【摘要】：城市空間形態(tài)演變和城市土地利用變化歷程是城市發(fā)展過程中空間布局和用地結(jié)構(gòu)變化的集中反映,對城市形態(tài)和土地利用變化進行分析能夠反映城市內(nèi)部的重要地理要素的變化情況。城市作為復(fù)雜的巨系統(tǒng),一般的幾何方法很難全面客觀的描述其形態(tài)特征。分形幾何學(xué)為解決復(fù)雜的城市空間形態(tài)問題提供了理論支持,城市土地利用形態(tài)所呈現(xiàn)的自相似性,也為運用分形方法解決城市土地利用問題提供了可能。昆明市作為典型的西南高原型城市,是一種值得深入研究的城市類型,利用分形理論和景觀生態(tài)學(xué)的相關(guān)理論進行分析,可以撥開被復(fù)雜外表覆蓋的城市內(nèi)外部空間形態(tài),揭示其內(nèi)在演變特征和規(guī)律。文章在城市形態(tài)和土地利用結(jié)構(gòu)已有研究的基礎(chǔ)上,基于ArcGIS平臺對2002、2009、2017年昆明三個時期的遙感影像進行人機交互解譯得到居住、公共管理與公共服務(wù)、工業(yè)物流倉儲、商業(yè)、綠地與廣場的5類土地利用類型的矢量圖和柵格圖集;以解譯成果為基礎(chǔ),對昆明三個時期下的城市形態(tài)進行分形研究,采用盒維數(shù)對城市邊界進行分析,揭示空間形態(tài)演化特征;運用盒維數(shù)、半徑維數(shù)分析不同時期下城市功能用地的分形狀態(tài),同時借助景觀生態(tài)學(xué)中的景觀格局指數(shù)對功能用地的空間布局情況進行分析,揭示昆明發(fā)展進程中土地利用的空間形態(tài)演變規(guī)律;最后,基于上述成果,分析昆明城市總體發(fā)展形態(tài)和土地利用分類空間形態(tài)分形特征的演化機理及動力機制,結(jié)合相關(guān)城市空間形態(tài)理論對城市的可持續(xù)發(fā)展提出思考。得到的結(jié)論如下:1.利用分形模型對高原城市形態(tài)和土地利用格局進行研究是可行的。本文通過對昆明市進行實證研究,研究結(jié)果符合分形負冪律,這充分證明分形模型在高原型城市的形態(tài)研究方面也是切實可行的。2.昆明市城市形態(tài)與土地利用格局的演變規(guī)律符合分維包容原理。研究中昆明城市形態(tài)具有分形特征,表現(xiàn)出明顯的自相似性和自組織優(yōu)化趨勢。城市邊界和城市內(nèi)部土地利用結(jié)構(gòu)的分維數(shù)變化表現(xiàn)出昆明城市總體和局部、外部和內(nèi)部都在“有序”和“混沌”狀態(tài)下螺旋式上升發(fā)展。三期城市整體空間形態(tài)測算的分維值均大于各類職能用地的分維值,符合城市形態(tài)的分維包容原理。3.昆明市城市形態(tài)逐步有序化,但仍未達到合理城市形態(tài)。利用分形理論中盒維數(shù)對昆明市城市邊界進行分維測算,結(jié)合昆明市近15年的發(fā)展歷程,綜合全面地分析了昆明市城市形態(tài)的分形特征,盒維數(shù)三年的變化為1.6186-1.7709-1.8486,這表明昆明城市邊界逐漸復(fù)雜、不規(guī)則化,但仍未到達合理的城市形態(tài)1.7。4.昆明市城市內(nèi)部土地具有分形特征,不同類型土地的團聚程度逐漸降低,斑塊均衡化分布趨勢增強。利用分形理論中的盒維數(shù)和半徑維數(shù)對昆明市城市土地利用格局的時空演變進行分析,結(jié)果表明:五類城市功能用地中,居住用地的盒維數(shù)一直處于較高水平,且呈現(xiàn)逐步先增大后減小的趨勢,這說明在政府的統(tǒng)一規(guī)劃下,居住用地的空隙被不斷填滿,表現(xiàn)為緊湊的空間布局。商業(yè)用地、公共用地、綠地在空間分布上表現(xiàn)出增加的趨勢,但由于地類內(nèi)部的聯(lián)系不緊密,盒維數(shù)較低,說明這三個時期的地類處于無序的混沌狀態(tài),松散未成規(guī)模。通過對幾種地類的半徑維數(shù)進行分析可知,昆明市土地利用密度衰減速度依次為商業(yè)用地、居住用地、綠地、公共用地、工業(yè)用地,商業(yè)用地多集中在城市中心,工業(yè)用地多集中在城市外圍。在景觀生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)上,從斑塊類型水平和景觀水平兩個層次選取景觀格局指數(shù)對城市土地利用格局進行研究。結(jié)果表明各類用地隨著時間的推移破碎化程度提高,斑塊的形狀日趨復(fù)雜,不同類型的功能用地的團聚程度較低,景觀均勻度也就是面積分布更為均衡。5.昆明市城市形態(tài)與土地利用格局的演變歷程受多方因素影響。受到區(qū)域自然地理條件、經(jīng)濟發(fā)展的政策導(dǎo)向、產(chǎn)業(yè)布局結(jié)構(gòu)和基本交通設(shè)施等多方面因素影響,昆明市城市外部形態(tài)日益復(fù)雜、不規(guī)則化,城市內(nèi)部土地利用也逐漸有序,處于較好的發(fā)展態(tài)勢。但城市發(fā)展依舊面臨著建設(shè)用地不足的制約,今后在城市發(fā)展中應(yīng)注意將城市特色、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、人地協(xié)調(diào)相結(jié)合,調(diào)整不合理的用地結(jié)構(gòu),優(yōu)化現(xiàn)有的用地布局,使城市可持續(xù)發(fā)展。
【學(xué)位授予單位】：云南財經(jīng)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：F301.2;F299.27
【圖文】：

技術(shù)路線圖

具有自相似性的分形圖形

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本文編號：2736478