起曉星，李建春

（1.中山大學(xué)中國(guó)公共管理研究中心，政治與公共事務(wù)管理學(xué)院，廣東 廣州 510275；2.山東師范大學(xué)地理與環(huán)境學(xué)院，山東 濟(jì)南 250014；3. 山東師范大學(xué)商學(xué)院，山東 濟(jì)南 250014）

1 引言

伴隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的穩(wěn)步推進(jìn)，城市建設(shè)用地呈現(xiàn)出外延式擴(kuò)張的態(tài)勢(shì)，造成了土地資源的浪費(fèi)。因此，轉(zhuǎn)變城市空間的拓展模式是提升土地集約節(jié)約利用水平的關(guān)鍵。地下空間的開發(fā)利用可突破傳統(tǒng)城市發(fā)展的空間局限，為城市化的內(nèi)涵式增長(zhǎng)提供了新的思路[1]。與地面建設(shè)相比，城市地下空間開發(fā)存在可逆性弱、投資運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本高、規(guī)劃管理手段不完備等問題，因此加強(qiáng)對(duì)地下空間這種“新型國(guó)土資源”的評(píng)價(jià)和管理具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界對(duì)地下空間的研究主要包括定性和定量分析兩個(gè)方面。定性研究主要針對(duì)城市地下空間利用的理論體系[2]、發(fā)展趨勢(shì)[3]，政策制定[4]、規(guī)劃編制[5]以及空間權(quán)屬[6-7]。定量研究包括城市地下空間資源開發(fā)潛力評(píng)價(jià)、適宜性評(píng)價(jià)、權(quán)屬價(jià)格評(píng)估、安全性評(píng)價(jià)和規(guī)劃持續(xù)性評(píng)價(jià)等[8-12]。然而，現(xiàn)有研究也存在理論體系相對(duì)滯后于發(fā)展實(shí)踐、技術(shù)方法較為傳統(tǒng)以及案例研究比較缺乏等問題，亟待多學(xué)科交叉融合，拓展新的研究方向。

目前國(guó)內(nèi)多數(shù)城市還沒有完整的城市地下空間信息數(shù)據(jù)庫，因此，相關(guān)研究多基于實(shí)地調(diào)研、專家訪談等方法獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[13-14]。由于數(shù)據(jù)采集方法的限制，應(yīng)用這些傳統(tǒng)數(shù)據(jù)難以對(duì)城市地下空間進(jìn)行系統(tǒng)且深入的研究[15]。近年來，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，基于地理位置服務(wù)（Location Based Service, LBS）產(chǎn)生了大量的空間數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)為精細(xì)尺度的城市研究提供了條件。POI是興趣點(diǎn)（Point of Interest）的縮寫，是一種代表真實(shí)地理實(shí)體的點(diǎn)數(shù)據(jù)，包含空間和屬性信息，也是地理大數(shù)據(jù)的重要來源之一。目前基于POI數(shù)據(jù)開展了城市空間結(jié)構(gòu)[16]、職住平衡[17]、土地利用變化[18]等方面的研究，還尚未有關(guān)于城市地下空間的研究。因此，本文以城市地下空間的功能性需求為出發(fā)點(diǎn)，通過對(duì)地下空間需求度的概念進(jìn)行界定，采用“現(xiàn)狀分析—需求度評(píng)價(jià)—分區(qū)管理”的思路展開案例研究?；赑OI數(shù)據(jù)，本研究從地下空間利用強(qiáng)度的空間差異性出發(fā)，探索其微觀尺度特征，從而為城市地下空間研究拓展新的方向，同時(shí)也為規(guī)劃管理提供科學(xué)支持。

2 城市地下空間“需求度”的概念與評(píng)價(jià)方法體系

2.1 城市地下空間的“需求度”的概念

城市空間開發(fā)利用與人們的需求密不可分。早在1933年，《雅典憲章》中就將城市劃分為居住、工作、游憩、交通4大功能，隨著居民生活方式、城市功能與形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化，地下空間的主要利用方式隨之改變[19]。傳統(tǒng)的地下空間需求研究具有建構(gòu)主義特色，多從規(guī)模和結(jié)構(gòu)的視角出發(fā)，將城市地下空間的需求與宏觀因素相結(jié)合，主要集中于需求調(diào)查評(píng)價(jià)[20]，需求總量預(yù)測(cè)[21]，需求模型研究[22]等不同方面。地下空間開發(fā)利用和區(qū)位存在著聯(lián)系，既包含平面上的鄰近關(guān)系，也包含立體的豎向關(guān)聯(lián)，人們對(duì)地下空間的利用是地上空間土地利用方式的延伸與補(bǔ)充。由于地下空間受到采光、通風(fēng)、排水等環(huán)境條件的限制，其利用方式往往會(huì)受到一定制約。地下空間的利用形態(tài)可分為線狀地下工程和點(diǎn)狀地下建筑空間兩個(gè)部分[23]。線狀地下工程包括地下管線、軌道交通等，這一部分開發(fā)利用多由城市政府發(fā)起，通過規(guī)劃建設(shè)形成地下空間發(fā)展的“總軸線”。從城市居民日常生活需求層面來看，商業(yè)、辦公、停車場(chǎng)及人防等利用類型較為常見，呈現(xiàn)出自發(fā)性的點(diǎn)狀分布。因此，從城市居民需求的視角來看，城市地下空間的擴(kuò)展表現(xiàn)出“自下而上”的方式，遵循“點(diǎn)—線—面”的綜合拓展模式。本文提出的城市地下空間“需求度”，是考慮到城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與居民生活空間訴求的綜合性評(píng)價(jià)指標(biāo)，是反映城市地下空間潛在需求量的重要參考依據(jù)。

