閆政新

(遼寧省自然資源事務(wù)服務(wù)中心 遼寧省基礎(chǔ)測繪院, 遼寧 錦州 121000)

0 引言

近年來,我國城市化發(fā)展迅猛,城市化水平日趨增長,監(jiān)測城市化進(jìn)程成為當(dāng)下研究的熱點(diǎn)話題。目前,已有大量的研究人員對(duì)建成區(qū)進(jìn)行分析和監(jiān)測。王小攀等研究重慶兩江新區(qū)建成區(qū)擴(kuò)張速率呈“先快速后平穩(wěn)”的趨勢。并強(qiáng)調(diào)新區(qū)人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)增長與建成區(qū)的擴(kuò)展趨勢基本保持一致,三者具有較強(qiáng)的相關(guān)性[1]。徐杰佳[2]等利用夜間燈光數(shù)據(jù)提取得到東北三省的城市建成區(qū),計(jì)算各省及整體燈光重心位置,推斷非資源型城市與資源型城市的發(fā)展差距逐步加大,且資源型城市整體發(fā)展較為緩慢。夏陽[3]等分析了德城區(qū)近20年城市用地的時(shí)空變化特征,并結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù),對(duì)研究區(qū)建成區(qū)的擴(kuò)展變化及驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行了分析,說明政策因素對(duì)城市時(shí)空形態(tài)的演變具有決定性作用。張楠楠[4]對(duì)東北地區(qū)某城市的建成區(qū)空間形態(tài)、空間重心指數(shù)、空間緊湊度指數(shù)、空間形狀分形維數(shù)以及建成區(qū)擴(kuò)張彈性系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算和分析,從地理信息角度對(duì)建成區(qū)空間形態(tài)及擴(kuò)張方面做出綜合分析和評(píng)價(jià)。李敏敏[5]等研究麗江市空間擴(kuò)展與外部形態(tài)演變過程中,對(duì)建成區(qū)外部形態(tài)緊湊度指數(shù)和邊界維數(shù)等進(jìn)行詳細(xì)說明。王斐[6]運(yùn)用質(zhì)心轉(zhuǎn)移、等扇分析法、移動(dòng)窗口法對(duì)大理城市形態(tài)結(jié)構(gòu)演變的動(dòng)態(tài)過程以及內(nèi)在機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)性分析。大量的研究表明,對(duì)建成區(qū)空間形態(tài)及擴(kuò)張進(jìn)行研究,有利于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和文化的軟性規(guī)劃,同時(shí)也是新區(qū)規(guī)劃發(fā)展的必然選擇。

1 研究區(qū)概況

金普新區(qū)位于遼寧省大連市中南部,新區(qū)三面環(huán)海,生態(tài)環(huán)境優(yōu)美。范圍包括金州新區(qū)、普灣新區(qū)和保稅區(qū)3部分,下轄31個(gè)街道[7]。目前,金普新區(qū)主要圍繞發(fā)展綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力、輻射帶動(dòng)能力、在國內(nèi)外影響力,進(jìn)一步完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)集群國際競爭力顯著增強(qiáng),生態(tài)文明建設(shè)取得新進(jìn)展。金普新區(qū)作為第10個(gè)國家級(jí)新區(qū),圍繞“一地一極三區(qū)兩中心”戰(zhàn)略定位,營造和諧穩(wěn)定社會(huì)環(huán)境[8]。因此,對(duì)該區(qū)域建成區(qū)進(jìn)行研究,有利于新區(qū)統(tǒng)籌發(fā)展,實(shí)現(xiàn)“十三五”規(guī)劃順利開展。

2 研究內(nèi)容

2.1 建成區(qū)重心指數(shù)

建成區(qū)空間重心指數(shù)是描述建成區(qū)空間分布的一個(gè)重要指標(biāo)。它是建成區(qū)保持均勻分布的平衡點(diǎn),可通過對(duì)金普新區(qū)建成區(qū)地塊的幾何中心坐標(biāo)值加權(quán)平均求得。計(jì)算公式是:

(1)

(2)

式(1)、式(2)中,Xt、Yt分別為t時(shí)間建成區(qū)重心坐標(biāo)；Xi、Yi為第i個(gè)建成區(qū)地塊的幾何中心坐標(biāo)；Cti為第i個(gè)地塊面積[4]。

2.2 建成區(qū)擴(kuò)展強(qiáng)度

根據(jù)多個(gè)時(shí)期的重心變化,統(tǒng)計(jì)金普新區(qū)建成區(qū)在東、東南、南、西南、西、西北、北和東北八個(gè)方向的空間發(fā)展趨勢,分析建成區(qū)擴(kuò)張強(qiáng)度。利用函數(shù)關(guān)系統(tǒng)計(jì)不同方向的變化速率并分析建成區(qū)發(fā)生變化的主要原因。具體統(tǒng)計(jì)指標(biāo)如表1所示[9]。

表1 金普新區(qū)建成區(qū)8個(gè)方向具體統(tǒng)計(jì)指標(biāo)

2.3 建成區(qū)范圍內(nèi)各地表覆蓋類型相對(duì)變化率

相對(duì)變化率R是反映地表覆蓋類型變化的有效方法,計(jì)算公式如下:

(3)

或

(4)

式(3)、式(4)中,Ka為某區(qū)域內(nèi)某一特定地表覆蓋類型研究初期的面積;Kb為某區(qū)域內(nèi)某一特定地表覆蓋類型研究末期的面積;Ca為全研究區(qū)域某地表覆蓋類型研究初期的面積;Cb為全研究區(qū)域某地表覆蓋類型研究末期的面積。如果R>1,則表示該區(qū)域這種地表覆蓋類型變化較全區(qū)域大[10]。

3 試驗(yàn)結(jié)果

3.1 建成區(qū)重心指數(shù)變化

建成區(qū)占據(jù)著一定的地表空間,并在各種自然、人為因素的制約和影響下,形成一定的用地輪廓形態(tài)。目前,金普新區(qū)建成區(qū)空間形態(tài)模式為組團(tuán)型,共包括五部分,分別為:金州新區(qū)建成區(qū)、普灣新區(qū)建成區(qū)、金石灘建成區(qū)、炮臺(tái)建成區(qū)和二十里堡建成區(qū)。通過計(jì)算統(tǒng)計(jì)出金普新區(qū)五個(gè)建成區(qū)的中心坐標(biāo)變化情況如表2所示，空間重心變化如表3所示。

表2 2013—2018年金普新區(qū)五個(gè)建成區(qū)的中心變化情況

表3 2013年-2018年金普新區(qū)空間重心變化變化情況

通過計(jì)算2013—2018年金普新區(qū)建成區(qū)重心指數(shù)可以看出,普灣新區(qū)在2013年至2016年的坐標(biāo)變化較其他建成區(qū)變化明顯,但從整體來看,新區(qū)建成區(qū)重心坐標(biāo)變化不大。其中2013—2017年,建成區(qū)重心向東北方向不斷轉(zhuǎn)移;2017—2018年,建成區(qū)重心向東南方向有微小轉(zhuǎn)移。綜合2013—2018年建成區(qū)重心指數(shù)數(shù)據(jù)的變化情況,說明新區(qū)建成區(qū)范圍擴(kuò)張,重心指數(shù)不斷變化,目前有向東南方向發(fā)展的趨勢。

