چکیده

برای اندازه‌گیری و ارائه فرم‌های فضایی شهری اندازه شهری، در حل مشکلات در شهرنشینی سریع چین، شناسایی محدوده قلمرو شهری ضروری است. اگرچه روش‌های رایج رایج فعلی می‌توانند محدوده‌های قلمرو شهری را تا حدی کمی شناسایی کنند، نتایج با استفاده از یک منحنی پیوسته و بسته با تصاویر با وضوح متوسط ​​و پایین نمایش داده می‌شوند. این امر کسب و تفسیر داده ها را به چالش می کشد. در این مقاله، با استخراج سکونتگاه‌های شهری با توزیع گسسته، تقاطع‌های جاده‌ای در OpenStreetMap (OSM)، نقشه‌های الکترونیکی و منحنی گسترش شهری بر اساس تفکرات فراکتالی برای ارائه گستره سرزمینی و فرم فضایی شهری استفاده شده‌اند. شهرهای گوانگژو، چنگدو، نانجینگ و شیجیاژوانگ به عنوان اهداف شناسایی انتخاب شدند. نتایج نشان داد که آستانه فاصله متناظر با نقطه انحنای اصلی منحنی گسترش شهری نقش حیاتی در استخراج سکونتگاه‌های شهری دارد. علاوه بر این، از تجزیه و تحلیل، آستانه فاصله بهینه سکونتگاه‌های شهری در گوانگژو، چنگدو، نانجینگ و شیجیاژوانگ به ترتیب 132 متر، 204 متر، 157 متر و 124 متر و مناطق مربوط به محدوده قلمرو شهری 1099.36 کیلومتر بود.2 ، 1076.78 کیلومتر مربع ، 803.07 کیلومتر مربع ، و 353.62 کیلومتر مربع ، به ترتیب. این معیارها با معیارهای مربوط به مناطق ساخته شده سازگار است.

کلید واژه ها:

محدوده سرزمینی شهری ; تقاطع های جاده ای ; فراکتال _ نقطه انحنای اصلی ; سکونتگاه های شهری

1. مقدمه

شهرنشینی در توسعه اقتصادی هر کشوری اجتناب ناپذیر است. بر اساس داده های منتشر شده توسط اداره ملی آمار چین، نرخ شهرنشینی در چین تا پایان سال 2018 به 59.58 درصد رسید [ 1 ]. شهرنشینی نه تنها توسعه اقتصادی-اجتماعی را تسهیل می کند، بلکه آشکار شدن مشکلات شهری را نیز تسریع می کند. توسعه مناطق شهری و روستایی می تواند نامتعادل باشد. به عنوان مثال، در برخی مناطق در چین، نرخ شهرنشینی زمین از شهرنشینی جمعیت بیشتر شده است و منابع بیش از حد مصرف شده است. علاوه بر این، تخریب محیط زیست و سایر مشکلات در بافت شهرنشینی قابل چشم پوشی نیست. در نتیجه، توسعه پایدار شهرها به طور قابل توجهی مانع می شود [ 2 ، 3]. برای حل این مشکلات و تحقق توسعه شهری علمی و پایدار، بسیاری از محققان ایده های جدیدی را مطرح کرده اند: اکو شهر [ 4 ] و شهر هوشمند [ 5 ]. برای تحقق این ایده‌ها، نیاز به درک وضعیت کنونی توسعه شهری، اندازه‌گیری علمی اندازه شهرها، تنظیم برنامه‌ریزی و ترتیبات و تنظیم گسترش کور شهرها است [ 6 ].
یکی از پیش نیازهای اندازه گیری وسعت شهری، تعریف دقیق محدوده شهری و محدوده قلمرو شهری است. تعاریف مختلف از مرزهای شهری به طور مستقیم بر استنباط های حاصل از تجزیه و تحلیل آماری فعالیت های شهری تأثیر می گذارد. در جغرافیای شهری، سه مفهوم کلیدی برای شهرها وجود دارد: شهر خاص، تجمعات شهری و مناطق کلان شهر [ 7 ، 8 ]. تجمعات شهری گاهی با مناطق شهری جایگزین می شوند [ 8 ، 9]. مفاهیم مختلف شهری با مرزهای شهری و محدوده های سرزمینی شهری متفاوت مطابقت دارند. زمانی که محدوده سرزمینی به طور موثر تعریف شود و اندازه شهری به طور عینی تعیین شود، اطلاعات فضایی شهری را می توان به درستی استخراج کرد و نتایج حاصل از اطلاعات مکانی می تواند واقعاً منعکس کننده ویژگی های شهری باشد [ 9 ].
مرز شهری و محدوده سرزمینی شهری، یعنی محدوده فضایی واقعی یک شهر، مفاهیم جامعی هستند که حول عوامل مختلفی می چرخند. برخی از این عوامل عبارتند از اقتصاد، جامعه، توزیع جمعیت و ویژگی های ژئومورفولوژیکی [ 10 ]. بسیاری از مفاهیم مرتبط دیگر مانند منطقه مرکزی شهر، منطقه اصلی شهر، منطقه ساخته شده، زمین برای ساخت و ساز شهری، مرکز شهر و منطقه اداری یک شهر و غیره را می توان در کارهای تحقیقاتی و برنامه های کاربردی موجود یافت [ 11 , 12 ].]. در این میان محدوده شهر مرکزی، منطقه اصلی شهر، مرکز شهر، منطقه اداری یک شهر و زمین برای ساخت و ساز شهری از نظر عملکرد مدیریتی به عنوان مناطق ثابت تعریف می شوند. این فرض بر این است که برنامه ریزی و سیاست ها بدون تغییر باقی می مانند و تغییرات زمانی و مکانی شهری پویا در نتیجه منعکس نمی شوند [ 10 ، 12 ]. نزدیکترین مفهوم به محدوده سرزمینی شهری، منطقه ساخته شده است. منطقه ساخته شده یک شاخص آماری رسمی است که در سالنامه آماری ساخت و ساز شهری چین اتخاذ شده است که هم ویژگی های زمانی و هم مکانی مناطق ساخته شده در شهرها را در نظر می گیرد [ 12 ].]، این ویژگی ها عمدتاً از گزارش های ادارات محلی به دست می آیند. کوچکترین واحد آماری شهر است. اگرچه مرزهای ساخته شده شهرها ممکن است به دلیل قرار گرفتن در قالب داده های جمع آوری شده بدون پشتیبانی محدوده فضایی متفاوت باشد، اما هنوز استاندارد رسمی برای برنامه ریزی شهری ملی هستند [ 12 ].
محققان با پیشینه‌های مختلف مرز شهری و محدوده قلمرو شهری را با استفاده از دیدگاه‌های مختلف تعریف کرده‌اند. در مفهوم سنتی، مرزهای شهری عمدتاً به مرزهای تقسیمات اداری یا آنهایی که به طور ذهنی با داده های جمعیت شناختی تعریف می شوند، اشاره دارد [ 13 ، 14 ، 15 ]. به عنوان مثال، مرزهای تقسیمات اداری ارتباط نزدیکی با محدوده برنامه ریزی شهری دارد که نمی تواند به طور واقعی محدوده توسعه واقعی شهر را منعکس کند [ 16 ، 17 ]. در عین حال، اطلاعاتی که حدود تقسیمات اداری را نشان می دهد، بیشتر از بخش نقشه برداری است. به‌دلیل چرخه طولانی و قابلیت اشتراک‌گذاری ضعیف، اغلب به‌دست آوردن داده‌ها دشوار است [ 14 ،15 ، 18 ]. استنباط های آماری به دست آمده از جمعیت شهری و روستایی اغلب پویا هستند [ 15 ، 19 ]. در نتیجه، دقت و به موقع بودن تجزیه و تحلیل بر اساس داده های جمعیتی نیز ممکن است محدود باشد [ 14 ، 15 ]]. برای انعکاس مرزهای واقعی شهری و محدوده های سرزمینی شهری تا حد امکان به صورت عینی و کمی، داده های سنجش از دور چند منبعی و روش های کمی به طور گسترده برای شناسایی مرز شهری استفاده می شود. برای استخراج مرزهای شهری، برخی از محققان با استفاده از برنامه ماهواره هواشناسی دفاعی (DMSP) آستانه نور بهینه را تعیین کردند. داده های نور شب مجموعه رادیومتر تصویربرداری مادون قرمز مرئی (VIIRS) از طریق خوشه بندی فضایی، تفسیر سنجش از راه دور، تشخیص جهش و مقایسه داده های آماری [ 20 ، 21 ، 22 ، 23 ، 24 ]. سایر محققان نیز با استفاده از روش های جایگزین، تحقیقاتی را در مورد شناسایی مرزهای شهری انجام دادند.
به عنوان مثال، یائو و همکاران. [ 25 ] مرزهای شهری را با استفاده از داده های برداری مناطق مسکونی در مقیاس کوچک بر اساس شبکه نامنظم مثلثی (TIN) استخراج و بهینه کرد. تان و چن [ 26 ] از داده های سنجش از دور برای استخراج مرزهای شهری بر اساس الگوریتم همجوشی فضایی و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) استفاده کردند. لین و همکاران [ 17 ] مرزهای شهری را با استفاده از نقاط مورد نظر نقشه الکترونیکی بر اساس برآورد تراکم هسته بررسی کرد. با این حال، روش های فوق همه محدودیت های خود را دارند. ژانگ و همکاران یک روش نیمه خودکار برای استخراج مرزهای شهری با استفاده از تصاویر با وضوح بالا و داده های اطلاعات جغرافیایی برای ترکیب منظر شهری با ویژگی های مورفولوژیکی پیشنهاد کرد [ 27 ,28 24]. این روش همچنین دانش جغرافیایی را با یک سری قوانین عادی سازی یکپارچه می کند [ 27 ، 28 ]. گونگ و همکاران از تصاویر ماهواره‌ای با وضوح 10 متر، OSM، نور شبانه، نقاط علاقه و داده‌های بزرگ اجتماعی Tencent برای تولید مقوله‌های ضروری کاربری زمین شهری (EULUC)، برای به تصویر کشیدن محدوده سرزمینی شهری استفاده کرد [ 29 ]. روش های فوق نیز به هر نحوی معیوب هستند. درخشندگی بیش از حد ذاتی، یا به طور خاص تر، تاری ارثی، در سنسورهای برنامه ماهواره هواشناسی دفاعی (DMSP) و مدیریت داده ها، ناحیه ظاهری مناطق شهری را 150 تا 500 درصد بزرگ می کند. وقتی صحبت از شهرهای کوچکتر می شود، چنین نسبتی بزرگتر می شود []، با دقت ضعیف محصولات. اگرچه این را می توان با داده های رادیومتر تصویربرداری مادون قرمز مرئی (VIIRS) تا حدی کاهش داد، جزئیات فضایی هنوز کافی نیست، و تعیین آستانه بهینه هنوز بر تجربه ذهنی متکی است [ 24 ]. برای روش TIN، الگوریتم همجوشی فضایی و تحلیل چگالی هسته استفاده می‌شود. در نتیجه، انتخاب طول، آستانه و پهنای باند بر اساس تجربه ذهنی است. بنابراین، روش TIN را نمی توان به طور کلی اعمال کرد [ 18 ]. برای روش استخراج نیمه خودکار با تصاویر با وضوح بالا، نتایج مرزهای شهری نیاز به تفسیر و بازنگری دستی در راستای قوانین خاصی دارد که ذهنی هستند و اثبات مکرر آنها دشوار است [ 27 ،28]. منابع داده ELUC در چین آنقدر گسترده است که پردازش آن پیچیده است. از آنجایی که داده ها در مراحل اولیه با استفاده از استانداردهای نمونه گیری متناقض به دست آمدند. با توجه به ذهنی بودن مجموعه نمونه [ 29 ]، در این فرآیند، پاک کردن خطاهای انباشته و سایر خطاهای ناشی از داده های چند منبعی چالش برانگیز بود که منجر به تفاوت های قابل توجهی در دقت شهرهای مختلف شد.
از نظر استخراج مرزهای شهری و محدوده های سرزمینی شهری، محققان خارجی اغلب مرزهای مورفولوژیکی شهری و محدوده های سرزمینی شهری را از منظری بدیع، خود سازمان دهی فضایی شناسایی می کنند [ 30 ، 31 ، 32 ، 33 ، 34 ، 35 ، 36 ]. چهار روش پرکاربرد وجود دارد، یعنی الگوریتم خوشه‌بندی شهر (CCA) پیشنهاد شده توسط هرنان و همکاران. [ 37 ] و روزنفلد و همکاران. [ 38 ]، روش شناسایی خودکار مرزهای سکونتگاه شهری ارائه شده توسط Chaudhry و Mackaness [ 39 ]، روش مبتنی بر فراکتال ارائه شده توسط Tannier و همکاران. [ 18، 40 ]، و رویکرد استخراج «شهرهای طبیعی» با خوشه‌بندی گره‌ها/بلوک‌های خیابان، مکان‌های تک تک کاربران رسانه‌های اجتماعی یا مکان‌های ساختمان که توسط بن جیانگ و تائو جیا [ 14 ، 35 ، 41 ، 42 ] توسعه یافته است.]. روش بن جیانگ و تائو جیا (یعنی روش چهارم) را می توان به عنوان یک CCA اصلاح شده یا بهبود یافته در نظر گرفت. روش اول مبتنی بر CCA است، بنابراین لازم است مقدار شعاع بافر (یعنی وضوح خوشه) از قبل تنظیم شود، و پیش‌بینی بر تجربه ذهنی متکی است. برای روش دوم، داده های برداری در مقیاس های مختلف که به راحتی در دسترس نیستند مورد نیاز است. همچنین تضمین صحت و به موقع بودن داده های برداری موجود دشوار است. برای روش سوم، هندسه فراکتال که به طور گسترده در تحقیقات جغرافیای شهری مورد استفاده قرار می‌گیرد، اتخاذ می‌شود و چندین مطالعه تجربی و تحلیل‌های نظری نشان داده‌اند که ریخت‌شناسی شهری دارای ویژگی‌های فراکتالی است [ 34 ، 43 ، 44 ، 45 ، 46.47 ،47 ، 48 ]. حتی اگر می توان بر ذهنیت در تحقیق از دیدگاه فراکتال غلبه کرد [ 18 ، 19 ] ]، تفسیر داده های برداری ساختمان از طریق تصاویر سنجش از راه دور فرآیندی پیچیده است و اطمینان از صحت آن دشوار است. برای روش چهارم، استفاده از تقاطع‌های جاده‌ای برای تولید شهرهای طبیعی عمدتاً بر اساس CCA است. این مستلزم آن است که مقدار شعاع بافر از قبل تنظیم شود. استفاده از موقعیت مکانی کاربران و ساختمان‌ها در شبکه‌های اجتماعی بر اساس روش Head/Tail Breaks و روش TIN است. اگرچه این امر از تجربه ذهنی اجتناب می کند، اما نمی تواند مرزهای شهری را به درستی توصیف کند و جزئیات فضایی ندارد. از این رو، برای بررسی قوانین توزیع شهر در فضای وسیعی از کل یک ملت یا حتی جهان مناسب تر است.27 ]. به ویژه، در حال حاضر هیچ مفهوم یا تعریفی از مرز شهری و محدوده قلمرو شهری وجود ندارد که به طور جهانی به رسمیت شناخته شود.49 ]. علاوه بر این، نتایج روش‌های بالا ارتباط نزدیکی با منابع داده انتخاب شده دارد [ 27 ].
در کارهای موجود در زمینه شناسایی محدوده شهری و محدوده سرزمینی شهری، تقریباً تمام نتایج مرتبط با استخراج مرز شهری را می توان به صورت یک منحنی بسته پیوسته بین مناطق شهری و روستایی بیان کرد. از آنجایی که دامنه تأثیر مؤثر تعامل فضایی جغرافیایی به طور مستقیم به مرز جغرافیایی محدود می شود، محدوده سرزمینی شهری را می توان تعیین کرد. از آنجایی که گستره سرزمینی شهری به طور مداوم در یک فضای معین توزیع می شود، یک غیرعقلانی به دلیل عدم تأیید دقیق علمی وجود دارد [ 19 ، 26 ]. ترسیم مرزی با اهمیت علمی دقیق بین مناطق شهری و روستایی بسیار دشوار یا حتی غیرممکن است [ 10 , 26 ].]. دلیل آن این است که شهر خود محصول یک مرحله تاریخی خاص است و مفهوم شهر در شرایط مختلف تاریخی دائماً در حال تغییر است. مهمتر از آن، این یک فرآیند تدریجی و درهم تنیده از تحول از شهر به روستا است. ظاهراً هیچ نشانه آشکاری از ناپدید شدن شهر و پیدایش روستاها وجود ندارد [ 10 ]. گستره سرزمینی شهری توسط یک سکونتگاه شهری بزرگ و پراکنده متشکل از واحدهای جغرافیایی مختلف در یک فضای معین با تعاملات فضایی مؤثر ارائه می‌شود و این گونه تعاملات از طریق مرزبندی جغرافیایی و غیرمرزی شکل می‌گیرند [ 26 ].
برای حل مشکلات فوق، در این مقاله، تمرکز از شناسایی مرزهای شهری سنتی و پیوسته بسته و گستره سرزمینی شهری به شناسایی سکونتگاه های شهری پراکنده گسسته در فضا، با هدف اندازه گیری معطوف شده است. اندازه شهرها از ایده های تحقیقاتی جیانگ و همکاران. [ 14 ] و تانیر و همکاران. [ 18 ]، داده های باز شامل OSM و نقشه های الکترونیکی [ 50 ، 51] با دقت بالاتر و کاربردهای وسیع در مناطق شهری به راحتی قابل دسترسی و استفاده بوده است. تقاطع‌های شبکه‌های جاده‌ای بردار شهری برای جایگزینی داده‌های ساختمان برداری برای اجتناب از تجربه ذهنی استخراج شدند. منحنی گسترش شهری بر اساس هندسه فراکتال برای کشف توزیع سکونتگاه‌های شهری منطقه‌ای، و شناسایی حوزه‌های منطقه‌ای و اشکال توزیع فضایی شهرها به کار گرفته شد. در نتیجه، توزیع مبهم و گسسته شهرها و مناطق روستایی در فضا نمایش داده می‌شود تا ایده‌های جدیدی برای مقابله با هسته مشکلات شهرنشینی در چین ارائه شود، یعنی چگونگی تعیین محدوده قلمرو شهری.

