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面向城市更新的地理空间信息技术研究现状与展望

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地球信息科学学报 2024年第4期26卷 898-914页

作者：林良国赵耀龙柯恩童华南师范大学地理科学学院广东省智慧国土工程技术研究中心广州510631 自然资源部华南热带亚热带自然资源监测重点实验室广州510631 华南师范大学北斗研究院佛山528225

我国城镇化处于后期增速放缓及质量提升阶段,城市增长方式逐步从“增量发展”向“存量提质”过渡,进入城市更新的城镇化新模式。城市更新作为城市国土空间全域范围内持续完善功能、优化空间布局、提升环境品质、激发经济社会活力的空间... 详细信息

我国城镇化处于后期增速放缓及质量提升阶段,城市增长方式逐步从“增量发展”向“存量提质”过渡,进入城市更新的城镇化新模式。城市更新作为城市国土空间全域范围内持续完善功能、优化空间布局、提升环境品质、激发经济社会活力的空间治理活动,地理空间信息正在其中发挥重要的技术和思维支撑作用。本文在“生产空间”、“生活空间”、“生态空间”(简称“三生空间”)视角下,重新审视了城市更新的内涵,指出城市更新本质上是对“三生空间”的统筹优化。基于“城市认知”中的感知、评估和优化等全过程,构建了“三生空间”视角下的城市更新逻辑架构,并基于此架构梳理了地理空间信息技术在“三生空间”中要素感知、效益评估和空间优化方面的应用与研究现状。立足城市更新实际需求,基于现代地理空间信息技术,通过对城市的综合感知、综合评估和综合优化,提出构建涵盖“感知-评估-优化”城市认知全过程的全空间城市更新技术体系,以提高城市适应未来发展的自我调控能力,实现国土空间治理体系和治理能力现代化。

关键词：城市更新地理空间信息三生空间要素感知效益评估空间优化

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历史GIS的研究现状和发展趋势

地球信息科学学报 2020年第5期22卷 929-944页

作者：赵耀龙巢子豪华南师范大学地理科学学院广州510631

历史地理信息系统(历史GIS)属于地理信息系统(GIS)与历史学相结合的交叉研究领域,它有机地集成了GIS的技术方法、地理学家的空间视角和历史学家的时间视角,量化历史时期的地理过程并构建相应的时空模型,为面向未来的科学预测提供研究基... 详细信息

历史地理信息系统(历史GIS)属于地理信息系统(GIS)与历史学相结合的交叉研究领域,它有机地集成了GIS的技术方法、地理学家的空间视角和历史学家的时间视角,量化历史时期的地理过程并构建相应的时空模型,为面向未来的科学预测提供研究基础。历史GIS兴起于20世纪90年代中期,给GIS学科、历史地理学和历史学都带来了新的研究机遇与活力,并表现出强劲的发展势头,但也存在一些尚待解决的问题。近年来,历史GIS向社会提供了日益丰富的历史地理信息服务,并逐渐跨越系统的技术层面,向着科学层面纵深发展。本文通过对国内外相关文献的梳理与分析,回顾了历史GIS产生的背景,从数字化、数据模型、数据库建设与系统开发、空间分析和可视化5个方面综述了国内外历史GIS的研究现状。最后,从历史资料的空间化与数字化、历史地理时空大数据、历史地理空间框架构建及历史地理信息服务、历史地理时空过程及模型构建、历史地理信息科学和技术学科体系的形成等角度展望了历史GIS的发展趋势,以期为历史GIS未来的发展提供新的研究思路。

关键词：历史GIS 研究现状发展趋势空间化历史地理时空大数据历史地理空间框架历史地理信息服务历史地理信息科学与技术

1987—2017年粤港澳大湾区城市群的不透水地表扩张与梯度演化

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地球信息科学学报 2021年第3期23卷 443-455页

作者：陈明发刘帆赵耀龙杨光华南师范大学地理科学学院广州510631 广东省城乡规划设计研究院有限责任公司广州510290

不透水地表是衡量城市化过程与空间扩张的重要特征。本文以我国最具经济活力的城市群-粤港澳大湾区城市(以下简称大湾区)为研究区,采用重心-标准差椭圆与梯度分析等方法,探讨其1987—2017年不透水地表的时空扩张分布特征与演化趋势。结... 详细信息

