基于GIS的城市空间扩展特征分析
基于GIS的山东省人口分布时空格局及影响因素分析
基于GIS的山东省人口分布时空格局及影响因素分析1. 引言1.1 研究背景人口是一个国家或地区最基本的资源，人口数量、结构和分布状况对社会经济发展具有重要影响。
山东省作为中国人口最多的省份之一，其人口分布时空格局及影响因素的研究具有重要意义。
在过去的几十年里，山东省人口不断增长，城乡人口结构发生变化，人口流动带来的影响也愈发显著。
深入研究山东省人口的分布、时空格局及影响因素，对于指导相关政策制定和提升人口管理水平具有重要意义。
随着地理信息系统（GIS）技术的不断发展和普及，GIS在人口研究中的应用越来越广泛。
利用GIS技术，我们可以更准确地获取和分析人口数据，揭示人口分布的规律和特点。
本文将基于GIS技术，对山东省人口分布的时空格局及影响因素进行深入探讨。
通过对山东省人口分布的不同因素进行分析，可以为人口政策的制定提供科学依据，促进社会经济的可持续发展。
对于人口增长趋势的分析，也将有助于我们更好地了解山东省人口的未来发展方向，提出有效的政策建议。
【研究背景】1.2 研究意义人口是一个国家、一个地区社会经济发展的基本原因和动力，人口分布的不均衡和人口结构的变化直接影响着地区的社会经济发展和资源环境可持续利用。
山东省作为我国人口大省之一，人口数量庞大，人口空间分布不均衡，人口结构不合理，这些问题在地区的社会经济发展中给予了诸多不利影响。
对山东省人口分布时空格局及影响因素进行深入分析，不仅有利于把握山东省人口发展的规律，有助于更好地指导地区的人口政策制定和社会经济发展规划，还可以为其他人口大省提供一定的借鉴和参考。
通过本研究的开展，可以在一定程度上拓展人口地理学领域的研究视野，为地理信息系统在人口研究中的应用提供一定的理论和实践基础。
本研究具有重要的理论和现实意义。
1.3 研究方法研究方法是本文研究的重要部分，通过科学合理的研究方法可以有效地探究山东省人口分布的时空格局及影响因素。
本研究主要采用以下方法进行：我们通过收集各地区人口统计数据，并利用地理信息系统（GIS）进行数据的空间分析，包括人口数量、人口密度等指标的计算和地理可视化展示，从而揭示各地区人口分布的时空规律。
地理空间分析
地理空间分析地理空间分析(GIS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，其目的在于解决地理空间问题而进行的数据分析与数据挖掘，是从GIS目标之间的空间关系中获取派生的信息和新的知识，是从一个或多个空间数据图层中获取信息的过程。
空间分析是GIS最重要的功能，可用来实现经济建设、环境和资源调查中的综合评价、规划、决策、预测等任务。
·矢量数据空间分析缓冲区分析缓冲区分析是基于点、线、面的地图要素，按设定的距离条件，围绕其要素而形成一定缓冲区多边体，从而实现数据在二维空间得以扩展的信息分析方法。
点缓冲区主要是适用于点区域对其周围的点数量随距离而减小，确定点缓冲的区域，便为用户做出合理的规划。
如污染源对其周围的污染量随距离而减小，确定污染的区域等。
线缓冲区分析主要是为某一区域内建立相应的多边形线缓冲区范围内的线状区域，确定线缓冲区，以便为用户做出合理的规划。
如为失火建筑找到距其500米范围内所有的消防水管等。
面缓冲区分析主要是为某一区域内建立相应的多边形缓冲区范围内的面状区域，确定面缓冲区，以便为用户做出合理的规划。
如在某高校的规划范围内，不能有网吧等。
空间数据的网络分析是地理网络，是基于几何网络的特征和属性，利用距离、权重和规划条件来进行分析得到结果并且应用在实际中，它主要包括路径分析、地址匹配和资源分配三个方面。
网络分析主要适用于城市基础设施网络(如各种网线，电缆线，电力线，电话线，供水线，排水管道等)进行地理化和模型化，基于它们本身在空间上的拓扑关系、内在联系、跨度等属性和性质来进行空间分析，通过满足必要的条件得到合理的结果。
点缓冲区主要是适用于点区域对其周围的点数量随距离而减小，确定点缓冲的区域，便为用户做出合理的规划。
如污染源对其周围的污染量随距离而减小，确定污染的区域等。
·栅格数据空间分析距离制图距离制图是基于每一栅格相距其最邻近要素的距离来进行分析制图，从而反映出每一栅格与其最邻近源的相互关系。
基于RS和GIS的新城区建设对城市扩展的影响研究——以徐州市为例
２ ０ １ ３年第 ０ ３ 期
Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｃ Ｄ Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ Ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