2. مواد و روشها

2.1. مناطق تحقیق و منابع داده

چین دارای یک منطقه سرزمینی بزرگ و با تنوع در محیط های جغرافیایی طبیعی خود است. در نتیجه، انتخاب شهرهای نماینده برای کاوش در توزیع فضایی سکونتگاه‌های شهری منطقه‌ای بسیار چالش برانگیز است. در این مقاله، شهرهای نماینده بر اساس معیارهای زیر انتخاب شدند: (1) شهرها به طور مساوی در سراسر چین توزیع شده اند. (2) شهرها با تولید کل اقتصادی بزرگ و نرخ رشد اقتصادی قابل توجهی مشخص می شوند که نمونه توسعه شهری چین است. (3) شهرها بخشی از محافل اقتصادی سنتی چین یا تجمعات شهری بزرگ هستند، مانند دایره اقتصادی دلتای رودخانه یانگ تسه، دایره اقتصادی دلتای رودخانه مروارید، و دایره اقتصادی بوهای. (4) در بین 10٪ برتر برای رتبه بندی مناطق ساخته شده شهری آنها. با استفاده از این معیارها، چهار شهر (یعنی گوانگژو، چنگدو، نانجینگ و شیجیاژوانگ) به عنوان شهرهای نماینده انتخاب شدند. چهار شهر نماینده به ترتیب در شرق، جنوب، غرب و شمال چین هستند. همه آنها دارای اندازه شهری بزرگ و دارای اشکال فضایی شهری هستند. در میان آنها، گوانگژو (شهر مرکزی منطقه اقتصادی دلتای رودخانه مروارید) که یک شهر سنتی درجه یک است [52 ] طبق سالنامه آماری ساخت و ساز شهری چین در سال 2018، منطقه ساخته شده آن در رتبه 3 در چین قرار گرفته است. چنگدو که اولین شهر بزرگ در منطقه غربی است دارای منطقه ساخته شده در رتبه ششم چین است. نانجینگ (یک شهر مرکزی مهم در شرق دلتای رودخانه یانگ تسه) که یک شهر در حال ظهور شبه درجه یک است [ 52 ] دارای منطقه ساخته شده است که در رتبه 8 چین قرار دارد. شیجیاژوانگ (اولین شهر بزرگ در منطقه پکن-تیانجین-هبی، به جز پکن و تیانجین) یک شهر درجه دوم است [ 52 ]، و منطقه ساخته شده آن در رتبه 33 چین قرار دارد. روش اتخاذ شده در این مقاله توسط حوزه های سرزمینی محدود نمی شود [ 18]. محدوده فضایی منطقه ای چهار شهر با مرزهای اداری آنها (شامل تنها مناطق شهرداری و به استثنای شهرستان های تحت مدیریت شهری و شهرهای سطح شهرستان) محدود می شد. تمام مناطق اداری گوانگژو (11 منطقه) و نانجینگ (11 منطقه) شامل شدند. محدوده قلمروی شیجیاژوانگ (هشت ناحیه، 11 شهرستان، و سه شهر در سطح شهرستان) و چنگدو (11 منطقه، چهار شهرستان و پنج شهر در سطح شهرستان) در مقایسه با دو شهر دیگر بسیار بزرگ بود. علاوه بر این، فاصله بین شهرستان های دور افتاده یا شهرهای سطح شهرستان و منطقه مرکز شهر بیش از 100 کیلومتر بود. با توجه به فاصله زیاد بین محدوده قلمرو و منطقه اصلی شهر، این شهرستان ها یا شهرهای سطح شهرستان بیشتر شبیه شهرهای همجوار هستند. از این رو،27 ، 28 ]. محدوده فضایی تحقیق بین 500 کیلومتر مربع و 4500 کیلومتر مربع است ( شکل 1 را ببینید ).
حوزه‌های فعالیت‌های انسانی توسط جاده‌ها به هم متصل می‌شوند و جایی که جاده‌ها وجود دارد، ردپای انسان وجود دارد [ 14 ]. تقاطع‌های جاده‌ای با جاده‌های متصل و متقاطع تشکیل می‌شوند و منطقه بین تقاطع‌های مجاور، حوزه اصلی فعالیت‌های انسانی است که در نهایت مناطق شهری را تشکیل می‌دهند. کوچکترین سکونتگاه شهری نیز حداقل دارای یک تقاطع جاده است. هر چه تقاطع‌های جاده‌ها متراکم‌تر باشند، فعالیت‌های شهری بیشتر است [ 14 ، 15 ]. از داده های تقاطع جاده می توان برای نمایش شکل گیری و تکامل سکونتگاه های شهری استفاده کرد [ 14 , 19 ]]. با توسعه سریع فناوری های اینترنت، تعداد زیادی از منابع داده تولید شده است، و استفاده موثر و استخراج داده های شبکه بزرگ منجر به ایده های تحقیقاتی جدید شده است [ 14 ، 17 ]. OSM و نقشه های الکترونیکی برنامه های مشترک و نوآورانه داده های نقشه هستند [ 14 ، 15 ، 50 ، 51 ، 53 ، 54 ، 55 ]. امروزه داده‌های OSM بیشتر شهرهای چین را پوشش می‌دهند، در حالی که نقشه‌های الکترونیکی منطقه بزرگ‌تری از جمله تمام مناطق شهری چین را پوشش می‌دهند. داده های تقاطع جاده ها بخشی جدایی ناپذیر از OSM و نقشه های الکترونیکی هستند و به محدود کردن محدودیت های داده ها در تحقیقات جغرافیای شهری کمک می کنند [ 14 ,19 ]. در این مقاله ابتدا داده های شبکه خیابانی شهر هدف از OSM استخراج شد [ 14 , 15 ] و سپس داده های شبکه جاده ای تک لایه شهر هدف در سطح زوم 16 با استفاده از برنامه ریزی کاربردی نقشه الکترونیکی به دست آمد. رابط (API). با ترکیب این دو نوع داده، یک شبکه جاده شهری کامل تولید شد ( شکل 2 را ببینید ). در نهایت، تقاطع‌های جاده‌ای با استفاده از رابطه توپولوژیکی مبتنی بر GIS بین عناصر استخراج شد.

2.2. روش های پژوهش

روش اتخاذ شده در این مقاله عمدتاً شامل سه مرحله است: (1) پیش پردازش داده. (2) محاسبه آستانه بحرانی. (3) استخراج سکونتگاه های شهری. استخراج سکونتگاه‌های شهری مطابق شکل 3 انجام شده است. ابتدا شبکه جاده برداری از طریق OSM و نقشه های الکترونیکی به دست آمد و سپس شبکه جاده برداری در منطقه اداری شهری با استفاده از ArcGIS (ESRI، Redlands، CA، USA) مشخص شد. این امر منجر به ایجاد مجموعه ای از تقاطع های جاده ای شد. ثانیاً، برنامه‌های نرم‌افزار رایگان با نام Morphlim ( https://sourcessup.renater.fr/morphlim/ ، دسترسی به 1 نوامبر 2020) [ 18 ، 40] و ArcGIS برای تولید منحنی گسترش شهری و تعیین نقطه انحنای اصلی و آستانه فاصله کلیدی استفاده شد. در نهایت، ArcGIS، با آستانه فاصله کلیدی به عنوان شعاع بافر (برای بافر و ادغام بر اساس مجموعه تقاطع های جاده) برای به دست آوردن سکونتگاه های شهری استفاده شد.

