《测绘科学》规范要求及范本

测绘科学文章规范要求和样本投稿须知1. 文体必须是有创新的学术论文（非项目、实验报告、总结等）、不涉及Google Earth。全文包括图表（尽量小），控制在6000-8000字内，常识性内容简略、突出创新。Word2003格式。2要求作者对测绘科学领域前人的研究成果进行较为系统的分析，明确提出自己的观点和创新之处。在摘要和正文中切忌对自己的成果作过高自我评价，如：“为XXX奠定基础”、“作出了重大贡献”等。3论文题目下的作者姓名、单位、所在地、邮编、身份证号要填写完整。多名作者，且单位不同，要有相对应的序号标注，采用上标。4题目、作者姓名、单位地址、摘要、关键词（58个）都要有英译文。5摘要内容：150-250字为宜，非全文简介，尽量不要出现公式、英文注解、数值等。撰写内容如下：目前所研究领域存在的问题（即写此文的目的）；本文的创新点（即你是怎样解决问题的，用什么方法？）； 取得了什么效果（结果用事实或实验简单阐述，不可自夸，说虚词）。若不能达到要求将作退稿处理，不再另行通知！6参考文献要求不少于10条，近两年的为宜。全部参考文献序号在正文出现处，要以右角上标的方式从1开始按顺序一一标注出来 (中、英文刊物均照此执行；中文文献不用译成英文)。几条常用写法：期刊文章类：序号 主要责任者.文献题名文献类型标志.刊名，年，卷（期）：起止页码.专著类：序号 主要责任者.文献题名文献类型标志.出版地：出版者，出版年.起止页码(任选).电子文献类：序号 主要责任者.文献题名文献类型标志/载体类型标志.发表日期（更新日期）引用日期.电子文献网址.（建议在网址和相应的文献间建立起超链接）文献类型标志说明：M普通图书，C会议论文，N报纸文章，J期刊文章，D学位论文，R报告，S标准，P专利，G汇编，K参考工具，J/OL网上期刊，DB/OL网上数据库，EB/OL网上电子公告7我刊论文为黑白印刷，图、表请去除底色，对图进行表述时注意不要用颜色说明。标注中文名称，分别从图1、表1开始排序，不按章节排序。在不影响清晰度的情况下，图、表请尽量缩小。8作者简介仅提供第一作者的，规范写法如下：作者简介：姓名（出生年-），性别（民族汉族省略），籍贯，职称，学位，简历以及研究方向（任选）。9请将作者各种详细联系方式、身份证号补充进稿件，包括电子邮件地址。（通信地址规范：邮编XX市XX区（县），单位或班级）10.数学式中要求正体的字母1)有固定定义的函数。例如：三角函数sin，cot；指数函数exp；对数函数lg，ln；双曲函数tanh，csch等。2)其值不变的数学常数符号。例如：自然对数的底e=2718 281 8；圆周率=3141 592 6等。3)运算符号。例如：(加和)， (连乘)，d (微分号)，(偏微分号)， (有限增量符号)(变分符号)。4)有特定意义的缩写字。例如：max (最大)，T (转置符号)，const (常数)，inf (下确界)，def (按定义等于)等。5)特殊集合符号，要使用黑正体。这类集合共5个，它们是： N (自然数集)；Z (整数集)；Q (有理数集)；R (实数集)和C (复数集)。 除此之外的集合符号，都是用斜体；集合的元素要用逗号分开。11数学式中要求斜体的字母1)变数与函数。例如：变数x，y；函数f，g等。2)视为常数的参数。例如：a，b，c等。3)几何图形中表示点、线、面、体的字母。例如：点B，线段AB，ABC，平面ABC等。4)坐标系符号。例如：笛卡儿坐标x，y，z；圆柱坐标，z；球坐标r，。5)向量和矩阵符号用黑斜体。“矩阵”中的元素一般用白斜体 (若是阿拉伯数字，则是白正体)，但元素仍然是“矩阵”，那么也要用黑斜体。请认真阅读以上要求，如逾期或者没按照要求规范稿件，造成的审稿延误等问题由作者个人承担，编辑部不承担任何责任，没有预留详细地址和通信方式造成的样刊遗失或漏寄，作者自行承担后果。测绘科学样本参见刘宇的文章（见后附文章）文章必须以引言开头，结束语结尾。标题和内文使用的字号和格式必须与范文一致。中途分类号和文章标号等信息科留白，由编辑部补充。文章标题以0开始，按序排列。测绘科学范文：城市化研究的GIS方法刘宇，刘德钦，马维军（中国测绘科学研究院，北京 100039；山东科技大学地球信息科学与工程学院，山东 泰安 271019）【摘 要】城市化作为现代化进程中的一个普遍现象，历来为研究者所重视。城市化的研究方法处于不断地丰富、发展过程中。本文结合地理信息系统的可视化技术、空间分析功能、地理信息系统建模方法，提出了城镇人口比与城镇人口绝对规模相结合的城市化水平测度模型，在人口地理信息系统集成该模型，将中国城市进行了城市化测度分级；在总结现有研究成果的基础上提出以距离为选择要素，多指标综合的城市群分析模型，在人口地理信息系统中为分析城市化进程中的城市群现象提供了一种灵活工具。