城镇群体空间结构演化的信息机制——以武汉为例

论文题目: 城镇群体空间结构演化的信息机制——以武汉为例

论文类型: 博士论文

论文专业: 摄影测量与遥感

作者: 邓文胜

导师: 关泽群

关键词: 城镇群体,空间结构,信息机制,城镇建筑覆盖区,信息熵,证据理论,模式识别,空间分析,灰色系统

文献来源: 武汉大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着城市化进展的加快,特大城市空间的飞速扩展,城市环境问题的日益严重,城镇建设与农业用地的矛盾的日益加深,人们迫切要求加强城市规划与城市管理技术与方法的研究。城镇群体空间结构的形成演化、城市土地利用空间扩展、城镇群体演化的信息机制的研究正成为地理学界、城市规划学界、遥感科学界、地理信息科学界等学科研究的新的热点问题和管理层十分关注的重大问题。城市密集地区由于城市的相互作用、集聚与扩散,城市背景的错综复杂,单个城市空间扩展与土地利用潜力研究更加困难,研究成果与现实差距较大。本文以城镇群体为研究对象,基于信息机制构建了城镇群体空间结构演化的框架,阐述了解放以来武汉地区城镇群体空间结构的演化,特别是近10多年来随着武汉地区社会、经济、生态环境发生了翻天覆地的变化,这种变化又深深地烙印在土地利用格局上。经济高速增长导致大城市迅速扩张,中小城市(镇)迅猛发展,为城镇体系的完善奠定了基础,城镇群体正在形成或已经形成,或演化为高级阶段,因此本文研究武汉市域城镇群体空间结构演化的信息机制具有十分重要的意义。本文的研究目标是本文的研究目标是要为部门领导和高层领导提供反映城镇群体空间结构的信息,提供城镇群体空间结构演化信息,为此,本文要进行相关的理论、技术、方法和应用的研究。利用已有的地图信息,通过多时相遥感影像的配准,基于证据理论进行影像分类,提取出城镇建筑覆盖专题信息,以此为基础,运用命题逻辑演算方法、土地利用信息熵、重心迁移、方位变化来研究武汉市域城镇群体空间结构演化,并用灰色系统理论以人口信息和经济信息为依据分析预测武汉市域城镇化水平。城镇群体空间结构演化的信息机制,是从区域的角度来研究地球空间信息机制,通过对城镇群体空间信息的理解与分析来揭示城镇群体空间结构几何形态、空间分布、空间组合、空间相互关系及变化规律。文章从城镇群体、空间结构、信息机制的概念出发,分析了城镇群体空间结构的构成要素,阐述了城镇群体空间结构研究的理论基础和研究方法和城镇群体空间结构演化的基本原理,确定了城镇群体空间结构演化研究的技术路线。分析了不同的遥感数据源及应用,提出了基于证据理论的遥感影像数据融合方法。研究了遥感影像分类的各种方法,提出了基于证据理论的遥感图像分类方法,并进行了精度比较。然后从分类结果中提取出我们最为关注的城镇建筑覆盖区专题信息。总结出了反映城镇群体空间结构演化的信息机制,着重分析了城镇覆盖区空间形态、面积大小、分布中心、方位与方向、土地利用信息熵、集聚度与分散度等信息机制。提出了以信息机制为基础,用命题逻辑演算方法来分析城镇群体空间结构演化的新方法。最后在理论研究的基础上,以武汉城镇群体为例,从信息机制的几个方面实证研究了武汉城镇群体

论文目录:

摘要

ABSTRACT(英文摘要)