2.2.1. منحنی گسترش شهری

تانیر و همکاران [ 18 ] استدلال کرد که ساختار سازمان فضایی درون شهر مانند ساختار فراکتالی غبار فوریه است که در آن شهر و خیابان واقعی را می توان با مربع های سیاه تقسیم شده با خطوط سفید با عرض معین مقایسه کرد. تعداد خطوط سفید با کاهش عرض مربوط به آنها افزایش می یابد. یک قانون سلسله مراتبی دقیق بین اندازه و تعداد خطوط سفید وجود دارد و چنین ویژگی فراکتالی را می توان با روش بسط مینکوفسکی اندازه گیری کرد [ 56 ، 57 ]. به عبارت دیگر، با افزایش فاصله بافر انبساط، تقاطع‌های جاده‌ای که در ابتدا جدا شده‌اند با هم ادغام می‌شوند و سکونتگاه‌های شهری به تدریج شکل می‌گیرند ( شکل 4 را ببینید).). با گسترش بیشتر، تعداد سکونتگاه های شهری کاهش می یابد. در نهایت، تمام نقاط نقشه با هم ادغام می شوند و گسترش پایان می یابد. منحنی گسترش شهری در شکل 5 الف نشان داده شده است که در آن محور افقی نشان دهنده فاصله بافر گسترش و محور عمودی تعداد سکونتگاه های شهری را نشان می دهد. بر اساس نظریه فراکتال، فاصله بافر انبساط و تعداد سکونتگاه های شهری با قانون تابع توان مطابقت دارد:

ن=آ.rD

که در آن N به تعداد سکونتگاه های شهری اشاره دارد، a یک ثابت است، r به فاصله بافر گسترش و D بعد فراکتال است. اگر لگاریتم های هر دو طرف رابطه (1) به طور همزمان گرفته شوند، رابطه خطی با D به عنوان شیب به دست می آید ( شکل 5 ب را ببینید) .

ورود به سیستم(ن)=D.لog(r)+لog(آ)
2.2.2. نقطه انحنای اصلی منحنی گسترش شهری
تراکم موجودیت های شهری بیشتر از واحدهای روستایی است و قانون تغییر تعداد سکونتگاه ها بین این دو در آستانه فاصله یکسان بسیار متفاوت است [ 26 ]. در این مقاله، مورفولوژی توده‌های شهری با استفاده از فاصله بافر انبساط شناسایی شد. این رویکرد بسیار مناسب و قوی است زیرا نیازی به معرفی آستانه فاصله از پیش تعریف شده نیست. در منحنی گسترش شهری، نقطه انحراف از فرم خطی دورترین نقطه حداکثر انحنا است. این نقطه می تواند به عنوان محدوده مقیاس بندی برای طبقه بندی ویژگی های فراکتال شهری استفاده شود. ویژگی های فراکتال شهری با منحنی قبل از نقطه حداکثر انحنا نشان داده می شوند. خود شباهت شهر ممکن است فراکتال شدیدی باشد [ 18 ،40 ]، اما بعد فراکتال ثابت نیست [ 58 ، 59 ]، بنابراین فرکتال احتمالاً چندگانه است، اما بعد فراکتال ثابت نیست [ 18 ، 59 ، 60 ]. علاوه بر این، منحنی بعد از نقطه حداکثر انحنا نشان دهنده ویژگی های فراکتال روستایی است و دیگر خود شباهتی وجود ندارد یا خود شباهت آن تا حد زیادی تغییر می کند.

یافتن نقطه انحنای اصلی کلید شناسایی محدوده قلمرو شهری است. آستانه فاصله به طور مصنوعی همیشه یک نقطه داده گسسته است. یافتن نقطه انحراف از خط مستقیم به طور قابل توجهی در منحنی انبساط غیرممکن است، به این معنی که آستانه فاصله کلید را نمی توان تعیین کرد. در این مقاله، ایده برازش منحنی گسترش شهری از طریق یک چند جمله‌ای، محاسبه انحنای آن و یافتن نقطه‌ای با بیشترین مقدار مطلق در میان نقاط انحنای انتهایی است. این نقاط شدید انحنای نقطه انحنای اصلی هستند و فاصله بافر انبساط مربوطه آستانه فاصله کلیدی است [ 18 ، 61 ]]. برای تعیین نقاط شدید انحنا در منحنی گسترش شهری، ابتدا باید جفت‌های گسسته XY (فاصله بافر گسترش، تعداد نشست‌های شهری) به منحنی تابع پیوسته برازش شوند. در طول فرآیند برازش، نه تنها لازم است اطمینان حاصل شود که تابع می تواند منحنی اصلی را به طور کامل نشان دهد، بلکه باید مشکل بیش از حد برازش را نیز در نظر گرفت. تخمین برازش چند جمله ای بر اساس معیار اطلاعات بیزی (BIC) می تواند به طور موثر از مشکل بیش از حد برازش برای یافتن تابع منحنی برازش بهینه جلوگیری کند. با افزایش ترتیب چند جمله ای، مقدار BIC کاهش می یابد. ترتیب مربوط به اولین نقطه که در آن مقدار BIC پس از کاهش شدید، ملایم است، به عنوان تابع چند جمله ای بهینه انتخاب می شود. ضریب همبستگی تعدیل شده (R2 ) بین منحنی واقعی و منحنی تخمینی باید > 0.9 باشد [ 18 ، 62 ]. بر این اساس، انحنای منحنی انبساط را می توان با استفاده از معادله زیر محاسبه کرد:

ک=y”(1+y”2)3/2

در جایی که K به انحنای منحنی گسترش شهری اشاره دارد، y اولین مشتق چند جمله ای منحنی برازش است که میزان کاهش تعداد تقاطع های جاده را با افزایش فاصله بافر انبساط اندازه گیری می کند و y ″ است. دومین مشتق چند جمله ای منحنی برازش، که کاهش شتاب را اندازه گیری می کند. تغییرات انحنای یک منحنی را می توان به صورت نسبت سرعت به شتاب بیان کرد. برای یک خط مستقیم، y یک ثابت است و y ″ 0 است.

3. نتایج

3.1. منحنی گسترش شهری

اگر یک شهر فراکتال باشد، تعداد سکونتگاه های شهری آن به آستانه فاصله مربوط می شود که با یک رابطه کاملاً خطی مطابقت دارد [ 63 ، 64 ]. مورفولوژی واقعی شهر یک ساختار فراکتالی نیست که دقیقاً از قوانین پیروی می کند، بلکه دارای پیش فراکتال و شباهت تصادفی در سطح محدود است [ 59 ، 65 ]. بعد فراکتال در یک محدوده محدود ثابت است، اما در یک محدوده پیوسته تغییر می کند [ 66 ، 67 ]. رابطه قدرت-قانون بین مقیاس اندازه گیری و اندازه گیری مربوطه فقط در یک محدوده مقیاس مشخص معتبر است، بنابراین به اصطلاح محدوده مقیاس بندی را تشکیل می دهد [ 59 ]]. فرض بر این است که نقطه انحراف از خط مستقیم دورترین منحنی گسترش، یک آستانه فاصله کلیدی است و مربوط به یک تراکم شهری [ 18 ] است که می تواند دو شکل فضایی، یعنی مناطق شهری و روستایی را از هم جدا کند. نقطه انحنای اصلی مربوطه می تواند به عنوان یک نقطه کلیدی برای تقسیم دو زیر مجموعه فرم فضایی عمل کند: مناطق شهری و روستایی.
منحنی گسترش شهری تحت فواصل بافر انبساط مختلف (30 متر به عنوان فاصله بافر انبساط اولیه و افزایش مستمر در نسبت مساوی 1.1) با استفاده از مجموعه داده های تقاطع جاده گوانگژو، چنگدو، نانجینگ و شیجیاژوانگ ساخته شد. نقاط نقشه در یک کل ادغام شدند. رابطه (بر اساس داده های جزئی) بین تعداد سکونتگاه های شهری و فواصل بافر گسترش مختلف در گوانگژو در جدول 1 نشان داده شده است.. بدیهی است که با افزایش آستانه فاصله، تعداد سکونتگاه های شهری به طور کلی روند کاهشی نشان می دهد. با افزایش فاصله از 30 به 325.2 متر، تعداد سکونتگاه های شهری از 9269 به 2193 کاهش یافت و مقیاس سکونتگاه شهری دائماً گسترش یافت. انتخاب فاصله بافر انبساط مناسب مستقیماً بر نتیجه شناسایی سکونتگاه‌های شهری تأثیر می‌گذارد. برای نمایش بصری ویژگی‌های تغییر و تفاوت در تعداد سکونتگاه‌های شهری تحت فواصل بافر گسترش مختلف در گوانگژو، چنگدو، نانجینگ و شیجیاژوانگ، فاصله بافر گسترش و تعداد سکونتگاه‌های شهری در هر منطقه با استفاده از نقشه‌برداری مقیاس لگاریتمی ترسیم شد. در شکل 6 . از شکل 6تغییرات تعداد سکونتگاه‌های شهری در چهار شهر همگی منطبق بر قانون قدرت-قانون بوده و شکل منحنی‌های گسترش آنها شباهت‌ها و تفاوت‌هایی داشته است. تعداد سکونت‌گاه‌های اولیه در گوانگژو و پس از آن چنگدو، نانجینگ و شیجیاژوانگ بیشترین تعداد سکونت‌گاه‌ها بود. با افزایش فاصله بافر انبساط، تعداد سکونتگاه ها روندی دائمی کاهشی را نشان داد.
در گسترش سکونت در چهار شهر سه مرحله وجود داشت و نقطه انحنای شدید در هر مرحله یافت می شد. آستانه فاصله بافر گسترش مربوط به این نقطه می تواند برای تقسیم دو زیر مجموعه فرم فضایی استفاده شود: مناطق شهری و روستایی. در مرحله اول، منحنی گسترش نسبتا ملایم، تعداد سکونتگاه‌های شهری بیش از 1000 بود و سرعت انبساط زمانی که آستانه زیر 100 متر بود، نسبتاً آهسته بود. آستانه فاصله بافر انبساط در چنگدو کوچکترین است و پس از آن شیجیاژوانگ، گوانگژو و نانجینگ قرار دارند. در مرحله دوم، منحنی گسترش نسبتاً شیب دار، تعداد سکونتگاه‌های شهری بیش از 100 سکونتگاه بود و سرعت انبساط زمانی که آستانه بین 100 تا 1000 متر بود افزایش چشمگیری داشت. آستانه فاصله بافر انبساط از کوچک به بزرگ در مقایسه با مرحله اول به طور متناقض رتبه بندی شد. در مرحله سوم، منحنی گسترش شیب دار بود و سکونتگاه های شهری به تدریج در یک کل ادغام شدند که آستانه بالای 1000 متر بود. زمان های برازش چند جمله ای چهار منحنی گسترش شهری در نشان داده شده استجدول 2 و خوبی برازش R 2 برای همه موارد بالای 0.998 بود.

