科学技术中国科学院遥感与数字地球研究所.docx
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科学技术中国科学院遥感与数字地球研究所
2018年高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）推荐项目公示
一、项目名称
城市群空间多尺度集约利用决策关键技术及应用
二、完成单位
新疆大学，中国科学院地理科学与资源研究所，东南大学，中国城市规划设计研究院，武汉理工大学，中国科学院遥感与数字地球研究所
三、主要完成人
方创琳，杨俊宴，张兵，周艺，黄解军，匡文慧，李广东，陈睿，黄金川，王振波，鲍超，马海涛，何伦志，张蔷，曹俊
四、项目简介
本项目针对我国城市群在成长过程中出现的宏观尺度空间布局无序、中观尺度空间功能混乱、微观尺度空间利用品质低下、各自为政导致土地资源浪费严重等现实问题，发现缺乏将城市群多尺度空间贯通起来融为一体集约利用的传导决策技术手段，该项目以国家科技支撑计划重点项目、国家社会科学基金重大项目等7个项目为依托，将地理学（宏观）、城乡规划学（中观）、建筑学（微观）三大不同空间研究尺度的学科理论与方法有机融合起来，通过12年理论研究与实践探索，在城市群空间多尺度集约利用传导理论与决策关键技术方面取得了重大突破，为建设紧凑型和精明增长型城市群提供了全面的技术解决方案，并在实践中得到成功应用，解决了我国城市群空间集约利用效率低下的现实问题和空间集约利用传导决策的技术难题。
填补了城市群空间多尺度集约利用与优化决策的理论和技术空白。
（一）主要创新点。
（1）原创性地提出了城市群空间多尺度集约利用存在着正向传导规律，创建了城市群空间多尺度集约利用传导理论与布局优化决策方法；
（2）开发了宏观尺度的城市群空间集约拓展与布局仿真决策关键技术，解决了城市群空间范围界定与集约利用布局优化的技术难题；（3）构建了中观尺度的城市空间功能识别与集约利用决策关键技术，解决了城市空间功能精准识别与集约利用的技术难题；（4）研制了微观尺度的城市中心区空间集约优化与品质提升关键技术，解决了城市中心区空间集约利用品质提升的技术难题。
（二）主要支持成果。
围绕该项目研究，获国家授权发明专利19项（其中国际PCT发明专利鉴定1项），实用新型专利2项，申请发明专利23项，获计算机软件著作权36项，出版著作10部，发表论文171篇，其中SCI收录45篇，EI收录43篇，论文被下载41.48万次，被引用1.49万次。
这些技术先后在京津冀、长三角、珠三角、长江中游、成渝、山东半岛、关中、天山北坡等8个典型城市群和深圳、广州、杭州等30多个典型城市及城市中心区空间集约利用中得到了成功应用。
被中央办公厅、国务院办公厅采用建议报告26份，其中14份被中央总书记、总理、副总理等党和国家领导人批示，通过应用累计新增产值55.44亿元，新增利税14.01亿元，通过技术支撑和规划实施给地方带来经济效益960.6亿元，应用成效显著，推广前景广阔。
对推动不同空间尺度的城市与城市群建设，合理划定城市与城市群空间增长边界，提高城市空间集约利用效率，对贯彻落实《国家新型城镇化规划（2014-2020）》和国家“十三五”规划纲要发挥了重要的理论指导与技术支撑作用。
五、主要完成单位及创新推广贡献
（一）新疆大学：
针对我国城市群地区快速城镇化进程带来的不同空间尺度城市空间拓展无序失衡失控与空间集约利用效率低下等现实问题，以国家科技支撑计划重点项目、重点项目课题和国家自然科学基金项目等7个项目为依托，负责组织单位专家通过近12年研发与实践研究，原创性地系统构建了城市群空间多尺度集约利用理论与梯级传导优化决策方法，填补了国内城市群空间多尺度集约利用的理论空白；并在新疆天山北坡城市群、乌鲁木齐、克拉玛依、哈密市、塔城市成功示范应用。