從功能性的視角來看，城市地下空間利用與地上空間關(guān)系緊密。從參與主體的角度來看，城市地下空間的開發(fā)與利用涉及城市政府與市民兩個(gè)主體間的關(guān)系，其核心在于地下空間利用現(xiàn)狀和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)撛谛枨蟮木?，同時(shí)地下空間的需求和區(qū)位條件密切相關(guān)。因此，本文將城市地下空間需求度劃分為社會(huì)經(jīng)濟(jì)（Social Economic）、區(qū)位條件（Location Condition）和利用規(guī)劃（Utilization and Planning）三個(gè)層面來構(gòu)建SLU框架，對(duì)地下空間的潛在需求量進(jìn)行評(píng)估。研究框架體系整體涵蓋尺度完備，其中社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件屬于宏觀尺度，區(qū)位條件屬于中觀尺度，而土地利用方式則屬于微觀尺度，可以完整表征空間差異性。同時(shí)，研究提出的“需求度”模型綜合了多項(xiàng)影響因子，也將地下空間過去利用方式、當(dāng)前利用條件以及未來需求趨勢(shì)結(jié)合起來，形成地下空間研究的時(shí)空耦合的分析框架（圖1）。

圖1 城市地下空間需求度的SLU框架體系Fig.1 A SLU framework for the demand degree of urban underground space

2.2 地下空間“需求度”評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

基于城市地下空間“需求度”的SLU框架，對(duì)影響因子進(jìn)行初步篩選以及專家論證，綜合考慮指標(biāo)可獲取性后，最終確定了17個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。其中，社會(huì)經(jīng)濟(jì)層面（B1）包含7個(gè)指標(biāo)，用以分析城市化過程中，經(jīng)濟(jì)水平、人口、投資以及消費(fèi)等方面對(duì)城市地下空間開發(fā)造成的影響，這些數(shù)據(jù)主要來源于統(tǒng)計(jì)年鑒；區(qū)位條件層面（B2）包含6個(gè)指標(biāo)，基于影響城市發(fā)展的交通、商業(yè)、行政、教育醫(yī)療和商業(yè)辦公的點(diǎn)狀設(shè)施數(shù)據(jù)，運(yùn)用GIS中的線性衰減距離分析法分級(jí)量化城市空間區(qū)位，其中等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)借鑒了已有的研究成果[24]；利用與規(guī)劃層面（B3）包含5個(gè)指標(biāo)，基于城市用地現(xiàn)狀及用地規(guī)劃，探究基礎(chǔ)設(shè)施、容積率以及土地利用類型的影響，可將地下空間的需求細(xì)化到地塊尺度。由于不同層面的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則涉及多個(gè)評(píng)價(jià)因子，采用德爾菲法計(jì)算不同影響因子對(duì)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的相對(duì)權(quán)重，結(jié)果如表1所示。

2.3 地下空間“需求度”評(píng)價(jià)方法

（1）評(píng)價(jià)單元的確定。傳統(tǒng)研究多采用行政區(qū)或柵格作為評(píng)價(jià)單元，但行政區(qū)粒度粗糙不能體現(xiàn)區(qū)位的影響，而柵格單元過于突出細(xì)節(jié)而缺乏統(tǒng)計(jì)特征。因此，本文選取公里網(wǎng)格作為評(píng)價(jià)單元；其不僅能統(tǒng)一不同的數(shù)據(jù)類型，而且可關(guān)聯(lián)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，在豐富了評(píng)價(jià)單元屬性維度的同時(shí)可以有效反映城市地下空間差異性。

表1 城市地下空間需求度影響因子Tab.1 Impact factors of the demand degree for urban underground space

（2）指標(biāo)歸一化。為消除數(shù)據(jù)量綱造成的影響，提升結(jié)果的綜合可比性，本文先將各指標(biāo)進(jìn)行對(duì)數(shù)變換后，再執(zhí)行歸一化計(jì)算。