3.2. نتایج شناسایی سکونتگاه های شهری

پیدا کردن نقطه انحنای اصلی منحنی پیش فرض برای شناسایی سکونتگاه شهری است که منحنی گسترش شهری در نظر گرفته می شود. تانیر و همکاران [ 18 و 40 ] عقیده داشتند که برای شناسایی مرز شهری بر اساس داده های برداری ساختمان منطقه ای، نقطه افراطی انحنا با بزرگترین مقدار مطلق، نقطه انحنای اصلی است، و فاصله بافر انبساط مربوطه، آستانه فاصله کلیدی است [ 18 ، 61 ].]. در نتیجه می توان نتایج شناسایی نهایی را به دست آورد. در مقایسه با مطالعات قبلی، دو تمایز در این مقاله وجود دارد: (1) این مطالعه بر اساس داده های تقاطع جاده است. (2) برای انعکاس کل روند گسترش سکونتگاه‌های شهری، هیچ فاصله‌ای تعریف نشد و همه داده‌ها به‌طور عینی و جامع حفظ شدند.
تغییرات در انحنای منحنی های گسترش شهری گوانگژو، چنگدو، نانجینگ و شیجیاژوانگ در شکل 7 نشان داده شده است. از شکل 7 ، تغییرات انحنای چهار شهر شکل‌های متفاوتی داشتند و همگی دارای نقاط افراطی متعدد بودند. اگر نقطه با بیشترین مقدار مطلق انحنا مستقیماً به عنوان نقطه انحنای اصلی انتخاب شود ( جدول 3 )، آستانه فاصله مربوط به نقطه انحنای اصلی به ترتیب 132 متر، 53 متر، 157 متر و 8307 متر و محدوده شهری است. مساحت استقرار 1099.36 کیلومتر مربع ، 190.94 کیلومتر مربع ، 803.07 کیلومتر مربع و 5013.36 کیلومتر مربع بود .به ترتیب در گوانگژو، چنگدو، نانجینگ و شیجیاژوانگ. در مقایسه با داده های آماری منطقه ساخته شده شهری در سالنامه آماری ساخت و ساز شهری چین در سال 2018، میزان خطای برآورد منطقه شهری به ترتیب 15.44-، 79.50-، 1.75-٪ و 1521.82٪ برای چهار شهر بود. . طبق جدول 4 ، مناطق تخمین زده شده چنگدو و شیجیاژوانگ به طور جدی غیرعادی بودند. در همین راستا، آستانه فاصله تقاطع جاده به ترتیب 53 متر و 8307 متر در چنگدو و شیجیاژوانگ بود. توجه داشته باشید که این نتایج با واقعیت برنامه ریزی راه شهری در چین سازگار نیست. اندازه واقعی شهری را نمی توان به طور موثر و دقیق صرفاً با استفاده از نقطه ای با بیشترین مقدار مطلق انحنا به عنوان نقطه انحنای اصلی منعکس کرد. مطابق باشکل 7 ، جدول 3 و جدول 4زمانی که مقدار انحنای K 99/0-، 85/0-، 89/0- و 01/1- و آستانه فاصله متناظر به ترتیب 132 متر، 204 متر، 157 متر و 124 متر در گوانگژو، چنگدو، نانجینگ و شیجیاژوانگ بود. نرخ خطای تخمین منطقه سکونتگاه شهری در گوانگژو و نانجینگ کمترین میزان بود. به طور خاص، نرخ خطای منطقه در نانجینگ -1.75٪ و در گوانگژو -15.44٪ بود، و مناطق تخمینی آنها کمی کوچکتر از مناطق ساخته شده است. میزان خطای منطقه در شیجیاژوانگ و چنگدو به ترتیب 14.40٪ و 15.59٪ بود و مناطق تخمینی آنها بزرگتر از مناطق ساخته شده است. در مقایسه با داده های آماری مناطق ساخته شده، قدر مطلق ضریب خطای منطقه برآورد شده در چهار شهر در محدوده 20 درصد بود. تجزیه و تحلیل بیشتر همچنین نشان داد که آستانه فاصله مربوط به نقاط انحنای ذکر شده در بالا حدود 120 متر تا 200 متر است. همه اینها در منحنی انحنای با بیشترین مقدار مطلق در منحنی گسترش شهری در مرحله دوم بودند، نه در تمام مراحل. در این مقاله، آستانه های فاصله مربوط به نقاط انحنای اصلی انتخاب شده در چند متر یا بیش از 1000 متر یافت نشد. این را می توان به فاصله بین تقاطع های جاده نسبت داد. در شهرهای بزرگ چین تقریباً هیچ تقاطع جاده ای با فاصله چند متری از هم یا تعداد بسیار کمی از آنها با فاصله بیش از 1000 متر از یکدیگر وجود ندارد. آستانه فاصله مربوط به نقاط انحنای اصلی انتخاب شده در چند متر یا بیش از 1000 متر یافت نشد. این را می توان به فاصله بین تقاطع های جاده نسبت داد. در شهرهای بزرگ چین تقریباً هیچ تقاطع جاده ای با فاصله چند متری از هم یا تعداد بسیار کمی از آنها با فاصله بیش از 1000 متر از یکدیگر وجود ندارد. آستانه فاصله مربوط به نقاط انحنای اصلی انتخاب شده در چند متر یا بیش از 1000 متر یافت نشد. این را می توان به فاصله بین تقاطع های جاده نسبت داد. در شهرهای بزرگ چین تقریباً هیچ تقاطع جاده ای با فاصله چند متری از هم یا تعداد بسیار کمی از آنها با فاصله بیش از 1000 متر از یکدیگر وجود ندارد.
محدوده توزیع سکونتگاه های شهری در چهار شهر را می توان با استفاده از آستانه فاصله کلیدی به دست آورد ( شکل 8 را ببینید ). گوانگژو، واقع در جنوب چین، شهر کلیدی در دلتای رودخانه مروارید است. مورفولوژی کلی شهری به شکل توده است و یک الگوی گسترش بادکش را نشان می دهد. سکونتگاه های شهری از مرکز دلتای رودخانه مروارید (یعنی مرکز گوانگژو) به بیرون تابش می کنند ( شکل 8 a را ببینید). نرخ شهرنشینی شهرهای اطراف نسبتاً بالا است [ 68 ، 69]. به دلیل تمرکز و توپوگرافی دلتای رودخانه مروارید، توسعه شهری به سمت جنوب غربی متمایل شده و تقاطع های جاده ای در منطقه شهری به طور ناهموار پراکنده شده اند. پارک های بزرگ و فضای سبز زیادی در محدوده شهری وجود دارد، اما تراکم تقاطع های جاده ها کم است. در نتیجه، میزان خطای منطقه برآورد شده منفی است. چنگدو، واقع در جنوب غربی چین، شهر کلیدی در منطقه سیچوان-چونگ کینگ است. مورفولوژی کلی شهری به شکل توده است و سکونتگاه‌های شهری یک الگوی بسط بیرونی دایره‌ای متحدالمرکز را با مناطق قدیمی شهری به عنوان مرکز نشان می‌دهند ( شکل 8 ب را ببینید). نرخ شهرنشینی شهرهای اطراف کمتر است [ 68 ، 69]. توسعه شهری با توجه به استراتژی توسعه غربی خود به سمت شمال غرب، جنوب، شرق و شمال شرق متمایل شده و تقاطع های جاده ای در محدوده شهری به طور ناهموار پراکنده شده اند. زمین های زراعی زیادی بین تقاطع های جاده ای در ناحیه شهری پراکنده شده اند، بنابراین میزان خطای مساحت تخمین زده شده مثبت است. نانجینگ که در شرق چین واقع شده است، شهر کلیدی در دلتای رودخانه یانگ تسه است. مورفولوژی کلی شهری نواری شکل است و شهر در امتداد هر دو ساحل رودخانه یانگ تسه توسعه می یابد. سکونتگاه‌های شهری در کرانه شمالی به‌طور سست در نوارها و گروه‌ها توزیع شده‌اند، در حالی که ساکنان کرانه جنوبی به‌طور متراکم در نوارها و توده‌ها توزیع شده‌اند ( شکل 8 ج را ببینید). نرخ شهرنشینی شهرهای اطراف بیشتر است [ 68 ، 69]. تقاطع‌های جاده‌ای در ناحیه شهری به طور مساوی پراکنده هستند و میزان خطای منطقه برآورد شده کمترین میزان را دارد. شیجیاژوانگ که در شمال چین قرار دارد، شهر کلیدی در منطقه پکن-تیانجین-هبی است. مورفولوژی کلی شهری به شکل توده است و یک الگوی گسترش بادکش را نشان می دهد. تعداد کمی از سکونتگاه های شهری در غرب شیجیاژوانگ توزیع شده اند، در حالی که بسیاری از سکونتگاه های شهری به طور مساوی در شمال، شرق و جنوب توزیع شده اند ( شکل 8 د). نرخ شهرنشینی شهرهای اطراف کمتر است [ 68 ، 69]. با توجه به استراتژی یکپارچه سازی پکن-تیانجین-هبی، توسعه شهری به سمت شرق، شمال شرق و جنوب شرقی متمایل است و تقاطع های جاده ای در منطقه شهری به طور ناهموار پراکنده شده اند. زمین های زراعی زیادی بین تقاطع های جاده ای در ناحیه شهری پراکنده شده اند، بنابراین میزان خطای مساحت تخمین زده شده مثبت است.
در سال‌های اخیر، چنگدو (یعنی شهر کلیدی استراتژی توسعه غربی) و شیجیاژوانگ (یعنی شهر کلیدی استراتژی ادغام پکن-تیانجین-هبی) توسعه شهری قابل توجهی داشته‌اند و گسترش شهری را افزایش داده‌اند [ 70 ، 71 ]]. تحت هدایت برنامه ریزی دولتی (بر اساس مناطق شهری بدون تغییر قدیم)، مناطق شهری جدید به شدت به عنوان مناطق عملکردی در داخل مرز اداری کل شهر، اما در سراسر مرز اداری منطقه توسعه می یابند. فاصله بین مناطق شهری جدید و قدیم نسبتا زیاد است و یک محور را تشکیل می دهد. با پیشرفت در ایده‌های برنامه‌ریزی و طراحی مناطق شهری جدید، تراکم تقاطع‌های جاده‌ای به مراتب کمتر از مناطق قدیمی شهری خواهد بود و آستانه فاصله کلیدی مربوطه تحت تأثیر مناطق شهری جدید افزایش می‌یابد. این یکی از دلایل داشتن یک منطقه تخمینی بزرگتر از سکونتگاه های شهری در مقایسه با منطقه واقعی ساخته شده (یعنی نرخ خطا مثبت است) در چنگدو و شیجیاژوانگ است.