围绕本项目研究，先后出版学术著作3部，发表学术论文65篇，其中SCI收录25篇，EI收录13篇，开发计算机软件12项，申报国家发明专利10项，被中央办公厅和国务院办公厅采用的重要建议报告10份，其中6份得到了中央总书记、总理等党和国家领导人批示，对推动不同空间尺度的城市群建设，合理划定城市与城市群空间增长边界，提高城市空间集约利用效率，对贯彻落实《国家新型城镇化规划（2014-2020）》和国家“十三五”规划纲要发挥了重要的理论指导与技术支撑作用。
（二）中国科学院地理科学与资源研究所：
本项目针对我国多尺度城市空间存在的单尺度优化、多尺度不优化、单尺度集约而多尺度不集约的技术难题，通过近12年的联合研发与实践研究，原创性地系统构建了城市群空间多尺度集约利用传导理论与梯级传导优化决策方法；从宏观的城市群尺度和中观的城市尺度，首次研制了宏观尺度的城市群“四度”空间集约拓展与仿真模拟关键技术，创建了中观尺度的城市“三生”空间集约布局与动态决策关键技术。
为建设紧凑型和精明增长型城市及城市群提供了全面的技术解决方案，填补了国内城市群空间多尺度集约利用及梯级优化决策的理论与技术空白。
围绕本项目研究，先后出版学术著作4部，发表学术论文60篇，其中SCI收录30篇，EI收录11篇，开发计算机软件15项，获得国家发明专利3项，申报国家发明专利7项，获得中科院科技促进发展奖、中国产学研合作创新成果一等奖、国家哲学社会科学优秀成果最高奖等，被中央办公厅和国务院办公厅采用的重要建议报告16份，其中8份得到了中央总书记、总理等党和国家领导人批示，本项目相关研究成果在京津冀城市群等5个典型城市群地区和杭州、大庆、威海、烟台、珲春、鄂州、宜昌、梅州、顺义、克拉玛依、新余、长春、乌鲁木齐等50多个典型城市得到了成功示范应用，累计新增产值55.44亿元，累计新增利税14.01亿元，累计通过招商引资给地方带来的经济效益高达960.6亿元，取得了非常显著的应用示范成效。
（三）东南大学：
本单位重点负责组织开展了微观尺度的城市中心区空间集约利用的研究，首次研制了城市中心区“四核”空间逐级联动与集约优化关键技术。
创建了城市中心区单核-圈核-轴核-极核结构演替阶段测度识别与集约发展决策支持系统关键技术，创建了城市中心区功能集约利用及其品质分析的关键技术，创建了城市中心区空间逐级联动布局分析与集约优化支持系统关键技术。
以本单位为第一完成单位获得国际PCT发明专利鉴定1项，发明专利12项（其中授权5项，申请中7项），论文10篇，获得各类奖励5项（以上成果均为第一排名）。
研究成果填补了国内在微观尺度的城市中心区空间集约利用及布局优化决策方面的理论和技术空白。
（四）中国城市规划设计研究院：
本单位重点从宏观尺度的城市群空间集约拓展技术入手，以国家科技支撑计划重点项目课题为依托，系统研究了中国城市群形成机制和空间发展规律，研制了城市群空间动态模拟预测、预景和监控等技术，制定了符合中国特色的城市群规划技术体系及编制技术指南，负责编制完成长江三角洲城市群总体规划等，取得了非常显著的示范应用成效，组织编制完成《城市群规划编制技术规程》。
为我国城市群空间发展的理论和规划体系的建立提供了有力的研究基础和技术支撑。
围绕这一研究，发表学术论文15篇，出版著作2部，获得华夏建设科学技术奖一等奖3项，获得全国优秀城市规划设计奖21项（其中特等奖1项，一等奖4项，二等奖12项）。
（五）武汉理工大学：
本单位主要协调第一完成单位开展了城市群经济社会发展综合实力评估、城市群经济社会发展趋势的动态模拟、基于GIS和群体智能的城市群综合发展趋势的动态预测研究。
以城市集约拓展的核心要素“土地利用变化”为研究主线，引入分形理论、蒙特卡罗方法和群体智能优化技术，创建了基于概率网络模型的城市土地利用变化知识表达模型，创建了城市土地利用景观格局本征尺度的计算方法，提出和研制了城市土地利用变化动态模拟与预测方法模型，为城市土地资源集约利用和规划管理提供了科学的决策依据。
