Published April 1, 2016 | Version v1
Publication Metadata-only

Using impervious surfaces to detect urban expansion in Beijing of China in 2000s

Creators

  • 1. Peking University

Description

The change of impervious surface area (ISA) can effectively reveal the gradual process of urbanization and act as a key index for monitoring urban expansion. Experiencing rapid growth of the built environment in the 2000s, urban expansion of Beijing has not been fully characterized through ISA. In this study, Landsat TM images of Beijing in 2001 and 2009 were obtained, and the eight-year urban expansion process in Beijing was analyzed using the ISA extracted by means of the vegetation-imperious surface-soil (V-I-S) model. From the spatial variation in ISA, the ring structure of urban expansion in Beijing was significant during the study period, with decreasing urban density from the city center to the periphery. In the ring road analysis, the most dramatic changes of ISA were found between the fifth ring and the sixth ring. This area has experienced the most new residential development, and is currently the main source of urban expansion. The typical profile lines revealed the directional characteristics of urban expansion. The east-west profile was the most urbanized axes in Beijing, while ISA change in the east-north profile was more significant than in the other five profiles. Moreover, the transition matrix of ISA levels revealed an increase in urban density in the low density built areas; the Moran′s I index showed a clear expansion of the central urban area, which spread contiguously; and the standard deviational ellipse indicated the northeast was the dominant direction of urban expansion. These findings can provide important spatial control guidelines in the next round of national economic and social development planning, overall urban and rural planning, and land use planning.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يمكن أن يكشف تغيير مساحة السطح غير المنفذة (ISA) بشكل فعال عن العملية التدريجية للتوسع الحضري ويكون بمثابة مؤشر رئيسي لرصد التوسع الحضري. من خلال النمو السريع للبيئة المبنية في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، لم يتم وصف التوسع الحضري في بكين بشكل كامل من خلال ISA. في هذه الدراسة، تم الحصول على صور Landsat TM لبكين في عامي 2001 و 2009، وتم تحليل عملية التوسع الحضري لمدة ثماني سنوات في بكين باستخدام ISA المستخرجة عن طريق نموذج التربة السطحية ذات الغطاء النباتي الضخم (V - I - S). من التباين المكاني في المنطقة الصناعية المتكاملة، كان الهيكل الحلقي للتوسع الحضري في بكين كبيرًا خلال فترة الدراسة، مع انخفاض الكثافة الحضرية من وسط المدينة إلى المحيط. في تحليل الطريق الدائري، تم العثور على التغييرات الأكثر دراماتيكية في عيسى بين الحلقة الخامسة والحلقة السادسة. شهدت هذه المنطقة أحدث مشروع سكني، وهي حاليًا المصدر الرئيسي للتوسع الحضري. كشفت الخطوط الجانبية النموذجية عن الخصائص الاتجاهية للتوسع الحضري. كانت الصورة بين الشرق والغرب هي المحاور الأكثر تحضرًا في بكين، في حين كان تغيير ISA في الصورة بين الشرق والشمال أكثر أهمية مما كان عليه في الملامح الخمسة الأخرى. علاوة على ذلك، كشفت المصفوفة الانتقالية لمستويات ISA عن زيادة في الكثافة الحضرية في المناطق المبنية منخفضة الكثافة ؛ أظهر مؤشر موران الأول توسعًا واضحًا في المنطقة الحضرية المركزية، والتي انتشرت بشكل متجاور ؛ وأشار القطع الناقص الانحرافي المعياري إلى أن الشمال الشرقي كان الاتجاه السائد للتوسع الحضري. يمكن أن توفر هذه النتائج إرشادات مهمة للتحكم المكاني في الجولة التالية من تخطيط التنمية الاقتصادية والاجتماعية الوطنية، والتخطيط الحضري والريفي العام، وتخطيط استخدام الأراضي.

Translated Description (French)

Le changement de surface imperméable (ISA) peut effectivement révéler le processus progressif d'urbanisation et servir d'indice clé pour le suivi de l'expansion urbaine. Ayant connu une croissance rapide de l'environnement bâti dans les années 2000, l'expansion urbaine de Pékin n'a pas été entièrement caractérisée par l'ISA. Dans cette étude, des images Landsat TM de Pékin en 2001 et 2009 ont été obtenues, et le processus d'expansion urbaine de huit ans à Pékin a été analysé à l'aide de l'ISA extrait au moyen du modèle surface-sol imperméable à la végétation (V-I-S). À partir de la variation spatiale de l'AIS, la structure en anneau de l'expansion urbaine à Beijing était significative au cours de la période d'étude, avec une densité urbaine décroissante du centre-ville à la périphérie. Dans l'analyse de la rocade, les changements les plus spectaculaires de l'AIS ont été trouvés entre le cinquième anneau et le sixième anneau. Cette zone a connu le développement résidentiel le plus récent et est actuellement la principale source d'expansion urbaine. Les lignes de profil typiques ont révélé les caractéristiques directionnelles de l'expansion urbaine. Le profil est-ouest était les axes les plus urbanisés à Pékin, tandis que le changement d'ISA dans le profil est-nord était plus important que dans les cinq autres profils. De plus, la matrice de transition des niveaux d'AIS a révélé une augmentation de la densité urbaine dans les zones bâties à faible densité ; l'indice I de Moran a montré une nette expansion de la zone urbaine centrale, qui s'est étendue de manière contiguë ; et l'ellipse déviationnelle standard a indiqué que le nord-est était la direction dominante de l'expansion urbaine. Ces résultats peuvent fournir des lignes directrices importantes en matière de contrôle spatial lors de la prochaine phase de planification du développement économique et social national, de planification urbaine et rurale globale et d'aménagement du territoire.