4. بحث

بررسی محدوده سرزمینی شهری هم برای جغرافیدانان و هم برای برنامه ریزان شهری یک چالش است [ 37 ]. بنابراین، اگر بحثی در مورد گستره قلمرو شهری مؤثر صورت نگیرد، نتیجه تحقیق واقعاً منعکس کننده قوانین توسعه و تکامل شهر نخواهد بود. در حال حاضر، داده های نور شبانه و تصاویر با وضوح متوسط ​​و پایین در بیشتر موارد برای شناسایی مرزهای شهری و محدوده قلمرو شهری استفاده می شود. با این حال، آنها به ویژگی‌های طیفی (با توجه به وضوح) متکی هستند و جزئیات فضایی ندارند [ 27 ، 28 ، 72 ، 73]. تا حدی، استفاده از تصاویر با وضوح بالا می‌تواند با ارائه شکل و ویژگی‌های ساختاری واضح‌تر و دقیق‌تر به غلبه بر این مشکلات کمک کند تا استخراج مرزهای شهری را تسهیل کند [ 27 ].
ژانگ و همکاران از تصاویر با وضوح بالا برای استخراج مرزهای مراکز استان ها در چین در سال های 2000، 2005، 2010 و 2015 استفاده کرد. اما از نظر عملیات عملی، نتیجه شناسایی را نمی توان به طور مکرر اثبات کرد. این به این دلیل است که از طریق شناسایی خودکار توسط رایانه ها و تفسیر و تصحیح دستی به دست آمده است [ 27 ، 28 ]. در سال 2010، منطقه اداری پکن تنها شامل 12 منطقه مانند ناحیه دونگ چنگ، ناحیه شیچنگ، و ناحیه هایدیان (به استثنای ناحیه پینگگو، ناحیه میون، شهرستان هوایرو و شهرستان یانکینگ) بود [ 27 ، 28]. با بزرگنمایی نتایج شناسایی محدوده سرزمینی شهری پکن در سال 2010، می توان استنباط کرد که بسیاری از مناطق مسکونی، خیابان ها و مناطق ساخته شده از محدوده شهری و محدوده سرزمینی شهری خارج شده اند [ 27 ]. مساحت قلمرو شهری پکن در سال 2010 به عنوان 950-1000 کیلومتر مربع [ 28 ] شناسایی شد که بسیار کوچکتر از مساحت ساخته شده آن – 1231.30 کیلومتر مربع بود ، همانطور که در سالنامه آماری ساخت و ساز شهری چین در سال 2011 ثبت شده است. توجه داشته باشید که هیچ داده ای از پکن در سالنامه آماری ساخت و ساز شهری چین در سال 2010 یافت نمی شود.
در مرز شهری پکن در سال 2006 (که توسط تان و چن با استفاده از تصاویر سنجش از دور لندست بر اساس روش کوانتیزاسیون اتساع همسایگی به دست آمد)، زمانی که شعاع جستجو 45 متر بود، مساحت بزرگترین خوشه سکونتگاه شهری 811.07 کیلومتر مربع بود . [ 26 ]. نتایج شناسایی محدوده قلمرو شهری گوانگژو، چنگدو، نانجینگ و شیجیاژوانگ در سال 2015 به ترتیب 700-720 کیلومتر مربع، 600-650 کیلومتر مربع، 450-500 کیلومتر مربع ، و 200-220 کیلومتر مربع بود [ 28 ، ]. در سالنامه آماری ساخت و ساز شهری چین در سال 2015، مساحت مناطق ساخته شده در چهار شهر 1237.25 کیلومتر مربع ، 615.71 کیلومتر مربع بود .، به ترتیب 755.27 کیلومتر مربع و 278.05 کیلومتر مربع . مناطق محدوده شهری چهار شهر به جز چنگدو بسیار کوچکتر از آمار است. منطقه چنگدو نسبتا نزدیک به آمار گزارش شده است. برای دو الگوی فضایی، شهرها و نواحی روستایی به صورت تکان‌خورده و به طور مجزا در مرزهای شهری توزیع شدند [ 10 ، 26 ]]. از این رو، نتیجه شناسایی گستره سرزمینی شهری به صورت چندین منحنی پیوسته و بسته (از جمله محصور) ارائه شد. در نتیجه، احتمال حذف مناطق از محدوده شهر به طور اجتناب ناپذیری افزایش یافت و منجر به شناسایی مناطق کوچکتر شد. از آنجایی که تعریف مرز شهری بیشتر شبیه به بزرگترین خوشه سکونتگاه شهری در فضا است، نمی تواند به طور کامل و واضح، توزیع کل محدوده قلمرو شهری را در فضا نشان دهد [ 26 ].
بنابراین، توصیف مرزهای شهری بر اساس طبقه‌بندی کاربری اراضی شهری یا افکار فراکتال علمی‌تر است، یعنی محدوده سرزمینی شهری به‌عنوان زمین شهری یا سکونتگاه‌های شهری به‌طور گسسته توزیع شده در نظر گرفته می‌شود [ 18 ، 29 ، 40 ]. داده های EULUC-China-2018 (از https://data.ess.tsinghua.edu.cn/، در 1 نوامبر 2020 مشاهده شد) دانلود شد و سپس از ArcGIS برای کارکرد داده های گوانگژو، چنگدو، نانجینگ و شیجیاژوانگ برای مقایسه با نتایج این مقاله استفاده شد. می توان دریافت که الگوهای توزیع گسسته دو نتیجه در فضای اداری چهار شهر تقریباً یکسان است و محدوده قلمرو شهری آنها در نتایج EULUC-چین بزرگتر است ( شکل 9 الف، شکل 10 را ببینید. الف – ج). مناطق محدوده شهری گوانگژو، چنگدو، نانجینگ و شیجیاژوانگ در نتایج EULUC-چین عبارتند از 1985.67 کیلومتر مربع ، 1200.51 کیلومتر مربع ، 1554.74 کیلومتر مربع ، و 776.25 کیلومتر مربع .، به ترتیب. در مقایسه با داده‌های سالنامه آماری ساخت و ساز شهری چین در سال 2018 (به ترتیب 1300.01 کیلومتر مربع ، 931.58 کیلومتر مربع ، 817.39 کیلومتر مربع ، و 309.12 کیلومتر مربع ) ، نرخ خطای برآورد مساحت 52.1% و 1.20% 52.1% و 52.1% و 0.74% است. ٪، به ترتیب. مناطق چهار شهر به جز چنگدو ناهنجاری را نشان می دهند.
مناطق b، c، d، e و f چنگدو در شکل 9 a بزرگ‌نمایی شدند و بزرگترین بلوک در نتیجه EULUC-Chengdu هر ناحیه انتخاب شد. انواع زمین برای بلوک های منتخب عبارت بودند از: منطقه مسکونی (5.25 کیلومتر مربع ) ، منطقه تأسیسات فرودگاهی (20.97 کیلومتر مربع ) ، منطقه مسکونی (5.23 کیلومتر مربع ) ، منطقه مسکونی (9.15 کیلومتر مربع ) ، و منطقه تأسیسات فرودگاه (7.20 کیلومتر مربع). 2 ). می توان دریافت که چندین نوع زمین برای بلوک های انتخابی وجود داشت و شناسایی مرزهای بلوک نادرست بود که منجر به بزرگ شدن مناطق به شدت این بلوک ها شد. طبقه بندی بلوک ها در نتیجه EULUC-چین نیز بر اساس شبکه جاده ای OSM بود [ 29 ]]. در منطقه ای دور از مرکز شهر، توزیع تقاطع های جاده ها پراکنده شد و به دلیل به موقع بودن داده های OSM، فاصله بین تقاطع های جاده طولانی تر شد. بنابراین هر چه بلوک به حاشیه شهری نزدیکتر باشد مساحت آن بیشتر می شود. علاوه بر این، برخی از بلوک‌های متعلق به انواع دیگر زمین گنجانده شد که منجر به شناسایی نادرست مرزهای بلوک شد. در نتیجه، نتیجه شناسایی محدوده قلمرو شهری به شدت بزرگ شد.
شناسایی سکونتگاه های شهری معمولاً از طریق ماهواره و GIS انجام می شود. علاوه بر این، آستانه های مورفولوژیکی از پیش تعریف شده در بیشتر مواقع مورد استفاده قرار می گیرند [ 14 ، 26 ، 74 ]. پس از دسته‌بندی واحدهای فضایی پایه، معیار مجاورت که معمولاً آستانه فاصله را شامل می‌شود، برای گروه‌بندی واحدهای مشابه اعمال می‌شود. با این حال، از آنجایی که دو شکل سازمان فضایی، یعنی منطقه شهری و منطقه روستایی، همزیستی و ترکیب در مرزهای شهرها، نشان دادن یک الگوی نامنظم، انتخاب یک آستانه فاصله منفرد دشوار است [ 39 ].]. علاوه بر این، هنگام تجزیه و تحلیل حاشیه شهری، انتخاب آستانه فاصله به یک موضوع کلیدی تبدیل می شود. بنابراین، در حال حاضر هیچ توافقی در مورد انتخاب معیار مجاورت که شامل آستانه فاصله است [ 75 ] حاصل نشده است.]. پدیده های جغرافیایی شهری دارای خاصیت بدون مقیاس هستند و مورفولوژی شهری و سیستم شهری فراکتال هستند. در این مقاله، با کمک هندسه فراکتال، از آستانه های فاصله از پیش تعریف شده در تشخیص و اندازه گیری ناپیوستگی فضایی در مقیاس متقابل اجتناب شد. در عوض، تغییرات چند مقیاسی در مورفولوژی شهری ایجاد شده برای شناسایی توزیع سکونتگاه‌های شهری شناسایی و اندازه‌گیری شد. از این رو، مشکل شناسایی محدوده های سرزمینی شهری و مورفولوژی به اندازه کافی پرداخته شده است. در این مقاله، بر اساس روش منحنی گسترش شهری فراکتال، توزیع سکونتگاه‌های شهری در مناطق اداری گوانگژو، چنگدو، نانجینگ و شیجیاژوانگ می‌تواند به سرعت با استفاده از داده‌های تقاطع جاده‌های شهری به روشی کارآمد شناسایی شود.
آستانه های فاصله مربوط به نقاط انحنای اصلی گوانگژو، چنگدو، نانجینگ و شیجیاژوانگ همگی زیر 210 متر بودند و در مرحله دوم منحنی گسترش شهری (از 100 تا 1000 متر) بودند. این بدان معناست که چهار شهر دارای ویژگی‌های فراکتالی هستند که آستانه فاصله نسبتاً کم باشد، که نشان‌دهنده آستانه فاصله نسبتاً کم برای دو الگوی فضایی (یعنی منطقه شهری و منطقه روستایی) در محدوده‌های شناسایی است. این شباهت های زیادی با ساختار فرکتال فرش سیرپینسکی دارد. همچنین با ساختار فراکتالی سازمان‌های فضایی در شهرهای اروپایی، که مانند ساختار فراکتالی Fourier Dusts است (یعنی نقطه انحنای اصلی در حداکثر مقدار مطلق انحنای کلی ظاهر می‌شود) متفاوت است [ 18 ].، 40]. تراکم گره های جاده در منطقه اداری به طور کلی کمتر از ساختمان ها است. بنابراین، تقاطع‌های جاده‌ای هر شهر در مرحله اول منحنی گسترش شهری با یکدیگر ادغام می‌شوند که فاصله بافر گسترش نسبتاً کم باشد. هنگامی که تعداد گره ها به شدت کاهش می یابد و تعداد سکونتگاه های شهری بر این اساس افزایش می یابد، یک افراط ظاهر می شود. گاهی اوقات، مقدار انحنا در این مرحله به اوج می رسد، اما فقط می تواند منطقه ای را که به طور متراکم توسط جاده های شهر پوشانده شده است، منعکس کند. به عبارت دیگر، نمی تواند به طور واقعی توزیع سکونتگاه های شهری را در داخل منطقه نشان دهد. در مرحله سوم منحنی گسترش شهری (بالاتر از 1000 متر)، از آنجایی که تعداد سکونتگاه های شهری در حال حاضر بسیار کم است، با افزایش فاصله حائل گسترش و ادغام تدریجی سکونتگاه های شهری، یک افراط به راحتی ایجاد می شود. با این حال، آستانه فاصله متناظر با اکسترموم در حال حاضر تا حد زیادی از مقدار واقعی که انتظار می‌رود، فراتر می‌رود. در نتیجه، نمی توان از آن به عنوان یک آستانه فاصله کلیدی برای تمایز بین دو شکل فضایی (یعنی منطقه شهری و منطقه روستایی) استفاده کرد. همچنین نمی توان از آن برای شناسایی موثر محدوده توزیع سکونتگاه های شهری در منطقه استفاده کرد.
اگرچه چهار شهر معمولی بزرگ هستند، مناطق مرکزی و مرکزی مناطق اصلی توسعه آنها هستند و مناطق حاشیه اغلب کمتر مورد توجه قرار می گیرند. این منجر به شکاف چشمگیر شهری-روستایی به طور کلی [ 76 ] و یک مقدار انحنای اصلی نسبتاً بالا (بین 0.99 و 1.01) می شود. اگرچه شهرهای جنوب و شرق چین به شدت شهری شده اند [ 68 ، 77 ]، به دلیل شکاف های بزرگ بین مناطق شهری و روستایی گسترش برای آنها دشوار است [ 76 ]] و تراکم جمعیت نسبتاً کم است. برعکس، علیرغم سطح پایین شهرنشینی شهرها در غرب و شمال چین، به دلیل شکاف نسبتاً کوچک شهری – روستایی و تراکم بالای جمعیت، مستعد گسترش هستند. این با نتایج تحقیقات Tannier و همکاران متفاوت است. [ 18 ، 40] در مطالعات خود در مورد شهرهای اروپایی. برای مثال، سه شهر نماینده بلژیک (نامور، لیژ، و شارلوا) علاوه بر آستانه‌های فاصله نسبتاً زیاد، بسیار شهری، در شکاف شهری-روستایی کوچک و از نظر تراکم جمعیت بالا هستند و مستعد گسترش هستند. در مورد سه شهر نماینده فرانسه (بزانکن، بلفور و مونبلیارد)، آنها از نظر فاصله فاصله کوچک و شهرنشینی پایینی دارند، و دارای شکاف های نسبتاً بزرگ شهری-روستایی و تراکم جمعیت کم هستند، بنابراین گسترش شهری دشوار می شود.