物联网与智慧城市
基于 Ｒ Ｓ和 Ｇ Ｉ Ｓ的新城 区建设对城市 扩展 的影响研 究
４ ． ４ ５
３ ． １ ｌ ２ ． １ ２ １ ８ ． ５ ５
构，用这样的布局满足未来建设 ３ ０ ０万人口特大城市的发 水体 农业用地 徐州新城区地址位于徐州东南部 新城区总规划用地 面积 ｌ ０ 平方公里，是 以行政中心，商贸中心，金融中心， 其 他用地 教育文化中心为主的一个新核心。 根据新城区的发展 目标， 到２ ０ ２ ０ 年 ，建成 以现 代区域 交通 为依托 ， 以住 宅 、办 公、
展需 求 。
１ ９ ９ ０ 笠 土地利 用类 型 城市 建设用 地 城市 建设 用地
２ ０ ０ ０ 正 土地 利用类 型 水体 林 地
变 化数量 （ 平 方千 米 ） ３ ． １ ４ ３ ． Ｏ １
城市建设用地
城 市建 设用地 林地
农业用地
’ 其 他 用地 城市 建设用 地 城市 建设 用地
性产生一个新的图像文件。 从表 ｌ中看出，徐州在新城区未建设时，是传统城市 在本文中，利用此方法，分析 ３年徐州市建筑用地的 扩展，主要利用城市周边其他为利用土地进行规划建设。 变化 。 从 表 ２ 中得 出这样 结论 ，这 阶段徐 州在 新城 区开始 建 ４ 结 果分析 设 ，新城 区建 设直 接把 农业 用地 变成 城市 建设 用地 ，所 以 ４ ． １ 矩 阵分 析 此 阶段农 业用 地变 化量 最 大 ，并且在 总 量上 比上 个阶 段也 通 过 矩 阵分 析得 出：城市 建 设用地 总 量 的变 换 以及 土 明显增加 。
基于GIS技术的城市道路网络分析
基于GIS技术的城市道路网络分析城市道路网络分析是GIS技术应用的一个重要领域，通过对城市道路网络进行分析，可以更好地了解城市交通流量、道路通行状况、交通拥堵状况等重要信息。
本文将深入探讨基于GIS技术的城市道路网络分析，包括分析方法、应用场景及技术优势等方面。
一、GIS技术在城市道路网络分析中的应用GIS技术是一种将地理空间信息与其他相关数据进行整合的综合性技术。
在城市道路网络分析中，GIS技术可以将道路网络、交通流量、道路通行状况等信息进行有机结合，实现对城市道路网络的分析、管理和规划。
具体来说，GIS技术在城市道路网络分析中的应用主要体现在以下几个方面：1. 数据整合和处理GIS技术可以将不同来源的数据进行整合和处理，包括地理空间信息、交通流量、道路通行状况等数据。
通过GIS技术，可以将这些数据进行结构化处理，形成可供分析的数据模型。
2. 道路网络分析GIS技术可以对城市道路网络进行分析，包括道路运行速度、拥堵状况、交通流量等。
利用GIS技术进行道路网络分析，可以帮助城市规划者更好地了解城市交通状况，为城市交通规划提供支持。
3. 路线规划和优化GIS技术可以利用道路网络分析结果，实现路线规划和优化。
例如，根据交通流量等信息，确定最优路线，从而实现快速、高效的出行。
二、GIS技术在城市道路网络分析中的优势相比传统技术，GIS技术具有以下明显的优势：1. 数据整合能力强传统技术往往无法整合不同来源的数据，难以建立关联。
而GIS技术可以将不同来源的地理空间数据进行统一处理，从而实现数据整合，并进行有机结合。
2. 数据可视化能力强GIS技术可以将城市道路网络等数据进行可视化处理，通过地图显示，更加直观地表现城市道路网络的状况。
这种可视化的处理方式，可以帮助决策者更快、更准确地了解城市交通状况。
3. 分析效率高传统的城市道路网络分析方式，需要大量的人工操作和计算，效率低下。
而GIS技术可以利用计算机进行分析，大大提高分析效率，缩短分析时间。
基于GIS地理信息系统的智能城市规划设计研究
基于GIS地理信息系统的智能城市规划设计研究随着城市化进程的加速，智能城市已经成为城市规划的热门话题之一。
智能城市依靠先进的信息技术，实现城市系统的自动化、可视化、智能化，提高城市的运行效率和管理水平。
而GIS地理信息系统则是智能城市建设中不可或缺的工具之一。
本文就要论述基于GIS地理信息系统的智能城市规划设计研究。
一、GIS地理信息系统概述GIS地理信息系统是一种集成了数据存储、处理、分析、展示和发布等功能的综合系统，能够将各种地理数据和非地理数据以空间关系为主线进行整合，提供数字地球等多种视图，让人们以更为直观、科学、真实的方式认识地球。
1.数据表现形式多样化：可以绘制二维地图、三维地球、网络分析、遥感分析等不同的数据表现形式。
2.多源数据的处理能力：各种数据格式的数据可以通过GIS地理信息系统进行读取、处理、管理、分类、编辑等操作。
3.高效的数据处理能力：GIS地理信息系统具有高效的空间数据处理能力，包括空间查询、空间分析、统计分析、建模和预测等。
二、智能城市规划设计需要GIS的支持1.城市数据采集存储和管理：智能城市建设需要各种数据，例如人口、交通、环境、土地等数据。