【关键词】人口地理信息系统；城市化；城市群 【中图分类号】F291.1 【文献标识码】A 【文章编号】1009-2307（2004）GIS approach to urbanization studiesAbstract: As a prevalent phenomena in course of modernization, Urbanization is always regarded as a important subject by the researchers. The research methods of urbanization are continuously abundant. This paper represents an attempt to describe how GIS is to be applied to analyse Urbanization. As a tool, GIS can offer visual means, spatial analysis function s and models. So it gives us a chance to develop the research methods of urbanization. Urbanization level is an important concept and measure index in urbanization study. This paper offers a model to study the level of urbanization, in which both the percentage of urban population and the size of urban population are used. With the integration of the population GIS and this model, cities of China are graded according to the measure index of urbanization. Based on the summarization of production s in hand, this paper advanced a Urban Agglomeration model that is composed of several demographic and economic indexes. It is a flexible tool for Urban Agglomeration analyses in the population GIS.Key words: Population GIS; Urbanization; Urban AgglomerationLIU Yu, LIU De-qin, MA Wei-jun (Chinese Academy of Surveying and Mapping, Beijing 100039, China ; Shandong University of Science and Technology, Taian 271019, China)0引言城市化，或称城镇化（Urbanization）是当今世界上重要的社会、经济现象之一1。不同学科从不同角度对城市化有不同的认识2，概括起来都有以下共同之处：它是一个社会、经济演变过程；在这个过程中城市人口比重不断提高；人口不断集中，包括集中点的增加和原有集中点的扩大。未来学家托夫勒认为:高技术产业发展和中国城市化是21世纪世界经济增长与社会发展的两大驱动因素3。由此可见，中国城市化研究不仅对中国，而且对世界都具有特别重要的意义。城市化的分析不仅需要有定性的分析方法，而且更需要定量的“数学思维”4。不仅如此，我们还需要用先进的手段将相关分析方法集成起来，形成新的分析方法。地理信息系统（Geographical Information System,简称GIS）是20世纪60年代发展起来的一门综合应用系统。在当代计算机科学和空间技术高速发展的基础上，地理信息系统作为集计算机科学、空间科学、测绘遥感学、地理学、环境科学、信息科学和管理科学为一体的新兴边缘学科迅速地兴起和发展起来5。地理信息系统是一种专门用于采集、存储、管理、分析和表达空间数据的信息系统，既是表示、模拟现实空间世界和进行空间数据处理分析的工具，也是一门关于空间信息处理分析的科学技术，有时还可看作是人们用于解决空间问题的“资源”6。