基于路径距离的城市绿度空间可达性度量及其公平性研究

发布时间：2020-07-06 12:41

【摘要】：城市绿度空间(Urban Green Space)是城市生态系统的重要组成部分,对改善城市环境质量、优化城市生态系统和美化城市至关重要。然而,城市绿度空间的分布很不均衡,其可达性受到收入、民族特征、年龄等社会人口要素的制约。以往城市绿度空间研究多针对自然属性分析其类型及面积,可达性研究也有开展,但指标单一、模型简单,且研究区集中于发达国家。科学度量绿度空间可达性并评价其对于社会人口要素的公平性,不仅有助于人们深入认知绿度空间,更能为合理规划和管理绿度空间提供参考,进而提高和改善绿度空间的质量与配置,为其生态功能和服务价值的有效发挥提供理论和技术支持。本研究以北京市为建模实验区,在植被信息遥感提取的基础上,融合景观生态学的理论与方法,提出度量绿度空间景观结构的代表性因子,构建基于路径距离的绿度空间可达性综合度量模型,研究分析绿度空间可达性及其各度量因子相对于社会人口要素的公平性,并将可达性度量模型应用于广州市,检验模型的科学性和有效性。本研究主要成果与结论如下:(1)针对景观指数繁冗、生态学意义不明确的问题,提出一套对景观指数进行筛选和优化的技术流程,实现了绿度空间景观结构的定量化度量。结果表明:○1绿度空间景观结构可通过5个景观指数进行定量化度量,即:边缘密度ED、斑块面积标准差AREA_SD、斑块形状标准差SHAPE_SD、面积加权的平均斑块分维数FRAC_AM和斑块凝聚度指数COHESION;○2对上述指数进行因子分析可提取出2个景观结构度量因子,即:形状复杂度因子和聚集度因子。(2)针对现有可达性度量模型中度量因子单一、模型简单的问题,构建一种基于路径距离,考虑绿度空间数量、景观结构和生长状况的可达性综合度量模型,实现了绿度空间可达性科学、有效度量。结果表明:○1基于路径距离计算的可达面积比直线距离法更具现实意义。北京市各格网的平均可达面积为2.56 km~2,可达面积与距离市中心的距离成反比;○2北京市绿度空间可达性由城市边缘向市中心先增大后减小,在距离市中心57 km处绿度空间可达性达最大;通州、顺义、昌平和平谷区绿度空间可达性最高,东城和西城区绿度空间可达性最低;南-北、东-西、西北-东南和东北-西南四个方向样带的梯度分析表明距离城市中心±35km范围内,绿度空间可达性曲线均为“V”型;由2环路至6环路,绿度空间可达性单调上升。(3)针对现有绿度空间公平性研究中社会人口要素单一的局限性,探索绿度空间可达性及其度量因子相对于9个社会人口要素的公平性,确定了研究区影响绿度空间公平性的关键要素。结果表明:绿度空间相对于社会人口要素的公平性情况随研究区和绿度空间度量因子的变化而不同,农业户口人口比例和受教育程度是对北京市绿度空间各度量因子有普遍显著作用的要素。总体上,拥有农业户口的居民在绿度空间可达性方面比非农业户口的居民更有优势,受教育程度低的居民在绿度空间可达性方面比受教育程度高的居民更有优势。(4)将基于路径距离的绿度空间可达性度量模型应用于广州市,对其可达性水平和公平性状况的研究结果显示:广州市的可达绿度面积和绿度形状复杂度明显高于北京市,绿度聚集度与北京市相当,NDVI略小于北京市(影像获取时间导致),总体上广州市的绿化水平高于北京市;广州市绿度空间公平性状况优于北京市,年龄和受教育程度是对广州市可达绿度有较普遍显著作用的社会人口要素,总体上年龄大于14岁的居民在绿度空间可达性方面比0~14岁的居民有优势,受教育程度高的居民在绿度空间可达性方面比受教育程度低的居民有优势。基于路径距离的绿度空间可达性度量模型在不同研究区适应性良好,具有一定推广潜力。本研究将景观生态学的理论与方法融合到绿度空间可达性度量中来,提出一套系统的绿度空间可达性度量和公平性研究的技术体系,为深入认知绿度空间提供新视角,为绿度空间研究增添新内容,为城市绿化、人居环境评估和城市精细化管理提供技术服务,具有重要的理论意义和实用价值。
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院遥感与数字地球研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU985
【图文】：

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【参考文献】