硕士研究生学位论文

开题报告书

题目：用夜间灯光遥感做中国西南地区城市化

学院：　　资源环境与地球科学学院

专业：　　　地图学与地理信息系统

姓名：***

学号：12011**********

指导教师：　张**教授

时间：　　　　2013年6月

1.研究背景

20世纪七十年代，城市化研究的重点已经从传统领域逐渐转到新的领域中，经过几十年的发展，国内外学术界在城市化领域取得了丰富的成果，城市化已经成为一种比较新颖的城市化发展诉求，世界范围内逐渐兴起了有关城市化研究新潮流。在经济社会转型的情况下，城市化的发展要建立在满足实际需求的基础之上，充分挖掘城市化的内涵，适应社会需求多样化发展趋势，促进城市化业发展，这是体验经济的特殊要求。现代城市化业的发展要建立在经济社会快速发展的基础之上，在开发过程中提高社会公众的参与度，使社会公众在城市化过程中能够得到充足的体验感知，进而提高城市化满意度。

上个世纪中后期以来，随着城市化过程中经济的发展、社会活动的增多，全球范围内的西南城市化发展过程中出现了生态退化，由此引发了严重的社会生态环境问题，已经严重威胁了全球生态系统的可持续发展。为了更好的保护生态环境资源，维护人类赖以生存的自然生态环境，国际社会加强了在城市化过程中对生态环境保护方面的合作，各国在管理范围内建立了种类多样的城市化监控方式，此后数字遥感技术在城市化过程中得到了全面迅速的发展。作为国际社会中的一员，我国在现阶段中采取的一个重要措施是发展和保护生态环境，并且将遥感技术作为保护生态环境的重要途径之一。

现代科学技术的快速发展为城市化进程提供了一个良好的发展环境，人类社会在监控城市化发展中的手段不断增多，夜间灯光遥感技术的成熟与发展，为其在现代城市管理中起到了重要的作用，当前经济社会发展形势下，城市化已经成为社会发展的主要方向，在这个过程中会遇到各种类型的问题，为了有效解决城市化发展中带来的各种问题，要采用多样化的手段进行有效的监督控制，这样才能在城市化发展过程中创造一个良好的条件，提高城市化科学管理水平的同时对提高社会公众的生活质量具有重要意义。

2.研究目的

城市化是重要的社会和经济现象，是涉及经济、社会、人口和地域空间等多方面的复杂过程。国际上对城市化的研究已有数十年的历史，不同学科对城市化的理解不一。虽然不同学术流派对城市化理解存在差异，但综合他们的观点，可以将城市化归结为乡村聚落转化为城市聚落的过程:其一为实质性的集中，如人口和第二、第三产业等活动的集中：其二为城市生活方式的接受程度。前者更易观察与研究，测度城市化水平的指标也大多由此构建。伴随社会经济的高速发展和产业结构的调整，目前我国城市化正处于加速发展阶段。城市化进程中不断产生和加剧的社会、经济和生态环境问题必将影响城市的可持续发展，因此需要把握城市化的现状与发展趋势，以便对城市化进程加以调控。在城市化研究中应用遥感技术由来已久，主要集中在小尺度的城市土地利用分类、变化信息提取和空间扩展动态监测等方面，中观和宏观尺度的研究相对较少。美国军事气象卫星搭载的传感器为大尺度的城市研究提供了新的数据源。DMSP/OLS传感器的应用始于20世纪70年代，其特点是可在夜间工作，能探测到城市灯光甚至小规模居民地和车流、船只等发出的低强度灯光，并将其与黑暗的乡村背景区分开来。Croft最早将该数据用于城市研究，他指出，DMSP/OLS夜间灯光数据有助于确定人类活动强度的高低。1992年美国国防部(DoD)和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)开始使用数码文档，从此将其用于城市研究的学者日益增多，研究领域涵盖城市人口、经济、能源及环境等诸多方面。

我国此类研究开展较晚，陈晋等人较早将灯光数据用于分析中国城市化特征，其他研究还有中国城市用地扩展类型、城市化的生态效应及城市人口估算等。夜间灯光数据与AVHRR数据具有相当的空间和时间分辨率，适于大尺度城市化进程的动态监测，而数据免费下载的特点使其具备了应用优势。分析表明，利用DMSP/OLS数据提取城市格局特征与利用LandsatTM提取的城市格局特征基本一致：基于灯光数据的城市空间信息基本能反映我国城市化发展的实际情况。