GIS地理信息系统可以通过数据采集、存储、管理等功能，整合城市数据，并建立城市数据库。
2.城市数据空间分析：GIS地理信息系统可以利用空间数据分析来支持智能城市规划设计。
例如，可以通过GIS进行城市交通疏导路线规划，避免城市交通拥堵；可以通过GIS进行城市环境监测和污染源分析，提高城市环境管理水平。
3.城市数据可视化和展示：GIS地理信息系统具备优秀的数据可视化和展示能力，可以将城市数据以二维地图、三维地球和数字地球等多种形式呈现出来，从而方便人们更加直观地了解和掌握城市信息和城市发展状况。
1.城市数据采集和整合通过各种现代技术手段，例如传感器、卫星遥感、无人机、移动设备、网上交互、政府信息平台等采集各种城市数据，包括人口、交通、环境、土地等数据，并将数据进行整合，建立城市数据库，提供城市规划设计的数据支持。
基于GIS的长三角城市群经济空间集聚特征研究
基于GIS的长三角城市群经济空间集聚特征研究张红;于渤;鞠立新【摘要】本文在界定长三角城市群空间范围的基础上,利用长三角城市群各城市2013年相关数据,应用GIS的空间聚类分析功能分别从全局聚类检验和局部聚类检验两个方面分析了长三角城市群的经济空间集聚特征.研究结果表明长三角城市群的经济产出和经济生产要素在全局上存在空间集聚现象,在局部上,GDP、人均GDP 等经济产出在向上海市、苏州市等个别城市高-高集聚,而劳动、资本、技术、能源等经济生产要素也在向上海市、苏州市等个别城市高-高集聚.【期刊名称】《运筹与管理》【年(卷),期】2015(024)006【总页数】8页(P184-191)【关键词】空间聚类分析;全局聚类检验;局部聚类检验;长三角城市群【作者】张红;于渤;鞠立新【作者单位】哈尔滨工业大学经济与管理学院,黑龙江哈尔滨 150006;哈尔滨工业大学经济与管理学院,黑龙江哈尔滨 150006;浙江海洋大学,浙江舟山 316000;中国传媒大学,北京100024【正文语种】中文【中图分类】F293.1长三角城市群位于我国东部沿海的长江三角洲地区，是我国城镇密度最高、产业门类最齐全、城市化水平和经济发展水平最高、最具发展活力的地区。
作为我国参与国际竞争的重要场所和单元，长三角城市群已经步入世界第六大城市群行列[1]，对其经济发展的研究不仅是热点也是难点问题。
目前已有学者对长三角的经济增长及其空间差异进行了研究[2,3]，还有一些学者应用地理信息系统(GIS)中的可达性空间分析方法研究了长三角的可达性与空间结构[4]。
然而，很多研究往往存在如下两个方面的不足：一是对长三角城市群的空间范围没有界定清楚，由于长三角城市群的动态发展，“长三角城市群”、“长三角地区”、“泛长三角”的概念容易混用，空间范围难以统一；二是构建经济模型时对空间影响的考虑不足，由于空间自相关的存在，忽略空间因素的经济模型并不科学，而具有强大空间分析功能的GIS技术在经济领域的应用还远不充分。
基于GIS技术的城市绿地系统规划研究
基于GIS技术的城市绿地系统规划研究摘要：随着城市化进程的加速，城市绿地系统的规划与管理变得日益重要。
地理信息系统（GIS）技术的快速发展为城市绿地系统规划提供了有力的技术支持。
本文首先介绍了GIS技术的基本原理及其在城市绿地系统规划中的应用价值，随后详细阐述了基于GIS技术的城市绿地系统规划方法。
本文旨在为城市绿地系统规划提供技术参考，推动城市绿化工作的科学化和规范化。
关键词：GIS技术；城市绿地系统；规划1引言城市绿地系统是城市生态系统的重要组成部分，对于改善城市环境、缓解城市热岛效应、提高居民生活质量具有重要意义。
传统的城市绿地系统规划方法往往依赖于手工绘图和简单的数据分析，难以准确反映城市绿地的空间分布和生态效应。
而地理信息系统（GIS）技术的出现，为城市绿地系统规划提供了新的视角和方法。
2GIS技术基本原理及其在城市绿地系统规划中的应用价值2.1GIS技术基本原理GIS，即地理信息系统，是一种集成了地理学、计算机科学、遥感技术等多学科的综合性技术。
利用计算机强大的数据处理和可视化能力，对地理空间数据进行高效管理和深入分析。
通过GIS，不仅可以对地理空间数据进行采集、存储和管理，还能进行空间分析、模拟预测以及可视化表达。
能够更直观地了解地理现象的空间分布、演变规律以及相互关系，为城市规划、资源管理、环境保护等领域提供科学决策支持。
2.2GIS技术在城市绿地系统规划中的应用价值GIS技术在城市绿地系统规划中展现出了卓越的应用价值。
通过其数据整合与管理能力，规划者能够将多样化的地理空间数据统一整合，实现便捷的数据查询、更新和管理。
同时，GIS技术的空间分析功能为规划者提供了深入探索城市绿地空间分布和生态效应的工具，帮助规划者更全面地理解绿地系统的现状。