Translated Description (Spanish)

El cambio de superficie impermeable (Isa) puede revelar efectivamente el proceso gradual de urbanización y actuar como un índice clave para monitorear la expansión urbana. Experimentando un rápido crecimiento del entorno construido en la década de 2000, la expansión urbana de Beijing no se ha caracterizado completamente a través de la ISA. En este estudio, se obtuvieron imágenes Landsat TM de Pekín en 2001 y 2009, y se analizó el proceso de expansión urbana de ocho años en Pekín utilizando el ISA extraído mediante el modelo vegetación-superficie impermeable (V-I-S). A partir de la variación espacial en ISA, la estructura de anillo de expansión urbana en Beijing fue significativa durante el período de estudio, con disminución de la densidad urbana desde el centro de la ciudad hasta la periferia. En el análisis de la carretera de circunvalación, los cambios más dramáticos de ISA se encontraron entre el quinto anillo y el sexto anillo. Esta zona ha experimentado el desarrollo residencial más nuevo, y actualmente es la principal fuente de expansión urbana. Las líneas de perfil típicas revelaron las características direccionales de la expansión urbana. El perfil este-oeste fue el eje más urbanizado en Beijing, mientras que el cambio de ISA en el perfil este-norte fue más significativo que en los otros cinco perfiles. Además, la matriz de transición de los niveles de ISA reveló un aumento en la densidad urbana en las áreas construidas de baja densidad; el índice I de Moran mostró una clara expansión del área urbana central, que se extendió de forma contigua; y la elipse de desviación estándar indicó que el noreste era la dirección dominante de la expansión urbana. Estos hallazgos pueden proporcionar importantes directrices de control espacial en la próxima ronda de planificación del desarrollo económico y social nacional, planificación urbana y rural general y planificación del uso de la tierra.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
استخدام الأسطح غير المنفذة للكشف عن التوسع الحضري في بكين الصينية في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين
Translated title (French)
Utilisation de surfaces imperméables pour détecter l'expansion urbaine à Pékin en Chine dans les années 2000
Translated title (Spanish)
Uso de superficies impermeables para detectar la expansión urbana en Pekín de China en la década de 2000

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2318689352
DOI
10.1007/s11769-016-0802-5

Is supplement to
https://openalex.org/W4386288289 (Other)
https://openalex.org/W4383346259 (Other)
https://openalex.org/W4206414959 (Other)
https://openalex.org/W4205603439 (Other)
https://openalex.org/W2782286280 (Other)
https://openalex.org/W2371213369 (Other)
https://openalex.org/W2352084456 (Other)
https://openalex.org/W2186356874 (Other)
https://openalex.org/W2004666797 (Other)
https://openalex.org/W1974787866 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W140196858
  • https://openalex.org/W1972129788
  • https://openalex.org/W1988797124
  • https://openalex.org/W1993018495
  • https://openalex.org/W1994832724
  • https://openalex.org/W2003742652
  • https://openalex.org/W2010797227
  • https://openalex.org/W2011883278
  • https://openalex.org/W2015139263
  • https://openalex.org/W2026332487
  • https://openalex.org/W2029759810
  • https://openalex.org/W2049827513
  • https://openalex.org/W2050321887
  • https://openalex.org/W2054116204
  • https://openalex.org/W2054521884
  • https://openalex.org/W2070120612
  • https://openalex.org/W2077065917
  • https://openalex.org/W2078696375
  • https://openalex.org/W2078771910
  • https://openalex.org/W2080116978
  • https://openalex.org/W2087683803
  • https://openalex.org/W2093661729
  • https://openalex.org/W2101214106
  • https://openalex.org/W2101241263
  • https://openalex.org/W2105428530
  • https://openalex.org/W2128891479
  • https://openalex.org/W2144356599
  • https://openalex.org/W2158550732
  • https://openalex.org/W2159515066
  • https://openalex.org/W2169412215
  • https://openalex.org/W4210628276
  • https://openalex.org/W4236060337
  • https://openalex.org/W4251946279