兰州城市在不同地形条件下扩展的时空过程分析

发布时间：2018-11-05 07:39

【摘要】：兰州市是甘肃省省会城市,在西北地区处于“座中四连”的重要位置。它是华东、华北地区通往西部地区的桥梁和纽带,也是国家向西开放的战略平台,更是新时期“一带一路”战略背景下的重要节点城市,自古以来就有着重要的交通、经济、军事等战略地位。改革开放以后,在西部大开发背景下,兰州市城市化速度不断加快。不同于平原城市,兰州市建成区处于河谷盆地范围之内,城市的扩展受河谷地形的限制。研究城市扩展在不同地形条件下的时空特征,可以量化城市扩展对不同地形条件的的占用情况,以合理利用城市地形条件。本文选择兰州市主城区所处的河谷盆地以及盆地周围的部分山地作为研究范围,首先结合多源高清影像提取建成区实体范围和城市土地利用变化信息;利用高精度数字线划数据得到DEM,以此为基础得到地形综合指数和城市地貌单元;之后分析了近60年建成区时空变化特征、不同地形综合指数下的景观格局变化和城市土地利用扩展情况、城市各地貌单元的地形复杂度、单一地形因子和地形综合指数与建成区扩展间的关系。所得的结论如下:(1)将研究区划分为不同地貌类型,并分析了各地貌类型的地形复杂程度。通过结合高程和坡度得到研究区的25种地貌类型:最广泛的地貌类型为平滩地,面积为49.31km~2,占总面积的22.5%。陡坡滩地面积最小,仅有0.33km~2。平坦台地、微斜台地、缓坡滩地、缓坡二级阶地、缓坡台地、中坡滩地、中坡二级阶地、中坡台地、陡坡二级阶地、陡坡台地等10类地貌单元总面积和不到研究区的11%。通过计算不同地貌单元内的地形复杂度,发现随着高程和坡度的增大,从平滩地到陡坡台地区域地形条件复杂面积增加。平滩地、平坦二级阶地、平坦三级阶地和微斜滩地内地形条件为“优”“良”的面积占“优”“良”区域总面积的96%以上,是城市建设理想区域。(2)分析了近60年土地利用变化情况。对城市土地利用变化的分析表明,“三荒”地和耕地是城市用地的主要来源,两者一共转出了73.8km~2,对城市化面积的贡献率超过了75%。在城市化后的土地类型中,居住用地和工业用地分别占城市化面积的48.94%和17.25%,转入面积为47.53km~2和16.76km~2。(3)分析了景观格局在不同地形条件下的时空变化特征。从景观格局的分析看出,1961-2015年建成区整体形状变化不大、聚集度和连通性上升、破碎度降低。从不同地形条件区域看,地形条件从“优”(高程、坡度和起伏度都较低)到“复杂”区域(高程、坡度和起伏度都较高)聚集度和连通性指数逐渐下降,破碎度指数逐渐升高。周长面积分维数也逐渐升高,表示形状越来越复杂,其中在地形复杂区域内景观形状指数接近1.5,景观形状最不稳定。(4)分析了土地利用扩展斑块在不同地形条件下的时空变化特征。1961-2015年间扩展斑块类型以外部延展型斑块为主,内部填充型斑块次之,新生型斑块最少。外部延展斑块在各个地形条件下分布均多于其他两种类型;内部填充型斑块在地形条件复杂区域仅有0.2km~2,不足总面积的2%,容易受到地形的影响;新生型斑块却突破地形条件,在地形条件较复杂和复杂区域面积为3.54km~2,占总面积的60%。(5)分析了城市扩展在不同高程、坡度、地形起伏度下的时空变化特征。从城市扩展在各高程内的情况看,2015年一级到三级阶地内建成区面积已达到130.45km~2,占阶地总面积的70%以上。建成区在2000年以后四级和五级阶地内呈现较快发展,年均扩展速度从0.12km~2/a增加到了0.42km~2/a;从城市扩展在各坡度内的情况看,2015年建成区在平地、微斜平地和缓坡三个区域的面积分别为97.84km~2、15.75km~2、15.73km~2,占这三个区域总面积的70%以上。中坡和陡坡在2009-2015年共增加面积3.23km~2,占此区域内54年总增加面积的30%;从城市扩展在各起伏度内的情况看,较低起伏度区域内建成区面积增加最多,为41.55km~2。较高和高起伏度区域增加面积分别为28.08km~2和18.86km~2,不超过研究区总面积的20%,并不是城市扩展的主要区域。(6)分析了不同等级地形综合指数下城市扩展的时空变化特征。从城市扩展在各地形综合指数内的情况看,地形条件为良和较复杂区域是建成区主要所在地,年均扩展速度也高于其他区域,分别为0.52km~2/a、0.55km~2/a。地形条件为优区域内扩展速度在2000年以前持续上升,之后再波动下降。地形条件一般区域年均扩展强度为0.25km~2/a,仅高于地形复杂区域。54年间地形复杂区域内建成区年均扩展强度为0.08km~2/a,面积从0.83km~2增加到5.37km~2。
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【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU984.113

【参考文献】