农村的栖息地是食品、生态、和文化,为人类生存和发展不可或缺的基础。农村居民点的空间和时间演化评估有助于促进农村科学发展。本研究利用分形理论、重心模型和空间句法分析沈阳Ciyutuo街道的时空演化及其影响因素基于地理空间数据从2009年到2019年,从内部和外部形态变化特征。的外部特征,从2009年到2019年,密实度指数从0.414上升到0.454,膨胀率从1.17%上升到3.11%,扩张强度从0.05%上升到0.15%。从2014年到2019年,街道的西部经历了最大的膨胀率和扩张强度。建设用地的重心转移到西部和西南地区。土地利用的内部特征取决于地理条件。集群形成的农村居民点在南北方向由于地形和沿着河边band-like的方式。从2009年至2019年,街道的集成级别提高,集成轴的规模和数量增加,形成多核树状结构。皮尔森相关分析表明,城市化是影响土地利用时空演变的主要因素,交通便利,工业园区,毗邻河有小的影响。 This study provides a theoretical basis for the development of Ciyutuo Subdistrict and provides a reference for the development of similar commercial towns.
农村居民点的形式的进化过程中土地布局和空间结构进行自发的或不可避免的变化以适应社会和经济的需求,由不同的影响因素。农村空间形式的发展中扮演着重要角色在农村的复兴定居点和城乡的一体化。跨学科研究农村形态进化涉及地理、生态学、社会学、城市规划。研究内容丰富,研究方法多样化。
先前的研究已经集中在物质形态的变化和农村定居点的社会空间。形态的演变可以从两个角度分析了农村居民点,即。外部形态和内部结构。进化的外部形式的农村居民点主要以两种形式:土地使用(
土地利用研究方法在农村定居正变得越来越多样化。这些方法包括输入理论(
之间存在着密切关系的内部和外部因素农村空间形态。交通网络和自然条件影响土地利用的分布。类似地,土地利用的变化可以导致交通系统改进和更好的适应自然环境
Ciyutuo街道(41°28′30“-41°35′00”N, 122°48′45 -122°58 54′E)位于Liaozhong东南地区的沈阳城市(图
研究区域的位置。
在这项研究中使用的数据主要包括地理空间数据和乡镇统计数据(表
摘要在这项研究中使用的数据和资源。
| 数据 | 数据源 | |
|---|---|---|
| 地理空间数据 | 卫星遥感数据Ciyutuo街道 | 卫星遥感数据的Landsat5(2005)和Landsat8(2015)通过美国宇航局的陆地卫星获得的 |
| 谷歌地球卫星地图 | 谷歌地球 | |
| 立体电影Ciyutuo街道行政部门 | 辽宁城乡建设规划设计研究院有限公司有限公司 | |
| 矢量图的各种城镇的行政区划 | 辽宁城乡建设规划设计研究院有限公司有限公司 | |
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| 乡镇统计 | 工业经济、人口结构和城市化Ciyutuo街道从2009年到2019年的数据 | Liaozhong地区2009 - 2019年政府工作报告中,Ciyutuo街道Liaozhong区总体规划,沈阳城(2018) |
在ArcGIS手册向量化后,卫星数据结合现有的地理空间和行政数据Ciyutuo街道生产从2009 - 2019年土地利用地图。随后,ArcMap的计算几何函数是用来计算在不同时期建设用地的面积以及密实度指数、膨胀率、膨胀研究区域的土地利用强度。此外,Depthmap软件被用来分析道路网络的拓扑空间在2009年,2014年和2019年。
识别影响土地利用变化的因素后,皮尔森相关分析进行综合动态程度的使用SPSS 24.0建设用地面积的变化。皮尔森相关系数和不同影响因素之间的重要性水平和全面的动态的确定度在不同地区。
BCI的密实度指数,由巴蒂(首次提出
BCI密实度指数,
膨胀率指数,
在哪里
“重心”的物理概念首次引入研究人口问题,f·沃克,一位美国学者,1874年。重心模型计算空间移动的方向和距离几何重心不同的指标显示地理单元的空间演化,从而确定每个元素的进化模型的空间位置(
重心的移动方向计算如下:
在1970年代,比尔希利尔Bartlett学院,伦敦大学,提出集成,或亲密,可以测量距离的总和空间元素,如轴和像素空间元素和所有其他可以表示为总深度的倒数(
集成方程:
在哪里
集成的核心:在轴向模型中,模型中的高集成能力主导轴空间被称为全球一体化的核心,代表最中心区域(
皮尔森相关系数是一个统计的依赖或随机变量之间的相关性,并提供了具体的方向和程度的相关性信息相互依赖的变量。
皮尔森相关系数是计算使用方程(
手工向量化的基础上谷歌地球的卫星图像Ciyutuo街道2009年,2014年和2019年利用ArcGIS,每年的建设用地面积计算(表
总结Ciyutuo街道的建设用地面积的变化。