最后，通过可视化表达，GIS技术将复杂数据转化为直观图形，使规划者能够清晰地了解城市绿地的现状和规划效果，为决策提供有力支持。
3基于GIS技术的城市绿地系统规划方法3.1数据收集与处理在规划城市绿地系统的过程中，首要且关键的一步是收集相关的地理空间数据。
基于GIS地理信息系统的智能城市规划设计研究
基于GIS地理信息系统的智能城市规划设计研究随着城市化的加速和城市发展的智能化趋势，智能城市规划逐渐成为了城市规划设计的新热点。
其中，GIS地理信息系统被广泛应用于地理信息的获取、空间分析、决策支持以及可视化展示等方面，为智能城市规划设计提供了强有力的支持。
本文旨在探讨基于GIS地理信息系统的智能城市规划设计研究。
一、GIS地理信息系统的应用GIS地理信息系统是一种把空间地理信息与属性数据进行有机地结合，用计算机技术进行处理、分析、管理的信息系统。
其应用领域十分广泛，包括但不限于以下几方面：1. 地图制图和更新：GIS能够根据实际测量数据，制作出各类地图和图表，快速更新地图信息。
2. 空间分析和决策支持：GIS可以进行空间分析，分析某一区域内的资源分布和利用情况，进而作出相应的决策和规划。
3. 环境保护和管理：GIS在环境保护和管理方面发挥了重要作用，可用于污染源定位、环境影响评价等。
4. 公共安全和应急管理：GIS能够加强公共安全和应急管理工作，如预警、调度、救援等。
5. 市政基础设施建设：GIS可用于市政基础设施建设，如城市道路、管网等。
二、GIS在智能城市规划设计中的应用智能城市规划旨在通过信息技术、物联网、云计算等手段，实现城市基础设施和公共服务的高效化、智能化、自适应化。
GIS在智能城市规划设计中的应用十分广泛。
1. 城市发展规划GIS可用于绘制城市现状图、规划图、总体规划图等，并进行分析，为城市发展规划提供科学依据。
通过对城市基础设施的空间布局进行分析和规划，降低社会成本，提高城市发展效益。
2. 交通规划GIS可以通过道路交通流量数据、行车速度数据等实时交通信息，为交通规划和调度提供支持。
在应急交通管理中，GIS还可以根据实时的交通状况，为交通警务人员提供辅助决策和智能调度。
3. 环境保护和管理4. 城市公共服务管理在城市公共服务管理方面，GIS可以通过智能系统进行信息共享，统筹城市各类公共服务资源，为居民提供优质的公共服务。
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Analysis of Urban Spatial Expansion Based on GIS
Abstract：Supported by RS and GIS，based on the Landsat remote sensing data for phase，using artificial interpretation method to extract Jinzhou-huludao coastal four coastal cities space characteristic information，combined with geological statistics method，do quantitative analysis on the speed of urban expansion，the intensity of urban land fractal dimension，compactness.Results showed that，the urban expansion area in 1990-2010 was 8166 hectares，the expansion rate was 7.37%，and expansion intensity was 0.11.The fastest urban land expansion is the huludao city，and the largest extension strength is jinzhou city.The urbanspace of Jinzhou and Huludao is more and more scattered，and urban land boundary of Huludao city is the most complicated.The conclusion could be used as a preliminary study of urban planning，and lay the foundation for the study of the driving mechanism of urban spatial expansion and the expansion of space simulation.
