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1概论1

1.1 研究内容及其意义1

1.1.1 研究内容1

1.1.2 研究意义2

1.2 研究方法3

1.3 研究进展和趋势4

1.3.1 国外研究进展4

1.3.2 国内研究进展7

1.3.3 研究趋势8

2城市形态研究理论与技术10

2.1 GIS和RS10

2.2 灰色系统理论11

2.2.1 灰生成11

2.2.2 灰色相关12

2.2.3 基于不等时距建模13

2.3 景观生态学理论14

2.4 元胞自动机理论15

2.4.1 CA的形式语言定义16

2.4.2 CA的构成16

2.4.3 城市CA模型的转换规则17

2.4.4 城市CA的研究进展23

3城市形态演化的驱动力分析29

3.1 研究区概况与基础数据29

3.1.1 研究区概况29

3.1.2 城市建设用地状况分析31

3.1.3 数据来源与预处理32

3.2 CA的应用32

3.2.1 元胞与状态32

3.2.2 元胞邻域33

3.2.3 转换规则33

3.3 城市形态演化模拟34

3.3.1 城市形态模拟数据处理34

3.3.2 建立logistic回归模型38

3.3.3 模拟结果39

3.4 驱动力因素及其影响40

3.4.1 自然环境40

3.4.2 经济因素40

3.4.3 交通因素41

3.4.4 政策因素41

3.4.5 驱动力作用机制42

小结42

4城市形态提取与测度分析44

4.1 利用GIS获取城市模拟输入数据44

4.1.1 位置属性44

4.1.2 区位和通达性44

4.1.3 地形45

4.1.4 土地利用45

4.1.5 城市形态和结构信息的获取45

4.2 利用遥感获取城市形态动态数据45

4.2.1 城市形态数据提取46

4.2.2 城市形态动态监测方法46

4.3 1998—2017年天津市城市形态演化测度分析48

4.3.1 研究区概况与基础数据48

4.3.2 测度分析方法48

4.3.3 测度分析内容50

4.3.4 驱动力分析56

4.3.5 城市形态扩展灰色预测57

4.3.6 测试分析结论与城市发展建议59

5天津滨海新区城市形态扩张模拟预测61

5.1 模拟预测研究方法概述61

5.1.1 logistic-CA模型的改进62

5.1.2 模型精度的初步检验分析65

5.2 logistic-CA模型软件68

5.3 模型校准与模拟验证69

5.3.1 数据预处理69

5.3.2 logistic-CA 回归73

5.3.3 城市形态模拟预测73

5.4 外生情景下海港城市空间形态演化模式75

5.4.1 研究区概况与基础数据76

5.4.2 logistic-CA 与灰色预测的运用77

5.4.3 模拟预测结果及其分析79

5.4.4 滨海新区城市形态演化特征与规划建议83

5.5 历史惯性下海港城市空间形态演化模式84

5.5.1 logistic-CA的应用84

5.5.2 城市空间形态演化模式分析85

5.5.3 模拟结果中的城市形态扩张特点87

5.5.4 研究结论89

5.6 城市实际扩张状况与理论研究结果对比89

5.6.1 滨海新区城市扩张的实际状况90

5.6.2 滨海新区城市扩张特点93

5.6.3 参照城市实际扩张状况分析预测结果93

5.6.4 相关结论分析94

小结94

6延吉市城市形态扩张模拟96

6.1 改革开放后延吉市城市扩张测度96

6.1.1 研究基础96

6.1.2 分析与预测方法97

6.1.3 延吉市城市空间扩张度量分析99

6.1.4 延吉市城市空间扩张因素初析103

6.1.5 城市空间扩张的不等时距灰色预测106

6.1.6 城市空间扩张建议107

6.2 延吉市城市空间扩张模拟预测108

6.2.1 研究基础108

6.2.2 延吉市基本状况108

6.2.3 灰色预测与USEM技术的运用110

6.2.4 延吉市城市空间扩张模拟预测过程111

6.2.5 基于预测结果的城市扩张建议116

6.3 城市扩张模拟研究的实践检验117

6.3.1 不同时期扩张规模的实践验证117

6.3.2 空间扩张模拟检验117

7城市形态扩张对生态服务功能的影响模拟及其优化119

7.1 城市形态扩张与生态服务功能模拟预测119

7.1.1 研究地区与基础数据120

7.1.2 研究方法121

7.1.3 研究结果及其分析125

7.1.4 基于研究结果的发展建议132

7.2 城市形态扩张对热岛单项生态服务功能的影响132

7.2.1 研究现状133

7.2.2 研究方法135

7.2.3 研究结果及其讨论137

7.2.4 城市形态与热舒适度的变化趋势分析145

7.2.5 研究结论148

7.3 热岛单项生态服务功能的影响预测149

7.3.1 双指标预测热岛强度149

7.3.2 研究区概况149

7.3.3 相关理论与方法150

7.3.4 分析过程及研究结果153

7.3.5 研究结果分析157

7.3.6 相关结论158

7.4 城市扩展中公园游憩服务可达性分析159

7.4.1 研究区域概况与研究方法160

7.4.2 研究结果及其分析161

7.4.3 研究结论165

7.5 基于地理设计的城市形态扩张优化研究166

7.5.1 研究现状166

7.5.2 地理设计的方法论167

7.5.3 研究方法169

7.5.4 研究结果及其讨论170

7.5.5 城市扩张的合理优化途径175

7.5.6 总结178

8城市形态扩张模拟预测与生态服务功能协调优化研究的总结与展望179

8.1 研究结论179

8.1.1 方法和方法论结论179

8.1.2 实证结论（类型）179

8.1.3 理论结论180

8.2 由研究得出的城市发展相关建议181

8.3 研究展望181

附录 天津市基本情况及发展简介183

1城市概况183

1.1 地理位置183

1.2 行政区划183

1.3 自然及资源条件183

1.4 社会经济发展情况185

2发展条件185

2.1 区域地位优良185

2.2 港口优势明显186

2.3 土地等自然资源丰富186

2.4 生态资源优越186

2.5 文化积淀深厚187

2.6 科教事业发达187

3城市规划沿革188

3.1 早期城镇的产生和发展188

3.2 第二阶段：1404—1949年188

3.3 第三阶段：1949—1978年191

3.4 第四阶段：1978年至今193

4城市发展制约因素196

4.1 城市的区域中心地位不突出196

4.2 交通枢纽地位下降，区域之间缺乏密切合作197

4.3 城市空间发展滞后197

4.4 生态环境问题凸显197

5城市空间布局的影响要素分析198

5.1 区域经济联系198

5.2 周边城市发展影响198

5.3 城市用地条件198

参考文献202