城市化分析较大程度上牵涉到人口指标的分析，因此本文以我们开发的国家级人口地理信息系统为基础，介绍城市化的GIS分析方法。人口地理信息系统作为地理信息系统的一个分支，它运用计算机硬、软件及网络技术，实现对人口及与其相关的空间地理信息的一体化管理和应用，可对人口空间地理信息进行输入、存储、查询、检索、处理、分析、显示和更新，构成了解和处理各种人口现象空间分布及其相关关系的技术系统，成为人口管理的一项基础设施建设和现代化管理、决策的先进工具7。本研究结合人口地理信息系统的可视化技术、空间分析功能、地理信息系统建模方法，探讨了人口地理信息系统中分析城市化的方法。1市化分析的相关GIS技术与方法1.1 可视化技术 可视化或称视觉化，它的基本含义是将科学计算中产生的大量非直观的、抽象的或者不可见的数据，借助计算机图形学和图像处理等技术，用几何图形和色彩、纹理、透明度、对比度及动画技术等手段，以图形图像信息的形式，直观、形象地表达出来，并进行交互处理。这一技术正成为科学发现和工程设计以及决策的强有力的工具。MacEachren用地理可视化这个术语来描述地图在建立视觉信息处理背景下的用途8，视觉信息处理可以清晰地表达要研究的问题或设想。对于地学工作者来说，地理可视化并不新鲜。地形图的编制、专题图和综合图的制作、地学问题的图解分析等都是用图形（地图）来表达对地理现象与规律的认识和理解。1.2 空间分析方法空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息9。空间分析是地理信息系统区别于其它信息系统的基本功能。GIS的空间分析可分为两个层次。一是简单的空间搜索、空间叠加；二是对空间格局进行描述和分析。空间搜索、空间叠加的技术相对比较完善，在系统中开发模式化分析方法的条件已经成熟。1.3 地理信息系统建模方法空间模型是利用空间信息和专业属性信息建立起的具有空间分布意义的模型。GIS建模可定义为GIS在以空间数据及其属性数据建立模型过程中的应用。GIS使用地理参照数据，因此，GIS建模着重强调的是空间数据使用或显示模型，同时它也强调了GIS在建模中而非在模型中的应用10。2 对城市化程度的分析2.1 对城市的可视化分析对于城市化的分析，GIS是一种很好的可视化分析工具。例如，要将设区的市、县级市和县区分看来，用传统的纸质制图方法，既费时又费事。但是有GIS就很容易实现图1。在下文的分析中，可视化方法还会经常用到。 图1：全国城市分布图（不含台湾省） 图2：以县为单位的城镇人口比重分级图表1：三大地带城镇人口比城镇人口比城镇人口比36.09%的县级行政区个数城镇人口比36.09%的县级行政区城镇人口/各地带城镇总人口东部49.0444575.37中部29.0434059.77西部21.9224656.62（数据来源：第五次人口普查资料）2.2 城市化水平的测度模型目前在测度城市化水平时仍主要以城镇人口占总人口比重为指标。用人口比重指标衡量城市化水平的优点是便于统计，可操作性强。图2是以县为单位的城镇人口比重分级图。根据国家统计局公布的第五次人口普查主要数据公报，祖国大陆个省、自治区、直辖市的人口中，城镇人口占总人口的比重为36.09。经分析可知，全国两千多个县级行政区中，城镇人口比重超过36.09的有1031个，其中东部445个占东部城镇人口的75.37，中部340个占中部城镇人口的59.77，西部246个占西部城镇人口的56.62。东中西部城镇人口占全国（不含港澳台）城镇人口的比重分别为：49.04、29.04、21.92。从图2中我们还可以看出，东北和西北的一些工矿城市城镇人口比重相当高，如根河市（99.68）、牙克石市（95.22）、格尔木市（84.12）。是不是他们的城市化程度就很高呢？对照城市化的普遍定义，他们只符合城镇人口比重高一个条件。因此，单独用城镇人口比重作指标来衡量城市化水平有很大的局限性。在城市化测度的研究中，有学者提出用复合指标法，采用包括城市社会、经济、环境等方面的十几项指标对城市化水平作综合测度1113。但是复合指标法需要的指标太多、数据量太大，而且有些指标统计口径不完全一致，因此也具有很大的局限性。在人口GIS中测度城市化，我们选择了城镇人口比与城镇人口绝对规模相结合的方法。在城市化理论中，当一个地区的城镇人口比重达到50时，认为该地区初步进入城市社会；当城镇人口比重高于70的时候，认为该地区已经是一个成熟的城市社会1。因此，结合大中小城市划分标准及城镇人口比重指标，将全国划分为15个城市化测度等级。划分标准如表2。得出全国城市化水平测度等级图（图3）。根据关于统计上划分城乡的规定，城市是指经国务院批准设市建制的城市市区。