不透水地表是衡量城市化过程与空间扩张的重要特征。本文以我国最具经济活力的城市群-粤港澳大湾区城市(以下简称大湾区)为研究区,采用重心-标准差椭圆与梯度分析等方法,探讨其1987—2017年不透水地表的时空扩张分布特征与演化趋势。结果表明:(1) 30年来大湾区的不透水地表面积从1839.34 km2持续增长至12 385.93 km2。城市化进程进入21世纪后明显加快,整体形成了广、深、港、澳等中心城市带动,各次级城市组团,网络结构发展的空间扩张格局。(2)大湾区不透水地表重心位于广州番禺与佛山顺德交界处附近,城市建设扩张靠近大陆海岸带区域,范围不断扩大。广、莞、佛等地的城市建设极大带动了不透水地表重心与方向的变化;(3)城市建设以珠江支流与大陆海岸线为轴心扩张的特征明显,各地核心城区与海湾区域的建设扩张共同构成了大湾区的发展核心,整体形成了中心城区为主、大陆海岸线为辅的协同发展趋势。粤港澳大湾区建设已上升为国家战略,未来需进一步强化内部各城市间的要素交互,在发挥核心城区辐射引领作用的同时,充分利用沿海产业优势,带动实现大湾区的城乡融合发展。

关键词：粤港澳大湾区城市群不透水地表 1987-2017年重心标准差椭圆梯度分析演化趋势

滇池流域1974年至2008年土地利用的分形动态

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资源科学 2013年第1期35卷 232-239页

作者：张珂赵耀龙付迎春张洪华南师范大学地理科学学院广州510631 云南财经大学城市与环境学院昆明650221

在遥感与GIS技术的支持下,通过滇池流域从1974年-2008年近35年间时间序列上的土地利用分类数据监测流域整体景观与分地类的分形维动态,试图从分形视角为滇池流域土地利用政策的制定提供理论依据,协调高原湖滨城市发展和湖泊生态系统保... 详细信息

在遥感与GIS技术的支持下,通过滇池流域从1974年-2008年近35年间时间序列上的土地利用分类数据监测流域整体景观与分地类的分形维动态,试图从分形视角为滇池流域土地利用政策的制定提供理论依据,协调高原湖滨城市发展和湖泊生态系统保护。结果表明:①流域内各地类的形态呈现分形维特征,分形维数从植被覆盖类型(荒草地、农用地和林地)到裸地与建成区、水体依次减小;②近35年来滇池流域景观的整体分形维数持续上升,逐渐接近于临界值1.50,其结构稳定度持续下降,趋于随机运动的不稳定状态;③农用地与建成区的分形维数均呈"逐渐提高后稍有降低"的变化趋势,荒草地分形维数的变化趋势则相反,林地的分形维数总体呈上升趋势,裸地与水体的分形维数总体呈下降趋势。城市建成区快速扩展过程中农用地的占用与补给所导致的一系列土地利用变化是滇池流域土地利用分形维数与结构稳定度变化的主要驱动因素。滇池流域在制定区域土地开发和利用政策时,应以控制流域整体分形维数的提高、保证流域景观整体的结构稳定度为基本原则,进行建设用地的空间蔓延管制,将发展的重心转移到旧城的改造与更新,对零星分布于林地与荒草地过渡地带的农用地贯彻退耕还林还草政策,将耕作条件良好且邻近分布的农用地整治连片。

关键词： RS GIS LUCC 分形维滇池流域

城市快速扩张驱动下的耕地演化模拟与预测——以广东省东莞市为例

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地球信息科学学报 2016年第4期18卷 493-505页

作者：林浩嘉赵耀龙华南师范大学地理科学学院广东省智慧国土工程技术研究中心广州510631

在快速城市化进程中,有效地保护耕地数量和质量是一个重要的科学命题。本文以广东省东莞市为例,通过构建Logistic-CA城市扩张模型,试图探明城市快速扩张主导下的耕地演化特征和机制,对耕地演化进行模拟与预测,为城市的可持续发展规划和... 详细信息

在快速城市化进程中,有效地保护耕地数量和质量是一个重要的科学命题。本文以广东省东莞市为例,通过构建Logistic-CA城市扩张模型,试图探明城市快速扩张主导下的耕地演化特征和机制,对耕地演化进行模拟与预测,为城市的可持续发展规划和耕地保护提供科学的参考依据。首先,分析了1998-2013年东莞市各用地类型间的转换关系,对城市扩张与耕地演化的机制进行了探究;其次,综合考虑地理、经济与政策因子,通过对地理因子模拟和地理与经济结合模拟2种结果的比较分析,选取最优因子组合定义了CA转换规则,构建Logistic-CA模型;最后,基于该模型,依据2006-2020年东莞市土地利用总体规划图,对耕地演化进行预测,并进行数量、质量和空间形态上的分析。模拟结果表明,在耕地演化机制上,东莞市在2003-2008年和2008-2013年2个时段中新增城市用地分别有71.96%和80.86%直接或间接来源于耕地,且相应时段内的耕地补给量远小于耕地流失量;在空间形态上,呈现大块耕地边缘破碎化,细碎耕地逐步消亡的空间演化模式。模型的预测结果表明,至2020年耕地将会减少8205.4 hm2,且优等耕地和高等耕地的减少比重分别达到5.16%和5.27%。

