开题报告答辩基于RS和GIS的宜昌市城市扩张研究

基于RS和GIS的宜昌市城市空间扩展研究 1为什么 选题 问题的提出 1980 2010 超六成地级以上城镇建设用地面积翻倍 19城面积翻五倍以上 城市范围扩大 是中国近30年城镇化进程中最鲜明的现象之一 东莞城镇建设用地面积扩大26倍 堪称扩张之最 北上广深 这四个超大城市的城镇建设用地扩张倍数分别是4 05 2 07 3 72和3 49 城市国际形象调查显示 有655个城市正计划 走向世界 200多个地级市中有183个正在规划建设 国际大都市 1 引子 扩张的城市 收缩的人口 选题 问题的提出 全国范围来看 2000 2011年 中国城镇建成区面积增长了76 4 但同期城镇人口增速是50 5 城市用地规模系数为1 51 地级以上城市来看 2001 2007年 我国地级以上城市市辖区建成区面积增长了70 1 而市辖区人口仅增长30 城市用地规模弹性系数增长为2 34 1 引子 扩张的城市 收缩的人口 选题 问题的提出 国际上 对城市人口密度收缩的关注由来已久 这时常被看作是一个城市人口流失 失去活力的标志 小结 反映出城市扩张的两面性 一方面城市扩张是时代潮流 大势所趋 另一方面城市的无序扩张及其带来的诸多城市问题也是不争的事实 人口收缩只是其中的一个缩影 1 引子 扩张的城市 收缩的人口 选题 问题的提出 2 城市扩张的两面性之一 趋势不可避免 城市发展的内在要求 城市是人口 资源 环境和社会经济要素高度密集的综合体 其中心聚集作用使其本身具有强大的生命力 并不断向四周扩大发展 城市化的外在推动 城市化是城市由于社会生产力的发展而引起的城市空间增长 城市规模扩大 农村人口向城市集中的过程 城市化加速时期 城市空间在原有基础上扩张成为城市发展过程中的必然现象 工业化的外在推动 工业革命以来 高速发展的城市吸引着郊区人口和资源 大城市和特大城市的不断出现和扩展 城镇用地扩展很快 选题 问题的提出 2 城市扩张的两面性之二 问题不可小视 改变土地类型 一方面城市外围农村耕地遭到侵蚀 基本农田这一稀缺资源不断减少 18亿亩耕地红线面临严峻挑战 另一方面城市内部却又出现大量闲置和利用率低下的土地 造成土地资源浪费严重 增加通勤距离 伴随着城市空间扩张 城市交通线不断拉长 通勤距离不断增加 不仅造成交通拥挤 而且造成空气污染 加速中心衰退 城市空间向郊区扩张 使得近城市中心的刺激开发减少 加速了城市中心的衰退 动摇社区基础 人口外移 造成低密度的近郊社区互动交流减少 动摇了社区赖以存在的纽带根基 问题的提出 不可避免的趋势 不容小视的问题 使城市空间扩展研究成为行业内最热门的课题之一 选题 概念的界定 城市空间扩展是城市在发展内外动力作用下的一种空间推进 规模上表现出建成区地域空间范围的扩大 由内往外向农村地域推进 内涵上呈现出城市内在结构的调整 规模密度和形态的更新演替 由地面向空中地下伸展 本文所指的城市空间扩展特指城市平面区域的外向扩张这种类型 选题 研究的意义 普遍意义 当前 宜昌市正步入建设现代化特大城市的进程 正面临着一次大的城市扩张时期 同全国其它正在经历快速扩张阶段的城市一样 也都面临着城市空间扩展可能带来的一些普遍矛盾和问题 具有城市扩张的一般特征 丰富了城市空间扩展研究的全国样本 个性意义 同时 城市是一个复合体 具有很多不确定性 每个城市都有其特点 针对一个城市的研究结论很难适合于另外一个城市 兼顾了特定城市个性研究的准确性和针对性 背景 宜昌市城市发展的 235 内容 即到 十二五 末 宜昌城区框架达到200平方公里 200万常住人口 2030年达到300平方公里 300万常住人口 远期达到500平方公里 500万常住人口 当前 宜昌市正处在城市空间快速扩展的时期 选题 研究的目的 一方面在于揭示宜昌市自身发展演化进程中所呈现出的特征问题和主要影响因素等属性特征 以期为有针对性地从技术 制度 政策等城市层面对其理想化扩展模式 扩展方向 扩展规模和扩展时序等提出优化调控对策 另一方面在于通过设定不同的扩张情景 如生态情景和土地适应性情景 模拟和评估宜昌市空间扩展的过程 并基于上述结果提出宜昌市城市空间扩展优化调控对策 