因此，全国城市化水平测度图以全国人口地理信息系统（县级行政区）为基础，将设区市的市区进行合并，得出2000年我国共有城市659座（不含港澳台）。其中东部城市275座，中部城市226座，西部城市158座。图3：全国城市化水平测度等级图表2城市化测度等级划分标准区域城镇人口比重等级城镇人口200万以上的超大城市70以上15070%2城镇人口100200万的特大城市70以上15070%2城镇人口50100万的大城市70以上15070%250%以下3城镇人口2050万的中等城市70以上15070%250%以下3城镇人口2050万的县城镇人口20万以下的小城市70以上15070%250%以下3城镇人口20万以下的县3 城市群分析模型从城市化测度等级分布图中可以观察到在我国已经出现一些城市聚积形成城市群的现象。城市群的出现，是区域经济发展和城市化的一大产物。城市群研究是城市化研究的一个重要方面，我国对城市群的研究起步于20世纪90年代初，研究方向主要集中在一些特定城市群的特征、状况、结构等具体问题的应用研究，但对于城市群的界定讨论不足。GIS的空间搜索和叠加分析功能以及建模方法，为研究者讨论界定城市群的方法提供了有效途径。3.1 城市群的评定方法对于城市群（Urban Agglomeration）的概念，学术界也没有统一的意见1418。将各类定义概括起来大致有以下几点共同之处：有一定的地域范围；有群体特征；有一个或多个中心城市；城市化程度较高。就现有资料来看，只有参考文献17提出了城市群的界定方法。他用面积、总人口、城市人口、城市数量、城市规模等级等指标对城市群进行界定。但是面积大小因为受行政区划的影响，与城市化发育程度并没有必然的联系。我们注意到，在所有城市群的定义中都强调了中心城市的作用，而中心城市与其周边城市的相互作用强度随距离递减。因此，我们在人口地理信息系统中以一个特大城市或大城市为中心，以一定距离范围内的城市经济规模、城镇人口数、城镇人口比、城镇体系分值等为指标进行城市群分析。具体方法是：先以特大城市或大城市为中心，250km为半径作圆，然后在行政区划图层中做叠加分析，确定这一距离内的行政单位。接下来衡量城镇体系情况，按表2确定的城市化测度等级划分标准，确定涉及到的行政单位的城市化等级。在级中去除涉及县的两级（和），逐级给以131的分值。Si，Si：城市体系分值；i：城市化等级，i15，i11；Ni:各等级城市个数；Ci:各城市等级分值。最后运用多指标加权求和的方法，对城市经济规模、城镇人口数、城镇人口比、城镇体系分值等4项指标进行处理。利用层次分析法（AHP法）确定它们在衡量城市群时的权重，结果见表3。再以区域内城市型政区为样本，对各指标值进行无量纲化处理，本项研究采用最大值无量纲方法。Wi=Xi/Xmax100，式中Wi是无量纲化后的得分值，Xmax是被评地区Xi中的最大值。利用公式C=aiWi进行加权求和，获得各区域的城市群综合指数。图4是城市群界定的模型图。研究中我们分别选择了以上海、北京、广州、成都等城市为中心的区域计算城市群综合指数，结果见表4。以中心城市为圆心，一定距离为半径在市、县区划图层中做圆空间叠加分析确定圆所覆盖的市、县参照城市体系划分标准，获得城市体系分值通过空间检索、查询获得选中的市、县经济规模（GDP）城镇人口数城镇人口比通过层次分析法获得各指标权重各指标无量纲化处理城市群综合指数图4：城市群界定模型图表3：各变量权重指标经济规模(GDP)城镇人口数城镇人口比城镇体系分值权重0.41520.19860.23380.1524表4：各区域城市群综合指数中心城市上海北京长春武汉长沙重庆成都西安郑州青岛广州大连沈阳济南GDP134775810481036364114267331131407343846967523427742475852城镇人口数50883132268330533243284027931508313223263960183926783932城镇人口比55.6840.4453.7532.3934.3327.2532.4528.4623.8139.8055.2049.7053.2029.52城镇体系分值33512320117621213913794234180224176220286综合指数10052.7057.0044.7249.3937.0840.3526.4443.4648.4572.0049. 2355.8858.78（数据来源：人口资料来自于第五次人口普查资料；GDP数据来自于2001年城市统计年鉴）可以看出，该分析方法的结果随选取的距离半径的变化而变化，因此是一个开放的分析工具。研究人员可以选取不同的距离半径来确定不同区域的城市群综合指数。