围绕这些研究，获得授权国家发明专利5项，申报发明专利3项，开发计算机软件6项，获得国家计算机软件著作权登记证书。
发表学术论文20篇，其中SCI收录2篇，EI收录6篇。
（六）中国科学院遥感与数字地球研究所：
本单位主要协调第一完成单位开展了城市群空间拓展的遥感识别分析研究，从城市群和国家主体功能区角度，重点采用高分辨率智能遥感技术和GIS技术方法，揭示了城市空间和主体功能区的空间信息提取、挖掘、功能识别和监测预警机理，合作研发了中观尺度的城市空间功能识别与集约优化关键技术，对创新点3做出了部分创新性贡献，获得授权国家发明专利5项，实用新型专利2项，开发计算机软件8项，获得国家计算机软件著作权登记证书。
发表论文22篇，其中SCI收录12篇，EI收录6篇。
六、推广应用情况
本成果的相关内容被中央办公厅、国务院办公厅采用26份，被中央总书记、总理、副总理等实质性批示14份，被吉林省和江苏省人民政府采用各1次，被国家重大规划采用5份，提出的城市群“5+9+6”的空间组织格局被《国家“十三五”规划纲要》全图采用，对全国城市群发展做出了重要的决策支持贡献。
成果先后在京津冀、长三角、珠三角、长江中游、成渝、山东半岛、关中、天山北坡等8个国家级城市群和深圳、杭州、大庆、南通、威海等30多个典型城市成功应用。
累计新增产值55.44亿元，新增利税14.01亿元，累计通过技术支撑和规划实施给地方带来经济效益960.6亿元，取得了非常显著的应用成效。
2017年度获得了中国产业研合作创新成果一等奖。
六、曾获科技奖励情况
获奖项目名称
获奖时间
奖项名称
奖励等级
授奖部门（单位）
城市群空间扩展的关键技术研究
2015年
华夏建设科学技术奖
一等奖
华夏建设科学技术奖励委员会
城市群与城市空间集约利用传导决策支持关键技术及应用
2017年
中国产学研合作创新成果奖
一等奖
中国产学研合作促进会
中国新型城镇化的合理格局与决策支持示范应用
2016年
中国科学院科技促进发展奖
一等奖
中国科学院
中国城市发展空间格局优化理论与方法
2015年
国家哲学社会科学优秀成果最高奖文库奖
最高奖
国家哲学社会科学规划领导小组
中国城市空间格局优化关键技术及应用
2016年
华夏建设科学技术奖
二等奖
华夏建设科学技术奖励委员会
大运河遗产地历史城镇的整体保护
2016年
华夏建设科学技术奖
二等奖
华夏建设科学技术奖励委员会
城市高精度时空信息获取关键技术及应用示范
2016年
国家测绘科技技术进步奖
二等奖
中国地理信息系统协会
北川县历史文化名称保护规划
2009年
全国优秀城乡规划设计奖
一等奖
中国城市规划协会
大运河历史遗产保护规划
2011年
全国优秀城乡规划设计奖
一等奖
中国城市规划协会
太原市历史文化名城保护规划
2011年
全国优秀城乡规划设计奖
一等奖
中国城市规划协会
广州市城市发展概念规划
2004年
全国优秀城乡规划设计奖
二等奖
中国城市规划协会
郑州市城市总体规划
2011年
全国优秀城乡规划设计奖
二等奖
中国城市规划协会
武汉城市发展战略规划
2005年
建设部优秀城乡规划设计奖
二等奖
国家建设部
通州区西集镇域规划
2008年
北京市优秀村镇规划设计奖
二等奖
北京市规划委员会
南通城市空间特色规划
2013年
江苏省城乡建设系统优秀勘探设计奖
二等奖
江苏省住房与城乡建设厅
南通“通津九脉”特色空间城市设计
2013年
教育部优秀规划设计奖
三等奖
教育部
广州市和平中历史文化保护区保护规划
2013年
教育部优秀规划设计奖
三等奖
教育部
郑州贾鲁河沿岸城市设计
2016年
第十届江苏省土木建筑学会建筑创作奖
一等奖
江苏省土木建筑学会
东海特色硅产业与产业集群研究
2012年
江苏连云港市科技进步奖
