京津冀地區(qū)人水關(guān)系矛盾突出,分形可以有效描述城鎮(zhèn)體系和水系時(shí)空演化特征,從而揭示兩者演化關(guān)系,為城市問(wèn)題的解決提供一些理論和經(jīng)驗(yàn)依據(jù)。論文采用分形理論中的網(wǎng)格維數(shù)和多分維譜,首先分別刻畫(huà)了兩者的時(shí)空演化特征,其次探討了城鎮(zhèn)體系和水系結(jié)構(gòu)之間的時(shí)空關(guān)系,最后探究了水系結(jié)構(gòu)退化的影響因素。主要結(jié)論有:①1990—2010年,京津冀地區(qū)建設(shè)用地的網(wǎng)格維數(shù)升高、自相似性增強(qiáng)、從集聚向分散轉(zhuǎn)變,意味著建設(shè)用地朝著空間填充程度增強(qiáng)、有序、分散的方向發(fā)展,而水系反之,證明兩者具有不同的時(shí)空演化方向;②21世紀(jì)10年代,京津冀的人水關(guān)系十分緊張,南水北調(diào)雖然緩和了京津冀用水問(wèn)題,改善了大尺度上的水系結(jié)構(gòu),但在小尺度上改善有限;③越靠近城市中心,建設(shè)用地分形形態(tài)發(fā)育越成熟,結(jié)構(gòu)越有序,越靠近外圍越混亂無(wú)序;④京津冀地區(qū)水系退化,由自然和人為兩方面因素造成,21世紀(jì)以后人為因素的影響較為顯著。針對(duì)京津冀地區(qū)水系退化,提出如下政策建議:在城市建設(shè)過(guò)程中,一方面科學(xué)規(guī)劃城市水系,重視低等級(jí)水系的保護(hù);另一方面節(jié)約集約利用水資源,完善水資源管理機(jī)制。未來(lái),需要進(jìn)一步探索城市發(fā)展和水系的非線(xiàn)性關(guān)系,為城市可持續(xù)發(fā)... 

【文章來(lái)源】：地理科學(xué)進(jìn)展. 2020年03期 第377-388頁(yè) 北大核心CSSCI

【文章頁(yè)數(shù)】：12 頁(yè)

【部分圖文】：

京津冀建設(shè)用地和水系及網(wǎng)格示意圖(2010)

由京津冀建設(shè)用地6個(gè)年份的網(wǎng)格維數(shù)計(jì)算結(jié)果可見(jiàn)(表1),1990—2015年，D(1)-D(2)逐漸減小，說(shuō)明京津冀建設(shè)用地雙分形結(jié)構(gòu)逐步向單分形結(jié)構(gòu)演變，暗示京津冀建設(shè)用地結(jié)構(gòu)在優(yōu)化。雙分形結(jié)構(gòu)暗示自仿射性[27-28]，即在不同的擴(kuò)展方向，用地形態(tài)生長(zhǎng)的分形特征不同。城市從自仿射分形演化為自相似分形，體現(xiàn)了城市的自組織優(yōu)化過(guò)程[29]。因此可以說(shuō)明，京津冀建設(shè)用地結(jié)構(gòu)在隨時(shí)間優(yōu)化。其次，計(jì)算京津冀建設(shè)用地的多分形譜，將廣義維數(shù)q-Dq譜和局部維數(shù)α-f(α)譜繪制在圖3中。根據(jù)q-Dq譜，q<0時(shí)Dq收斂較慢，q>0時(shí)收斂較快，說(shuō)明建設(shè)用地密集地區(qū)的分形結(jié)構(gòu)發(fā)育可能更完善。為了驗(yàn)證這個(gè)結(jié)果，繪出不同q值的lnr-Iq(r)坐標(biāo)圖(圖略)，Iq(r)是Renyi信息熵，該坐標(biāo)圖中趨勢(shì)線(xiàn)的斜率的負(fù)值就是廣義維數(shù)Dq[30]。根據(jù)lnr-Iq(r)坐標(biāo)圖，當(dāng)q≥0時(shí)，散點(diǎn)擬合直線(xiàn)效果很好，這說(shuō)明在建設(shè)用地密度較高的地區(qū)，自相似分形特征明顯。當(dāng)q<0的時(shí)候，散點(diǎn)比較散亂，大致分成了2個(gè)標(biāo)度區(qū)，q越小，雙分形結(jié)構(gòu)越明顯，Dq擬合效果越差，這說(shuō)明建設(shè)用地密度越低，越呈現(xiàn)出自仿射分形的特征，分形發(fā)育越不足。換言之，越接近城市中心區(qū)，自相似性越好，空間結(jié)構(gòu)越合理有序；越接近郊區(qū)或農(nóng)村，建設(shè)用地自相似性越差，空間結(jié)構(gòu)越雜亂無(wú)章。

