本文主要研究内容
作者葛伟（2019）在《基于NPP-VIIRS夜间灯光数据的中国城市中心识别及其时空格局研究》一文中研究指出：城市是人类聚居形式发展到高级阶段的产物,是现代社会重要的生产力区域,因而在过去的半个世纪中,快速推进的城市化是全球城市的突出演化特征。在中国改革开放的41年里,中国的城市化率由1978年的17.9%增长到2017年的58.5%,以平均每年增长1%的速度推进,预计到2030年,中国的城市人口数量将达到10亿。城市化水平的提高在带来了生产力提升、经济繁荣、科技水平进步和文化教育发展的同时,一系列生态环境环境和社会问题日渐显现,拥堵的中心城区甚至出现了“城市病”。对我国而言,城市是转型时期发展最为迅速的区域,其建设将直接影响中国的发展进程,所以城市病问题必须得到解决。经过多年的理论和实证研究,人们发现多中心的城市发展模式在提升城市经济水平和社会凝聚力,疏解城市人口、土地和交通的拥堵压力,以及改善生态环境等方面均有较好的效果。因此,在多中心城市发展模式需求下,需要在大尺度空间范围内对中国城市中心进行同步监测,分析不同尺度不同城市中心的动态演化和空间扩张格局,量化具体类型中心的特征,为我国制定合理的城市多中心发展策略提供信息参考。目前关于城市中心识别的研究大多是基于准确性和代表性较好的统计或空间信息点(Point Of Interest,POI)数据开展的。这些数据的高质量相应地带来了高获取难度,因而基于此类数据的研究大多仅局限于单时相和个别大型城市,难以开展动态和对比分析。Suomi国家极地轨道合作伙伴关系卫星(Suomi National PolarOrbiting Partnership,NPP)的可见红外成像辐射计套件传感器(Visible Infrared Imaging Radiometer Suite,VIIRS)捕捉到的夜间灯光遥感影像的亮度信息与夜间人类活动高度相关,能够在大尺度空间范围内反映人类活动的空间分布和活跃程度,有效地弥补了统计和POI数据的缺陷。但基于NPP-VIIRS数据的城市中心识别研究目前仍处于起步阶段,多数研究在识别方法上使用阈值分割方法,将城市灯光亮度最高的前10%的像元识别为城市中心区域,而灯光亮度不在这一阈值范围内的城市中心则很难被监测到;在空间尺度上侧重于个别大城市,缺乏对数量众多的中小城市的研究;在时间尺度上侧重于单年度,缺乏时间序列上的动态演化分析。针对以上3点科学问题,本文基于多年NPP-VIIRS夜间灯光数据,提出了一种面向大尺度空间内的海量城市,通过空间临近和灯光亮度高低关系来识别城市中心的方法,并对2012-2017年中国城市中心在3个尺度下进行了时间演化和空间格局的对比分析。本文的主要研究内容和结论如下:(1)提出了一种基于NPP-VIIRS夜间灯光数据,面向大尺度空间范围内海量城市的中心点提取方法。首先参考前人的研究成果,对2012-2017年中国的NPPVIIRS夜间灯光数据进行预处理与时间序列校正;其次,借鉴地形分析中基于数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)数据对山顶点的提取方法,将最大值邻域和差值运算应用于NPP-VIIRS数据,用于提取标识了城市中心潜在位置的峰值像元;接着,通过均值变点法确定全国尺度下所有城市最大值邻域运算的25×25适宜窗口;最后,将峰值像元与中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)的城区土地覆盖数据进行叠加筛选,同时对筛选结果进行时间序列校正,最终获得了2012-2017年我国县、地和省级城市的所有中心点。结果显示,截止到2017年,全国共有7239个城市中心分布在2200个城市中,平均每个城市约有3.3个城市中心,约有68%的城市具有显著的多中心结构。通过与前人提取结果和高精度遥感影像的交叉验证,发现本文提出的城市中心识别方法能够便捷、有效地在大尺度空间范围内标识城市中心的数量和位置。(2)在经济区域、等级和多中心类型城市这3个尺度上,对我国2012-2017年2200个城市进行了功能和形态多中心的对比分析,刻画了不同尺度下城市中心发展的演化动态和空间扩张格局。通过城市中心夜间灯光亮度平均值、变异系数和人口密度来刻画其发展水平、区域差异和功能性,以分析城市的功能多中心特征;通过城市中心的空间分布的分散和聚集程度来分析城市的形态多中心特征。结果显示,我国城市中心的发展水平总体上都呈现稳步提升,不同城市中心间的发展差异也在逐步缩小;在中心发展水平和增速上,呈现东部>西部,高等级城市>低等级城市,多中心城市>单中心城市的格局;在中心功能性上,区域尺度和多中心类型城市尺度的格局与其发展水平和增速一致,但对不同等级的城市而言,中心数量较少的中小城市中心反而有比中心数量较多的大城市有更强的中心功能性,呈现出“少而精”的格局;在东北地区,大多数等级城市和多中心城市中,其东北方向上的城市中心有较高的发展水平增长;此外,2013年是一个值得重点关注的年份,中部和东北地区城市中心的发展水平差异在该年骤然增大,大量小城市的中心在该年度也监测到显著的人类活动增强,其增速甚至超过了大城市。(3)探讨了2013年普遍出现的边缘新兴中心的城区空置问题,基于土地和人口城市化进程的不对等性,提出了一种评估城区空置严重程度及其空间分布的方法,在区域和城市尺度探讨了空置城区的空间形态特征。结果显示,在2013年,中国的城区空置情况普遍存在,约有三分之一的城市建成区存在不同程度的空置;空置最严重的城市主要位于东北、西部的内陆地区;东部地区的空置城区规模较小且分布分散,而西部地区的则规模较大且集中,呈现集中连片的大面积空置。通过对比验证,发现本文提出的城区空置程度估算方法与前人研究成果具有较高的一致性。最后,结合同样处于城市建成区边缘地带,但人类活动活跃程度却显著活跃的交通中心与空置中心进行了对比分析,通过经济因素、城市等级、政府规划、建设周期和主体职能明确与否对空置中心的形成原因进行了探讨。
Abstract