| 城市建设用地面积(嗯2) | 城市建设用地面积的年增长率 | 农村住宅用地面积(嗯2) | 农村住宅土地面积的年增长率 | 总面积(嗯2) | 年增长率的总面积 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2009年 | 187.02 | - - - - - - | 294.71 | - - - - - - | 481.73 | - - - - - - |
| 2014年 | 206.17 | 0.10 | 303.67 | 0.03 | 509.84 | 0.06 |
| 2019年 | 273.71 | 0.46 | 315.47 | 0.07 | 589.18 | 0.22 |
注意:基准年的增长速度是2009年。
土地使用密实度指数Ciyutuo街道。
| 周边的建筑面积(m) | 密实度指数(BCI) | |
|---|---|---|
| 2009年 | 41248 .31 | 0.414 |
| 2014年 | 43580 .32 | 0.415 |
| 2019年 | 46033 .89 | 0.454 |
从2009年到2019年(表
Ciyutuo街道建设用地的变化从2009年到2019年。
| 城市建设用地面积(嗯2) | 农村住宅用地面积(嗯2) | 总(嗯2) | |
|---|---|---|---|
| 新添加的2009 - 2014年土地利用 | 48.48 | 29.21 | 77.69 |
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| 减少了从2009 - 2014年土地利用 | 13.98 | 35.60 | 49.58 |
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| 新添加的2014 - 2019年土地利用 | 53.73 | 52.77 | 106.50 |
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| 减少了从2014 - 2019年土地利用 | 7.89 | 19.27 | 27.16 |
不同土地使用单位的膨胀率和扩张强度计算,全面评估研究区域(表的扩张状态
扩张的土地使用单位数据Ciyutuo街道从2009 - 2019。
| 2009年 | 2014年 | 2019年 | 2009 - 2014 | 2014 - 2019 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 建设用地面积(嗯2) | 建设用地面积(嗯2) | 建设用地面积(嗯2) | 土地利用变化(嗯2) | 建设用地扩张率(%) | 建设用地扩张强度(%) | 土地利用变化(嗯2) | 建设用地扩张率(%) | 建设用地扩张强度(%) | |
| 市中心 | 187.02 | 206.17 | 269.4 | 19.15 | 2.05 | 0.04 | 63.23 | 6.13 | 0.12 |
| Xiaolianhuacun | 19.27 | 19.62 | 20.5 | 0.35 | 0.36 | 0.00 | 0.88 | 0.90 | 0.00 |
| Lijiaerdaogou | 1.48 | 1。8 | 1.93 | 0.32 | 4.32 | 0.00 | 0.13 | 1.44 | 0.00 |
| Sijiawopeng | 5.56 | 5.94 | 6.21 | 0.38 | 1.37 | 0.00 | 0.27 | 0.91 | 0.00 |
| Wangjiawopeng | 4.31 | 4.69 | 3.99 | 0.38 | 1.76 | 0.00 | −0.70 | −2.99 | 0.00 |
| Koujiabaocun | 5.25 | 6.2 | 6.91 | 0.95 | 3.62 | 0.00 | 0.71 | 2.29 | 0.00 |
| Lijiayao | 1.37 | 2.10 | 2.60 | 0.73 | 10.66 | 0.00 | 0.50 | 4.76 | 0.00 |
| Zhaokoucun | 8.65 | 9.10 | 9.93 | 0.45 | 1.04 | 0.00 | 0.83 | 1.82 | 0.00 |
| Dalianhuacun | 18.72 | 21.69 | 24.22 | 2.97 | 3.17 | 0.01 | 2.53 | 2.33 | 0.00 |
| Xishancun | 13.77 | 14.6 | 14.91 | 0.83 | 1.21 | 0.00 | 0.31 | 0.42 | 0.00 |
| Taipingcun | 33.96 | 34.05 | 36.62 | 0.09 | 0.05 | 0.00 | 2.57 | 1.51 | 0.00 |