二等奖
江苏省连云港市人民政府
中国新型城镇化发展报告
2015年
钱学森城市学金奖
优秀奖
钱学森城市学金奖评选委员会
中国城市一体化地区形成机制、空间格局与模式
2015年
2015年度金经昌中国城市规划优秀论文奖
提名奖
金经昌城市规划教育基金会，中国城市规划学会
武汉城市群空间整合与产业合理化组织（编号:
E310200802017）
2009年
《领跑者5000》中国精品科技期刊顶尖学术论文奖
顶尖学术论文奖
中国科学技术信息研究所
中国城市群形成发育的驱动力研究（编号（5318）:
E310201102013）
2013年
《领跑者5000》中国精品科技期刊顶尖学术论文奖
顶尖学术论文奖
中国科学技术信息研究所
城市群空间范围识别基本标准的研究进展与基本判断（编号V028*********）
2015年
《领跑者5000》中国精品科技期刊顶尖学术论文奖
顶尖学术论文奖
中国科学技术信息研究所
中国城市化发展质量的综合测度与提升路径（编号（5318）:
E310201111001）
2015年
《领跑者5000》中国精品科技期刊顶尖学术论文奖
顶尖学术论文奖
中国科学技术信息研究所
七、主要知识产权证明目录
知识产权类别
知识产权具体名称
授权号
证书编号
国家发明专利
一种城市空间功能识别的技术方法
ZL201310413857.1
2545394
国家发明专利
一种土地利用空间规划预测与模拟空间尺度转换方法
ZL201110376732.7
1839216
国家发明专利
一种城市中心区道路利用效率的评价及应用方法
ZL201310091582.4
2163455
国家发明专利
一种高分辨率遥感的多功能城市用地空间信息生成方法
ZL201110376725.7
1222689
国家发明专利
基于纸质平面数据的城市三维空间矢量建模方法
ZL201410310251.X
2387664
国家发明专利
一种城市近地面层热环境多点即时取样测量方法
ZL201610078192.7
2752171
国家发明专利
一种城市风环境数字地图制作及显示方法
ZL201610078530.7
2916499
国家发明专利
一种城市风环境多点取样的辅助测量设备及测量方法
ZL20161007789.7
2867325
国家发明专利
基于纹理与植被指数的撂荒地遥感识别方法
ZL201310000871.9
2369851
国际PCT专利
一种基于天空可视域评价的开放空间周边建筑形态优化控制方法
PCT/CN2016/081023
国家发明专利
一种考虑整体度量的实测光谱曲线中异常光谱的剔除方法
ZL2014102640873
2021758
国家发明专利
基于支持向量机模型的实测光谱曲线中异常光谱剔除方法
ZL201410264086.9
2581070
国家发明专利
森林草原火灾遥感监测预警方法
ZL200910223503.4
1292622
国家发明专利
多曝光量智能遥感数据的积雪提取方法和系统
ZL201310597763.4
2191090
国家发明专利
基于分段协同模型的水体叶绿素a浓度遥感监测方法
ZL200910000450.X
968779
国家发明专利
基于纹理特征空间的震损建筑遥感快速提取技术
ZL201010511037.2
1385773
实用新型专利
便携式撂荒地野外监测仪
ZL2010020586819.8
1805054
实用新型专利
水环境野外综合采样分析仪
ZL200920000350.2
1326973
软件著作权
中国城镇化研究数据库系统V1.0
2009SR054134
软著登字第0181133号
软件著作权
城市群城镇化研究数据库管理系统V1.0
2016SR033268
软著登字第1211885号
软件著作权
中国城市群空间范围动态识别系统V1.0
2015SR126173
