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论文通过综合运用遥感手段、GIS技术、土地利用研究理论、城市地理学方法、以及主成分分析、多元回归分析、灰色系统等多种数学模型，利用多时段遥感数据，辅助社会经济等其它资料，对我国31个直辖市、省会城市和自治区首府等大型、特大型城市近30年的扩展规模、速度、强度、扩展模式、边界形态演变、与人口和经济之间发展的协调性以及对周边土地利用的影响等特征进行了全面而细致的研究，形成了对近30年我国城市扩展规律的客观和科学的认识；在此基础上，通过定性与定量方法相结合的途径，从自然环境条件、国家宏观政策调控、社会经济发展等多种角度，对我国城市扩展的驱动因素进行了分析，全面把握了我国城市扩展的动因；同时对未来我国城市发展的趋势进行了初步预测，并对扩展过程可能占用耕地的数量进行了估算。
(1)扩展速度和强度指数显示，城市规模持续扩张、扩展速度和强度不断增大是我国城市扩展的总体特点。近30年我国城市扩展速度随时间变化曲线具有双峰值。原有规模较大的城市扩展速度较快，东部地区各大城市基本上与全国城市整体变化趋势一致，西部城市扩展速度较为缓慢，城市的加速发展过程在时间上稍滞后于东部，扩展幅度也较弱。我国城市整体扩展强度为9.04％，远高于世界发达国家城市1.2％的水平。
(2)通过计算城市面积一人口弹性系数、城市面积-GDP弹性系数及城市用地效率研究了我国城市扩展与人口和经济发展之间的协调性特征。结果表明，近30年全国城市整体扩展速度快于城市人口增长速度。中部地区城市面积一人口弹性系数小于西部城市，由于中部地区经济发展快于西部地区，因此未来中部城市具有更大的发展潜力。我国城市面积-GDP弹性系数呈上升趋势，表明在创造非农产值等量的情况下，所需城市用地逐渐增多。多数城市用地效率逐渐增加，但西部地区城市在部分研究时段里有用地效率降低的现象。21世纪初期是出现用地效率降低现象的城市数量最多的一个时期。
(3)通过对分维数和紧凑度指数的测算研究了我国城市形态的演化特征。结果显示我国城市边界的复杂性逐渐增加；紧凑性下降，城市发展趋于松散化，整体形态向着逐渐趋于不稳定的方向发展。这种发展趋势会导致诸多不利因素，需引起关注。所研究的城市中，边界轮廓较为复杂的城市，多数位于山区或湖泊和水网密集区。
(4)应用遥感和GIS手段研究了我国城市扩展对周边土地利用的影响。结果表明：我围城市扩展以占用耕地为主，对农村居民点、工交与其它建设用地、独立城镇用地的占用次之，对各类土地的占用具有时间上和区域上的不均衡特征；对比全国城镇用地扩展对各土地类型的占用比例，发现我国省会级大城市对耕地的占用比例低于全国平均水平，因此中小城市扩展过程对耕地的占用应引起关注。
(5)通过定性与定量相结合的途径探讨了我国城市扩展的驱动因素。我国城市扩展受社会经济的发展、国家和地方政策的引导以及自然环境条件的影响较大。地形地貌条件是影响我国城市空间形态和扩展模式的主要自然条件，平原区城市受地形限制相对较小，城市规模较大，扩展速度较山地城市快；随着海拔高度的增加，城市增长速度减小；暖温带、亚热带、中温带、热带、青藏高原区城市平均扩展速度依次减小，半湿润和湿润地区，城市发展速度较快，而半干干旱区和干旱区城市扩展速度相对较慢。非农人口、地区生产总值和职工平均工资，三个因子是主导我国城市扩展的主要社会经济要素；社会消费品零售总额和第二产业占GDP中的比重，两个因子对我国城市扩展影响的范围也较为广泛，但影响强度较弱。
(6)应用灰色系统GM(1，1)模型对我国未来城市扩展面积及对耕地的可能占用数量进行了初步预测。结果显示，我国城市扩展将呈现继续加快的趋势，扩展面积和速度与过去近30年的整体水平相比都有一定增长。原有规模较大的城市扩展速度较快，西部城市未来扩展面积较小。31个省会级城市2004年到2015年扩展过程占用耕地数量高于过去近30年的平均水平，我国城市扩展对耕地资源造成的威胁可能进一步加大。
本文的创新点如下：
(1)首次在我国城市扩展的相关研究中，以中国直辖市、省会城市和自治区首府等大型和特大型城市为研究对象，应用多时段遥感数据，客观再现了近30年31个城市在不同时期的扩展过程及其对周边土地利用的影响，并将这些城市作为一个具有代表性的，能够反映中国特点的城市系统来探讨其发展规律、驱动因素和发展趋势以及不同城市发展的差异。
(2)应用遥感技术、GIS手段，引入城市地理学和土地利用等理论中的扩展强度指数、弹性系数、用地效率以及紧凑度指数、分形维数等多项指标从不同角度对我国城市的演化规律进行分析，形成了对近30年我国城市扩展特征的客观和科学认识。
(3)应用相关分析、主成分分析和多元回归分析相结合的方法，选择大量社会经济指标，对影响我国城市扩展的社会经济驱动因子和各因子对城市扩展影响程度的大小进行了定量判断。
(4)应用GM(1，1)对我国城市未来的扩展趋势及对耕地的可能占用数量进行了初步预测。