若ximin= 0，則取最小非0值除以100為lnximin的取值[25]，采用這一處理方法可以減少指標(biāo)量綱及比例不同帶來的信息丟失問題。

（3）城市地下空間需求評(píng)價(jià)。城市地下空間的需求是多個(gè)指標(biāo)因子作用在評(píng)價(jià)單元上的綜合反映，地下空間需求分為3個(gè)不同層次。

按照i取值不同，S1、S2及S3分別代表特定評(píng)價(jià)單元的社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求、區(qū)位條件需求及利用規(guī)劃需求。

（4）城市地下空間需求綜合指數(shù)計(jì)算。基于不同層面的地下空間需求，可采用加權(quán)求和方法計(jì)算城市地下空間需求的綜合指數(shù)，該指數(shù)反映出整體需求強(qiáng)度。

式（3）中：GRD代表格網(wǎng)單元的城市空間需求綜合指數(shù)；wi代表不同層面需求的權(quán)重。綜合指數(shù)數(shù)值越接近于1，說明城市土地利用需求度水平越高，反之則越低。

3 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)處理

3.1 研究區(qū)概況

濟(jì)南市地處魯中南低山丘陵與魯西北沖積平原的交接帶上，是環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)區(qū)和京滬經(jīng)濟(jì)軸上的重要交匯點(diǎn)，山東省的政治、文化、經(jīng)濟(jì)中心。根據(jù)《濟(jì)南市城市總體規(guī)劃（2011—2020）》，到2020年，中心城區(qū)面積擴(kuò)大到1 022 km2，城區(qū)人口控制在430萬人，城市建設(shè)用地控制在410 km2，人均建設(shè)用地面積95 m2。濟(jì)南市非常重視地下空間的開發(fā)，然而在開發(fā)中需要兼顧保護(hù)泉水、歷史古跡和生態(tài)環(huán)境的重任，因而根據(jù)需求科學(xué)合理的進(jìn)行開發(fā)利用迫在眉睫。2015年9月，濟(jì)南市的首條地鐵正式動(dòng)工，標(biāo)志著地下空間的開發(fā)開啟了新時(shí)代。本研究選取濟(jì)南市中心城區(qū)作為研究區(qū)，東到章丘行政界，南至繞城高速公路南環(huán)線，西沿長(zhǎng)清區(qū)文昌街道辦事處，北接黃河大堤南岸，總面積約1 122.55 km2。

3.2 研究數(shù)據(jù)處理

計(jì)算城市地下空間需求度時(shí)，本研究共涉及到4種不同類型的數(shù)據(jù)，其處理方法如下：（1）社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)主要來自濟(jì)南市統(tǒng)計(jì)年鑒，相關(guān)數(shù)據(jù)錄入電子表格后與行政區(qū)掛接后轉(zhuǎn)換成空間矢量數(shù)據(jù)；（2）規(guī)劃利用數(shù)據(jù)來自《濟(jì)南市城市規(guī)劃（2010—2020）》，將相關(guān)規(guī)劃圖件要素分類提取后轉(zhuǎn)換成矢量格式數(shù)據(jù)；（3）POI數(shù)據(jù)主要借助Geosharp 1.0工具采集高德地圖2016年12月數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)具有空間精度高、更新及時(shí)的特點(diǎn)，并采用火星坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行坐標(biāo)偏移校正；（4）濟(jì)南市基準(zhǔn)地價(jià)數(shù)據(jù)來自于市國(guó)土資源局2013—2016年城市基準(zhǔn)地價(jià)更新成果的矢量數(shù)據(jù)。所有數(shù)據(jù)在進(jìn)行空間轉(zhuǎn)換后，投影到西安1980 3 Degree GK Zone 39坐標(biāo)系下，形成城市地下空間研究的基礎(chǔ)底圖數(shù)據(jù)庫。

由于所涉及到的數(shù)據(jù)量較大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，本研究采取格網(wǎng)化表達(dá)方法實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)融合與分析。結(jié)合Arcgis 10平臺(tái)XTools插件，利用Creat Fishnet工具，生成1 km×1 km的格網(wǎng)（公里網(wǎng)）將整個(gè)濟(jì)南市中心城區(qū)劃分為999個(gè)方格。由于涉及到的評(píng)價(jià)指標(biāo)較多且尺度不一，選取 ArcGIS平臺(tái)Toolbox中的 Spatial Join工具，利用相交連接（Intersects）方式，通過空間位置關(guān)系對(duì)格網(wǎng)進(jìn)行屬性賦值，實(shí)現(xiàn)空間尺度轉(zhuǎn)與數(shù)據(jù)類型重構(gòu)。