本文利用西南地区城市群夜间灯光数据，结合统计数据，分析灯光数据与城市化进程中经济、人口和土地利用等方面的关系，构建基于灯光数据的城市化水平指数：通过与统计数据对比，按照最小误差原则确定城市市辖区建设用地信息提取的阈值。在此基础上，分析西南城市群城市化进程和空间模式，并根据各城市阈值的变化，划分城市建设用地的主导扩张类型。对影响城市化进程中的相关因素进行界定，明确本文研究的目的和意义。其次，利用定量分析的方法对城市化体验因子进行分析，对各个因子进行有效分析，并对其存在的关系进行论证，对城市化者的期望和真实体验进行比较，分析二者之间存在的差异，提出解决方法。最后，根据研究结果，提出西南地区城市化发展对策，以此提高城市化建设水平与质量，不断满足社会公众需求的同时，创造一个良好的生态环境。

3.研究方法

在进行研究之前，作者对国内外相关的文献进行了搜集整理，结合原有文献资料的基础上提出了本文的研究方法。全文主要研究方法是通过理论和实际相结合、定性研究和定量研究紧密结合、以及运用多种理论进行有关的研究。本文具体运用的研究方法主要是以下五个：

（1）文献综述法。对文献进行收集整理是进行本文研究的一个重要环节，通过这种方法，广泛搜集国内外有关城市化进程的研究资料，主要是在中国知网以及图书馆中的各种资料进行筛选，通过梳理资料提取精要，分析概括，之后对文献进行整理归纳，掌握了城市化相关的前沿理论和研究进程，为文章提供了充足的理论基础，从而确定本文的基本框架和研究思路。

（2）定性定量研究相结合。定性与定量分析都有不可替代的作用，两种方法互为补充。定性研究主要侧重点是对有关的经验进行描述，明确研究的思路和主题，定量研究侧重点是对搜集到的资料进行梳理分析。全文采用定性分析，并结合规范性方法与实证研究，避免价值判断的主观片面性，并且尽量让实证分析客观、真实、全面，能准确反映研究对象的本质。在定性分析的同时，也进行了定量分析，有效结合能够准确分析西南地区城市化过程中存在的问题，为后文提出相应的对策奠定了基础。

（3）实地调查法。为了使得研究更加具有针对性和实践效果，通过调研前期的文献总结和访谈，在此基础上结合西南地区城市的特殊情况，采用了实地走访调查的方式，获取了大量的一手资料，对搜集的资料和数据进行分析，能够有效的了解西南地区城市化发展的实际情况，从而进一步提出具有针对性的对策和有关的改进建议。

3研究意义

文章对城市化相关内容进行研究，在此基础上对城市化过程中的相关要素以及城市化与生态环境之间的差异进行研究分析，并提出相关的建议，对理论和实践具有一定的辅助作用。

3.1理论意义

自然资源在人类社会发展中具有非常重要的作用，对其进行合理开发利用是促进其进一步发展的主要推动力。城市生态建设是现代城市化发展中的一个重要组成部分，在当前经济社会快速发展的形式下，对城市化过程中的相关数据进行深入研究，可提升城市化文化内涵，充分发挥城市化的潜力，为西南城市化的可持续发展提供了一定的理论借鉴意义。城市中的公众是城市化活动的主要参与者，任何城市化产品的开发都是围绕社会公众的实际需求展开的，西南城市化活动的开展能否满足现代生活的需要，提高城市化是衡量其可持续发展的衡量标准。

我国的城市化研究大部分建立在经济学的基础上，从夜间灯光遥感方面对西南城市化进行研究方面相对来说比较少。现阶段中，我国学术界对西南城市化的研究主要集中在传统层面上，从夜间灯光遥感方面进行的研究没有引起足够的重视，研究的理论不足，而且实践研究案例较少。我国在这方面的研究基础理论主要从国外引进，大多数学者的研究集中在城市化影响因素、模型等方面，城市化过程中的评价方法比较简单，很难真实地反映城市化的真实情况。而且研究方法主要以描述性为主，运用数据建模、数理统计的定量研究所占比例很小。

当前经济社会的快速发展，为西南地区城市化迅速发展带来了契机，而针对西南公园城市化大多数研究集中在规划和设计等方面，提出的对策存在泛化倾向，缺少对实际应用价值方面的考量，现实指导意义不大；而且研究方法以定性为主，定量的研究相对较少。本研究西南城市实际出发，立足于当前城市化发展的实际，在研究中，采用实证研究，对城市化影响因素进行分析，全面深入地了解西南地区城市化中存在的问题与不足，运用社会学、心理学、人类学等理论与方法，通过实地考察分析西南地区城市化中存在的不足。本文将夜间灯光遥感方面的相关理论运用到西南城市化建设当中，探讨现代经济发展视角下西南城市化发展模式，促进西南城市的进一步发展。

