如何量化城市空间的层级性

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首先以城市总体规划为例,先对城市在国内、省内、所属经济区中所承担的功能和所处的地位进行分析。然后对全市域范围内进行经济、社会、资源、环境等项进行预测,并提出发展目标和策略。最后具体到城市中心区的用地布局、道路交通、公共服务设施和基础设施等各项的研究,并提出具体要求。

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城市空间扩张的测度指标

珠三角典型地区城市扩张测度及驱动机制分析

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摘 要

该文以东莞市为例,针对其缺乏较长跨度、较为系统的城市扩张问题,提出了用多期TM 和SPOT 遥感影像监测和分析1988—2013年城市扩张的动态变化和扩张强度。该文采用相关性检验和主成分分析等方法建立逐步回归模型,对城市扩张进行了驱动机制分析。研究表明,所提方法定量分析了城市扩张的数量变化、扩张强度和4个不同阶段,研究成果可以为土地资源管理和城市规划提供科学参考。

引用格式

引用格式:徐启恒,黄滢冰. 珠三角典型地区城市扩张测度及驱动机制分析[J]. 测绘科学,2018,43(1):45-53.

正文

城市扩张是城市化在空间上的显著特征之一。1990—2010年间,中国建设用地增长了2 倍多[1],永城和慈溪等一些中小城市更是扩张20倍以上。东莞市建成区也在此期间增加了1047.63km2[1]。随着建设用地空间的不断扩张,城市扩张直接表现为大量耕地被占用, 用地矛盾异常突出,直接威胁农业的可持续发展和生态环境。因而,对城市扩张的研究, 有助于合理把握其扩张规律及驱动机制, 优化城市空间结构,提高城市品质。

自20世纪70年代开始,遥感和GIS技术的发展为城市动态监测的定性、定量分析提供了丰富的信息。在国外,文献[2]对1992—2001年间美国五大湖的生态环境变化景象进行了遥感动态监测。文献[3]利用高光谱遥感影像基于面向对象研究了植被制图分割尺度。文献[4] 利用遥感技术对城市设施和社会属性进行了动态监测。文献[5]利用QuickBird遥感影像对灌木丛的发展速度进行了动态监测, 并取得较好效果。在国内, 文献[6-7]根据土地利用特征对城市扩张的空间模式给出了不同概况, 如紧凑型、外延型、廊道型和蔓延型。基于不同模型对城市扩张进行模拟预警[8-11]和结合区位、人口、经济、社会及交通等因素对城市扩张进行驱动力的研究[12-15]均取得较好的应用。在针对东莞城市扩张的相关研究中, 文献[16-17]在1997 年和1999 年利用遥感和GIS对东莞市农田流失状况进行监测和定量评价, 分析了农田流失对农业的影响。文献[18] 在1997年利用遥感技术监测了该区城市扩张的过程。文献[19]于2005年基于神经网络的CA 模型模拟了该区土地利用动态变化过程。文献[20] 于2007年以该区的樟木头镇为例,利用多智能体和元胞自动机结合模拟了城市扩张过程, 取得了良好的模拟效果。文献[21] 于2012 年研究了东莞市1988—2005年的土地利用变化特征及驱动因素,反映出城镇用地快速扩张是该地区土地利用变化的主要特征,经济发展和人口增长是其主要驱动因素。

较之以往的相关研究, 本文有如下特点。①更有代表性的时间跨度。2008 年以来, 东莞市城市扩张进入新常态期, 扩张速度放缓, 城市更新及新型城镇化工作提上日程。本文针对该区城市扩张的4个完整阶段的特征和强度研究及其驱动力的定量分析, 将为该区科学合理地实施城市总体规划、保护生态资源等提供客观的数据支撑,促进城市土地资源的可持续发展。② 高质量的遥感数据选取。本文根据研究需求, 选择当年分辨率较高的遥感数据源, 即随着美国陆地卫星系列和法国SPOT 卫星系统的技术发展而择优选择。③更为综合的指标和方法选择。根据以往研究,选择研究区有针对性的5 类社会经济指标,共18个因子。通过相关性和主成分分析法剔除非显著性因子,筛选出载荷较大的因子; 再结合单因子与建设用地的拟合关系, 建立逐步回归模型;进而揭示研究区城市扩张最为核心的驱动力。

东莞市位于广东省中南部, 珠江口东岸, 东经113°31′~114°15′,北纬22°39′~23°09′, 属亚热带季风气候。境内以丘陵台地和冲积平原为主,丘陵台地面积和冲积平原面积分别占东莞市面积的44.5%和43.3%,山地仅为6.2%。东莞是重要的交通枢纽和外贸口岸, 毗邻广州和深圳, 是广州和香港间的水陆交通必经之地。自1978 年,该区经济高度增长,GDP由1978 年的6.11 亿元增长到2015 年的6275.06 亿元, 形成了以制造业为主的国际性加工制造业基地和中国重要的外贸出口基地, 是珠江三角洲典型的快速城市化地区。

本文数据源主要包括遥感和非遥感两种数据。遥感数据选择美国陆地卫星LandsatTM 和法国地球观测卫星SPOT 两类数据源。其中,2005 年以前选用的LandsatTM 空间分辨率为30 m;2005—2010 年选用的SPOT5 最高空间分辨率为2.5 m;2013 年SPOT6 最高空间分辨率为1.5 m。选择质量较高的多期影像的同时,其时相也尽可能与社会经济统计数据时间相一致, 以便展开社会经济对城市扩张的驱动机制分析。非遥感数据主要为该区的社会经济统计资料。

本文根据多期土地利用变化的遥感监测成果,定量分析了城市扩张的变化和强度, 选取对应时期的人口因素、产业结构、经济发展水平、居民生活水平及交通发展水平5 类指标共18 个驱动因子,结合相关性检验和主成分分析法筛选出主要的城市扩张驱动因子。通过逐步回归模型, 揭示了地方财政收入是该区城市扩张的最核心社会经济动力。

结果表明, 东莞建设用地1988 年以年均45.26km2的速度扩张,其中1988—1993年最为显著,2013年已逼近全市总面积的50%。自2008年以来,该区城市扩张进入新常态下的扩张趋缓期,该时期优化城市空间结构、节约和集约用地的诉求和趋势更加明显, 因而也亟须加快城市更新研究,从而促进城市建设用地从微增长到0增长的过渡,保障城市生态系统安全。

城市扩张的驱动因素涉及人口、经济、产业、居民生活水平及交通发展等多个方面, 是多种因素、多重因子综合影响的结果。交通的发展和城市扩张存在相互促进的显著关系, 职工工资水平、GDP、人均GDP 及户籍非农人口等是影响城市扩张的重要因子, 而地方财政收入对该区城市扩张具有最强解释力。地方财政收入通过加大交通基础设施投入和提高居民生活水平(尤其是户籍非农人群生活水平)促进房地产业、购物娱乐设施的发展, 加之人口增长进一步需求更多的生活空间(如居住用地、生活用地及公共设施), 使得城市以乡镇为种子或沿交通等呈辐射式和带状扩张。

2018年(第43卷)第1期

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编辑:邓国臣 dc_217@126.com

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