4 研究結(jié)果與分析

4.1 城市地下空間利用現(xiàn)狀分析

本文共采集了高德地圖16個(gè)利用類型約21.24萬條數(shù)據(jù)，利用文本挖掘方法，采集“位置”和“名稱”字段中涉及到地下空間的關(guān)鍵詞，結(jié)合人工識(shí)別共篩選出6個(gè)一級(jí)類共536個(gè)地下空間利用POI數(shù)據(jù)點(diǎn)（圖2（a））。并將其分為商業(yè)、辦公和地下停車場(chǎng)3種基本類型。其中，地下商業(yè)點(diǎn)459個(gè)，地下辦公點(diǎn)14個(gè)，地下停車場(chǎng)63個(gè)。從地下空間利用類型來看，濟(jì)南市的地下空間主要以地下商業(yè)與停車場(chǎng)為主要利用方式。從地下空間的POI點(diǎn)分布區(qū)域來看，歷下區(qū)最多有235個(gè)，其次為市中區(qū)96個(gè)，而長(zhǎng)清區(qū)最少僅有15個(gè)。結(jié)合不同類型的POI點(diǎn)空間特征來看，地下商業(yè)數(shù)量多且分布較為分散，主要包括生活服務(wù)、餐飲、購(gòu)物和體育休閑等利用方式；地下辦公點(diǎn)數(shù)量最少且集中在老城區(qū)中心，主要為物流倉儲(chǔ)物流公司；而地下停車場(chǎng)呈現(xiàn)組團(tuán)分布并且和商業(yè)繁華區(qū)與辦公區(qū)的位置相一致，主要是為其配備的公共地下停車場(chǎng)。

圖2 濟(jì)南市城區(qū)地下空間利用現(xiàn)狀POI點(diǎn)分布及核密度分析Fig.2 Distribution of POI and kernel density analysis of urban underground space utilization in Jinan City

綜合考慮POI數(shù)據(jù)的空間精度與尺度問題[26-27]，本文采用地統(tǒng)計(jì)分析方法中的核密度估算法，按照搜索平面距離為1 km作為統(tǒng)計(jì)參數(shù)，測(cè)算濟(jì)南市城區(qū)地下空間的利用強(qiáng)度現(xiàn)狀（圖2（b））。研究結(jié)果表明，濟(jì)南市地下空間核密度最小值為0，最大值為18.22，平均核密度為0.43。濟(jì)南市地下空間總體利用強(qiáng)度處于較低的水平，并且具有明顯的空間差異。從空間形態(tài)上來看，城市地下空間的利用強(qiáng)度呈現(xiàn)空間集聚與組團(tuán)特征，高強(qiáng)度區(qū)形成了3個(gè)明顯的利用熱點(diǎn)：一是以大明湖—泉城廣場(chǎng)為中心的繁華的商業(yè)中心城區(qū)，二是天橋區(qū)中部以濟(jì)南濼口服裝城為核心的大型商貿(mào)物流聚集區(qū)，三是歷下區(qū)東部以齊魯軟件園為中心的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)。濟(jì)南市地下空間的利用強(qiáng)度與商貿(mào)業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的空間關(guān)聯(lián)度高，這說明地下空間利用既存在著人口要素集聚引致的空間訴求，也包含著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)帶動(dòng)的城市空間再生產(chǎn)。結(jié)合空間探索分析方法（ESDA），選用莫蘭指數(shù)（Moran’s I）對(duì)城市地下空間利用強(qiáng)度的差異性特征進(jìn)行定量分析。將地下空間現(xiàn)狀POI點(diǎn)核密度估計(jì)的結(jié)果轉(zhuǎn)化為矢量格網(wǎng)shpfile數(shù)據(jù)，并將其導(dǎo)入Geoda 1.12軟件平臺(tái)，利用歐氏空間距離（Euclidean Distance）作為權(quán)重，閾值距離設(shè)定為1km，采用單變量全局莫蘭指數(shù)（Univariate Local Moran’s I）分析模塊，計(jì)算其利用強(qiáng)度的空間特征。濟(jì)南市地下空間利用強(qiáng)度全局Moran’s I指數(shù)為0.749，說明全市層面具有明顯的空間正相關(guān)性，地下空間利用在公里格網(wǎng)尺度上表現(xiàn)出空間連續(xù)性和依存關(guān)系，尤其是高強(qiáng)度區(qū)表現(xiàn)出集聚分布的特點(diǎn)。