3.2现实意义

城市生活中的公众在整个城市化活动中处于十分重要的位置，是城市化发展的重要利益群体，对每个城市化者而言，都期望在有限的时间和经济支付能力下，获得最大效用的生活质量。西南城市在发展过程中还存在一些问题，需要进一步的完善。在现阶段中我国十分重视西南城市化的发展，但由于开发的时间不长，在实际利用当中难免会有一些问题，制约了西南城市的发展。城市是一定的区域范围内各种类型设施的综合体，城市发展好坏直接影响到一个地区的长远发展。西南地区受到特殊大的地域限制，在发展中长期处于落后状态，为了改变这种不利状态，要从当地的实际发展出发，不断深化城市化发展历程，创造一个更好的发展环境的同时，能够带动当地的快速发展。

文章立足于西南城市化发展过程中的生态环境保护，通过对西南地区城市的研究，对其他地区城市化的发展具有一定的参考价值。生态环境与城市化的相互协调，突出了生态环境在西南城市化中的重要性，针对城市社会公众的实际要求，为游客提供高体验价值的城市化产品，这对优化西南城市化产品结构、提升产品内涵具有重要作用，有助于提升西南地区城市的形象。城市的发展是各种因素综合的结果，单一的经营管理模式已经难以适应当前经济社会快速发展的需求，在城市化发展过程中容易出现各种类型的问题，采用夜间灯光遥感的方式可以进行有效的监督管理。通过实地调查对游客的真实城市化质量进行深入了解，分析存在的问题，进而提出更加具有针对性、科学合理的改进建议，对西南地区的进一步开发，提高城市化吸引力，以及带动相关产业发展方面具有重要的作用，同时对带动其他城市的进一步发展具有很强的现实意义。

4.研究内容

文章主要的研究重点是城市化进程中出现的问题，通过对相关文献资料的搜集整理，结合西南地区城市发展的实际情况，利用夜间遥感进行实证调查研究。

第一章选题背景。这部分对文章的研究背景、研究的目的意义、研究方法、研究内容和研究的技术路线进行了全面的论述总结，为全文研究提供了一个基础框架。

第二章国内外研究进展。对国内外有关城市化体验的研究进行了系统的总结分析，对城市化以及影响因素的相关理论进行了概括分析，为文章的进一步研究提供了理论支撑。

第三章相关概念和理论基础。主要是对城市化体验的含义、分类、特征进行论述，并对相关的理论进行研究。

第四章结合前文中的文献资料，对影响西南城市化发展的因素进行分析，在此基础上构建了西南公园城市化质量评价体系。

第五章研究区状况与统计分析。对西南城市化的实际情况进行概括，在分析的基础上对完善西南城市化体系提出了相关的改进意见。

第六章发展对策分析。提出了一些促进西南地区城市化可持续发展的对策。

第七章总结与研究展望。对文章的研究进行系统的总结，指出文章的不足之处并对未来的研究作出了初步的展望。

5.国内外研究进展

5.1国外城市化研究综述

18世纪下半叶开始的工业革命，逐步引发了社会经济领域和城市空间形态的巨大变革，开始出现了大规模的城市化。农村人口开始大量涌入城市，城市社会、经济结构日益复杂，城市环境亦日益恶化。人们开始理性地探讨在城市化的发展历程中，怎样以最佳的城市形态促进城市化的发展。这些理论大致可以概括为分散主义和集中主义两大派系，关于城市形态的争论主要在1898年～1935年期间，分散主义和集中主义两大派系逐渐形成，并对以后的城市化进程产生巨大的影响。

随着工业社会的生产组织方式在全世界范围内的日益普及，经济、社会、生态等各学科渗透到城市化领域中来，使得研究城市化也趋向多元化的重要性与必然性。社会经济学家从空间扩散的角度对城市化进行了探讨，大量涉及城市发展的理论纷纭众出。20世纪50年代，瑞典学者哈格斯特朗提出现代空间扩散理论，指出创新由源地向周围扩散的方式有波状扩散、辐射扩散、等级扩散及跳跃扩散等形式，并建立了其与城镇体系形成的对应关系。随后，佩鲁的“增长极理论”，赫希曼等人的“极化增长学说”，罗斯托的“经济增长阶段学说”，弗里德曼的“核心—外围”模式及其模拟的城镇群体运作过程等，都是从社会、经济的角度将城市化的空间扩散具体化的学说。有的学者则从区域的角度提出城市化的最终目的———实现城乡一体化。