اختلافات تا حدی در برآورد مناطق دقیق چهار شهر معمولی در چین که در بالا ذکر شد رخ داد. نانجینگ به عنوان شهر مرکزی در شرق چین، به دلیل قرار گرفتن در یک دشت، عاری از نفوذ توپوگرافی است. با عبور رودخانه یانگ تسه از ناحیه شهری، نرخ شهرنشینی شهرهای اطراف آن بیشتر است. در نانجینگ، هر منطقه در توسعه نسبتاً متعادل است و توزیع تقاطع‌های جاده‌ای در امتداد رودخانه یانگ تسه نسبتاً یکنواخت است. این باعث می شود منطقه تخمینی آن دقیق ترین باشد، با نرخ خطای تنها -1.75٪. گوانگژو یک شهر سنتی درجه یک است. با توجه به تاثیر استراتژی های برنامه ریزی شهری و توپوگرافی، گوانگژو تمرکز توسعه خود را به مرکز دلتای رودخانه مروارید تغییر داده است. در نتیجه تاثیر کمتری بر آستانه فاصله کلیدی ایجاد می کند. بسیاری از سیستم‌های آبی مشبک و مناطق آبی در محدوده شهری وجود دارد که تراکم تقاطع‌های جاده‌ای را کاهش می‌دهد، همچنین برخی پارک‌ها و فضاهای سبز بزرگ در نزدیکی آن مناطق آبی یا کوه‌ها، بنابراین تراکم تقاطع جاده‌ها بر این اساس کاهش می‌یابد. اگرچه مناطق با پارک‌ها و فضاهای سبز بزرگ فاقد سکونتگاه شهری در مقیاس معینی هستند، اما مناطق ساخته‌شده شهری بوده‌اند. با توجه به حاشیه شهرها، به دلیل تأثیر به موقع بودن داده ها و عدم وجود تقاطع های جاده ای، روستاهای بزرگ حومه شهر در محدوده شهر به طور دقیق شناسایی نشدند. و همچنین برخی از پارک ها و فضاهای سبز بزرگ در نزدیکی آن مناطق آبی یا کوه ها، بنابراین تراکم تقاطع جاده ها بیشتر کاهش می یابد. اگرچه مناطق با پارک‌ها و فضاهای سبز بزرگ فاقد سکونتگاه شهری در مقیاس معینی هستند، اما مناطق ساخته‌شده شهری بوده‌اند. با توجه به حاشیه شهرها، به دلیل تأثیر به موقع بودن داده ها و عدم وجود تقاطع های جاده ای، روستاهای بزرگ حومه شهر در محدوده شهر به طور دقیق شناسایی نشدند. و همچنین برخی از پارک ها و فضاهای سبز بزرگ در نزدیکی آن مناطق آبی یا کوه ها، بنابراین تراکم تقاطع جاده ها بیشتر کاهش می یابد. اگرچه مناطق با پارک‌ها و فضاهای سبز بزرگ فاقد سکونتگاه شهری در مقیاس معینی هستند، اما مناطق ساخته‌شده شهری بوده‌اند. با توجه به حاشیه شهرها، به دلیل تأثیر به موقع بودن داده ها و عدم وجود تقاطع های جاده ای، روستاهای بزرگ حومه شهر در محدوده شهر به طور دقیق شناسایی نشدند.78]. در نتیجه، منطقه برآورد شده کوچکتر از منطقه ساخته شده در گوانگژو بود، و میزان خطای منطقه برآورد شده به 15.44-٪ رسید. علاوه بر این، چنگدو، یک شهر در حال ظهور شبه درجه یک، و شیجیاژوانگ، یک شهر درجه دوم، هم در توسعه اقتصادی و هم در توسعه شهری سریع هستند. آنها همچنین مستعد مشکلات راهسازی هستند. علاوه بر این، در طول گسترش سریع شهر، تعداد معینی از اراضی قابل کشت در شهر ادغام شده است که منجر به تشکیل سکونتگاه‌های شهری در مناطقی می‌شود که مناطق ساخته‌شده شهری نیستند. به هر حال، مناطق شهری جدید به سرعت به دلیل تأثیر استراتژی های برنامه ریزی شهری ظهور می کنند. با توجه به فاصله زیاد بین مناطق شهری جدید و قدیم، آستانه فاصله کلیدی تا حد زیادی تحت تأثیر قرار گرفته است. در نهایت منجر به یک منطقه تخمینی بزرگتر از منطقه ساخته شده شهر می شود. از این رو، نرخ خطای منطقه برآورد شده برای دو شهر نسبتاً بالا بود، چنگدو دارای نرخ 15.29٪ و Shijiazhuang دارای نرخ 14.40٪ بود.
روش‌های مرسوم برای شناسایی سکونتگاه‌های شهری بیشتر بر اساس داده‌های سرشماری است [ 79 ، 80 ]. به دلیل تعیین خودسرانه حوزه شهر در قوانین و اقدامات اداری، همه افراد ساکن در شهرها با روش های متعارف اسیر نمی شوند. هولمز و لی شهر را به عنوان یک واحد منفرد که توسط یک شبکه 6×6 مایلی محدود شده است تعریف کردند و اندازه شهری با جمعیت سکونتگاه در محدوده‌های شبکه اندازه‌گیری می‌شود [ 81 ]. Rozenfeld و همکاران با خوشه‌بندی مکان‌های استقرار جمعیت با یک آستانه فاصله از پیش تعریف‌شده (به عنوان مثال 3000 متر). [ 38] CCA را برای شناسایی مرزهای شهر اتخاذ کرد. اگرچه به نظر می‌رسد این مطالعات داده‌های سرشماری ذهنی را رها کرده‌اند، اما بر مکان‌های سکونتگاه جمعیت تکیه کرده‌اند. از این رو، آنها با داده های سرشماری به عنوان سکونتگاه های شهری تعیین یا تعریف شدند. در سال‌های اخیر، تحقیقات فزاینده‌ای در زمینه شناسایی مرزهای شهری بر اساس داده‌های برداری ساختمان شهری و داده‌های تصویر سنجش از دور، به دست آوردن دستاوردهای خاصی انجام شده است [ 27 ، 28 ، 29 ، 38 ، 82 ، 83 .]. برای شهرهای بزرگ درجه اول مانند گوانگژو، چنگدو و نانجینگ، دستیابی به چنین داده هایی بسیار زمان بر است. حتی اگر چنین داده‌هایی در دسترس بودند و با موفقیت تفسیر می‌شدند، اطمینان از صحت ویژگی‌ها و مکان‌ها نیز دشوار است. به خوبی شناخته شده است که فعالیت های انسانی توسط خیابان ها محدود می شود. بدون گره های خیابانی، هیچ سکونتگاهی و در نتیجه شکل گیری یک شهر وجود نخواهد داشت. بنابراین، با بهبود پوشش، به موقع بودن و دقت داده‌های OSM و داده‌های نقشه الکترونیکی و همچنین داده‌هایی که می‌توانند در هر زمان به‌روزرسانی و به اشتراک گذاشته شوند، شناسایی محدوده سرزمینی شهری بر اساس تقاطع‌های جاده‌ای برای استخراج سکونتگاه‌های شهری می‌تواند مؤثر باشد. روش. این نه تنها از ذهنیت در داده های اساسی جلوگیری می کند، بلکه کسب داده ها را تسهیل می کند و کیفیت داده ها را بهبود می بخشد.
اگرچه این مطالعه می تواند دیدگاه جدیدی را برای تعیین محدوده سرزمینی شهری و برنامه ریزی سیستم شهری در یک منطقه ارائه دهد (برای بررسی بیشتر ویژگی های فراکتالی شهرها، استفاده موثرتر از فضا و محیط جغرافیایی و مقابله با مشکلات نسبی شهری. ) در برخی مناطق ناکافی است. برخلاف تصاویر سنجش از دور، داده‌های برداری جاده‌ای که در این مقاله اتخاذ شده‌اند، نمی‌توانند روند گسترش سکونتگاه‌های شهری را در حوزه زمان منعکس کنند. کیفیت داده ها تحت تأثیر به موقع بودن شبکه های جاده ای در OSM و نقشه های الکترونیکی قرار گرفت. به عبارت دیگر، هر چه نزدیک‌تر به حاشیه‌های شهر بود، شناسایی و به‌روزرسانی شبکه‌های جاده‌ای بدتر می‌شد و برخی از تقاطع‌ها از دست می‌رفتند. علاوه بر این، این مطالعه تنها بر روی مناطق تک اداری شهری متمرکز شده است. با این حال، توسعه شهرها مدت‌هاست که از مرزهای اداری فراتر رفته است تا موضوع حساسیت با توجه به آستانه‌های فاصله قطعی مورد مطالعه قرار گیرد. در آینده، پیش‌بینی می‌شود که مطالعاتی برای بررسی توزیع سکونتگاه‌های شهری در مقیاس فضایی بزرگتر فراتر از مناطق اداری، مانند دلتای رودخانه یانگ تسه، دلتای رودخانه مروارید و حتی کل کشور انجام شود. ادغام شبکه‌های جاده‌ای OSM و نقشه‌های الکترونیکی با تشخیص خودکار شبکه‌های جاده‌ای با کیفیت بالا نیز ممکن است برای تشکیل شبکه‌های جاده‌ای در حاشیه‌های شهری قابل دسترسی باشد. علاوه بر این، اینکه آیا مقدار آستانه فاصله به عوامل مرتبط با عوامل سیستم آب توپوگرافی و یا فرم فضایی شهر بستگی دارد، نیاز به بررسی های بیشتری دارد. برای مطالعه مسئله حساسیت با توجه به آستانه های فاصله قطع. در آینده، پیش‌بینی می‌شود که مطالعاتی برای بررسی توزیع سکونتگاه‌های شهری در مقیاس فضایی بزرگتر فراتر از مناطق اداری، مانند دلتای رودخانه یانگ تسه، دلتای رودخانه مروارید و حتی کل کشور انجام شود. ادغام شبکه‌های جاده‌ای OSM و نقشه‌های الکترونیکی با تشخیص خودکار شبکه‌های جاده‌ای با کیفیت بالا نیز ممکن است برای تشکیل شبکه‌های جاده‌ای در حاشیه‌های شهری قابل دسترسی باشد. علاوه بر این، اینکه آیا مقدار آستانه فاصله به عوامل مرتبط با عوامل سیستم آب توپوگرافی و یا فرم فضایی شهر بستگی دارد، نیاز به بررسی های بیشتری دارد. برای مطالعه مسئله حساسیت با توجه به آستانه های فاصله قطع. در آینده، پیش‌بینی می‌شود که مطالعاتی برای بررسی توزیع سکونتگاه‌های شهری در مقیاس فضایی بزرگتر فراتر از مناطق اداری، مانند دلتای رودخانه یانگ تسه، دلتای رودخانه مروارید و حتی کل کشور انجام شود. ادغام شبکه‌های جاده‌ای OSM و نقشه‌های الکترونیکی با تشخیص خودکار شبکه‌های جاده‌ای با کیفیت بالا نیز ممکن است برای تشکیل شبکه‌های جاده‌ای در حاشیه‌های شهری قابل دسترسی باشد. علاوه بر این، اینکه آیا مقدار آستانه فاصله به عوامل مرتبط با عوامل سیستم آب توپوگرافی و یا فرم فضایی شهر بستگی دارد، نیاز به بررسی های بیشتری دارد. پیش بینی می شود که مطالعاتی برای بررسی توزیع سکونتگاه های شهری در مقیاس فضایی بزرگتر فراتر از مناطق اداری مانند دلتای رودخانه یانگ تسه، دلتای رودخانه مروارید و حتی کل کشور انجام شود. ادغام شبکه‌های جاده‌ای OSM و نقشه‌های الکترونیکی با تشخیص خودکار شبکه‌های جاده‌ای با کیفیت بالا نیز ممکن است برای تشکیل شبکه‌های جاده‌ای در حاشیه‌های شهری قابل دسترسی باشد. علاوه بر این، اینکه آیا مقدار آستانه فاصله به عوامل مرتبط با عوامل سیستم آب توپوگرافی و یا فرم فضایی شهر بستگی دارد، نیاز به بررسی های بیشتری دارد. پیش بینی می شود که مطالعاتی برای بررسی توزیع سکونتگاه های شهری در مقیاس فضایی بزرگتر فراتر از مناطق اداری مانند دلتای رودخانه یانگ تسه، دلتای رودخانه مروارید و حتی کل کشور انجام شود. ادغام شبکه‌های جاده‌ای OSM و نقشه‌های الکترونیکی با تشخیص خودکار شبکه‌های جاده‌ای با کیفیت بالا نیز ممکن است برای تشکیل شبکه‌های جاده‌ای در حاشیه‌های شهری قابل دسترسی باشد. علاوه بر این، اینکه آیا مقدار آستانه فاصله به عوامل مرتبط با عوامل سیستم آب توپوگرافی و یا فرم فضایی شهر بستگی دارد، نیاز به بررسی های بیشتری دارد. ادغام شبکه‌های جاده‌ای OSM و نقشه‌های الکترونیکی با تشخیص خودکار شبکه‌های جاده‌ای با کیفیت بالا نیز ممکن است برای تشکیل شبکه‌های جاده‌ای در حاشیه‌های شهری قابل دسترسی باشد. علاوه بر این، اینکه آیا مقدار آستانه فاصله به عوامل مرتبط با عوامل سیستم آب توپوگرافی و یا فرم فضایی شهر بستگی دارد، نیاز به بررسی های بیشتری دارد. ادغام شبکه‌های جاده‌ای OSM و نقشه‌های الکترونیکی با تشخیص خودکار شبکه‌های جاده‌ای با کیفیت بالا نیز ممکن است برای تشکیل شبکه‌های جاده‌ای در حاشیه‌های شهری قابل دسترسی باشد. علاوه بر این، اینکه آیا مقدار آستانه فاصله به عوامل مرتبط با عوامل سیستم آب توپوگرافی و یا فرم فضایی شهر بستگی دارد، نیاز به بررسی های بیشتری دارد.