為進(jìn)一步探究城市地下空間呈現(xiàn)出的集聚特征，利用自然斷裂法（Nature Breaks）對(duì)地下空間利用的強(qiáng)度進(jìn)行聚類分析，根據(jù)核密度值大小按照組內(nèi)最相似原理將地下空間利用程度分為3個(gè)級(jí)別，4～18為高強(qiáng)度區(qū)（Ⅰ級(jí)），0～4為中強(qiáng)度區(qū)（Ⅱ級(jí)），0為低強(qiáng)度區(qū)（Ⅲ級(jí)）（圖3）。從數(shù)量結(jié)構(gòu)來看，每一級(jí)別對(duì)應(yīng)面積占總面積的比例分別為3.70%、13.41%和82.89%，地下空間利用的高強(qiáng)度區(qū)和中強(qiáng)度區(qū)面積小比例低，而低強(qiáng)度區(qū)面積大比例高。從空間分布來看，高強(qiáng)度區(qū)主要位于歷下區(qū)中部泉城路商圈和東部市政府和高新技術(shù)開發(fā)區(qū)附近，以及天橋區(qū)中部火車站和長(zhǎng)途汽車站等運(yùn)輸樞紐所在地；中強(qiáng)度區(qū)主要分布在歷下區(qū)中西部、天橋區(qū)南部、槐蔭區(qū)中部和東南部以及長(zhǎng)清區(qū)中部，主要是城市快速擴(kuò)張的邊緣區(qū)域及各轄區(qū)中心；低強(qiáng)度區(qū)主要分布在城市中心區(qū)的外圍，包括歷城區(qū)和長(zhǎng)清區(qū)大部，槐蔭區(qū)和市中區(qū)西部地區(qū)。總體而言，濟(jì)南市地下空間的利用強(qiáng)度與城市區(qū)位及商業(yè)中心的繁華程度表現(xiàn)出空間一致性，從高強(qiáng)度區(qū)到低強(qiáng)度區(qū)呈現(xiàn)輻射狀分布。

圖3 濟(jì)南市城區(qū)地下空間利用現(xiàn)狀強(qiáng)度分級(jí)Fig.3 Classification of the utilization intensity of urban underground space in Jinan City

4.2 城市地下空間“需求度”分析

根據(jù)城市地下空間需求度評(píng)價(jià)體系，探究城市地下空間的潛在需求特征。首先對(duì)構(gòu)成指標(biāo)的3個(gè)維度進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析：（1）社會(huì)經(jīng)濟(jì)層面，在考慮城市基準(zhǔn)地價(jià)影響因素后，表現(xiàn)出以街坊為單元的空間差異性特征（圖4（a））。歷下區(qū)、市中區(qū)與槐蔭區(qū)作為濟(jì)南傳統(tǒng)老城區(qū)所在地，城市空間難以滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)與人口活動(dòng)的需求，同時(shí)由于舊城更新改造存在著資金與產(chǎn)權(quán)的限制性因素，造成了地下空間需求度較大。相反，歷城區(qū)和長(zhǎng)清區(qū)等城市快速擴(kuò)張區(qū)，土地資源的空間限制還不明顯，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)地下空間的需求相對(duì)較低。（2）區(qū)位條件層面，需求度呈現(xiàn)熱點(diǎn)輻射狀特點(diǎn)（圖4（b））。濟(jì)南市高值區(qū)分布在歷下區(qū)和市中區(qū)的中部，凸顯出城市中心對(duì)地下空間區(qū)位優(yōu)勢(shì)具有優(yōu)先發(fā)展地下空間的需求。與此同時(shí)，隨著城市向東擴(kuò)張戰(zhàn)略實(shí)施以及市中心的大學(xué)向郊區(qū)轉(zhuǎn)移，歷城區(qū)和長(zhǎng)清區(qū)大學(xué)城的區(qū)位優(yōu)勢(shì)也逐步顯現(xiàn)。（3）利用規(guī)劃層面，表現(xiàn)出沿軸線變化的特性（圖4（c））。從市區(qū)東部到西部，需求度依次呈現(xiàn)低—高交叉分布的特點(diǎn)，分別以傳統(tǒng)老城區(qū)和新城區(qū)為增長(zhǎng)極，逐漸向兩側(cè)擴(kuò)散及縱深推移，這與吳良鏞院士在濟(jì)南市城市規(guī)劃中提出的“東拓、西進(jìn)、南控、北跨、中疏”的空間發(fā)展格局相吻合。

綜合考慮以上3個(gè)層面的影響，結(jié)合濟(jì)南市需求的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)、區(qū)位條件以及利用規(guī)劃層面權(quán)重分別取0.3、0.4和0.3，利用式（2）采用地圖疊加法計(jì)算濟(jì)南市地下空間綜合需求指數(shù)，結(jié)果表明濟(jì)南城市地下空間綜合需求度呈現(xiàn)出核心—邊緣擴(kuò)散的特點(diǎn)（圖4（d））。城市中心以歷下區(qū)、天橋區(qū)南部、槐蔭區(qū)西南部和市中區(qū)東北部區(qū)域組成地下空間需求度的高值區(qū)，以此為核心向周邊區(qū)域擴(kuò)散。此外，市中心外圍區(qū)也存在地下空間需求度較高的相對(duì)獨(dú)立的高值區(qū)，包括長(zhǎng)清區(qū)北部，歷城區(qū)中部和東南部等部分區(qū)域。