3.2 建成區(qū)擴(kuò)展強(qiáng)度

為詳細(xì)分析建成區(qū)的空間擴(kuò)展方向特征,采用扇形分析法,以建成區(qū)幾何中心為原點(diǎn),將建成區(qū)劃分為8個(gè)方位(正東、正南、正西、正北、東北、東南、西北、西南),空間疊加2016年、2017年兩期建成區(qū)范圍,計(jì)算各個(gè)方位上新增或縮減的建成區(qū)面積及其占比,分析建成區(qū)空間變化差異。變化面積越多、占比越大,表示該方位建成區(qū)擴(kuò)展越強(qiáng),則該方位為建成區(qū)擴(kuò)展的主要方向。由于炮臺(tái)建成區(qū)與二十里堡建成區(qū)變化較小,只研究金州新區(qū)建成區(qū)、普灣新區(qū)建成區(qū)、金石灘建成區(qū)的空間擴(kuò)展強(qiáng)度,并通過雷達(dá)圖直觀表達(dá)出各個(gè)方位空間擴(kuò)展的情況。具體統(tǒng)計(jì)情況如圖2所示。

由圖2可以直觀地看出金州新區(qū)建成區(qū)、普灣新區(qū)建成區(qū)和金石灘建成區(qū)的擴(kuò)展方向和程度。其中,金州新區(qū)在正東方向擴(kuò)展最大,正南、西南和正北也有一定程度的擴(kuò)展。普灣新區(qū)在正北方向擴(kuò)展最大,西南和西北方向擴(kuò)展也較大。金石灘建成區(qū)在西北方向擴(kuò)展最大,正北和西南方向也有一定程度的擴(kuò)展。建成區(qū)空間擴(kuò)展趨勢具體情況如表4所示。

表4 2013—2018年金普新區(qū)建成區(qū)空間擴(kuò)展趨勢方向

圖2 不同方位的擴(kuò)展強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)圖

3.3 建成區(qū)內(nèi)地表覆蓋類型相對(duì)變化率

對(duì)金州新區(qū)建成區(qū)范圍內(nèi)的地表覆蓋類型按照種植土地、林草覆蓋、房屋建筑(區(qū))、道路、構(gòu)筑物、人工堆掘地、荒漠與裸露地表、水域的一級(jí)類進(jìn)行分類,統(tǒng)計(jì)2013—2018年的變化情況,并分析各類型在不同方向的相對(duì)變化率,說明各建成區(qū)范圍內(nèi)的土地類型擴(kuò)展在建成區(qū)的空間變化,地表覆蓋類型相對(duì)變化率如表5所示。

表5 2013—2018年金州新區(qū)建成區(qū)地表覆蓋類型相對(duì)變化率 單位：%

4 研究結(jié)論

(1)綜合2013—2018年建成區(qū)重心指數(shù)數(shù)據(jù)的變化情況可知,新區(qū)建成區(qū)范圍不斷擴(kuò)張,重心指數(shù)不斷變化,目前有向東南方向發(fā)展的趨勢,但新區(qū)建成區(qū)重心坐標(biāo)變化不大。

(2)金州新區(qū)建成區(qū)向正東方向擴(kuò)張面積最大,正南、西南和正北也有一定程度的擴(kuò)展。普灣新區(qū)在正北方向擴(kuò)展最大,西南和西北方向擴(kuò)展也較大。金石灘建成區(qū)在西北方向擴(kuò)展最大,正北和西南方向也有一定程度的擴(kuò)展。

(3)金州新區(qū)內(nèi)地表覆蓋類型相對(duì)變化率有明顯分化趨勢,東北方向的變化最為顯著,房屋建筑(區(qū))、構(gòu)筑物和人工堆掘地的相對(duì)變化率較其他方向的地表覆蓋類型的變化大;而正東方向的地表覆蓋類型幾乎沒有變化,相對(duì)變化率只為1%。

5 結(jié)束語

建成區(qū)形態(tài)是城市化的重要體現(xiàn)與結(jié)果,城市空間形態(tài)的研究,是城市規(guī)劃設(shè)計(jì)和管理的重要基礎(chǔ)。研究城市建成區(qū)的變化形態(tài)能夠清晰地掌握城市發(fā)展的脈絡(luò),有利于對(duì)城市未來發(fā)展進(jìn)行預(yù)測及控制,優(yōu)化建成區(qū)地表覆蓋類型的空間形態(tài)及相對(duì)變化率,可引導(dǎo)新區(qū)建成區(qū)健康平穩(wěn)發(fā)展。