第一章引言

1．1 研究意义

1．2 城镇群体空间结构演化概述

1．2．1 城镇群体概念与分类

1．2．2 城镇群空间结构的概念及特征

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 信息机制及其内容

1．4．1 信息机制

1．4．2 空间信息机制的主要研究内容

1．4．3 本文的研究目标和研究内容

1．5 本文的组织结构

第二章城镇群体空间结构演化原理与要素解析

2．1 城镇群体空间结构演化原理

2．1．1 最小规模／门槛原理

2．1．2 非均衡变化原理

2．1．3 依赖形态原理

2．1．4 非均质原理

2．1．5 市场竞争原理

2．1．6 行为／社会学原理

2．1．7 机构机制原理

2．1．8 随机发生原理

2．1．9 城镇群体空间设计原理

2．1．10 相关性原理

2．2 城镇群体空间结构要素构成

2．2．1 节点及节点体系

2．2．2 线及网络

2．2．3 城镇群体空间结构演化系统流态

2．3 城镇群体空间结构演化的状态描述

2．4 熵与城镇群体空间结构

2．5 城镇群体空间结构的影像要素解析

2．5．1 城镇群体空间结构与遥感影像信息的映射关系

2．5．2 城镇群体空间结构影像信息时空分布规律

2．5．3 引入时间维的遥感信息机制分析流程

2．6 本章小结

第三章面向城镇群体空间结构研究的遥感影像数据融合技术

3．1 遥感影像分析中的多尺度、多源数据

3．1．1 地理信息

3．1．2 遥感信息

3．2 多分辨率的遥感影像数据及其应用

3．2．1 高光谱卫星数据

3．2．2 Landsat数据

3．2．3 SPOT数据

3．2．4 中巴地球资源卫星

3．2．5 其他数据源

3．3 遥感影像数据融合技术

3．3．1 证据理论的基本概念

3．3．2 Dempster合成法则

3．3．3 多源遥感数据融合

3．3．4 多波段遥感数据融合

3．4 本章小结

第四章基于证据理论的遥感图像分类与城镇建筑覆盖专题信息提取技术

4．1 遥感图像计算机分类问题

4．2 传统的分类方法

4．2．1 研究区和数据

4．2．2 监督分类方法

4．2．3 建筑指数与植被指数结合分类法

4．3 基于证据理论的图像分类方法

4．3．1 模式识别问题

4．3．2 识别证据

4．3．3 两个约定

4．3．4 相似程度

4．3．5 识别证据下的支持函数

4．3．6 基于证据理论的遥感图像分类

4．4 分类方法精度比较

4．5 从分类结果中提取城镇建筑覆盖区专题信息

4．6 本章小结

第五章反映城镇群体空间结构演化的信息指标和动态监测模型

5．1 形态变化的度量

5．2 城镇群体空间分布特征

5．2．1 分布密度和均值

5．2．2 分布中心

5．2．3 分布轴线

5．2．4 离散度

5．3 空间关系

5．3．1 空间距离

5．3．2 空间方位与空间方向关系

5．4 信息熵

5．4．1 信息熵定义

5．4．2 遥感信息熵

5．4．3 土地利用信息熵计算

5．4．4 计算方法

5．5 城镇群体空间结构演化的动态监测模型

5．5．1 遥感信息的时空分析

5．5．2 常用的遥感动态监测模型

5．5．3 命题逻辑演算方法用于城镇遥感动态监则

5．6 本章小结

第六章武汉城镇群体空间结构演化的灰色分析与预测

6．1 灰微分方程与GM(l，l)模型

6．1．1 灰微分方程

6．1．2 等间隔GM(l，l)模型

6．1．3 多维灰模型GM(l，N)

6．2 城镇群体发展水平的多维灰色关联分析

6．2．1 分析全市城市化水平与三个产业发展水平的关系

6．2．2 各区城镇化水平与三个产业发展水平的关系

6．3 武汉市域城镇化发展水平灰色预测

6．4 建筑覆盖面积变化的灰色预测

6．5 本章小结

第七章武汉城镇群体空间结构演化及再布局

7．1 研究区

7．1．1 以社会经济统计信息为数据源的研究区

7．1．2 以中心城为中心的城镇建筑覆盖信息提取的试验研究区

7．2 研究方法

7．3 技术路线

7．4 武汉城镇群体空间结构演化现状

7．4．1 城镇缓慢扩张阶段

7．4．2 城镇快速扩张阶段

7．4．3 郊区城镇化阶段

7．5 以社会经济统计信息为标志的武汉市域城镇体系变化分析

7．5．1 数据源

7．5．2 研究方法

7．5．3 武汉市城镇体系的层次结构

7．5．4 武汉市域城镇体系节点的空间分布

7．5．5 以主城为中心的城镇空间分布

7．5．6 轴向分布的空间分析

7．5．7 人口信息的时空变化分析

7．5．8 城镇群体空间分布地域差异原因的回归分析

7．6 城镇群体空间土地利用覆盖变化信息分析

7．6．1 1993～1998年武汉城镇群土地利用类型变化分析

7．6．2 1998～2002年武汉城镇群土地利用类型变化分析

7．6．3 武汉城镇群体土地利用信息熵分析

7．7 城镇群体空间建筑覆盖变化信息分析

7．7．1 1993～1998年武汉城镇建筑覆盖区变化分析

7．7．2 1998～2002年武汉城镇建筑覆盖区变化分析

7．7．3 1993～2002年城镇建筑覆盖区空间距离变化分析

7．7．4 城镇建筑覆盖空间方位和方向的变化分析

7．7．5 城镇建筑覆盖重心变化分析

7．7．6 城镇群体空间建筑覆盖变化统计分析

7．8 中心城(主城)演化分析

7．9 武汉城镇群体空间再布局探讨

7．9．1 武汉市域城镇群体空间布局原则

7．9．2 城镇发展地理条件的综合评价

7．9．3 武汉市域城镇体系再布局的构想

第八章全文总结与展望

8．1 本文的主要研究内容与创新之处

8．2 进一步的工作与展望

参考文献

附表

攻博期间的科研情况

后记

发布时间: 2006-03-27

参考文献

[1].南通市域城镇空间结构演化过程与演化规律研究[D]. 姜爱萍.南京师范大学2008
[2].制度变迁背景下上海居住空间结构演化研究[D]. 王丹.华东师范大学2011

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