cheng shi shi ren lei ju ju xing shi fa zhan dao gao ji jie duan de chan wu ,shi xian dai she hui chong yao de sheng chan li ou yu ,yin er zai guo qu de ban ge shi ji zhong ,kuai su tui jin de cheng shi hua shi quan qiu cheng shi de tu chu yan hua te zheng 。zai zhong guo gai ge kai fang de 41nian li ,zhong guo de cheng shi hua lv you 1978nian de 17.9%zeng chang dao 2017nian de 58.5%,yi ping jun mei nian zeng chang 1%de su du tui jin ,yu ji dao 2030nian ,zhong guo de cheng shi ren kou shu liang jiang da dao 10yi 。cheng shi hua shui ping de di gao zai dai lai le sheng chan li di sheng 、jing ji fan rong 、ke ji shui ping jin bu he wen hua jiao yo fa zhan de tong shi ,yi ji lie sheng tai huan jing huan jing he she hui wen ti ri jian xian xian ,yong du de zhong xin cheng ou shen zhi chu xian le “cheng shi bing ”。dui wo guo er yan ,cheng shi shi zhuai xing shi ji fa zhan zui wei xun su de ou yu ,ji jian she jiang zhi jie ying xiang zhong guo de fa zhan jin cheng ,suo yi cheng shi bing wen ti bi xu de dao jie jue 。jing guo duo nian de li lun he shi zheng yan jiu ,ren men fa xian duo zhong xin de cheng shi fa zhan mo shi zai di sheng cheng shi jing ji shui ping he she hui ning ju li ,shu jie cheng shi ren kou 、tu de he jiao tong de yong du ya li ,yi ji gai shan sheng tai huan jing deng fang mian jun you jiao hao de xiao guo 。yin ci ,zai duo zhong xin cheng shi fa zhan mo shi xu qiu xia ,xu yao zai da che du kong jian fan wei nei dui zhong guo cheng shi zhong xin jin hang tong bu jian ce ,fen xi bu tong che du bu tong cheng shi zhong xin de dong tai yan hua he kong jian kuo zhang ge ju ,liang hua ju ti lei xing zhong xin de te zheng ,wei wo guo zhi ding ge li de cheng shi duo zhong xin fa zhan ce lve di gong xin xi can kao 。mu qian guan yu cheng shi zhong xin shi bie de yan jiu da duo shi ji yu zhun que xing he dai biao xing jiao hao de tong ji huo kong jian xin xi dian (Point Of Interest,POI)shu ju kai zhan de 。zhe xie shu ju de gao zhi liang xiang ying de dai lai le gao huo qu nan du ,yin er ji yu ci lei shu ju de yan jiu da duo jin ju xian yu chan shi xiang he ge bie da xing cheng shi ,nan yi kai zhan dong tai he dui bi fen xi 。Suomiguo jia ji de gui dao ge zuo huo ban guan ji wei xing (Suomi National PolarOrbiting Partnership,NPP)de ke jian gong wai cheng xiang fu she ji tao jian chuan gan qi (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite,VIIRS)bu zhuo dao de ye jian deng guang yao gan ying xiang de liang du xin xi yu ye jian ren lei huo dong gao du xiang guan ,neng gou zai da che du kong jian fan wei nei fan ying ren lei huo dong de kong jian fen bu he huo yue cheng du ,you xiao de mi bu le tong ji he POIshu ju de que xian 。dan ji yu NPP-VIIRSshu ju de cheng shi zhong xin shi bie yan jiu mu qian reng chu yu qi bu jie duan ,duo shu yan jiu zai shi bie fang fa shang shi yong yu zhi fen ge fang fa ,jiang cheng shi deng guang liang du zui gao de qian 10%de xiang yuan shi bie wei cheng shi zhong xin ou yu ,er deng guang liang du bu zai zhe yi yu zhi fan wei nei de cheng shi zhong xin ze hen nan bei jian ce dao ;zai kong jian che du shang ce chong yu ge bie da cheng shi ,que fa dui shu liang zhong duo de zhong xiao cheng shi de yan jiu ;zai shi jian che du shang ce chong yu chan nian du ,que fa shi jian xu lie shang de dong tai yan hua fen xi 。