| Houwaibiancun | 41.44 | 42.84 | 44.34 | 1。4 | 0.68 | 0.00 | 1。5 | 0.70 | 0.00 |
| Qianwaibiancun | 10.94 | 11.79 | 14.06 | 0.85 | 1.55 | 0.00 | 2.27 | 3.85 | 0.00 |
| Pianbaozicun | 35.41 | 36.75 | 35.47 | 1.34 | 0.76 | 0.00 | −1.28 | −0.70 | 0.00 |
| Qianlingcun | 15.34 | 15.57 | 16.53 | 0.23 | 0.30 | 0.00 | 0.96 | 1.23 | 0.00 |
| Houlingcun | 35.01 | 28.98 | 30.75 | −6.03 | −3.44 | −0.01 | 1.77 | 1.22 | 0.00 |
| Huangbeicun / Huangnancun | 41.22 | 42.8 | 45.66 | 1.58 | 0.77 | 0.00 | 2.86 | 1.34 | 0.01 |
| Huanglatuonancun | 3.01 | 5.15 | 5.15 | 2.14 | 14.22 | 0.00 | 0 | 0.00 | 0.00 |
| 总 | 481.73 | 509.84 | 589.18 | 28.11 | 1.17 | 0.05 | 79.34 | 3.11 | 0.15 |
从2009年到2014年,18岁的土地使用单位表现出加速膨胀。的最大膨胀率(14.22%)是在Huanglatuocun,而最低膨胀率(−3.44%)Houlingcun。从2014年到2019年,有16个土地使用单位加速膨胀,最大膨胀率(6.13%)在市区和最低膨胀率在Wangjiawopeng (−2.99%)。最大的综合性膨胀率在所有的单位Ciyutuo街道从2009 - 2019年为15.42% (Lijiayao),而最低−2.22% (Houlingcun)。总的来说,观察一个发展趋势。
基于Ciyutuo街道的建设用地条件从2009 - 2019年,定向的变化的外部空间形态研究区域分析,探讨了建设用地扩张的方向和重心的转变。
城镇建设用地扩张的雷达图表从2009 - 2019。
随后,膨胀率和扩张强度计算为每个部分,揭示建设用地扩张的方向(表
建设用地扩张的方向Ciyutuo街道从2009 - 2019。
| 2009 - 2014 | 2014 - 2019 | |
|---|---|---|
| 膨胀率扩张强度 |
|
|
| 扩张方向 | W SE, | W |
| 的最大膨胀率(方向) | 12.42% (W) | 10.01% (W) |
| 最小的膨胀率(方向) | −3.67% (NE) | −5.09% (SE) |
| 最大的扩张(方向) | 11.27% (SE) | 7.03% (W) |
| 最小扩张强度(方向) | −4.5% (NE) | −3.81% (SE) |
重心的移动地图城镇建设用地从2009 - 2019。
总之,从2009年到2019年,西部Ciyutuo街道经历了最大的膨胀率和扩张强度。建设用地的重心转移到西部和西南部,以更大的经度,纬度的转变。在研究期间,Ciyutuo街道的重心转移到西方,西方所反映出来的发展趋势。
基于Ciyutuo街道的地貌特征,四个代表土地使用单位选择研究区域的空间特征进行分析,揭示其内部形态特征(表
2019年在Ciyutuo街道空间形态特征的村庄。
| 卫星图片 | 村庄的形状 | 空间模式 | |
|---|---|---|---|
| Pianbaozicun |
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| Huangnancun / Huangbeicun |
|
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| Shijiawopeng |
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| Koujiabaocun |
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地理环境塑造一个地区的内部空间形式。Ciyutuo街道位于辽河地堑的核心部分。因此,其地貌景观属于辽河低的冲积平原,其空间形式是受河流和地形的影响。这个地区典型村庄紧凑集群发展与南北方向沿边界。空间形式的村庄位于河河的形状,往往形成一个band-like模式。
空间形式的变化是密切相关的缓解交通网络。在这项研究中,空间句法方法被用来分析道路网络的拓扑关系Ciyutuo街道2009年,2014年和2019年。
全球一体化轴。(一)2009。2014 (b)。(c) 2019。
在2014年,