关键词： Logistic回归城市扩张元胞自动机耕地演化模拟与预测

自发特质联结与自发特质转移的效价效应及年龄差异

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自发特质联结与自发特质转移的效价效应及年龄差异

作者：赵耀龙山东师范大学

学位级别：硕士

特质推理是指知觉者根据个体的行为信息对其人格特质进行推断并形成印象的过程。特质推理是一种普遍存在的现象,在人们的日常生活中,十分的常见,反映了个体如何解读他人行为,并对个体的人际决策与社会交往产生重要的影响,因而特质推理... 详细信息

特质推理是指知觉者根据个体的行为信息对其人格特质进行推断并形成印象的过程。特质推理是一种普遍存在的现象,在人们的日常生活中,十分的常见,反映了个体如何解读他人行为,并对个体的人际决策与社会交往产生重要的影响,因而特质推理成为社会认知领域广泛关注的一个问题。研究者发现,个体在观察到他人的行为(如,王艳主动地承认是她打破了花瓶)时,不仅会自发地从行为推断出特质(如,诚实的),而且会将推断出的特质(如,诚实的)与行为者(如,王艳)建立联结,这一行为者-特质联结的现象被称作自发特质联结。也有研究者发现,在听到李雷说:“X主动承认是她打破了花瓶”时,个体不仅将推断出特质“诚实的”,而且还可以将激活的特质(如,诚实的)与信息提供者(如,李雷)建立联结,形成信息提供者-特质联结,即自发特质转移。随着特质推理领域的研究进展,研究者们发现特质推理的发生虽然具有一定的普遍性,但是其发生并不是必然的,会受到知觉者、文化背景等因素的影响。研究发现,东方文化背景下的个体强调情景因素对个体行为的影响,而不善于进行特质归因,因此,东方文化背景下的个体不能进行自发特质联结,但也有研究者发现,东方文化背景下的个体也进行了自发特质联结。随着研究的深入,研究者进一步考察了自发特质联结与自发特质转移的内部机制是否存在差异。有研究者认为,自发特质联结与自发特质转移均是简单联结机制;也有研究者认为,自发特质联结与自发特质转移的内部机制不同,西方文化背景下的研究者通过考察自发特质联结与自发特质转移中是否存在效价效应,即相对于积极行为,被试对消极行为进行自发特质联结的强度更强来推测二者的内部机制是否存在差异。研究发现,在自发特质联结过程中存在效价效应,而自发特质转移的过程中不存在效价效应,研究者据此推测,自发特质联结是一个归因的过程,而自发特质转移是一个简单联结的过程。由于自发特质联结与自发特质转移的内部机制研究上存在争议,有必要进一步考察中国文化背景下的个体进行自发特质联结与自发特质转移的内部机制是否存在差异这一问题。目前,对于自发特质联结与自发特质转移的研究主要是以成人为被试,除了少数研究以儿童青少年为被试,对不同年龄的儿童青少年进行自发特质联结与自发特质转移的研究相对缺乏。对不同年龄儿童青少年自发特质联结与自发特质转移不仅可以让我们更好地了解自发特质联结与自发特质转移的整体发展变化趋势,而且通过考察儿童青少年自发特质联结与自发特质转移的年龄特点及效价效应也可以对二者内部机制问题提供发展视角的证据。综上所述,本文通过两项研究分别考察大学生自发特质联结与自发特质转移的效价效应,以及儿童青少年在进行自发特质联结与自发特质转移的年龄特点和效价效应,来说明自发特质联结与自发特质转移的内部机制存在差异。具体来说,研究1a采用错误再认范式,以大学生为被试,考察自发特质联结的发生以及效价效应;研究1b采用错误再认范式,以大学生为被试,考察自发特质转移的发生以及效价效应;研究2a采用错误再认范式,考察了8岁组、9岁组、10岁组、11岁组、12岁组、13岁组儿童青少年自发特质联结的发生、年龄特点及效价效应;研究2b采用错误再认范式,考察了8岁组、9岁组、10岁组、11岁组、12岁组、13岁组儿童青少年自发特质转移的发生、年龄特点及效价效应。以上研究的结果表明:(1)中国文化背景下的大学生个体进行自发特质联结时存在效价效应,也就是说,相对于积极行为,被试对消极行为进行自发特质联结的强度更强。(2)中国文化背景下的大学生个体进行自发特质转移时不存在效价效应,即被试对积极行为和消极行为进行自发特质转移的强度不存在显著差异。(3)8岁组、9岁组、10岁组、11岁组、12岁组、13岁组儿童青少年均可进行自发特质联结,进一步分析发现,9岁组和11岁组儿童青少年的自发特质联结存在效价效应,即与积极行为相比,对消极行为进行自发特质联结的强度更强,其余4个年龄组儿童青少年的自发特质联结中不存在效价效应。此外,不同年龄段儿童青少年进行自发特质联结的强度存在年龄差异。具体而言,8-10儿童进行自发特质联结的强度逐渐上升,10-12自发特质联结的强度保持相对稳定,12岁之后呈下降的趋势。(4)8岁组、9岁组、10岁组、11岁组、12岁组、13岁组儿童青少年均可进行自发特质转移,且不同年龄段儿童青少年进行自发特质转移时不存在效价效应与年龄差异。(5)对儿童自发特质联结和自发特质转移强度的比较发现,8岁组、9岁组、10岁组、11岁组、12岁组、13岁组的儿童青少年以及大学生进行自发特质联结的强度均高于自发特质转移的强度。本研究发现个体的自发特质联结存在行为效价效应和知觉者年龄的差异,而自发特质转移不存在行为效价效应和知觉者年龄的差异。这说明个体自发特质联结和自发特质转移加工深度的加工机制可能不同。此外,该研究首次从