圖4 濟(jì)南市城區(qū)地下空間需求度分析Fig.4 Analysis of the demand degree for urban underground space in Jinan City

從數(shù)值上看，濟(jì)南市地下空間需求綜合指數(shù)最小值0，最大值92.73，平均值為42.12，需求度指數(shù)總體處于中等水平。采用自然斷裂法將地下空間需求度可分為高中低3個(gè)級(jí)別。其中，60～100為高需求區(qū)（A級(jí)）、40～60為中等需求區(qū)（B級(jí)）、0～40為低需求區(qū)（C級(jí)），每個(gè)級(jí)別對(duì)應(yīng)面積的比例分別為45.89%、35.12%和18.99%，需求度從高到低整體空間上的分布呈現(xiàn)核心—外圍式的圈層分布特征。高需求區(qū)主要分布在歷下區(qū)、天橋區(qū)南部、槐蔭區(qū)中東部和市中區(qū)東北部，這些區(qū)域是傳統(tǒng)的城鎮(zhèn)中心，具有良好的區(qū)位優(yōu)勢(shì)和發(fā)展基礎(chǔ)，對(duì)地下空間的需求度很高；中等需求區(qū)分布在歷城區(qū)西南部、天橋區(qū)北部、槐蔭區(qū)西部以及市中區(qū)西南部，圍繞中心城區(qū)呈現(xiàn)連片分布特點(diǎn)，這些區(qū)域是城市早期擴(kuò)張區(qū)，隨著城市郊區(qū)化擴(kuò)張，新城區(qū)對(duì)地下空間的需求度還將不斷提高；低需求區(qū)主要分布在歷城區(qū)北部和東部、長(zhǎng)清區(qū)北部和南部等邊緣地帶，受城市基礎(chǔ)設(shè)施和人口集聚的影響，目前這部分區(qū)域?qū)Τ鞘械叵驴臻g的需求度還處于較低水平。

圖5 濟(jì)南市城區(qū)地下空間需求度分級(jí)Fig.5 Classification of the demand degree for urban underground space in Jinan City

4.3 基于需求度的城市地下空間開發(fā)耦合度分析

根據(jù)濟(jì)南市地下空間利用現(xiàn)狀與需求度分級(jí)結(jié)果，本文采用互斥性矩陣進(jìn)行耦合性研究。按照乘法原理，構(gòu)建3×3矩陣產(chǎn)生9種不同的類型，如表2所示。按照類別間相似性，結(jié)合管理學(xué)原理，將其劃分為5種不同的地下空間發(fā)展類型。

表2 地下空間利用現(xiàn)狀和需求度耦合度矩陣分類Tab.2 A matrix classification of underground space utilization status and the demand degree

（1）優(yōu)先發(fā)展區(qū)，指AⅢ型，占總面積的 4.50%，主要分散在中心城區(qū)人口快速集中的邊緣地帶，如歷下區(qū)東部、天橋區(qū)中部、槐蔭區(qū)南部以及市中區(qū)北部。該區(qū)需求度高但現(xiàn)狀利用程度低，地下空間發(fā)展相對(duì)滯后，應(yīng)結(jié)合區(qū)域工程地質(zhì)的限制性條件，注重滿足日益旺盛的地下空間需求，借助新規(guī)劃地鐵路線，形成地下空間集中開發(fā)的熱點(diǎn)核心，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化的地下空間，完善城市地下空間形態(tài)。

（2）協(xié)調(diào)發(fā)展區(qū)，包括AⅠ和BⅡ型，占總面積的6.21%，呈組團(tuán)狀分布在傳統(tǒng)商業(yè)街區(qū)、省市政府機(jī)構(gòu)所在地以及火車站和長(zhǎng)途汽車站等區(qū)位條件良好區(qū)域。該區(qū)域地下空間利用的現(xiàn)狀和需求都比較高，整體上處于協(xié)調(diào)狀態(tài)。地下空間的規(guī)劃管理上應(yīng)強(qiáng)調(diào)從整體效益最大化出發(fā)，注重城市地上地下空間協(xié)調(diào)融合，可在符合長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的前提下，引入市場(chǎng)化機(jī)制提高空間利用效率。

（3）優(yōu)化發(fā)展區(qū)，包括AⅡ和BⅢ型，占總面積的40.04%，呈連片狀分布，并且面積大、范圍廣，城市中心及外圍區(qū)域都有涉及。該區(qū)地下空間的整體開發(fā)利用程度低于需求程度，應(yīng)展開地下空間需求度的深入調(diào)研，結(jié)合需求特征及地質(zhì)工程條件，確定城市地下空間開發(fā)程度與發(fā)展方向，在初期就應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃，協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)組織，健全地下空間產(chǎn)權(quán)法律法規(guī)，尋求開發(fā)利用新技術(shù)突破，在需求旺盛的區(qū)域可適度開發(fā)深層地下空間資源。