根据对日本城市圈域经济发展的分析，日本三大城市圈的圈域半径一般都在100150km19，但考虑到中国国土面积大，城市相对分散以及高速公路等基础设施的建设极大地改善城市间联系的因素，因此将中心城市的圈域半径适当地放宽了一点，定为250km。3.2城市群综合指数评定结果分析沪宁杭城市群 鲁中南及山东半岛城市群 珠江三角洲城市群 京津唐城市群 东北城市群图5 五区域250km圈域选择（以城市化等级分布图为底图）对于表4中的结果，如果有大城市或特大城市重叠，按分值高的区域涵盖分值低区域进行取舍，最终得到得分前五位的城市群分别是：沪宁杭城市群、珠江三角洲城市群、鲁中南及山东半岛城市群、东北城市群、京津唐城市群。图5为五城市群250km圈域选择图，图6为五城市群城市化等级分布。可以通过空间统计及交通图层与行政区划图层进行叠加分析，归纳出各城市群的一些特点。 沪宁杭城市群 珠江三角洲城市群鲁中南及山东半岛城市群 东北城市群 京津唐城市群图6：五大城市群城市化等级分布1）沪宁杭城市群沪宁杭城市群是我国第一特大型城市群。该城市群包括了上海、南京、杭州三个成熟的超大型城市，无锡、常州、苏州、宁波四个成熟的特大型城市，共有城市63座。其特点是：规模巨大，城镇人口数达到5088万，是第二位城市群的1.79倍；用GDP来衡量的经济规模到达13477亿元，是第二位城市群的1.28倍。城市体系较为完备，发育较为成熟。城市延交通轴线发展的态势比较突出，在人口地理信息系统中行政区划图层上叠加铁路线图层做空间分析，在该城市群中，沪宁、沪杭、杭甬、浙赣铁路通过的城市24座，占该区域城市总数的38.1，平均每16公里一座城市。呈现出交通走廊式的城市空间布局模式。2）珠江三角洲城市群珠江三角洲城市群考虑行政区划的因素，以广州市为中心选定。该城市群包括了广州、香港、深圳三个超大型城市，共有城市44座。其特点是：具有广州、香港两个中心城市，借助香港的特殊地位，国际色彩浓厚，有很强的外向型特点；城市体系完备，在15级城市化分级体系中，仅缺2级，有4个城镇人口在50100万间的大城市，11个中等城市的城镇人口比超过50，分别占大城市数和中等城市数的66.67和47.83；圈层特征比较明显，环珠江口城市规模大、城市化等级高，向内陆逐级递减，如广州南海三水四会线，城市化等级分别为：1112；中山高明新会高要线，城市化等级分别为：2323。3）鲁中南及山东半岛城市群鲁中南及山东半岛城市群城镇人口200万以上的有2座（济南、青岛），100万200万的有4座（烟台、潍坊、淄博、莱芜），50万100万的有7座，共有城市44座。其特点是：城市体系发育较完善，在15级城市化分级体系中，仅缺2、1、2三级；中等城市数量多且城市化水平低，该城市群共有中等城市27座，占区域城市总数的61.36，其中城镇人口比低于50的24座，占区域中等城市数的88.89。胶济铁路、济青、青烟高速公路是该区域城市发展的主轴，在这条轴线上分布城市20座，平均每28公里一座城市，城镇人口1383万，占区域城镇人口数的53.81。4）东北城市群东北城市群为我国传统老工业基地，现代城市的发展历史较早，共有城市38座。该城市群的特点是：该城市群包括了东北三省的三个省会城市沈阳、长春、哈尔滨，在区域发展的带动作用上具有较强的优势；城市体系发育还不完善，缺少城镇人口50万100万的大城市，小城市数量也不多，仅有7座。5）京津唐城市群京津唐城市群共有城市32座。其特点是：城镇人口高度集中，北京、天津两市城镇人口为987万和675万，它们的城镇人口之和，占到区域城镇人口总数的64.27 。城市布局分散，仅北京天津相连接，其他城市大部分远离中心城市；县域面积广大，城市密度低。该城市群中有109个县，面积占到区域面积的82.18，个数与面积比在五个城市群中都是最高的。5 结束语可视化技术、空间分析功能、地理信息系统建模方法使得GIS成为进行城市化分析的一种十分有效的手段。在人口地理信息系统中，可以将城镇人口比与城镇人口绝对规模两指标相结合，对全国城市按城市化水平进行15个等级的划分。城市群是区域经济和城市化发展的一大产物。在中国城市化进程中，城市群的发展已经起步。对城市化进程中的城市群现象进行定量分析，对于区域经济协调发展具有重要意义。在城市群分析建模中，考虑到了中心城市对周边区域的影响，以距离为区域选择要素，用城市经济规模、城镇人口数、城镇人口比、城镇体系分值等多指标综合的方法分析城市群，比以往用面积、总人口等的分析方法更能反映出城市群的特征。在以特定城市为中心做区域选择时，距离是可变要素，它与城市的规模等级、交通通讯等影响城市间联系的基础设施条件关系密切，因此，在系统中将其作为灵活变量，有助于研究人员根据自己的判断条件来进行分析。参考文献1许学强，周一星，宁越敏.城市地理学M.北京：高等教育出版社，1997:43.