关键词：自发特质联结自发特质转移错误再认范式发展视角

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省级国土资源数据中心建设相关技术问题研究

武汉大学学报（信息科学版） 2005年第5期30卷 426-430页

作者：赵俊三尹鸿瑜陶本藻赵耀龙武汉大学测绘学院昆明理工大学国土资源工程学院

论述了省级国土资源数据中心建设的内容和作用,分析了数据中心建设中存在的问题,提出了数据中心建设的总体技术思路和方法,并对相关技术问题进行了探讨。

关键词：国土资源管理数据中心 GIS/LIS

表面等离子共振纳米阵列结构的构筑及其性能研究

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表面等离子共振纳米阵列结构的构筑及其性能研究

作者：赵耀龙河南大学

学位级别：硕士

在光学生物传感领域,表面等离子共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)技术是分析生物分子相互作用的一种先进手段,具有实时检测、无需标记、耗样少等特点,已成为生物检测的常用工具。传统的具有SPR效应的生物传感器需要棱镜和复杂的光... 详细信息

在光学生物传感领域,表面等离子共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)技术是分析生物分子相互作用的一种先进手段,具有实时检测、无需标记、耗样少等特点,已成为生物检测的常用工具。传统的具有SPR效应的生物传感器需要棱镜和复杂的光学系统,这种装置灵敏度高、稳定性好,却不能实现小型化和集成化;且一些低浓度生物分子很难被传统的SPR传感器检测出来。1998年,Ebbesen等人报道了贵金属纳米孔阵列的超透光性,并归因于金属纳米孔阵列的表面等离子共振效应。贵金属纳米结构的SPR效应对表面折射率的变化具有较高的灵敏度,被广泛应用于高灵敏度的生物检测领域。但目前的一些构筑图案化金属纳米结构的方法,不能有效的提供大面积具有周期性的阵列结构,阻碍了其工业化的发展。因此,如何构筑大面积的、低成本的金属纳米阵列结构,如何提高该阵列结构在生物检测中的灵敏度和选择性是其中研究的主要方向。针对上述金属纳米阵列结构构筑及其应用中存在的问题,本论文提出以下主要研究目的:构筑多种具有不同形貌低成本、大面积的金属纳米阵列结构,对其结构的尺寸、高度、堆积密度等一系列参数进行调控,并用于对某种特定分子的检测,以期实现高灵敏度的生物检测。研究思路:利用乳液聚合的方法合成了粒径均一的聚苯乙烯纳米微球(PS)结构并以此结构为模板,通过纳米球刻蚀技术(Nanosphere lithography,NSL)、磁控溅射(Magnetron sputtering,MS)、反应离子束刻蚀(Reactive ion etching,RIE)以及金属辅助化学刻蚀(Metal-assisted chemical etching,MACE)等技术构筑多种不同形貌的金属纳米阵列结构,并对该阵列结构的长度、直径等参数进行精细调控,实现可控制备。通过紫外-可见吸收、TEM、SEM等表征手段对上述阵列结构进行光学性质的表征。随后,利用这些结构的SPR效应对罗丹明分子(R6G)进行拉曼表征。本论文主要研究内容和成果如下:(1)合成PS纳米微球并以此为模板构筑多种形貌的金属纳米阵列结构:通过乳液聚合法制备粒径300 nm的具有单分散性的PS;采用手工以及LB膜分析仪器提膜两种方式制备出大面积的PS纳米球密排单层膜。