选题 国外研究现状 第一阶段 空间理论研究 上世纪二十年代至三十年代 集中在城市的空间结构 形态 用地的空间分布等方面 美国著名社会学家伯吉斯 德国著名城市地理学家克里斯塔勒和美国著名城市地理学家科尔比先后提出了同心圆城市用地模式 中心地理论和向心力 离心力学说等 第二阶段 动态模型构建 六十年代以后 计量学和计算机技术的发展为定量研究城市空间系统和建立城市扩展模型提供了新的手段 并出现了两种具有代表性的研究方向 一种是基于微分方程的动力学模型 另一种则是基于元胞自动机 CA 等概念的离散动力学模型 第三阶段 遥感监测 八十年代开始 遥感技术和地理信息系统技术已经成越来越多被应用于城市扩展的相关研究领域中 开始借助于不同时相的多源遥感数据提供的城区信息 多对城市土地利用 城市扩展等方面进行监测和研究 选题 国内研究现状 我国在城市扩展领域的研究起步相对比较晚 伴随着中国城市化进程逐渐加快 一些学者对城市空间形态的演化和城市扩展的动力机制也进行了相关的研究 从研究层面上看 大部分研究者集中在单体城市层面 尤其是东部沿海地区的大城市或特大城市 也有从区域层面出发 选择珠三角 长三角 江苏省域 广西西江经济带等为案例区 分析区域内城市扩张格局 影响因素及对城市体系的影响 从研究内容上看 主要集中在以下几个方面 城市空间扩展动力机制 城市扩张影响 城市空间扩展模式 城市空间扩展对策 城市扩张特征 城市扩张模拟 城市扩张监测等 从研究手段上来看 随着国际上遥感技术以及地理信息系统技术的发展 我国学者也越来越多地利用遥感数据进行城市空间扩展方面的研究 并取得比较大的研究成果 选题 国内外研究现状小结 小结 目前 国内外基于RS和GIS对城市扩展的研究主要集中在以下三个方面 一是对城市扩展的形式及其规律的研究 二是对城市扩展的驱动力机制的研究 即分析促使城市规模扩展的原因 三是对城市扩展应采取的相应措施的研究 2做什么 选题 研究目标 揭示宜昌市城市空间扩展特征宜昌市空间扩展驱动力分析宜昌市空间扩展模拟宜昌市城市空间扩展优化调控对策 选题 研究内容 LandsatTM影像专题信息提取监督分类 基于光谱知识的信息提取模型法 归一化指数法城镇建设用地 耕地 林地 水体 草地与未利用地精度评价混淆矩阵与Kappa系数多时相土地利用分类图 选题 宜昌市城市空间扩展特征土地利用转移矩阵分析扩展数量分析 扩展面积 速率 强度 扩展形态分析 紧凑度指数 重心指数 扩展差异性分析 八方向GIS缓冲区分析 扩展驱动力分析城市人口 经济增长 交通完善 利好政策扩展模拟CA模型或GWR生态情景和土地适应性情景建议及对策 研究内容 3怎么做 选题 技术路线 选题 论文框架 摘要Abstract第一章绪论1 1选题背景及研究意义1 2国内外文献综述1 2 1国外文献综述1 2 2国内文献综述1 3研究内容与方法1 3 1研究目标与研究内容1 3 2研究方法与技术路线1 4论文组织结构第二章研究区概况与数据预处理2 1研究区概况2 1 1自然地理条件2 1 2社会经济条件2 2基础数据2 2 1遥感影像数据2 2 2其它辅助数据2 3遥感数据预处理2 3 1图像波段配准2 3 2几何精校正2 3 3图像增强 第三章遥感影像土地利用信息提取及动态变化分析3 1遥感影像土地利用信息提取3 1 1研究区土地利用分类系统确定3 1 2土地利用专题信息提取方法3 1 3分类后处理3 1 4分类精度评价3 2城市扩展进程中土地利用变化分析3 2 1土地利用类型面积及比重分析3 2 2土地利用转移矩阵分析3 3本章小结第四章城市扩张动态分析4 1城市扩展的时间过程分析4 1 1城市扩展动态度分析4 1 2城市扩展弹性分析4 2城市扩展的时空分析特征4 2 1城市扩展的地域差异4 2 2主城区城市用地扩展的象限方位分析4 2 3基于距离因素的城市扩展缓冲区分析4 2 4城市扩展总体模式分析4 3本章小结 第五章城市空间扩展的驱动力分析5 1人口增长5 2经济发展5 3交通完善5 4政策推动5 5本章小结第六章城市空间扩展模拟6 1扩展模拟CA模型或GWR模型6 2生态情景模拟6 3土地适应性情景模拟6