马克思、恩格斯、列宁等马克思主义经典作家对城乡一体化有着深刻的论述。随着社会的发展，还有世界不同地区具体发展背景、文化等方面存在差异，必然导致城市化的模式也有所不同。加拿大地理学家麦吉就在对东南亚国家实证研究后，区别于西方传统以城市为基础的城市化过程，提出了以区域为基础的城市化。他建立了一个“De2sakota”的全新概念，认为亚洲国家的城市化过程是通过乡村逐步向“Desakota”转化，其人口、经济达到一定的积累后，再以区域为基础的城市化过程。有的学者从生态的角度研究城市化带来的问题，如英国生态学家盖迪斯试图将生态学原理运用于城市的种种问题中；美国芝加哥大学以帕克为首的学者借助生态学手法，形成了著名的“芝加哥学派”，陆续提出了同心圆、扇形、多核心三大经典模式。

进入20世纪80年代以来，经济全球化使城市的发展突破传统的等级体系框架，正在形成崭新的世界城市网络体系。世界经济运行方式和空间格局的急剧变化，对传统的城市化理论产生了巨大的冲击。法国地理学家戈特曼早在1957年就提出了崭新的“大都市带”的概念，他在《大都市带:东北海岸的城市化》一文中认为，在美国东北海岸支配空间经济形式的不是一个单一的大城市或都市区，而是若干都市区形成的一个巨大整体。弗里德曼和沃夫等人提出了世界城市假说。2001年，美国学者斯科特在发展前人的观点上提出“全球区域城市”的观点。这些概念的出现都反映了巨型城市空间的崛起，已成为当今世界城市化的一个显著特点。城市化的内涵与外延也因此变得更宽泛、复杂。还有的学者从城市化的发展规律进行总结。美国著名学者诺瑟姆经过研究，发现城市化的变化过程呈现出“S”型曲线规律性，但“S”型曲线是针对某一国家或地区的城市化整体变化规律提出的，是一种普遍性规律，但它是脱离现实条件和历史阶段的。这个曲线只能反映某一国家或地区城市化水平在时间维度上发展的快慢程度，并不能反映某一较微观的城市或地区城市化过程中的发展状况。H·钱纳里发现了城市化进程与经济发展水平之间的关系。他曾回归分析过1950年～1970年101个国家的经济发展水平数据与城市化水平数据，证明在一定的人均国民生产总值水平上，有一定的生产结构、劳动力配置结构和城市化水平相对应。近年来国外学者对城市化的研究，大多关注全球或区域大尺度范围的城市化空间扩散组织结构及城市化的发展规律，其与社会、经济发展水平间的关系等方面，而对新经济全球化将对这种城市化的演化将产生的影响；城市化将如何演化，则展开的较少。这虽然符合西方城市发展的实际状况，但对发展中国家来说，就造成了理论成果与实际发展状况脱节的境地。尤其在我国，城市发展既面临着全球经济重组的机遇与挑战，也面临着国内快速城市化的巨大压力。因此，在新的社会、经济背景中，对我国城市化演化过程的研究，是非常具有现实意义的工作。

5.2国内研究与实践的发展

这段时期，在规划、地理、经济等多学科领域的学者的共同参与下，借鉴国外的研究成果、研究方法、技术手段，开展了较为广泛的城市化特点、动力及量化实证分析等研究。1)体现在经济与城市化关系上。周一星提出以人均国民生产总值衡量经济发展水平与城市化的关系。在具体的研究技术手段上，随着计量研究技术的快速发展，国内有的学者应用数学建模的方法对城市化进行了城市化水平的预测分析。严国芬(采用灰色系统理论中的关联度分析证明中国城市化动力机制存在阶段性差异和区域性差异。同时与国际世界城市化的研究接轨，关注经济全球化对中国大都市带的影响，周一星在对戈德曼大都市带理论的基础上提出“中国式”的都市连绵区，MIR是城市化过程由绝对集中进入逐步分散发展阶段以后出现的现象，这一理论的提出为中国城市化研究开拓了更为广阔的天地。

自90年代起，城市化的研究热点转为对中国城市化的总结与思考、道路选择及对动力机制的进一步研究中。费孝通早在1983年就提出“小城镇，大问题”，提倡通过发展小城镇来推动我国城市化的发展，但有的学者却对此提出质疑，冯雨锋指出小城镇并不是我国城市化的唯一道路。90年代初，由于城市化作为一个突出的发展现象，对中国城市化的总结与思考逐渐成为热点。顾朝林认为中国并不存在国外学者所说的“反城市化”结论。90年代后期，城市化动力机制的改变引起人们的关注。宁越敏认为资本在中国城市化及城市化在沿海与内地区域差异上起到重要作用。崔功豪、马润初(1999年)指出发生在农村地域，由地方政府和农民群体力量推动的城市化是一种自下而上的城市化过程，政策、政府、农民和外部力量的共同作用是城市化的运行机制。赵燕菁(2000年)认为国际战略格局、市场、资源和专业分工对中国城市化过程的形成有极大的影响。同时，针对我国快速城市化时期，“乡村—城市”转型过程中出现的“城中村”现象，也引发了田莉等学者的关注。