5. نتیجه گیری ها

از منظر خودسازماندهی و بر اساس تئوری فراکتال، کمک های عمده زیر در این مقاله (با استفاده از منحنی گسترش شهری مجاورت تقاطع های جاده ای برای شناسایی توزیع سکونتگاه های شهری در مناطق اداری شهری) انجام شده است:
  • روش تحقیق در این مقاله بر اساس داده های برداری تقاطع جاده است. یعنی با افزایش فاصله بافر گسترش، تعداد سکونتگاه های شهری کاهش می یابد. بنابراین با کمک هندسه فراکتال می توان سکونتگاه های شهری پراکنده گسسته و گستره سرزمینی شهری شهرها را از طریق تشخیص و اندازه گیری تغییرات چند مقیاسی تقاطع های جاده های شهری به دست آورد. این برای یافتن آستانه فاصله کلیدی مربوط به نقطه انحنای اصلی در منحنی گسترش شهری است.
  • در میان چهار شهر نماینده انتخاب شده برای تحقیق، آستانه فاصله بهینه برای توزیع سکونتگاه شهری در گوانگژو، چنگدو، نانجینگ و شیجیاژوانگ به ترتیب 132 متر، 204 متر، 157 متر و 124 متر بود. این نشان می‌دهد که چهار شهر دارای ویژگی‌های فراکتالی هستند که آستانه فاصله نسبتاً کم وجود داشته باشد (مشابه با ساختار فراکتالی فرش Sierpinski). محدوده سکونت شهری شهرها مطابق با آستانه فاصله بهینه آنها 1099.36 کیلومتر مربع ، 1076.78 کیلومتر مربع ، 803.07 کیلومتر مربع و 353.62 کیلومتر مربع بود .، به ترتیب. این مناطق با مناطق ساخته شده شهری واقعی سازگار است. این نشان می‌دهد که روش استفاده از تقاطع‌های جاده‌ای به‌عنوان منبع داده و استفاده از ویژگی‌های فراکتالی منحنی گسترش شهری برای شناسایی محدوده قلمرو شهری معقول و مؤثر است.
  • در این مقاله، تقاطع‌های جاده‌ای برای استخراج سکونتگاه‌های شهری با توزیع گسسته و شناسایی محدوده قلمرو شهری استفاده شده‌اند. به دلیل تأثیر پارک های بزرگ، فضاهای سبز یا زمین های زراعی در حاشیه شهرها و همچنین روستاهای حومه شهر، بین مساحت به دست آمده از سکونت شهری و منطقه واقعی ساخته شده شهری فاصله وجود دارد. با این وجود، روش در این مقاله ساده و امکان پذیر است و داده های اتخاذ شده به راحتی به دست می آیند. نتایج شناسایی، سکونتگاه‌های شهری مجزا است که نزدیک‌تر هستند و منابع داده‌ای رایگان برای این مطالعه فراهم می‌کنند.

