陳　真，袁　磊，周彬?qū)W

(1. 珠海市城鄉(xiāng)規(guī)劃編審與信息中心，廣東 珠海 519000； 2. 武漢大學經(jīng)濟與管理學院，湖北 武漢 430072； 3. 北京師范大學珠海分校不動產(chǎn)學院, 廣東 珠海 519087)

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GIS支持下的建設(shè)用地規(guī)劃許可數(shù)據(jù)挖掘

——以珠海市為例

陳真1,2，袁磊1，周彬?qū)W3

(1. 珠海市城鄉(xiāng)規(guī)劃編審與信息中心，廣東 珠海 519000； 2. 武漢大學經(jīng)濟與管理學院，湖北 武漢 430072； 3. 北京師范大學珠海分校不動產(chǎn)學院, 廣東 珠海 519087)

隨著城市發(fā)展模式從規(guī)模擴張向功能提升階段轉(zhuǎn)變，城市內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)優(yōu)化將成為城市發(fā)展研究的重要領(lǐng)域，城市建設(shè)用地規(guī)劃許可數(shù)據(jù)挖掘工作對于研究城市空間擴張和功能提升的演變規(guī)律具有顯著優(yōu)勢。本文以珠海市中心城區(qū)為研究對象，采用GIS分析等手段挖掘建設(shè)用地許可數(shù)據(jù)潛在價值，一方面為城市內(nèi)部功能優(yōu)化提供了建議，另一方面探索出了規(guī)劃許可數(shù)據(jù)挖掘研究的指引及方向。

規(guī)劃許可數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)挖掘；GIS；城市發(fā)展；珠海市

隨著城市化進程的推進，我國城市建設(shè)用地規(guī)?？焖贁U張，城市空間結(jié)構(gòu)日益復雜，城市規(guī)劃和管理工作面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。為了解城市空間結(jié)構(gòu)演變規(guī)律，引導城市發(fā)展由規(guī)模擴張向功能提升轉(zhuǎn)變，利用遙感影像、建設(shè)用地利用等專題數(shù)據(jù)分析城市功能結(jié)構(gòu)優(yōu)化的相關(guān)研究成為熱點。

遙感影像數(shù)據(jù)能夠從全局視角、較長的時間跨度反映城市用地規(guī)模變化和擴展方向，近年來國內(nèi)不少城市依托遙感影像數(shù)據(jù)開展了城鎮(zhèn)建設(shè)用地時空演變特征分析[1-11]。由于遙感影像在反映細致的用地社會經(jīng)濟屬性信息方面存在缺陷，目前的研究主要集中在利用GIS疊加、統(tǒng)計等分析工具，開展用地擴張面積、擴張速度、緊湊度、分形維數(shù)、梯度分析、擴張彈性、土地利用轉(zhuǎn)移、空間自相關(guān)、轉(zhuǎn)移重心指數(shù)、玫瑰圖、城市用地重心等方面的研究，分析城市用地空間擴張形態(tài)規(guī)律。

城市建設(shè)用地規(guī)劃許可數(shù)據(jù)不僅承載著城市用地的面積、用途、建設(shè)強度、功能轉(zhuǎn)變等歷史信息，更反映了城市用地空間擴張、時空變遷、功能布局優(yōu)化等城市發(fā)展的歷程，是城市功能結(jié)構(gòu)研究的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。受規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫完備程度和管理體制等方面的制約，目前基于規(guī)劃許可數(shù)據(jù)的城市用地功能分析研究還比較鮮見，僅有基于旅游用地、居住用地等專題用地數(shù)據(jù)的少量成果[12-14]。

本文以珠海市中心城區(qū)為研究對象，提出基于規(guī)劃許可數(shù)據(jù)挖掘的珠海市中心城區(qū)時空演變路徑分析技術(shù)方法，探索城市建設(shè)用地演變特征，為城市內(nèi)部功能優(yōu)化提供建議，并探索出規(guī)劃許可數(shù)據(jù)挖掘研究的指引及方向。

一、城市建設(shè)用地規(guī)劃許可數(shù)據(jù)屬性特征和挖掘潛力分析

城市建設(shè)用地規(guī)劃許可數(shù)據(jù)的屬性信息主要包括用地功能、用地位置、用地面積、建筑面積、容積率、建筑密度、建筑高度、配建停車位、配套公共設(shè)施和歷史變更情況等。