在2019年,
影响因素可能影响内部和外部形态的建设用地进行了选择和分析(表使用
城市化是一个重要的外部驱动力的进化和发展农村居民点。根据Ciyutuo街道的统计数据,截至2009年底,总人口是53826,和居民人口住在城市面积是28000;因此,常住人口的城市化率是51.9%。到2018年,人口增加到85000,市区的常住人口达到56000人,常住人口的城市化率是65.9%。高城市化率产生了深远的影响。距离市中心的街道和市区Liaozhong区被确定为影响因素。
公路网络的必要条件是生产材料不同地区之间的流动。Ciyutuo街道有明显的地理优势,因为它位于沈阳市区,郊区的一个便捷的交通网络。在主要道路的地方,民营企业开始早,发展迅速,推动整个经济的发展。随着经济进一步发展,工业企业开始集中精力开发大道两边(运行在市区的西部),最终形成集群式工业园区。道路交通的影响是显而易见的,最近的距离主干道被选为影响因素。
土地利用形式的地理因素发挥了关键作用的进化。2009年、2014年和2019年土地使用单位的形态变化在Ciyutuo街道外围扩张和降低原来的网站,有明显的地形和水文的影响。的总体地形Ciyutuo街道是平的,低影响农村定居点的进化。最亲密的距离河被选为影响因素。
经济发展是一个直接驱动力乡土地利用的扩张。Ciyutuo街道的经济以第二、三产业为主。2018年,一个工业园区成立市区西边,使各种企业集群和提振经济。因此,土地使用分区内的分配是不断优化。从工业园区的距离被选为影响因素。
土地利用时空演变的因素和指标Ciyutuo街道。
| 方向的影响 | 因素 | 索引选择 |
|---|---|---|
| 外部因素 | 城市化进程 | 距离市中心 |
| 距离Liaozhong区 | ||
| 交通状况 | 距离主干道 | |
|
|
||
| 内部因素 | 自然资源 | 距离河流系统 |
| 产业发展重点 | 距离工业园区 | |
注意:距离的长度从中心区域的中心区域。
皮尔森相关分析(表
相关性分析2009 - 2019年的土地利用变化在Ciyutuo街道。
| 索引选择 | 2009年 | 2014年 | 2019年 | |
|---|---|---|---|---|
| 外部因素 | 距离市中心 | −0.602 |
−0.614 |
−0.625 |
| 距离Liaozhong区 | 0.061 | 0.043 | 0.014 | |
| 距离主干道 | −0.23 | −0.226 | −0.224 | |
|
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||||
| 内部因素 | 距离工业园区 | −0.062 | −0.08 | −0.106 |
| 距离河 | 0.302 | 0.283 | 0.254 | |
注意:
运输的相关分析表明,缓解轻微影响的演变Ciyutuo街道从2009 - 2019年建设用地,工业园区的影响西部的街道很软弱,因为公园在发展。此外,尽管这条河村的位置网站上有一定影响,其效果不显著时,有一个足够的水供应。
乡镇的外部形态的演变:从2009 - 2019年土地利用的规模不断扩大。市区的发展速度明显高于农村居民区。土地利用的密实度指数从0.414上升到0.454,在整个研究期间和土地利用的加剧。整体的膨胀率和扩张强度继续增加在研究期间,通过膨胀率从1.17%上升到3.11%,强度从0.05%上升到0.15%。土地使用单位显示加速增长的总体趋势,西部显示最大增长和北方农村定居点出现负增长。空间的膨胀率和扩张强度土地利用形式在西方是大于其他方向,和街道的西进运动是显而易见的。街道的重心转向西南,与纵向位移超过纬度的转变。
乡的内部形态的进化:河和地形限制的形式的土地利用分区,与绝大多数土地利用区域发展中从北到南沿边界或band-like模式沿着河边。道路网络分区土地利用形态影响。的规模和数量的轴向线集成核心逐渐增加,与集成核心缓慢变化从一个十字形单核多核树状结构。
城市化:影响建设用地变化的主要因素。城市化是由最近的Ciyutuo市区街道。交通便利有轻微影响建设用地发展在过去的十年。因为工业园区西侧尚未完全开发的分析,它对建设用地形态的影响也相对较小。最后,这条河没有显著影响地区的土地利用变化足够的水资源。
各级农村定居点的演化特征有很大区别。然而,大多数以前的研究在区域和村庄层面(
农村地区是多维和复杂的系统
在这项研究中,研究结果可以作为一个参考为优化土地利用布局和提高其空间结构。然而,本研究有以下限制:(1)分辨率的卫星遥感图像和行政区划地图使用不统一;因此,可能会有轻微的差异从统计数据和实际获得土地利用边界条件,和(2)只有空间因素被选为农村居民点的影响因素;然而,其他等多维因素应该考虑文化和社会因素。
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
作者宣称没有利益冲突。
这项工作是由中国国家自然科学基金支持下批准号41471141。