进入21世纪以来，全球化对中国经济和社会的影响与日俱增，城市化成为中国社会转型期的重要特征。因此，城市化研究的范围更加宽广，多学科交叉、渗透日益明显。张庭伟从经济、社会、文化、政治等方面分析近年来中国城市空间结构变化，并提出了“综合模型”的理论框架。石忆邵将中国城市化研究归纳为小城镇发展与农村城镇化研究、大城市中心区的更新改造与人口疏散问题研究等九大类。陈彦光、周一星借助严格的数学方法，对Northam曲线进行适当的修正，将城市化Logistic过程分为四个基本阶段。沈建法等学者提出了珠江三角洲双轨城市化的趋势。贾若祥、刘毅针对我国部分地区出现的一种城乡土地利用混杂交错的过渡性地域类型进行的半城市化研究，也是最近城市化演化研究的另一热点。

国内对城市化演化的研究起点较高，特别是90年代以来，城市化成为学术界的研究热门，与之相关的理论研究及其在实践基础上总结出的具体方法和思路也日渐丰富，正呈现出良好的发展态势。研究逐渐由定性研究向定性与定量研究相结合的方向发展，切合中国发展的实际，然而，分专业、分地区的单项研究较多，综合性研究较少。大部分研究仍热衷于从传统规划的角度理解城市化演变，过多地将研究重点放在城市化道路的选择和如何有效地对城市化发展进行规划和控制的总结思考上；部分学者从动力机制的角度认识到城市化组织的存在，但没有对其进行深入的理论研究与实证分析。另外，讨论城市化演化中出现的过渡性地域类型的研究也较少。

6.研究可行性分析

在进行相关的研究工作中，对各方面的资料进行了系统性分析，明确了研究的重点和难点。通过大量的收集、整理工作，能够对研究的方向进行有效把控，使得研究结论能够符合实际发展需求。

重视系统分析。在具体的研究工作中，为了使得研究更加具有针对性和科学性，以系统科学的思想为指导来分析西南地区城市化进程中遇到的各种问题，从夜间灯光遥感作为突破口，对城市化进程进行实时的监控和管理，研究影响城市化进程的因素间的内在联系，确定其相互之间的重要度，探讨其量化和规范化的方法，将国外先进国家的研究成果与我国具体实际相结合，对指导西南地区城市化过程中遇到的问题，并提出相应的解决措施具有至关重要的作用。

重视案例研究。从国内外相关研究案例中，发现问题、分析问题，归纳和总结出具有共性的东西，探索技术创新预测与宏观因素与微观因素之间的内在关系。夜间灯光遥感是一项复杂的技术应用工作，采用这种方式对城市化进行研究，并且结合新的技术，这样能够使得研究结果更为真实可靠，不断推进城市化发展的同时，有效应对各种问题，保护人类赖以生存的自然生态环境。

理论和实践相结合。对国内外文献和相关资料的搜集有一定的基础，对国内外有关研究动态有深入的了解。有较为便利的条件进行相关资料的搜索，并有充分的时间来保证论文研究工作的完成。研究工作已有一定的理论积累和坚实的基础。将研究工作与具体的技术创新实际相结合，进行实证研究，在实践中丰富和完善，研究出具有科学性和实用性的成果。

7.拟解决的科学问题

城市化是当前经济发展的必然趋势，在带来极大便利的同时，也带来了一系列的社会问题。为了有效应对发展中出现的这些问题，本文从夜间灯光遥感技术出发，深入性的分析西南城市化发展中出现的问题，并提出了相应的解决措施，实现经济社会发展的同时，能够更好的保护人类赖以生产的自然生态环境，实现人与自然的和谐统一，科学规范城市发展模式。

8.年度计划安排

2015.5—2015.6 论文研究的准备工作，完成开题报告

2015.7—2015.9 文献资料收集、分析

2015.10—2016.2 撰写论文初稿 论文第一稿

2016.2—2016.3 修改论文初稿 论文第二稿

2016.3—2016.4 修改论文第二稿 论文第三稿

2016.5 论文定稿 论文终稿

参考文献

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用夜间灯光遥感做中国西南地区城市化