 在区域 155个空间单元中 , 有 109个属于中速、 低速及缓慢扩展等中间
20世纪 80、 90年代在我国兴起的 “开发区热”、 “房地产热” 造成了巨量的土地浪费、 资金沉淀及繁多的社会不在 1997年采取全面冻结审批新增城市建设用地一年的断然措施。 历史教训警戒我们 , 必须切 实加强对城市土地利用的理论和实证研究 , 严格根据城市土地利用扩展的时空规律来制定 相关政策并指导开发活动。否则 , 任何主观臆断性的决策均可能产生极为严重的后果。 GIS 技术能够为城市研究的海量空间信息管理、 分析、 模拟等提供强有力的技术支持 [3]。本文利 用 GIS技术对北京市 1982年、 1992年和 1997年 3个时期的土地利用进行空间聚类和历史 形态分析 , 旨在探索北京城市土地利用扩展的时空分异规律与模式。
为 0. 15, 标准方差为 0. 42。如图 1a所示 , ① 城镇用地扩展具有很强的空间集中性。约 70%
的新增城镇用地集中分布在仅占区域土地总面积 7. 65% 的 11个空间单元中 ; 而占区域土 地总面积约 58% 的空间单元内没有发生城镇用地扩展。② 城镇用地的扩展中心 (高速或快
速扩展型乡镇 ) 大多分布在紧邻中心城区的近郊圈层。 只有昌平与亦庄相对偏远 , 它们因
( 3-1)
式中 Ui ,t～ t+ n、 UL Ai ,t+ n、 UL Ai, t分别为空间单元 i 的年均扩展强度指数、 在 t+ n 及 t 年时 的城市土地利用面积 ; TL Ai 为其土地总面积。
3. 2 1982～ 1992年期间城市土地利用扩展的空间分异 3. 2. 1 城镇用地扩展的空间分异。区域城镇用地的总体年均扩展强度指数为 0. 14, 平均值
China, N o. 49731040 ] 作者简介: 刘盛和 ( 1967-) , 男 , 湖南衡阳人 , 副研究员 , 在职博士生。 E-mail: s liu@ dl s. iog. ac. cn
40 8
地 理 学 报 55卷
较分析城市土地利用的动态变化 , 统一调整归并为: 耕地、 园地、 林地、 牧草地、 城市土 地利用、 农村居民点、 水域、 及未利用土地等 8个一级类。 其中城市土地利用又分为: 城 镇用地、 工矿用地、 交通用地和特殊用地等 4个二级类。 中心城区除少量面积较大的地类 外 , 主要被综合为城镇用地。 1. 3 研究方法
1 研究区域与研究方法
1. 1 研究区概况 城市边缘区是观察和研究城市土地利用变化的天然实验室 [4, 5 ]。本文选择北京城市边缘
区作为研究对象 , 范围为 39°40′N～ 40°20′N、 116°00′E～ 117°00′E, 行政区域包括朝阳区、 海淀区、 丰台区、 石景山区、 顺义县的全部、 昌平县、 通州区、 大兴县的大部分乡镇及怀 柔县、 密云县、 平谷县、 房山区、 门头沟区的小部分区域。 该区域的地貌类型以平原为主 , 从而成为北京城市土地利用扩展的主要目标区。 在 1982～ 1992的 10年期间 , 北京全市城 市土地利用扩展的总面积为 415. 4 km2, 其中的 92% 即集中在该研究区内。 1. 2 土地利用图件、 数据的来源与分类
性类型 , 占区域土地总面积 89. 61% , 占区域工业用地扩展总面积的 71. 2% 。 ② 工业用地 扩展中心呈明显的轴向分布 , 且南部多于北部。 沿京通公路延伸的工业用地扩展轴 , 东西
长约 20 km, 年均扩展强度指数为 1. 62, 为区域总体水平的 3. 8倍 , 是这一时期北京市工
第 55卷第 4期 2000年 7月
地 理 学 报
ACT A G EOG RAP HICA SIN ICA
文章编号: 0375-5444 ( 2000) 04-0407-10
V o l. 55, N o. 4 July , 2000
基于 GIS的北京城市土地利用扩展模式
刘盛和 , 吴传钧 , 沈洪泉
4 09
市场化改革进程中的步伐则相对迟缓 , 市场信号微弱 ; 且各区县政府的经济扩张热情持续 不减 , 从而导致北京市工业用地逆势而动 , 呈现出极强的扩展刚性。
3 北京城市土地利用扩展的空间分异
3. 1 空间分异的衡量指标
目前描述城市扩展空间分异最常用的方法 , 是比较分析城市扩展速度在不同空间方位 上的差异 [7～ 9 ]。 这种方法能够在总体上勾画出城市扩展的空间形态 , 具有直观简明的优点。
表 1 北京城市土地利用面积及扩展速度 ( 1982～ 1997) (单位: km2 ) Tab. 1 The area and growth rate of urban land use in Beijing ( 1982～ 1997)