（4）轉(zhuǎn)型發(fā)展區(qū)，包括BⅠ和CⅡ型，占總面積的0.80%，主要分布在濟(jì)南東部新城以及西客站附近，該區(qū)域地下空間的整體開發(fā)程度高于現(xiàn)有需求程度，作為濟(jì)南市戰(zhàn)略發(fā)展的重點(diǎn)區(qū)域，城市地下空間的開發(fā)作為基礎(chǔ)設(shè)施配套已較為完善，伴隨區(qū)域主導(dǎo)功能轉(zhuǎn)型，應(yīng)重新定位地下空間功能與階段，防止短期內(nèi)盲目開發(fā)或過度商業(yè)化造成浪費(fèi)現(xiàn)象。

（5）保留發(fā)展區(qū)，指CⅢ型，占總面積的 42.14%，呈斑塊狀零散分布，包括歷城區(qū)北部和東部、長(zhǎng)清區(qū)邊緣地帶。該區(qū)域?qū)Φ叵驴臻g的開發(fā)迫切度較低，可以適度結(jié)合自身和周邊區(qū)域?qū)嶋H情況，通過制定長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，結(jié)合“名泉”保護(hù)工程強(qiáng)調(diào)保護(hù)性開發(fā)，為城市轉(zhuǎn)型留下足夠發(fā)展空間。

圖6 濟(jì)南市城市地下空間利用分區(qū)Fig.6 Zoning of urban underground space utilization in Jinan City

5 結(jié)論與討論

本文嘗試從資源管理的視角出發(fā)，將城市地下空間的開發(fā)利用視為地上空間需求的合理延伸。利用高德地圖POI數(shù)據(jù)，獲取精細(xì)尺度的城市地下空間利用信息，聚焦于地下空間的功能、結(jié)構(gòu)與空間差異性，為城市地下空間研究提供一個(gè)新的視角。通過對(duì)城市地下空間“需求度”的概念進(jìn)行界定，提出了基于SLU框架的地下空間評(píng)價(jià)方法體系，并以濟(jì)南市中心城區(qū)為案例區(qū)展開研究，主要結(jié)論如下：（1）從現(xiàn)狀來看，濟(jì)南市地下空間的利用強(qiáng)度與城市區(qū)位以及商業(yè)中心的繁華程度一致，高強(qiáng)度區(qū)表現(xiàn)出空間集聚與組團(tuán)特征；從需求來看，濟(jì)南市地下空間整體需求度呈現(xiàn)出核心—邊緣擴(kuò)散的特征，城市中心區(qū)形成高需求熱點(diǎn)。（2）應(yīng)用耦合矩陣可將城市地下空間分為優(yōu)先發(fā)展區(qū)、協(xié)調(diào)發(fā)展區(qū)、優(yōu)化發(fā)展區(qū)、轉(zhuǎn)型發(fā)展區(qū)以及保留發(fā)展區(qū)，對(duì)不同類型的分區(qū)采取差異化的開發(fā)策略。（3）在進(jìn)行城市地下空間利用規(guī)劃時(shí)，應(yīng)充分協(xié)調(diào)現(xiàn)狀與需求的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)保護(hù)性開發(fā)，形成地下空間專項(xiàng)分區(qū)規(guī)劃，構(gòu)建“點(diǎn)—線—面”整體發(fā)展的格局。

在研究過程中發(fā)現(xiàn)以下值得進(jìn)一步探索的問題：（1）地下空間作為資源管理領(lǐng)域一個(gè)相對(duì)較新的方向，涉及到規(guī)劃、設(shè)計(jì)、工程、管理等多學(xué)科交叉，亟待整合不同學(xué)科形成更為完善的研究框架。（2）如何把地質(zhì)工程條件等限制性因素及開發(fā)的經(jīng)濟(jì)可行性納入城市地下空間需求度的評(píng)價(jià)體系，相關(guān)研究還有待深入展開。

:

［1］QIAO Y, PENG F, WANG Y. Monetary valuation of urban underground space: a critical issue for the decision-making of urban underground space development［J］. Land Use Policy，2017，69：12 - 24.

［2］HAN A, CORNARO A. Why underground space should be included in urban planning policy-and how this will enhance an urban underground future［J］. Tunnelling & Underground Space Technology，2016，55：214 - 220.

［3］國(guó)土資源部：城市地下空間將納入土地利用規(guī)劃［J］. 城市規(guī)劃通訊，2017（18）：7.

［4］中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)地下空間分會(huì). 中國(guó)城市地下空間發(fā)展白皮書［M］. 上海： 同濟(jì)大學(xué)出版社，2015.

［5］童林旭，祝文君. 城市地下空間資源評(píng)估與開發(fā)利用規(guī)劃［M］. 北京： 中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

［6］宋文飛，李國(guó)平，韓先鋒. 中國(guó)地表權(quán)、地下權(quán)概念、應(yīng)用模式及相關(guān)問題分析［J］. 中國(guó)人口·資源與環(huán)境，2012（4）： 118 - 123.