软著登字第1012356号
软件著作权
中国城市群等级类型集成划分系统V1.0
2015SR125270
软著登字第1023159号
软件著作权
中国城市群空间扩展的生态功能区划系统V1.0
2010SR056706
软著登字第0244979号
软件著作权
中国城市群可持续发展仿真模拟系统V1.0
2010SR056704
软著登字第0244977号
软件著作权
中国城镇群发展质量评价提升系统V1.0
2016SR014895
软著登字第1193512号
软件著作权
京津冀城市群区域航空业务分析系统V1.0
2013SR029915
软著登字第0535677号
软件著作权
城市化与生态环境交互耦合机理动态模拟系统V1.0
2011SR049933
软著登字第0194985号
软件著作权
中国创新型城市综合评估监测系统V1.0
2011SR082055
软著登字第0345279号
软件著作权
村镇区域集约发展空间识别系统V1.0
2013SR057812
软著登字第0653574号
软件著作权
村镇区域集约发展功能分解系统V1.0
2013SR109936
软著登字第0615698号
软件著作权
中国城市脆弱性综合评估系统V1.0
2014SR174953
软著登字第0844188号
软件著作权
中国城市发展质量三维测度系统V1.0
2014SR205602
软著登字第0874834号
软件著作权
中国城市发展格局合理性综合诊断系统V1.0
2015SR005051
软著登字第0892133号
软件著作权
中国城市发展空间格局情景分析与模拟系统V1.0
2015SR053172
软著登字第0940258号
软件著作权
村镇区域集约发展决策支持系统V1.0
2015SR176732
软著登字第1063818号
软件著作权
京津冀城市群空间演化分析与情景预测系统V1.0
2015SR149311
软著登字第1036397号
软件著作权
基于WebGIS的网络学习系统V1.0
2014SR016816
软著登字第0686060号
软件著作权
地理矢量数据渲染引擎系统V1.0
2014SR076986
软著登字第0746230号
软件著作权
生态环境及旅游适宜度评价系统V1.0
2012SR012840
软著登字第0380876号
软件著作权
国家主体功能区功能要素提取系统V1.0
2013SR061336
软著登字第0567098号
软件著作权
国家主体功能区遥感监测与评价系统V1.0
2011SR101044
软著登字第0364718号
软件著作权
巨灾链灾害遥感一体化快速处理与分析系统V1.0
2010SR063765
软著登字第0252538号
软件著作权
小卫星智能观测数据增值产品处理平台软件V1.0
2013SR089295
软著登字第0595057号
软件著作权
小卫星智能观测数据增值产品分发与服务系统V1.0
2013SR089324
软著登字第0595086号
八、主要完成人情况表
序号
姓名
技术职称
工作单位
对成果创造性贡献
1
方创琳
研究员
新疆大学
中国科学院地理科学与资源研究所
是本成果的第一完成人，对创新点1、创新点2、创新点3做出了创新性贡献。
创建了城市群空间多尺度集约利用传导理论与优化决策方法；研制了城市群空间集约拓展仿真模拟关键技术，提出了中国城市群空间组织新格局，创建了城市空间功能识别关键技术。
获授权国家发明专利1项，计算机软件著作权23项，主编出版著作5部，发表论文56篇，其中SCI收录25篇，被中央办公厅和国务院办公厅采用的重要报告26份，其中14份得到了中央总书记、总理等批示，获一等奖5项。
对推动我国城市群建设，优化国土空间格局做出了重要贡献。
2
杨俊宴
教授
东南大学
本项目的第2完成人，对创新点1，4做出了创新性贡献。