城市建設(shè)用地規(guī)劃許可GIS數(shù)據(jù)庫是城市空間擴張、土地利用強度、城市功能結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀及時間推移演變的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。通過對數(shù)據(jù)庫的挖掘可以為城市產(chǎn)業(yè)空間布局、就業(yè)空間布局、居住空間布局、基礎(chǔ)設(shè)施空間布局、公共服務(wù)中心空間布局、城市發(fā)展的歷史軌跡和功能時空演變特征等進行分析，也可以作為城市規(guī)劃實施評估、城市發(fā)展政策落實評價、優(yōu)化城市規(guī)劃方案等城市規(guī)劃管理的決策參考。

二、珠海市中心城區(qū)建設(shè)用地規(guī)劃許可數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)路線

本文的研究目標區(qū)域是珠海市中心城區(qū)，該區(qū)域是珠海市香洲區(qū)的空間組成部分，區(qū)域內(nèi)戶籍人口占全市戶籍總?cè)丝诘?6%，是珠海市城市功能最完善的地區(qū)。從珠海市的發(fā)展歷程來看，本區(qū)域是珠海市城市發(fā)展的起點區(qū)域，從時間緯度上較完整地記錄了珠海城市發(fā)展時空演變軌跡。

珠海市中心城區(qū)空間上形成了典型的組團型城市結(jié)構(gòu)，中心城區(qū)按照組團可以劃分為拱北片區(qū)、吉大片區(qū)、前山片區(qū)、香洲片區(qū)、新香洲片區(qū)和上沖片區(qū)共6大片區(qū)，本文以城市組團為最小分析單元。

1. 數(shù)據(jù)概況

研究區(qū)域內(nèi)屬性信息完整的建設(shè)用地規(guī)劃許可檔案數(shù)據(jù)累計3911條，按照GIS格式建立了規(guī)范的數(shù)據(jù)庫，記錄了珠海市中心城區(qū)1984—2015年間建設(shè)用地的演變歷程。在用地規(guī)劃許可信息狀態(tài)方面有歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)狀數(shù)據(jù)兩類，可以直接分析的屬性包括許可時間、用地面積、用地功能、建筑規(guī)模、容積率等信息。

2. 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)路線

1) 評估數(shù)據(jù)庫信息完整性，明確可識別信息與挖掘潛力。根據(jù)規(guī)劃許可數(shù)據(jù)庫的屬性表目錄，利用統(tǒng)計篩查工具完成對數(shù)據(jù)庫詞條的信息完整性分析，識別可直接分析的屬性信息和需要補充完善的信息。

2) 梳理與歸并用地類型屬性，統(tǒng)一用地屬性分析標準。由于用地許可數(shù)據(jù)時間跨度長達30年，歷史許可信息與現(xiàn)行用地分類存在較大差異，必須根據(jù)《珠海市城市規(guī)劃技術(shù)標準與準則(2015)》中的珠海市城鄉(xiāng)建設(shè)用地分類描述標準，對數(shù)據(jù)庫用地屬性表中已有的用地分類進行梳理和歸并，以便統(tǒng)一用地分類標準。按照上述分類標準將建設(shè)用地類型劃分為中類,合計40類。

3) 將空間上存在用地邊界重疊的地塊切割成具有獨立空間屬性的圖斑，確保每個圖斑保留原地塊的用地屬性信息。規(guī)劃許可數(shù)據(jù)庫中用地信息變更情況反映了城市功能結(jié)構(gòu)的演變過程，包括用地紅線調(diào)整、功能改變等，不同時期用地劃撥中存在用地紅線重疊，為了分析地塊歷史信息的空間一致性，本文首先利用ArcGIS對所有用地進行切割，確保每個地塊圖斑對應(yīng)唯一的歷史傳承脈絡(luò)，切割后圖斑總數(shù)為11 201塊。

4) 將所有地塊按照每5年一個時間段進行篩選，分別篩選出1990年以前、1990—1994年、1995—1999年、2000—2004年、2005—2009年、2010—2014年的規(guī)劃許可地塊，在篩選的基礎(chǔ)上展開用地屬性的分析統(tǒng)計工作。

