第一章 绪论 1
第一节 背景与意义 1
第二节 前沿与进展 2
一、科学计划与学科前沿 2
二、国内外研究进展 5
第三节 本书内容与框架 15
第二章 城市土地利用时空信息数字重建 19
第一节 城市系统作用理论基础与时空信息表达 19
一、城市系统作用理论基础 19
二、城市土地利用时空信息表达 23
第二节 城市土地利用内部空间结构数字重建 28
一、城市土地利用分类与数字重建方法 28
二、城市多尺度空间定位与多源空间信息融合 36
三、城市空间扩张数字重建 43
四、城市内部空间结构数字重建 46
第三节 城市土地利用垂直空间结构数字重建 48
一、城市建筑垂直高度空间表达 48
二、城市建筑高度遥感信息反演方法 49
三、城市建筑垂直高度空间信息重建 50
第四节 城市土地利用时空信息集成 55
一、城市土地利用时空信息数据管理 55
二、城市土地利用时空信息数据集成 55
第三章 城市土地利用时空过程分析 57
第一节 城市基础地理概况 57
一、地理位置与行政区划 57
二、自然地理环境 57
三、社会经济因素 59
四、城市化过程与发展战略分析 60
第二节 城市建设规划与职能演变分析 60
一、城市建设规划简史 60
二、城市职能演变过程 64
第三节 城市土地利用变化特征分析 66
一、城市土地利用扩张过程分析 66
二、城市土地面积-人口关系分析 69
三、城市土地利用类型变化特征分析 70
四、城市土地利用类型增长特征分析 72
五、城市土地利用类型内部转换特征分析 72
六、城市土地利用变化区域差异分析 73
第四章 城市土地利用时空格局分析 77
第一节 城市土地利用方位特征分析 77
一、城市土地利用空间重心转移分析 77
二、城市土地利用距离谱空间分析 80
第二节 城市土地利用空间演变均质性分析 85
一、城市土地利用空间结构均质性表达与原理 85
二、城市土地利用信息熵空间变异模型 85
三、城市土地利用结构信息熵分析 86
四、城市土地利用演变信息熵空间变异分析 88
第三节 城市土地利用空间演变分形特征分析 90
一、城市土地利用分形模型 90
二、城市土地利用扩张分形特征分析 91
三、城市土地利用演变面积-周长分形特征分析 91
四、城市土地利用演变集聚分形特征分析 92
第四节 城市垂直空间演变楼层高度空间分异分析 93
一、不同土地利用类型垂直空间高度比较分析 93
二、地价对城市垂直结构演变空间分异影响 94
三、城市垂直高度变化对土地利用收益的影响 94
第五节 城市土地利用时空演变特征与模式分析 95
一、城市土地利用演变特征分析 95
二、城市土地利用演变模式分析 96
三、城市土地利用空间结构存在主要问题 97
第六节 城市土地利用演变生态效应分析 98
一、城市土地利用空间演变模式对生态环境影响分析 98
二、城市内部空间功能结构调整对生态环境影响分析 100
三、城市垂直空间结构演变对生态环境影响分析 101
第五章 城市土地利用时空作用机制分析 102
第一节 自然地理因素分析 102
一、城市发育的亲水性 102
二、地形因素分析 103
三、地貌因素分析 104
第二节 人口与经济驱动因素分析 105
一、人口驱动因素分析 105
二、经济增长与产业发展驱动因素分析 106
三、城市土地利用与驱动因素相关性模型分析 109
第三节 空间区位与政策驱动因素分析 110
一、交通道路因素牵引影响分析 110
二、地价因素影响分析 111
三、土地利用政策与城市规划因素分析 113
第四节 城市土地利用驱动因素时空作用方式分析 117
一、城市土地利用时空作用驱动因素分类 117
二、城市土地利用时空作用过程分析 117
三、城市土地利用时空作用方式分析 118
第六章 城市土地利用时空动态模拟 120
第一节 局地尺度城市土地利用动态模拟模型 120
一、局地尺度元胞自动机与多主体模型集成方法 120
二、局地尺度城市土地利用动态模拟模型结构与框架 123
第二节 城市土地利用动态模拟实现方法 125
一、模型实现流程 125
二、模型功能与实现方法 126
三、城市土地利用动态模拟主体交互规则 132
第三节 局地尺度城市土地利用模拟与结构优化分析 133
一、局地尺度城市动态多智能体模拟平台 133
二、城市土地利用模拟精度分析 134
三、城市未来扩张对区域生态环境影响情景分析 136
四、城市土地利用空间结构优化措施 136
第七章 城市土地利用时空信息数字重建的应用拓展 139
第一节 城市土地利用时空信息数字重建 139
一、城市空间扩张时空信息数字重建 139
二、城市土地利用变化时空信息数字重建 140
第二节 城市土地利用空间扩张时空特征分析 144
一、城市土地利用扩张特征分析 144
二、城市空间蔓延时空变化特征分析 152
第三节 城市土地利用变化时空特征分析 156
一、城市土地利用变化与功能区结构转换特征分析 156
二、城市土地利用变化与功能区结构转换模式分析 159
三、城市土地利用变化与功能区结构转换影响因素分析 163
第八章 城市土地利用时空模拟空间尺度拓展 166
第一节 区域尺度城市土地利用动态模拟模型 166
一、当前城市土地利用动态模拟模型局限性分析 166
二、区域尺度城市土地利用动态模拟模型结构以及基本功能 166
第二节 城市群区域空间与功能结构演变过程分析 167
一、京津唐城市群自然地理概况 167
二、城市群产业带发展与区域空间结构演变 168
三、城市群产业转移与功能结构调整 170
第三节 城市群城市土地利用动态变化过程与特征分析 171
一、城市群土地利用变化时空特征分析 171
二、城市群城市扩张时空特征分析 175
三、城市群城市扩张的经济、政策人文驱动因素分析 177
第四节 城市群城市空间扩张模拟方法与技术流程 179
一、模型理论基础与框架 179
二、模型实现与技术流程 181
三、空间影响因素识别与分析 182
四、城市空间扩张模拟与算法实现 184
第五节 城市群城市空间扩张情景模拟 185
一、城市空间扩张模拟精度评价 185
二、城市空间扩张未来情景时空特征分析 186
第九章 总结与展望 192
参考文献 198