首次研制了微观尺度的城市中心区“四核”空间集约优化与品质提升关键技术。
创建了城市中心区单核-圈核-轴核-极核结构演替阶段测度识别与集约发展决策支持系统关键技术、城市中心区功能集约利用及其品质分析的关键技术、城市中心区空间逐级联动布局分析与集约优化支持系统关键技术。
获国际PCT发明专利鉴定1项，获得授权国家发明专利5项，发表论文10篇，获中国产学研合作创新成果一等奖等5项奖励。
3
张兵
教授级高级城市规划师
中国城市规划设计研究院
本成果的第3完成人。
对创新点2做出了部分创新性贡献。
在国家科技支撑计划重点项目支持下，从宏观尺度的城市群空间集约拓展技术入手，系统研究了中国城市群形成机制和空间规律，研制了城市群空间动态模拟预测、预景和监控等技术，制定了符合中国特色的城市群规划技术体系及编制技术指南，负责编制完成长江三角洲城市群总体规划（2007-2020）等，成果由商务印书馆出版，为我国城市群空间发展理论和规划体系建立提供了有力的研究基础和技术支撑。
获2015年度建设部华夏建设科学技术奖一等奖（2015年，2015-1-03-2，第1），2017年中国产学研合作创新成果一等奖（20179007，2017,第3）。
4
周艺
研究员
中国科学院遥感与数字地球研究所
本成果的第4完成人。
对创新点3做出了部分创新性贡献。
从城市群和国家主体功能区角度，重点采用高分辨率智能遥感技术和GIS技术方法，揭示了城市空间和主体功能区的空间信息提取、挖掘、功能识别和监测预警机理，合作研发了中观尺度的城市空间功能识别与集约优化关键技术，获得授权国家发明专利7项，实用新型专利2项，计算机软件著作权10项，发表学术论文32篇。
5
黄解军
教授
武汉理工大学
对创新点3做出了部分创新性贡献。
从中观尺度的城市空间，重点采用遥感和GIS技术方法，创建了中观尺度的城市土地利用变化模拟方法，土地利用变化的知识表示动态框架模型和城市土地利用景观格局本征观测尺度的获取方法，合作研发了中观尺度的城市空间功能识别与集约优化关键技术，获得授权国家发明专利5项，计算机软件著作权6项，发表学术论文20篇，其中SCI收录2篇，EI收录6篇。
6
匡文慧
副研究员
中国科学院地理科学与资源研究所
对创新点3做出了部分创新性贡献。
在城市群和城市尺度，构建了城市土地利用/覆盖变化以及内部不透水地表、绿地等组分多尺度遥感监测技术体系，分析了京津冀城市群城市不透水地表时空变化格局及流域生态环境影响特征，揭示了城市建成区、功能区与不透水地表、绿地不同等级尺度与地表温度、辐射和热通量各因子相互作用机理，成果在城市规划、气象部门和环境部门广泛应用。
发表论文12篇，获授权国家发明专利2项，计算机软件2项，获国家测绘科技技术进步二等奖（2016-01-02-16，2016，第1）。
7
李广东
副研究员
中国科学院地理科学与资源研究所
对创新点2、创新点3的部分内容做出了创新性贡献。
参与研制了城市群“四度”空间集约拓展与仿真模拟关键技术，城市生态-生产-生活空间识别技术和城市集约发展决策支持系统技术等，参与开发完成计算机软件3项，合作获得授权国家发明专利1项，参编出版著作2部，发表论文16篇，获建设部华夏建设科学技术二等奖（（2016-2-2401，2016年,排第10）、中国产学研合作创新成果一等奖（20179007，2017,第7）
8
陈睿
教授级高级城市规划师
中国城市规划设计研究院
对创新点2的部分内容做出了创新性贡献。
在国家科技支撑项目科技支撑计划重点项目的支持下，参与研究了中国城市群形成机制和空间发展规律，参与研制了城市群空间动态模拟预测、预警和监控等技术，参与制定了符合中国特色的城市群规划技术体系及编制技术指南，参与编制完成长江三角洲城市群总体规划等，参与
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