zhen dui yi shang 3dian ke xue wen ti ,ben wen ji yu duo nian NPP-VIIRSye jian deng guang shu ju ,di chu le yi chong mian xiang da che du kong jian nei de hai liang cheng shi ,tong guo kong jian lin jin he deng guang liang du gao di guan ji lai shi bie cheng shi zhong xin de fang fa ,bing dui 2012-2017nian zhong guo cheng shi zhong xin zai 3ge che du xia jin hang le shi jian yan hua he kong jian ge ju de dui bi fen xi 。ben wen de zhu yao yan jiu nei rong he jie lun ru xia :(1)di chu le yi chong ji yu NPP-VIIRSye jian deng guang shu ju ,mian xiang da che du kong jian fan wei nei hai liang cheng shi de zhong xin dian di qu fang fa 。shou xian can kao qian ren de yan jiu cheng guo ,dui 2012-2017nian zhong guo de NPPVIIRSye jian deng guang shu ju jin hang yu chu li yu shi jian xu lie jiao zheng ;ji ci ,jie jian de xing fen xi zhong ji yu shu zi gao cheng mo xing (Digital Elevation Model,DEM)shu ju dui shan ding dian de di qu fang fa ,jiang zui da zhi lin yu he cha zhi yun suan ying yong yu NPP-VIIRSshu ju ,yong yu di qu biao shi le cheng shi zhong xin qian zai wei zhi de feng zhi xiang yuan ;jie zhao ,tong guo jun zhi bian dian fa que ding quan guo che du xia suo you cheng shi zui da zhi lin yu yun suan de 25×25kuo yi chuang kou ;zui hou ,jiang feng zhi xiang yuan yu zhong fen bian lv cheng xiang guang pu yi (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)de cheng ou tu de fu gai shu ju jin hang die jia shai shua ,tong shi dui shai shua jie guo jin hang shi jian xu lie jiao zheng ,zui zhong huo de le 2012-2017nian wo guo xian 、de he sheng ji cheng shi de suo you zhong xin dian 。jie guo xian shi ,jie zhi dao 2017nian ,quan guo gong you 7239ge cheng shi zhong xin fen bu zai 2200ge cheng shi zhong ,ping jun mei ge cheng shi yao you 3.3ge cheng shi zhong xin ,yao you 68%de cheng shi ju you xian zhe de duo zhong xin jie gou 。tong guo yu qian ren di qu jie guo he gao jing du yao gan ying xiang de jiao cha yan zheng ,fa xian ben wen di chu de cheng shi zhong xin shi bie fang fa neng gou bian jie 、you xiao de zai da che du kong jian fan wei nei biao shi cheng shi zhong xin de shu liang he wei zhi 。(2)zai jing ji ou yu 、deng ji he duo zhong xin lei xing cheng shi zhe 3ge che du shang ,dui wo guo 2012-2017nian 2200ge cheng shi jin hang le gong neng he xing tai duo zhong xin de dui bi fen xi ,ke hua le bu tong che du xia cheng shi zhong xin fa zhan de yan hua dong tai he kong jian kuo zhang ge ju 。tong guo cheng shi zhong xin ye jian deng guang liang du ping jun zhi 、bian yi ji shu he ren kou mi du lai ke hua ji fa zhan shui ping 、ou yu cha yi he gong neng xing ,yi fen xi cheng shi de gong neng duo zhong xin te zheng ;tong guo cheng shi zhong xin de kong jian fen bu de fen san he ju ji cheng du lai fen xi cheng shi de xing tai duo zhong xin te zheng 。