以此为模板,利用NSL、RIE和MS技术分别构筑了金包覆的球状、三角点阵以及网格状的阵列结构,并对其光学性能进行了初步表征。其中,我们对金网格阵列结构的形貌和光学性能进行了重点研究。通过调整RIE和MS时间对金网格阵列结构的厚度、直径等参数进行调控,实现该阵列结构的可控制备,研究结果表明金网格阵列具有很好的SPR效应,并且金网格随着刻蚀时间和溅射时间的增加,SPR峰位出现蓝移。通过改变金网格阵列孔径的大小和金膜的厚度来实现其光学SPR性质的可控调节。这种可调控的具有SPR效应的金网格结构,将会在生物检测体系中有广泛的应用。(2)MACE法构筑具有减反射增强效应的硅纳米柱阵列结构,并实该阵列长度、直径的精细调控:本章中,主要利用上一章构筑的金网格阵列结构为模板,结合金属辅助化学刻蚀方法制备硅纳米柱阵列结构,并通过控制RIE和MACE的时间调控Si纳米柱阵列结构的直径、高度等参数。研究结果表明,Si纳米柱阵列结构的直径随着RIE时间的增加而减小;相应的高度随着化学刻蚀时间的增加而增加。实现了长度和直径的精细调控。更为重要的是Au/Si纳米柱阵列结构具有显著的减反射性能和表面等离子增强作用,可以用于光伏器件的构筑以及生物检测。(3)具有SPR效应的纳米阵列结构对罗丹明进行检测:选择结构参数可精确调控的金网格和Si纳米柱阵列结构作为研究对象,以罗丹明分子作为检测目标,通过表面增强拉曼光谱实现阵列结构对特定生物分子的高灵敏度检测。研究结果表明构筑得到金网格和Si纳米柱阵列结构对R6G分子均有拉曼增强效应,其中金网格阵列结构的拉曼增强效果尤为明显,对R6G的最低检测浓度可达10-12M,增强因子在108数量级,大大提高了检测灵敏度。

关键词：金网格阵列 Au/Si纳米柱阵列 SPR 抗反射 R6G

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基于地理模拟方法的昆明市空间拓展情景分析

地理研究 2014年第1期33卷 119-131页

作者：赵耀龙张珂彭永俊付迎春张洪华南师范大学地理科学学院广州510631 云南财经大学城市与环境学院昆明650221

改革开放以来,西部高原湖滨城市经历的快速城镇化进程给湖泊流域带来了较为严重的生态环境问题,未来城市空间发展政策的调整需要关注城市空间拓展对区域生态环境的影响。以位于滇池湖滨地区的昆明市为例,设定6种不用的城市空间拓展政策... 详细信息

改革开放以来,西部高原湖滨城市经历的快速城镇化进程给湖泊流域带来了较为严重的生态环境问题,未来城市空间发展政策的调整需要关注城市空间拓展对区域生态环境的影响。以位于滇池湖滨地区的昆明市为例,设定6种不用的城市空间拓展政策情景,应用SLEUTH模型预测了6种情景下未来20年的城市空间格局,采用空间指数和空间分析方法对预测结果进行了分析评价。结果表明:昆明市城市建成区具有典型的摊大饼式空间拓展模式,城市道路网对城市形态具有重要的影响。6种情景模式下未来昆明市建成区空间格局既有相似性,也表现出显著的差异。城市建设用地空间格局总体上呈集约、紧凑型的发展趋势。生态保护与城市发展管制相结合的政策情景对滇池湖滨地区的景观影响最小。多中心城市发展格局和城市发展管制相结合的政策情景对城市总体空间规模的控制具有明显的效果,但不宜在湖滨地区实施。滇池湖滨地区需要划定景观或生态保护区,严格禁止城市建设用地对湖滨用地景观的占用与分割。滇池湖滨以外的区域,适宜执行生态保护与城市发展管制相结合的多中心发展模式。

关键词：地理模拟城市空间拓展情景分析 SLEUTH模型空间指数