［7］史平平，張軍連，楊燕敏. 我國(guó)城市地上地下土地權(quán)利的設(shè)立——以中關(guān)村西區(qū)為例［J］. 自然資源學(xué)報(bào)，2010（10）：1639 - 1648.

［8］汪俠，黃賢金，湯晉. 城市地下空間資源開發(fā)潛力的模糊綜合評(píng)價(jià)［J］. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010（2）：213 - 218.

［9］田毅，陳建平，王麗梅. 北京市中心城區(qū)地下空間潛在資源量三維評(píng)價(jià)［J］. 中國(guó)土地科學(xué)，2012，26（11）：40 -44.

［10］ZHANG Z, TANG W W, GONG J, et al. Property rights of urban underground space in China: a public good perspective［J］. Land Use Policy，2017，65： 224 - 237.

［11］葉菁，侯衛(wèi)生，鄧東成，等. 基于可變模糊集的城市地下空間資源三維質(zhì)量評(píng)價(jià)［J］. 資源科學(xué)，2016（11）：2147 -2156.

［12］張平，陳志龍. 歷史街區(qū)地下空間資源質(zhì)量評(píng)估——以揚(yáng)州老城區(qū)為例［J］. 城市規(guī)劃，2012（11）：29 - 32.

［13］張曉峰，呂良海，白永強(qiáng)，等. 城市地下空間模糊綜合評(píng)價(jià)方法研究［J］. 地下空間與工程學(xué)報(bào)，2012（1）：8 - 13.

［14］BOBYLEV N. Mainstreaming sustainable development into a city’s master plan: a case of urban underground space use［J］.Land Use Policy，2009，26（4）：1128 - 1137.

［15］DURMISEVIC S, SARIYILDIZ S. A systematic quality assessment of underground spaces-public transport stations［J］. Cities，2001，18（1）：13 - 23.

［16］郭潔，呂永強(qiáng)，沈體雁. 基于點(diǎn)模式分析的城市空間結(jié)構(gòu)研究——以北京都市區(qū)為例［J］. 經(jīng)濟(jì)地理，2015（8）：68 -74.

［17］裘煒毅，劉杰，張穎. 手機(jī)大數(shù)據(jù)視角下的工業(yè)區(qū)職住平衡分析方法：2015中國(guó)城市規(guī)劃年會(huì)［C］. 貴陽，2015.

［18］譚章智，李少英，黎夏，等. 城市軌道交通對(duì)土地利用變化的時(shí)空效應(yīng)［J］. 地理學(xué)報(bào)，2017（5）：850 - 862.

［19］李順成，Hee-Yeon L. 緊湊式城市空間結(jié)構(gòu)要素對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響力研究——基于中國(guó)大城市面板數(shù)據(jù)的實(shí)證分析［J］. 中國(guó)人口·資源與環(huán)境，2017，27（12）： 165 -173.

［20］許寄托，董會(huì)和，王冬艷，等. 基于基準(zhǔn)地價(jià)修正的地下空間價(jià)格測(cè)算——以通化市為例［J］. 城市問題，2017（3）： 49 - 58.

［21］鄒亮，胡應(yīng)均，陳志芬，等. 基于需求導(dǎo)向的中小城市地下空間規(guī)劃［J］. 地下空間與工程學(xué)報(bào)，2017（1）： 7 - 13.

［22］曹軼，馮艷君. 基于關(guān)聯(lián)耦合法探討城市地下空間需求模型［J］. 地下空間與工程學(xué)報(bào)，2013（6）：1215 - 1222.

［23］王直民，鮑海君，彭毅，等. 中國(guó)城市地下空間研究范式的轉(zhuǎn)移與擴(kuò)張［J］. 中國(guó)土地科學(xué)，2017，31（5）：62 - 69.

［24］郭金金，夏同水，李建春. 城市住宅價(jià)格空間分異及影響因素研究［J］. 統(tǒng)計(jì)與決策，2016（8）：142 - 145.

［25］SMITH M J, GOODCHILD M F, LONGLEY P A. 地理空間分析：原理、技術(shù)與軟件工具（第2版）［M］. 杜培軍，張海榮，冷海龍，等譯. 北京： 電子工業(yè)出版社，2009.

［26］龍瀛，沈振江，毛其智. 城市系統(tǒng)微觀模擬中的個(gè)體數(shù)據(jù)獲取新方法［J］. 地理學(xué)報(bào)，2011（3）：416 - 426.

［27］李國(guó)旗，金鳳君，陳娛，等. 基于POI的北京物流業(yè)區(qū)位特征與分異機(jī)制［J］. 地理學(xué)報(bào)，2017（6）：1091 - 1103.