jie guo xian shi ,wo guo cheng shi zhong xin de fa zhan shui ping zong ti shang dou cheng xian wen bu di sheng ,bu tong cheng shi zhong xin jian de fa zhan cha yi ye zai zhu bu su xiao ;zai zhong xin fa zhan shui ping he zeng su shang ,cheng xian dong bu >xi bu ,gao deng ji cheng shi >di deng ji cheng shi ,duo zhong xin cheng shi >chan zhong xin cheng shi de ge ju ;zai zhong xin gong neng xing shang ,ou yu che du he duo zhong xin lei xing cheng shi che du de ge ju yu ji fa zhan shui ping he zeng su yi zhi ,dan dui bu tong deng ji de cheng shi er yan ,zhong xin shu liang jiao shao de zhong xiao cheng shi zhong xin fan er you bi zhong xin shu liang jiao duo de da cheng shi you geng jiang de zhong xin gong neng xing ,cheng xian chu “shao er jing ”de ge ju ;zai dong bei de ou ,da duo shu deng ji cheng shi he duo zhong xin cheng shi zhong ,ji dong bei fang xiang shang de cheng shi zhong xin you jiao gao de fa zhan shui ping zeng chang ;ci wai ,2013nian shi yi ge zhi de chong dian guan zhu de nian fen ,zhong bu he dong bei de ou cheng shi zhong xin de fa zhan shui ping cha yi zai gai nian zhou ran zeng da ,da liang xiao cheng shi de zhong xin zai gai nian du ye jian ce dao xian zhe de ren lei huo dong zeng jiang ,ji zeng su shen zhi chao guo le da cheng shi 。(3)tan tao le 2013nian pu bian chu xian de bian yuan xin xing zhong xin de cheng ou kong zhi wen ti ,ji yu tu de he ren kou cheng shi hua jin cheng de bu dui deng xing ,di chu le yi chong ping gu cheng ou kong zhi yan chong cheng du ji ji kong jian fen bu de fang fa ,zai ou yu he cheng shi che du tan tao le kong zhi cheng ou de kong jian xing tai te zheng 。jie guo xian shi ,zai 2013nian ,zhong guo de cheng ou kong zhi qing kuang pu bian cun zai ,yao you san fen zhi yi de cheng shi jian cheng ou cun zai bu tong cheng du de kong zhi ;kong zhi zui yan chong de cheng shi zhu yao wei yu dong bei 、xi bu de nei liu de ou ;dong bu de ou de kong zhi cheng ou gui mo jiao xiao ju fen bu fen san ,er xi bu de ou de ze gui mo jiao da ju ji zhong ,cheng xian ji zhong lian pian de da mian ji kong zhi 。tong guo dui bi yan zheng ,fa xian ben wen di chu de cheng ou kong zhi cheng du gu suan fang fa yu qian ren yan jiu cheng guo ju you jiao gao de yi zhi xing 。zui hou ,jie ge tong yang chu yu cheng shi jian cheng ou bian yuan de dai ,dan ren lei huo dong huo yue cheng du que xian zhe huo yue de jiao tong zhong xin yu kong zhi zhong xin jin hang le dui bi fen xi ,tong guo jing ji yin su 、cheng shi deng ji 、zheng fu gui hua 、jian she zhou ji he zhu ti zhi neng ming que yu fou dui kong zhi zhong xin de xing cheng yuan yin jin hang le tan tao 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自西南大学的葛伟，发表于刊物西南大学2019-09-24论文，是一篇关于峰值像元提取论文,城市多中心论文,时空格局论文,西南大学2019-09-24论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自西南大学2019-09-24论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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