5) 分析珠海市中心城區(qū)建設(shè)用地時空演變規(guī)律。首先對珠海市中心城區(qū)建設(shè)用地現(xiàn)狀進行分析，包括建設(shè)用地功能結(jié)構(gòu)、空間分布特征等；然后運用GIS空間統(tǒng)計分析模型、數(shù)理統(tǒng)計等方法對建設(shè)用地的時空演變形態(tài)、擴張規(guī)模、擴張速度、擴張模式、用地效率演變等方面進行分析，總結(jié)演變特征和規(guī)律。

6) 探索GIS規(guī)劃許可數(shù)據(jù)庫挖掘路徑指引?；诔鞘薪ㄔO(shè)用地規(guī)劃許可數(shù)據(jù)庫特性分析和面向城市中心城區(qū)時空演變特征分析的數(shù)據(jù)挖掘?qū)嵺`，提出城市建設(shè)用地規(guī)劃許可數(shù)據(jù)庫建設(shè)優(yōu)化方向和應(yīng)用性挖掘路徑。

三、珠海市中心城區(qū)建設(shè)規(guī)劃許可數(shù)據(jù)挖掘?qū)嵺`

1) 用地空間擴展基本完成，總規(guī)?；痉€(wěn)定。在建設(shè)用地規(guī)模方面，自1984年以來建設(shè)用地規(guī)模持續(xù)增加，有規(guī)劃許可信息記錄的用地從1990年的700.08 hm2增長到2015年的4 642.20 hm2。在增速方面呈現(xiàn)先高后低的演變特征，1991—2000年10年間的建設(shè)用地總規(guī)模增長最快，隨后逐步放緩，如圖1所示。

圖1　建設(shè)用地總規(guī)模變化及增速

空間布局演變過程基本上遵循了以初期的工業(yè)用地區(qū)域為發(fā)源地，向四周逐步延伸，最終完成中心城區(qū)規(guī)劃建設(shè)用地擴展并形成中心城區(qū)基本框架的發(fā)展規(guī)律。在擴張模式方面，中心城區(qū)東部的老香洲、拱北片區(qū)是中心城區(qū)最早的發(fā)源地，部分用地早于規(guī)劃許可數(shù)據(jù)記錄以前。因此，東部組團擴張模式以中心聚集，散點擴張為主；新香洲、吉大、前山和上沖片區(qū)屬于中心城區(qū)的新開發(fā)地區(qū)，以規(guī)劃道路網(wǎng)絡(luò)為基本空間格局大面積擴張為主，如圖2所示。

2) 用地功能結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，中心城區(qū)職能逐步穩(wěn)定。中心城區(qū)從最初的以工業(yè)用地為主，其他用地為輔的工業(yè)用地功能主導模式逐步演變?yōu)橐跃幼?、商業(yè)辦公、公共服務(wù)用地為主導的城市中心區(qū)，中心城區(qū)職能逐步穩(wěn)定。在演變過程中，居住功能用地規(guī)模持續(xù)上升，而且呈現(xiàn)前期以居住功能為主導、后期以商住功能為主導的演變模式；在商業(yè)辦公、商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施和商住用地的多種模式開發(fā)推進下，城市中心區(qū)的商業(yè)服務(wù)功能得到穩(wěn)步提升；工業(yè)用地經(jīng)歷了前期快速擴張和后期逐步減少的演變規(guī)律，隨著城市中心區(qū)功能的進一步優(yōu)化，工業(yè)用地的比重還有一定的下降空間。

圖2　1984—2015年建設(shè)用地時空演變

到2015年，珠海市中心城區(qū)進入建設(shè)用地規(guī)模放緩期，建設(shè)用地擴張呈現(xiàn)顯著的散點式布局和小規(guī)模特征。用地規(guī)模最大的是居住用地，一類、二類、三類居住用地及居住商業(yè)混合用地總面積約為1 242.01 hm2，其占中心城區(qū)建設(shè)用地總面積的26.75%。其次是工業(yè)用地，一類、二類和三類工業(yè)用地、產(chǎn)業(yè)混合用地約占中心城區(qū)總面積的12.56%，中心城區(qū)城市功能提升主要的用地來源就在于工業(yè)用地的轉(zhuǎn)型，城市更新的需求較大。排名第三的是商業(yè)辦公用地約占中心城區(qū)建設(shè)用地總面積的12.03%，如圖3所示。

圖3　1990—2015年建設(shè)用地結(jié)構(gòu)演變

3) 功能提升成為建設(shè)用地時空演變過程中的主流形式。自1984年以來，珠海市中心城區(qū)建設(shè)用地在總規(guī)模持續(xù)增加的同時，中心城區(qū)建設(shè)用地功能變更活躍度逐年提高。用地功能未經(jīng)過二次變更的地塊圖斑在所有圖斑中所占比重逐年下降，從1990年的84.53%下降至2015年的38.5%；用地功能發(fā)生過二次變更的比例從1990年的13.92%上升至31.81%；用地功能發(fā)生過3次及其以上變更的比例從1990年的1.55%上升至29.69%。其中從1990—2010年間屬于城市用地功能提升快速增長期，2011年以來，高頻率變更地塊比重增速放緩，用地功能逐步趨于穩(wěn)定，如圖4所示。

圖4　建設(shè)用地功能變更活躍度演變

四、結(jié)論與展望

本文以珠海市中心城區(qū)為研究對象，完成了建設(shè)用地空間規(guī)模擴展、功能結(jié)構(gòu)和功能優(yōu)化時空演變規(guī)律研究，這3個方面的時空演變規(guī)律比較完整地呈現(xiàn)了珠海市中心城區(qū)在不同的歷史階段的演變特征，城市成長規(guī)律得到了全面直觀的體現(xiàn)。可以看出，城市中心區(qū)逐步從初期的以規(guī)模擴張為主轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ軆?yōu)化為主，建設(shè)用地的功能提升已經(jīng)成為區(qū)域內(nèi)建設(shè)用地時空演變過程中主流形式，中心區(qū)工業(yè)用地的轉(zhuǎn)型將是用地功能結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要土地來源。

基于GIS的數(shù)據(jù)庫建設(shè)和數(shù)據(jù)分析體系是用地規(guī)劃許可數(shù)據(jù)挖掘的重要方法基礎(chǔ)。以空間信息和統(tǒng)計信息融合為基礎(chǔ)的GIS空間統(tǒng)計分析方法在城市建設(shè)用地功能空間布局識別、城市建設(shè)用地空間組織形態(tài)、建設(shè)用地功能轉(zhuǎn)變空間布局等方面都有良好的應(yīng)用效果。

城市建設(shè)用地規(guī)劃許可數(shù)據(jù)挖掘前景廣闊。面向城市空間結(jié)構(gòu)時空演變規(guī)律的城市建設(shè)用地規(guī)劃許可數(shù)據(jù)挖掘研究是數(shù)據(jù)挖掘的開端，未來還需要密切與大數(shù)據(jù)、社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)相互融合，在城市綜合交通規(guī)劃、城市規(guī)劃評估、城市公共服務(wù)等基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、城市環(huán)境壓力空間模擬、環(huán)境管理及優(yōu)化、城市安全管理體系建設(shè)、城市管理模型構(gòu)建和城市建設(shè)空間模型等領(lǐng)域開展應(yīng)用性研究，增強城市建設(shè)用地規(guī)劃許可數(shù)據(jù)挖掘?qū)Τ鞘邪l(fā)展和城市管理的指導作用。

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The Data Mining of Planning Permission of Urban Construction Land Based on GIS——A Case Study of Zhuhai

CHEN Zhen，YUAN Lei,ZHOU Binxue

10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0270.

2016-05-17

陳真(1982—)，男，博士生，高級工程師，主要從事GIS在城市規(guī)劃中的應(yīng)用研究。E-mail:45623940@qq.com

周彬?qū)W。E-mail:zhouzhouworld@163.com

P208

B

0494-0911(2016)08-0110-04

引文格式：陳真,袁磊，周彬?qū)W.GIS支持下的建設(shè)用地規(guī)劃許可數(shù)據(jù)挖掘——以珠海市為例[J].測繪通報，2016(8)：110-113.