最后，計(jì)算京津冀地區(qū)的城鎮(zhèn)點(diǎn)分布的網(wǎng)格維數(shù)。本文計(jì)算了2組城鎮(zhèn)點(diǎn)網(wǎng)格維數(shù)，分別是區(qū)縣點(diǎn)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)點(diǎn)，其中區(qū)縣共205個(gè)點(diǎn)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)共2339個(gè)點(diǎn)。具體測(cè)算方法與建設(shè)用地網(wǎng)格維數(shù)相同。計(jì)算得到區(qū)縣點(diǎn)網(wǎng)格維數(shù)是1.469，鄉(xiāng)鎮(zhèn)點(diǎn)網(wǎng)格維數(shù)是1.699。區(qū)縣點(diǎn)網(wǎng)格維數(shù)的標(biāo)度區(qū)范圍是16000～512000 m，共5個(gè)點(diǎn)；鄉(xiāng)鎮(zhèn)點(diǎn)網(wǎng)格維數(shù)的標(biāo)度區(qū)范圍是8000～512000 m，共6個(gè)點(diǎn)。網(wǎng)格維數(shù)擬合的決定系數(shù)R2均超過(guò)0.996，表明京津冀地區(qū)城鎮(zhèn)點(diǎn)分布符合分形特征。2.2 京津冀水系時(shí)空演化特征

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]海綿城市視角下城市水系規(guī)劃編制方法的探索[J]. 李婧.  城市規(guī)劃. 2018(06)
[2]京津冀平原區(qū)地下水水位變化主導(dǎo)因素的定量識(shí)別研究[J]. 李雪,葉思源,宋凡,周鵬鵬.  水文. 2018(01)
[3]平原水網(wǎng)地區(qū)快速城市化對(duì)河流水系的影響[J]. 吳雷,許有鵬,徐羽,袁甲,項(xiàng)捷,徐興,徐勇.  地理學(xué)報(bào). 2018(01)
[4]城鎮(zhèn)化下平原水系變化及河網(wǎng)連通性影響研究[J]. 周峰,呂慧華,許有鵬.  長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境. 2017(03)
[5]京津冀城市群水資源開(kāi)發(fā)利用的時(shí)空特征與政策啟示[J]. 鮑超,賀東梅.  地理科學(xué)進(jìn)展. 2017(01)
[6]中國(guó)水資源利用與水環(huán)境保護(hù)研究的若干問(wèn)題[J]. 匡耀求,黃寧生.  中國(guó)人口.資源與環(huán)境. 2013(04)
[7]遙感建筑用地信息的快速提取[J]. 徐涵秋,杜麗萍.  地球信息科學(xué)學(xué)報(bào). 2010(04)
[8]近30年來(lái)深圳河網(wǎng)變化及其生態(tài)效應(yīng)分析[J]. 周洪建,史培軍,王靜愛(ài),高路,鄭憬,于德永.  地理學(xué)報(bào). 2008(09)
[9]城市形態(tài)分維測(cè)算和分析的若干問(wèn)題[J]. 陳彥光,劉繼生.  人文地理. 2007(03)
[10]河北平原地下水水位的時(shí)空變異[J]. 劉志國(guó),王恩德,付建飛,邵安林.  東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(05)



本文編號(hào)：2911092