منابع

  1. Kuang، W. 70 سال گسترش شهری در سراسر چین: مسیر، الگو، و سیاست های ملی. علمی گاو نر 2020 ، 65 ، 1970-1974. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  2. یو، اچ. او، سی. هوانگ، Q. یین، دی. برایان، ب. سیاست قوی‌تری برای کاهش قابل ملاحظه مرگ و میر ناشی از آلودگی PM2.5 در چین لازم است. نات اشتراک. 2020 ، 11 ، 1462-1473. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ PubMed ][ نسخه سبز ]
  3. Kuang، W. نقشه برداری از سطح جهانی غیرقابل نفوذ و فضای سبز در محیط های شهری. علمی علوم زمین چین 2019 ، 62 ، 1591-1606. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  4. کنورثی، جی. شهر زیست محیطی: ده بعد کلیدی حمل و نقل و برنامه ریزی برای توسعه پایدار شهر. محیط زیست شهری. 2006 ، 18 ، 67-85. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  5. لی، دی. لیو، ال. ترکیب سرویس وب جغرافیایی شهر هوشمند با آگاهی از زمینه. Geomat. Inf. دانشگاه علوم ووهان 2016 ، 41 ، 853-860. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  6. او، س. تان، آر. گائو، ی. ژانگ، ام. زی، پی. لیو، ی. مدلسازی مرز رشد شهری بر اساس ارزیابی پتانسیل گسترش: مطالعه موردی شهر ووهان در چین. Habitat Int. 2018 ، 72 ، 57-65. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  7. شالین، سی. بورن، ال. Simmons, J. Systems of Cities: Readings on Structure, Growth and Policy. Geogr. J. 1979 , 145 , 489. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  8. چن، ی. تمایز سه مفهوم فضایی شهرها با استفاده از ایده از علم سیستم. مطالعه شهری. 2008 ، 15 ، 81-84. [ Google Scholar ]
  9. Chen, Y. سیستم‌های شهری فراکتال: تقارن مقیاس‌بندی پیچیدگی فضایی ; انتشارات علمی: پکن، چین، 2008. [ Google Scholar ]
  10. ژو، ی. جغرافیای شهری ; The Commercial Press: پکن، چین، 1995. [ Google Scholar ]
  11. شو، دبلیو. دایره المعارف چین . انتشارات دایره المعارف چین: پکن، چین، 2002. [ Google Scholar ]
  12. استاندارد شرایط اساسی برنامه ریزی شهری ; چاپ صنعت ساخت و ساز چین: پکن، چین، 1999.
  13. لوی، قانون M. Gibrat برای (همه) شهرها. صبح. اقتصاد Rev. 2009 , 99 , 1672-1675. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  14. جیانگ، بی. جیا، قانون T. Zipf برای همه شهرهای طبیعی در ایالات متحده: یک دیدگاه جغرافیایی. بین المللی جی. جئوگر. Inf. علمی 2010 ، 25 ، 1269-1281. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  15. جیا، تی. جیانگ، بی. اندازه گیری پراکندگی شهری بر اساس گره های عظیم خیابان ها و مفهوم بدیع شهرهای طبیعی. 2010. در دسترس آنلاین: https://arxiv.org/abs/1010.0541 (در 1 نوامبر 2020 قابل دسترسی است).
  16. چن، ی. سطح شهرنشینی چین چقدر است؟ طرح شهر. Rev. 2003 , 27 , 12-17. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  17. لین، ی. هو، ایکس. لین، ام. کیو، آر. لین، جی. لی، ب. پارادایم های فضایی در شبکه های جاده ای و تحدید آنها از مرزهای شهری بر اساس KDE. ISPRS Int. J. Geo Inf. 2020 ، 9 ، 204. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
  18. تانیر، سی. توماس، آی. وویدل، جی. فرانکهاوزر، پ. رویکرد فراکتالی برای شناسایی مرزهای شهری. Geogr. مقعدی 2011 ، 43 ، 211-227. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  19. چن، ی. وانگ، ی. Li، X. ابعاد فراکتال به دست آمده از مقیاس بندی آلومتریک فضایی فرم شهری. فراکتال های Chaos Solitons 2019 ، 126 ، 122-134. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  20. جینگ، دبلیو. یانگ، ی. یو، ایکس. ژائو، ایکس. نقشه‌برداری مناطق شهری با ادغام نور شبانه DMSP/OLS و داده‌های MODIS با استفاده از تکنیک‌های یادگیری ماشین. Remote Sens. 2015 ، 7 ، 12419–12439. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  21. سو، YX; چن، ایکس. وانگ، سی. ژانگ، اچ. لیائو، جی. بله، ی. وانگ، سی. روشی جدید برای استخراج مناطق شهری ساخته شده با استفاده از چراغ های پایدار شبانه DMSP-OLS: مطالعه موردی در دلتای رودخانه مروارید، جنوب چین. GISci. Remote Sens. 2015 ، 52 ، 218-238. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  22. زو، جی. چن، ی. دینگ، جی. Xuan، W. یک روش آستانه خوشه‌ای برای استخراج مناطق ساخته‌شده شهری با استفاده از تصاویر نور شبانه DMSP/OLS. Geomat. Inf. علمی دانشگاه ووهان 2016 ، 41 ، 196-201. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  23. ایمهوف، ام ال. لارنس، دبلیو. استاتزر، دی. Elvidge، CD تکنیکی برای استفاده از داده های ماهواره ای ترکیبی DMSP/OLS “City Lights” برای نقشه برداری از مناطق شهری. سنسور از راه دور محیط. 1997 ، 61 ، 361-370. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  24. گیبسون، جی. اولیویا، اس. بو-گیبسون، جی. نورهای شب در اقتصاد: منابع و کاربردها. جی. اکون. Surv. 2020 ، 34 ، 955-980. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  25. یائو، جی. وانگ، اچ. Hu, B. استخراج منطقه ساخته شده شهری بر اساس داده های برداری. گاو نر Surv. نقشه 2016 ، 84-87. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  26. تان، ایکس. چن، ی. شناسایی مرز شهری بر اساس اتساع محله. Prog. Geogr. 2015 ، 34 ، 1259-1265. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  27. ژانگ، اچ. نینگ، ایکس. شائو، ز. وانگ، اچ. تحلیل الگوی مکانی-زمانی شهرهای چین بر اساس تصاویر با وضوح بالا از سال 2000 تا 2015. ISPRS Int. J. Geo Inf. 2019 ، 8 ، 241. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
  28. وانگ، اچ. نینگ، ایکس. ژانگ، اچ. لیو، ی. استخراج مرز شهری و اندازه‌گیری پراکندگی شهری با استفاده از تصاویر سنجش از دور با وضوح بالا: مطالعه موردی مرکز استان چین. ISPRS—Int. قوس. فتوگرام حسگر از راه دور اسپات. Inf. علمی 2018 ، XLII-3 ، 1713-1719. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  29. گونگ، پی. چن، بی. لی، ایکس. لیو، اچ. نقشه برداری از مقوله های کاربری اراضی شهری ضروری در چین (EULUC-چین): نتایج اولیه برای سال 2018. علمی. گاو نر 2020 ، 65 ، 182-187. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  30. آلن، پی. شهرها و مناطق به عنوان سیستم های خودسازماندهی: مدل های پیچیدگی . گوردون و نقض: نیویورک، نیویورک، ایالات متحده آمریکا، 1997. [ Google Scholar ]
  31. پرتغالی، جی. شهرهای خودسازمانده. فیوچرز 1997 ، 29 ، 353-380. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  32. هاکن، اچ. پرتغالی، ج. رویکرد هم افزایی به خود سازمان دهی شهرها و سکونتگاه ها. محیط زیست طرح. B طرح. دس 1995 ، 22 ، 35-46. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  33. پرتغالي، ج. خودسازماني و شهر . Springer: نیویورک، نیویورک، ایالات متحده آمریکا، 1999. [ Google Scholar ]
  34. بنگوئی، ال. چمانسکی، دی. مارینوف، م. پرتغالی، ی. فراکتال شهر کی و کجاست. محیط زیست طرح. B طرح. دس 2000 ، 27 ، 507-519. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  35. جیانگ، بی. Yin, J. Ht-Index برای تعیین کمیت ساختار فراکتال یا مقیاس بندی ویژگی های جغرافیایی. ان دانشیار صبح. Geogr. 2013 ، 104 ، 530-540. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  36. جیانگ، بی. یین، جی. لیو، قانون Q. Zipf برای همه شهرهای طبیعی در سراسر جهان. بین المللی جی. جئوگر. Inf. علمی 2015 ، 29 ، 498-522. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  37. هرنان، DR; دیگو، آر. خوزه، SA; مایکل، BH; یوجین، اس. هرنان، AM قوانین رشد جمعیت. Proc. Natl. آکادمی علمی ایالات متحده آمریکا 2008 ، 105 ، 18702-18707. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  38. روزنفلد، اچ. ریبسکی، دی. Gabaix، X. Makse، HA منطقه و جمعیت شهرها: بینش های جدید از دیدگاهی متفاوت در مورد شهرها. صبح. اقتصاد Rev. 2010 , 101 , 2205-2225. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  39. چودری، او. Mackaness، W. شناسایی خودکار مرزهای سکونتگاه شهری برای پایگاه‌های اطلاعاتی چندگانه. محاسبه کنید. محیط زیست سیستم شهری 2008 ، 32 ، 95-109. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  40. تانیر، سی. توماس، I. تعریف و مشخص کردن مرزهای شهری: تحلیل فراکتالی شهرهای نظری و شهرهای بلژیکی. محاسبه کنید. محیط زیست سیستم شهری 2013 ، 41 ، 234-248. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  41. جیانگ، بی. میائو، ی. تکامل شهرهای طبیعی از دیدگاه رسانه های اجتماعی مبتنی بر مکان. پروفسور Geogr. 2014 ، 67 ، 295-306. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  42. جیانگ، بی. شهرهای طبیعی ایجاد شده از همه مکان های ساختمانی در آمریکا. داده‌ها 2019 ، 4 ، 59. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
  43. Whitehand، JWR; باتی، م. لانگلی، پی. شهرهای فراکتال: هندسه شکل و عملکرد. Geogr. J. 1996 ، 162 ، 113-114. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  44. چن، ی. Huang, L. مدلسازی منحنی رشد بعد فراکتالی فرم شهری پکن. فیزیک یک آمار مکانیک. Appl. 2019 ، 523 ، 1038-1056. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  45. فرانکهاوزر، P. La Fractalite des Structures Urbaines. FLUX Cah. علمی بین المللی Réseaux Territ. 1994 ، 29 ، 54-58. [ Google Scholar ]
  46. ماکسه، اچ. آندراد، ج.، جونیور؛ باتی، م. هاولین، اس. استنلی، HE مدلسازی الگوهای رشد شهری با نفوذ همبسته. فیزیک Rev. E 1998 , 58 , 7054-7062. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  47. ماکسه، اچ. هاولین، اس. استنلی، اچ. مدل سازی الگوهای رشد شهری. طبیعت 1995 ، 377 ، 608-612. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  48. توماس، آی. فرانکهاوزر، پ. فرنای، بی. Verleysen، M. الگوهای خوشه‌بندی مناطق ساخته‌شده شهری با منحنی‌های رفتار مقیاس‌پذیری فراکتال. محیط زیست طرح. B طرح. دس 2010 ، 37 ، 942-954. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  49. اشنایدر، آ. فریدل، ام. پوتر، دی. نقشه جدیدی از گستره شهری جهانی از داده های MODIS. محیط زیست Res. Lett 2009 ، 4 ، 44003-44011. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  50. احمدپور، ن. اسمیت، ا. هیث، تی. بازاندیشی خوانایی در عصر نقشه های دیجیتال موبایل: یک مطالعه تجربی. J. Urban Des. 2020 ، 7 ، 1-23. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  51. جوکار ارسنجانی، ج. مونی، پی. Zipf، A.; Helbich, M. OpenStreetMap in GIScience: Experiences, Research, Applications ; Springer: Cham, Switzerland, 2015. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  52. هوانگ، ایکس. فهرست رسمی شهرهای جدید ردیف اول در سال 2019: رتبه شهر شما چیست؟ در دسترس آنلاین: https://www.yicai.com/news/100200192.html (در 1 نوامبر 2020 قابل دسترسی است).
  53. هاکلی، م. Weber, P. OpenStreetMap: نقشه های خیابانی توسط کاربر. محاسبات فراگیر IEEE 2008 ، 7 ، 12-18. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  54. Bennett, J. OpenStreetMap نقشه‌بردار خودتان باشید . Packt Pub: بیرمنگام، بریتانیا، 2010. [ Google Scholar ]
  55. گودچایلد، ام. شهروندان به عنوان حسگرها: دنیای جغرافیای داوطلبانه. ژئوژورنال 2007 ، 69 ، 211-221. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  56. Minkowski, H. Volumen und Oberfläche. ریاضی. ان 1903 ، 57 ، 447-495. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  57. Bouligand, G. Sur la notion d’ordre de mesure d’un ensemble plan. گاو نر علمی ریاضی. 1929 ، 2 ، 185-192. [ Google Scholar ]
  58. گودچایلد، ام. فراکتال ها و دقت اندازه گیری های جغرافیایی. J. Int. دانشیار ریاضی. جئول 1980 ، 12 ، 85-98. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  59. Chen, Y. رویکردهایی به تخمین بعد فراکتال و شناسایی فراکتال های فرم شهری. Prog. Geogr. 2017 ، 36 ، 240. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
  60. چن، ی. مونوفرکتال، چند فرکتال، و فراکتال های خود وابسته در مطالعات شهری. Prog. Geogr. 2019 ، 38 ، 38-49. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  61. لو، دی. سازماندهی منحنی های تصویر صاف در مقیاس های چندگانه. بین المللی جی. کامپیوتر. Vis. 1989 ، 3 ، 119-130. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  62. شوارتز، جی. برآورد ابعاد یک مدل. ان آمار. 1978 ، 6 ، 461-464. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  63. چن، ی. وانگ، جی. خصوصیات چندفراکتالی شکل و رشد شهری: مورد پکن. محیط زیست طرح. B طرح. دس 2013 ، 40 ، 884-904. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  64. بتنکورت، ال. لوبو، جی. هلبینگ، دی. کوهنرت، سی. غرب، رشد GB، نوآوری، مقیاس‌بندی، و سرعت زندگی در شهرها. Proc. Natl. آکادمی علمی ایالات متحده آمریکا 2007 ، 104 ، 7301-7306. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  65. Addison, P. Fractals and Chaos: An Illustrated Course ; موسسه فیزیک: بریستول، انگلستان، 1997. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  66. لام، ن. Quattrochi، D. در مورد مسائل مقیاس، وضوح، و تجزیه و تحلیل فراکتال در علوم نقشه برداری. پروفسور Geogr. 1992 ، 44 ، 88-98. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  67. تانیر، سی. پومین، دی. فراکتال ها در جغرافیای شهری: طرح کلی نظری و مثالی تجربی. Cybergeo 2005 ، 307 ، 22-40. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  68. سون، ال. فن، ی. مشکلات و روند توسعه شهرنشینی. توسعه روستایی شهری 2019 ، 17 ، 16–21. [ Google Scholar ]
  69. زونگ، جی. Lin, Z. 70 سال گذشته نگری و تأمل در شهرنشینی چین. اقتصاد مشکل 2019 ، 9 ، 1-9. [ Google Scholar ]
  70. لو، دی. جهت گیری عملکرد و هماهنگی توسعه مناطق فرعی در تراکم شهری جینگ جین-جی. Prog. Geogr. 2015 ، 3 ، 265-270. [ Google Scholar ]
  71. رن، بی. ژانگ، کیو. تجربیات دستاوردها و انتقال توسعه اقتصادی در منطقه غرب در 20 سال توسعه چین غربی. J. Shaanxi Norm. دانشگاه 2019 ، 4 ، 46-62. [ Google Scholar ]
  72. دیسکار، سی. بیکر، جی. میسون، دی. چشم انداز شهری در حال تغییر آسیای شرقی: اندازه گیری یک دهه رشد فضایی . انتشارات بانک جهانی: واشنگتن، دی سی، ایالات متحده آمریکا، 2015. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  73. بانک جهانی؛ مرکز تحقیقات توسعه چین شورای دولتی. شهرنشینی و زمین چین: چارچوبی برای اصلاحات . انتشارات بانک جهانی: واشنگتن، دی سی، ایالات متحده آمریکا، 2014. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  74. دانی، جی. بارنزلی، ام. Longley، P. سنجش از دور و تحلیل شهری . تیلور و فرانسیس: لندن، بریتانیا، 2001. [ Google Scholar ]
  75. توماس، آی. فرانکهاوزر، پ. Keersmaecker، M. ابعاد فراکتال در مقابل تراکم سطوح ساخته شده در حاشیه بروکسل. پاپ Reg. علمی 2007 ، 86 ، 287-308. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  76. یو، X. ساخت سیستم ارزیابی شهرنشینی نوع جدید بر اساس توسعه هماهنگ شهری و روستایی. J. دانشگاه پکن. پست های مخابراتی. 2019 ، 21 ، 80-90. [ Google Scholar ]
  77. کای، جی. ژنگ، م. لیو، ی. اندازه گیری و مقایسه بین المللی سطح واقعی شهرنشینی چین. اقتصاد سیاسی کشیش چین. 2019 ، 10 ، 95-128. [ Google Scholar ]
  78. گائو، ی. شهاب، س. احمدپور، ن. مورفولوژی روستاهای شهری در چین: مطالعه موردی روستای دایوان در گوانگژو. علوم شهری 2020 ، 4 ، 23. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  79. Eeckhout، قانون جیبرات برای (همه) شهرها. صبح. اقتصاد Rev. 2004 , 94 , 1429-1451. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  80. Chen, Y. تجزیه و تحلیل مقیاس ساختار آبشاری سلسله مراتب شهرها، در تحلیل جغرافیایی و مدلسازی ساختار شهری و دینامیک . Springer: برلین، آلمان، 2010. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  81. هلمز، تی. لی، اس. شهرهای به عنوان مربع های شش در شش مایلی. قانون زیپ ؛ دانشگاه شیکاگو: شیکاگو، IL، ایالات متحده آمریکا، 2009. [ Google Scholar ]
  82. وانگ، اچ. نینگ، ایکس. ژانگ، اچ. لیو، ی. تحلیل گسترش شهری شهر سطح استان چین از سال 2000 تا 2016 با استفاده از مرز شهری با دقت بالا. IGARSS 2019-2019 IEEE Int. Geosci. سنسور از راه دور Symp. 2019 ، 7514–7517. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  83. ژو، ی. تو، م. وانگ، اس. لیو، دبلیو. یک رویکرد جدید برای شناسایی مرزهای منطقه ساخته شده شهری با استفاده از داده های سنجش از دور با وضوح بالا بر اساس اثر مقیاس. ISPRS Int. Geo Inf. 2018 ، 7 ، 135. [ Google Scholar ] [ CrossRef ] [ نسخه سبز ]
Ijgi 10 00201 g001 550
شکل 1. منطقه مورد مطالعه Shijiazhuang ( a )، نانجینگ ( b )، گوانگژو ( c )، و چنگدو ( d ).
شکل 1. منطقه مورد مطالعه Shijiazhuang ( a )، نانجینگ ( b )، گوانگژو ( c )، و چنگدو ( d ).
Ijgi 10 00201 g001
Ijgi 10 00201 g002 550
شکل 2. شبکه های جاده های شهری گوانگژو ( a )، چنگدو ( b )، نانجینگ ( ج )، و شیجیاژوانگ ( d ).
شکل 2. شبکه های جاده های شهری گوانگژو ( a )، چنگدو ( b )، نانجینگ ( ج )، و شیجیاژوانگ ( d ).
Ijgi 10 00201 g002
Ijgi 10 00201 g003 550
شکل 3. فرآیند استخراج سکونتگاه های شهری.
شکل 3. فرآیند استخراج سکونتگاه های شهری.
Ijgi 10 00201 g003
Ijgi 10 00201 g004 550
شکل 4. نمودار شماتیک تغییرات تعداد سکونتگاه های شهری.
شکل 4. نمودار شماتیک تغییرات تعداد سکونتگاه های شهری.
Ijgi 10 00201 g004
Ijgi 10 00201 g005 550
شکل 5. منحنی گسترش شهری ( a ) و منحنی لگاریتمی دوگانه ( b ).
شکل 5. منحنی گسترش شهری ( a ) و منحنی لگاریتمی دوگانه ( b ).
Ijgi 10 00201 g005
Ijgi 10 00201 g006 550
شکل 6. منحنی های گسترش شهری.
شکل 6. منحنی های گسترش شهری.
Ijgi 10 00201 g006
Ijgi 10 00201 g007 550
شکل 7. تغییرات در انحنای منحنی های گسترش شهری گوانگژو ( a )، چنگدو ( b )، نانجینگ ( c ) و شیجیاژوانگ ( d ).
شکل 7. تغییرات در انحنای منحنی های گسترش شهری گوانگژو ( a )، چنگدو ( b )، نانجینگ ( c ) و شیجیاژوانگ ( d ).
Ijgi 10 00201 g007
Ijgi 10 00201 g008 550
شکل 8. سکونتگاه های شهری گوانگژو ( a )، چنگدو ( b )، نانجینگ ( ج )، و شیجیاژوانگ ( d ).
شکل 8. سکونتگاه های شهری گوانگژو ( a )، چنگدو ( b )، نانجینگ ( ج )، و شیجیاژوانگ ( d ).
Ijgi 10 00201 g008
Ijgi 10 00201 g009 550
شکل 9. مثال مقایسه ای برای محدوده سرزمینی شهری چنگدو ( a ). ( b – f ) بخشی از چنگدو هستند.
شکل 9. مثال مقایسه ای برای محدوده سرزمینی شهری چنگدو ( a ). ( b – f ) بخشی از چنگدو هستند.
Ijgi 10 00201 g009
Ijgi 10 00201 g010 550
شکل 10. نمونه های مقایسه ای برای محدوده شهری گوانگژو ( a )، نانجینگ ( b ) و شیجیاژوانگ ( ج ).
شکل 10. نمونه های مقایسه ای برای محدوده شهری گوانگژو ( a )، نانجینگ ( b ) و شیجیاژوانگ ( ج ).
Ijgi 10 00201 g010
جدول
جدول 1. گسترش شهری گوانگژو.
جدول 1. گسترش شهری گوانگژو.
فاصله بافر انبساط r/m تعداد سکونتگاه های شهری/n Lg(r) Lg(N)
30.00 9269 1.48 3.90
33.00 9075 1.52 3.89
36.30 8848 1.56 3.88
39.92 8629 1.60 3.87
43.92 8399 1.64 3.86
48.32 8148 1.68 3.85
53.16 7918 1.73 3.84
58.48 7633 1.77 3.82
64.32 7358 1.81 3.80
70.76 7067 1.85 3.79
77.84 6801 1.89 3.77
85.62 6463 1.93 3.75
94.18 6190 1.97 3.73
103.60 5887 2.02 3.71
113.96 5551 2.06 3.69
125.36 5210 2.10 3.66
137.90 4904 2.14 3.64
151.70 4574 2.18 3.61
166.88 4242 2.22 3.58
183.56 3952 2.26 3.55
202.00 3643 2.31 3.51
222.20 3337 2.35 3.46
244.40 3027 2.39 3.42
268.80 2737 2.43 3.37
295.60 2457 2.47 3.32
325.20 2193 2.51 3.26
جدول
جدول 2. زمان های برازش چند جمله ای و خوبی برازش.
جدول 2. زمان های برازش چند جمله ای و خوبی برازش.
شهر زمان برازش چند جمله ای R 2
گوانگژو 8 0.99933
چنگدو 8 0.99904
نانجینگ 8 0.99844
شیجیاژوانگ 8 0.99843
جدول
جدول 3. منحنی انحنای منحنی انبساط.
جدول 3. منحنی انحنای منحنی انبساط.
گوانگژو چنگدو نانجینگ شیجیاژوانگ
انحنای K فاصله آستانه r/m انحنای K فاصله آستانه r/m انحنای K فاصله آستانه r/m انحنای K فاصله آستانه r/m
0.29 60 -1.51 53 0.24 64 0.07 57
0.99- 132 -0.31 104 0.89- 157 −1.01 124
-0.85 204
−0.12 563 −0.02 821 −0.19 633 0.37- 399
0.73 5232
-1.39 8307
جدول
جدول 4. منطقه استقرار شهری.
جدول 4. منطقه استقرار شهری.
شهر فاصله آستانه r/m منطقه سکونتگاه شهری/کیلومتر 2 مساحت ساخته شده/کیلومتر 2 نرخ خطای ناحیه/%
گوانگژو 60 387.17 1300.01 70.22-
132 1099.36 −15.44
563 3776.28 190.48
چنگدو 53 190.94 931.58 −79.50
104 514.23 -44.80
204 1076.78 15.59
821 2738.46 193.96
نانجینگ 64 228.19 817.39 −72.08
157 803.07 −1.75
633 2880.69 252.43
شیجیاژوانگ 57 116.56 309.12 -62.29
124 353.62 14.40
399 1181.42 282.19
5232 3917.91 1167.44
8307 5013.36 1521.82

مقالات داخلی و بین المللی

مطالب مرتبط ...

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید