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论文中文题名:

 西安市主城区城市功能区时空演变特征及影响因素    

姓名:

 白铁岩    

学号:

 21210061034    

保密级别:

 公开    

论文语种:

 chi    

学科代码:

 081603    

学科名称:

 工学 - 测绘科学与技术 - 地图制图学与地理信息工程    

学生类型:

 硕士    

学位级别:

 工学硕士    

学位年度:

 2024    

培养单位:

 西安科技大学    

院系:

 测绘科学与技术学院    

专业:

 测绘科学与技术    

研究方向:

 地理空间信息可视化    

第一导师姓名:

 杨永崇    

第一导师单位:

 西安科技大学    

论文提交日期:

 2024-06-14    

论文答辩日期:

 2024-06-02    

论文外文题名:

 The spatiotemporal evolution characteristics and influencing factors of urban functional zones in the main urban area of Xi'an City    

论文中文关键词:

 城市功能区 ; 参数最优地理探测器 ; 时空演变 ; 影响因素    

论文外文关键词:

 Urban functional zones ; Optimal Parameters-based Geographical Detector ; Spatio-temporal evolution ; Influencing factors    

论文中文摘要:

随着城市化快速推进和人口迅速增加,城市功能区空间结构发生快速演变。城市功能区合理布局可以促进经济发展、提高土地利用效率、改善居民生活质量,对城市可持续发展及规划管理具有重要意义。本文以Point of Interest(POI)数据和Open Street Map(OSM)路网数据为基础,利用标准差椭圆、平均最邻近、核密度、转移矩阵、信息熵等方法,开展了2013—2023年西安市主城区城市功能区分布特征、演变规律及影响因素的研究,并提出相关优化对策。主要研究结论如下:

(1)2013年,西安市主城区城市功能区主要以混合功能区和商业功能区为主,分别为371.22 km2和215.70 km2,共占研究区总面积的70 %以上。2023年,西安市主城区城市功能区仍以混合功能区和商业功能区为主,但面积扩大,占研究区总面积的93.17 %。2013—2023年,除混合功能区以及商业功能区呈上升趋势外,其他功能区均下降,其中居住功能区以及公共管理与公共服务功能区下降显著。从功能区结构特征上,2013—2023年,信息熵和均衡度均呈现出不断增加的趋势,说明西安市主城区空间结构发生了一定的变化。其中在2013—2018年,信息熵、均衡度的增加,主要表现为居住功能区和绿地与开敞空间功能区面积的增加和混合功能区面积的减少。2018—2023年,信息熵、均衡度的增加,主要表现为工业功能区、交通运输功能区和休闲娱乐功能区面积的增加及商业功能区面积的减少。

(2)2013—2023年西安市主城区城市功能区空间分布特征表明:从聚集程度上看出居住功能区、工业功能区聚集程度升高;商业功能区、公共管理与公共服务功能区、交通运输功能区下降;绿地与开敞空间功能区及休闲娱乐功能区变化不大。从重心转移变化情况可以看出居住功能区、商业功能混合功能区空间转移距离较小,分别转移3.08 km、1.67 km、1.37 km;休闲娱乐功能区和工业功能区均发生了较大改变,分别转移14.55 km和13.96 km;公共管理与公共服务功能区与绿地与开敞空间功能区变化较小。从圈层空间分布可以看出居住功能区逐渐向外围进行迁移;商业功能区分布由较为分散逐渐聚集在距离圈层中心3 km与7 km之间的范围内;工业功能区在距离圈层中心6 km与9 km之间有所增加;交通运输功能区在距离圈层中心7 km与9 km之间分布明显减少,其余各圈层变化不大;混合功能区在2013—2018年减少并向外围转移,2018—2023年逐渐增加并向中心汇集。从转移矩阵结果表明混合功能区向商业功能区转出的面积最大,转出面积达到149.05 km2,向其他功能区转出的面积较小,合计转出2.04 km2;公共管理与公共服务功能区向混合功能区和商业功能区转出面积较大,分别转移48.64 km2和25.50 km2;居住功能区向商业功能区转出的面积最大,转移9.32 km2;交通运输功能区向混合功能区转出面积最大,转出23.56 km2;其余各功能区均转出面积较小且稳定。

(3)从定量和定性的角度分别分析西安市主城区城市功能区时空演变影响因素。通过参数最优地理探测器模型选取高程、坡度、人口密度、人均GDP、路网密度、POI多样性作为西安市主城区城市功能区的影响因子。结果表明POI多样性、人口密度、高程对于城市功能区结构影响力较大,坡度、路网密度、人均GDP影响力相对较小。从自然、交通、社会三个角度定性分析对西安市主城区城市功能区的影响并提出以下优化对策:加强道路系统引导作用;发挥规划政策的调控作用;促进产业布局的优化作用。

 

 

论文外文摘要:

With the rapid urbanization and population growth, the spatial structure of urban functional zones has undergone rapid evolution. Rational layout of urban functional zones can promote economic development, improve land use efficiency, and enhance residents' quality of life, which is of great significance to urban sustainable development and planning management. Based on Point of Interest (POI) data and Open Street Map (OSM) road network data, this paper utilizes methods such as standard deviation ellipse, average nearest neighbor, kernel density, transfer matrix, and information entropy to investigate the distribution characteristics, evolution patterns, and influencing factors of urban functional zones in the main urban area of Xi'an from 2013 to 2023. Relevant optimization countermeasures are also proposed. The main research conclusions are as follows:

In 2013, the urban functional zones of Xi'an's main urban district were dominated by Mixed-use and Commercial functional zones, covering 371.22 km² and 215.70 km², respectively, accounting for over 70% of the total study area. By 2023, Mixed-use and Commercial functional zones remained prevalent in Xi'an's main urban district, but their coverage expanded, occupying 93.17% of the total study area. From 2013 to 2023, apart from the increasing trend in Mixed-use and Commercial functional zones, all other functional zones saw a decline, especially Residential functional zones and Public administration and public service functional zones, which dropped significantly. In terms of functional zones structural characteristics, both information entropy and balance degree showed an increasing trend from 2013 to 2023, indicating certain changes in the spatial structure of Xi'an's main urban zones. Specifically, from 2013 to 2018, the increase in information entropy and balance degree was mainly reflected in the expansion of Residential functional zones and Ecological functional zones, coupled with a reduction in Mixed-use functional zones. From 2018 to 2023, the surge in information entropy and balance degree primarily resulted from the growth of Industrial, Transportation, and Recreation district functional zones, accompanied by a decrease in Commercial functional zones.

The spatial distribution characteristics of urban functional zones in the main urban area of Xi'an from 2013 to 2023 indicate the following trends: In terms of aggregation, Residential and Industrial functional zones have become more concentrated, while Commercial,Public administration and public service, and Transportation functional  zones have become less aggregated. Ecological functional and Recreation district functional zones have shown little change. In terms of shifts in the center of gravity, Residential, Commercial, and Mixed-use functional zones have experienced smaller spatial displacements, moving by 3.08 km, 1.67 km, and 1.37 km, respectively. Recreation district and Industrial functional zones have undergone significant changes, shifting by 14.55 km and 13.96 km, respectively. Public administration and public service functional zones and Ecological functional zones have seen minimal changes. Looking at the spatial distribution across concentric circles, Residential functional zones are gradually migrating outwards. Commercial functional zones, which were initially scattered, are increasingly concentrating within a 3 km to 7 km radius from the center. Industrial functional zones have increased between 6 km and 9 km from the center. The distribution of Transportation functional zones between 7 km and 9 km from the center of the sphere decreased significantly, while the other layers changed little. Mixed-use functional zones decreased and shifted outwards from 2013 to 2018 but gradually increased and converged towards the center from 2018 to 2023. Transfer matrix results show that Mixed-use functional zones has the largest outgoing transfer to the Commercial functional zones, with a transferred area of 149.05 km². Transfers to other functional zones are smaller, totaling 2.04 km². Public administration and public service functional zones has a significant outgoing transfer to Mixed-use and Commercial functional zones, transferring 48.64 km² and 25.50 km², respectively. Residential functional zones has the largest outgoing transfer to the Commercial functional zones, transferring 9.32 km². Transportation functional zones has the largest outgoing transfer to Mixed-use functional zones, transferring 23.56 km². Other functional zones have smaller and more stable outgoing transfers

This paper quantitatively and qualitatively analyzes the influencing factors of spatio-temporal evolution of urban functional areas in the main city zone of Xi'an. By adopting the optimal parameter geographical detector model, elevation, slope, population density, GDP per capita, road network density, and POI diversity are chosen as the influencing factors of urban functional zones in the main city zone of Xi'an. The results suggest that POI diversity, population density, and elevation exert a greater influence on the structure of urban functional zones, whereas slope, road network density, and GDP per capita have relatively minor effects. From natural, transportation, and societal perspectives, a qualitative analysis is conducted on the impact of urban functional areas in the main city zone of Xi'an, and the following optimization countermeasures are proposed: strengthening the guiding role of the road system, giving full play to the regulatory effect of planning policies, and promoting the optimal allocation of industrial layout.

 

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中图分类号:

 P208.2    

开放日期:

 2024-06-17    

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