信息[3]。
2研究方法
2.1扩张速度
建设用地的扩张速度表示单位时间内建设用地的变化幅度，计算公式为[4]：
式中：K为研究时段内区域建设用地的年变化率；Ua、Ub分别为研究时段开始于结束时建设用地的面积；T为研究时段，此处设为年。
2.2扩张强度
建设用地的扩张强度指数计算公式为：
式中：Iue为建设用地的扩张强度指数；ΔUi为某一时段建设用地的扩张数量；Ai为研究单元的土地总面积；Δt为某一时段的时间跨度。
1区域概况及数据处理
研究区域包括锦州、葫芦岛、兴城、凌海4市的行政范围（以下简称“锦葫沿海地区”），面积7847.6 km2，沿海岸带呈带状分布，地理坐标在北纬39°59′～41°26′，东经119°12′47″～121°45′之间，是传统的辽西走廊区位，也是沟通关内外、联结东北华北的黄金通道。锦葫沿海地区区位优势明显，属于“城市热点区域”及”生态敏感区域”，有填海造地的现象存在，不同于内陆城市的空间扩展，因此选择锦葫沿海地区作为研究区域具有典
Key Words：GIS Urban spatial expansion Jinzhou-Huludao coastal area
长期以来，由于缺乏坚实的数据基础设施和定量研究方法，我国城市空间扩展研究仍然囿于描述性研究，缺乏系统的空间与微观研究。计算机技术的发展、地理信息系统的普及和城市基础数据库的建立为解决以上问题奠定了技术基础。利用GIS进行城市空间扩展研究是GIS应用于城市规划的新兴领域[1]，该文基于GIS和RS技术，对锦葫沿海四个城市进行城市空间扩展特征的定量分析，可以作为城市规划的前期研究，并为城市空间扩展的驱动机制研究及空间扩展模拟打下基础。
城市用地分形维数可描述城市边界形状的曲折性和复杂性，它反映了土地利用形状的变化及土地利用受干扰的程度[6]，计算公式如下：
式中：St为第t年城市斑块的分形数；At、Pt分别为第t年城市斑块的面积（km2）和周长（km）。分形维数值的理论范围在1～2，维数越大表示图形形状越复杂。当维数<1.5时，说明图形趋向于简单；当维数=1.5时，表示图形处于布朗随机运动状பைடு நூலகம்，越接近于该值，稳定性越差；当维数>1.5时，则图形趋于复杂。
型性[2]。
本研究采用1990年9月2日、2000年6月19日和2010年9月28日3个时相的Landsat TM和ETM遥感影像为主要数据源（轨道号为：120-31、120-32、121-31和121-32），辅助数据源包括地形图、辽宁省地图、四个城市的相关规划图等图件。
用地分类标准依据2011年发布的《城市用地分类与规划建设用地标准》。在Erdas 2011中完成对影像的校正配准、拼接、切割、假彩色合成等步骤。利用ArcGIS 9.3软件，通过人工解译遥感影像进行地物分类，进行遥感影像的目视解译和数字化景观
2.3紧凑度
城市空间紧凑度变化是度量空间形态变化的最主要特征指标之一，倍受关注[5]，紧凑度的变化可表征城市用地扩展的空间
特征。
式中：c为紧凑度；At、Pt分别为第t年城市斑块的面积和周长。c值在0～1，其值越大，表明地物形状的紧凑性越好，反之越差。圆是形态最紧凑的图形，其紧凑度为1。
2.4城市用地分形维数
基于GIS的城市空间扩展特征分析
摘要：以RS和GIS技术为支撑，基于多时相Landsat遥感数据，采用人工解译方法提取锦葫沿海四个城市空间特征信息，结合地学统计方法，定量研究了城市扩张速度、强度、紧凑度及城市用地分维数四个指标。结果表明：1990-2010年城市扩张面积为8166hm2，扩张速度为7.37%，扩张强度为0.11；城市用地扩展速度最快的是葫芦岛市；扩展强度最大的是锦州；锦州市、葫芦岛市城市空间越来越分散；葫芦岛市的城市用地边界最为复杂。该结论可以作为城市规划的前期研究，并为城市空间扩展的驱动机制研究及空间扩展模拟打下基础。