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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