朱濤，劉尚，白噶力

(合肥工業(yè)大學(xué)建筑與藝術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230009)

目前，許多城市進(jìn)入快速發(fā)展的時(shí)期。滁州市作為長三角經(jīng)濟(jì)圈城市之一，發(fā)展?jié)摿薮?。對于滁州市而言，要把握好機(jī)遇以獲得更好發(fā)展，需做好城市發(fā)展戰(zhàn)略與合理的城市空間規(guī)劃研究。城市空間形態(tài)分形維數(shù)和緊湊度指數(shù)可揭示城市外部空間不規(guī)則程度和復(fù)雜程度，將其用于城市內(nèi)、外空間形態(tài)分析中，可以了解城市空間形態(tài)復(fù)雜變化的一般性規(guī)律。城市用地適宜性評價(jià)是進(jìn)行土地利用決策、科學(xué)編制土地利用規(guī)劃的基本依據(jù)。傳統(tǒng)的用地適宜性評價(jià)多采用定性分析或定性與定量相結(jié)合的方法，這使得評價(jià)結(jié)果帶有較大的主觀性[1]。隨著GIS技術(shù)迅速發(fā)展，將GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理和分析功能應(yīng)用于用地適宜性評價(jià)中，能得到更加客觀和直觀的用地適宜性評價(jià)結(jié)果[2]。為此，筆者對滁州市中心城區(qū)空間形態(tài)演變與空間發(fā)展方向進(jìn)行了研究，以為制定科學(xué)合理的城市發(fā)展戰(zhàn)略提供參考。

1 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

滁州市地處安徽省東北部，位于北緯31°51′～33°13′、東經(jīng)117°09′～119°13′，總面積1.35萬km2，轄2區(qū)(瑯琊區(qū)、南譙區(qū))2市(天長市、明光市)4縣(全椒縣、來安縣、定遠(yuǎn)縣、鳳陽縣)。東與南京、揚(yáng)州、淮安接壤，西與淮南市、合肥毗鄰，南與馬鞍山相連，北與蚌埠交界。滁州市濱臨長江，是皖蘇邊界城市、南京的江北門戶，是皖江城市帶承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移示范區(qū)的重要一翼。研究區(qū)為滁州市中心城區(qū)(瑯琊區(qū))，總面積180.79km2，常住人口31.04萬人。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

根據(jù)滁州市總體規(guī)劃、《滁州市統(tǒng)計(jì)年鑒》等相關(guān)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，選取遙感資料和相關(guān)城市規(guī)劃圖，繪制滁州市中心城區(qū)7個(gè)年份(1969、1983、1993、2000、2004、2008、2014年)的建成區(qū)范圍輪廓，進(jìn)而計(jì)算其分形維數(shù)、緊湊度指數(shù)。根據(jù)滁州中心城區(qū)測繪地形圖、總體規(guī)劃圖以及自然生態(tài)環(huán)境、城鎮(zhèn)發(fā)展體系和重大基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀等，利用GIS分析得到生態(tài)適宜性評價(jià)圖、經(jīng)濟(jì)社會(huì)適宜性評價(jià)圖和綜合適宜性評價(jià)圖。

2 研究方法

2.1 城市空間形態(tài)分形維數(shù)的確定

城市空間形態(tài)是城市各組成要素的空間外在形態(tài)，具有復(fù)雜性、無規(guī)則的特征。因此，尋找能夠描述城市空間形態(tài)的量化體系具有重要意義[3，4]。1985年，法國學(xué)者邁克爾巴迪將分形理論引入城市空間形態(tài)的定量分析中，為測度復(fù)雜的城市發(fā)展邊界提供了量化方法，為分析城市發(fā)展邊界的形態(tài)復(fù)雜性和不規(guī)則性提供了有效工具[5]。其中，分形維數(shù)用來表達(dá)城市邊界形狀的復(fù)雜性，定義如下：

St=2In(Pt/4)/InAt

(1)

式中，St為t時(shí)期城市邊界形狀的分形維數(shù)，其理論值范圍在1～2之間,St值越大表示圖形形狀越復(fù)雜，城市發(fā)展空間邊界就越復(fù)雜；At、Pt分別為t時(shí)期城市形態(tài)的面積(km2)和周長(km)。

2.2 城市空間形態(tài)緊湊度指數(shù)的確定

Dantzig等[6]于1973年提出了緊湊城市理念。緊湊城市是以實(shí)現(xiàn)土地與能源節(jié)約、防止城市蔓延、提高城市運(yùn)行效率為目的，具有高密度用地及形態(tài)緊湊、功能混用等特征。緊湊度是反映城市空間形態(tài)和功能布局的指標(biāo)，用來反映城市建成區(qū)用地的緊湊與飽滿程度高低。緊湊度越高的城市往往時(shí)間成本和運(yùn)輸成本較低，勞動(dòng)地域分工更加合理，能高效地創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。城市空間形態(tài)緊湊度指數(shù)是反映城市空間形態(tài)離散程度的指標(biāo)。緊湊度指數(shù)C的定義如下[7]：

(2)

2.3 用地適宜性評價(jià)

在進(jìn)行各類城市規(guī)劃活動(dòng)時(shí)，都應(yīng)明確適宜進(jìn)行建設(shè)活動(dòng)的地區(qū)，找出自然、經(jīng)濟(jì)社會(huì)和基礎(chǔ)設(shè)施條件優(yōu)越、適合優(yōu)先發(fā)展的區(qū)域。為此，需要考慮地形地貌、生態(tài)環(huán)境、重大基礎(chǔ)設(shè)施乃至政策等因素，對城市土地開發(fā)建設(shè)條件進(jìn)行綜合分析。結(jié)合已有城鎮(zhèn)的空間分布形態(tài)，進(jìn)行城市區(qū)域內(nèi)發(fā)展用地適宜性評價(jià)，為城市規(guī)劃空間決策提供科學(xué)依據(jù)。

1)生態(tài)適宜性評價(jià) 城市區(qū)域分布有河流、水庫、自然保護(hù)區(qū)及基本農(nóng)田等生態(tài)敏感區(qū)，是重要的影響因子。同時(shí)，不同坡度條件的建設(shè)適宜性也不同。利用GIS對生態(tài)敏感區(qū)和用地坡度條件等空間要素進(jìn)行賦值，再將其疊加，得到用漸變色彩表現(xiàn)的生態(tài)適宜性評價(jià)圖。

2)經(jīng)濟(jì)社會(huì)適宜性評價(jià) 城鎮(zhèn)體系的空間分布有其歷史原因和一定的發(fā)展延續(xù)性。經(jīng)濟(jì)社會(huì)因素對城市用地的適宜性有較大影響，且影響力與城鎮(zhèn)和基礎(chǔ)設(shè)施等級有關(guān)，等級越高，影響力越大。其中，重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)往往是推動(dòng)城鎮(zhèn)產(chǎn)生、發(fā)展的動(dòng)力，也是重要的經(jīng)濟(jì)社會(huì)要素指標(biāo)，為此選擇高速公路出入口、鐵路站場、國道、省道作為基礎(chǔ)設(shè)施條件的評價(jià)因子。結(jié)合城鎮(zhèn)體系現(xiàn)狀和重大基礎(chǔ)設(shè)施情況，通過分析得到經(jīng)濟(jì)社會(huì)適宜性評價(jià)圖。

3)綜合適宜性評價(jià) 結(jié)合生態(tài)適宜性評價(jià)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)適宜性評價(jià)，最終得到綜合適宜性評價(jià)圖，以此作為城市空間發(fā)展方向決策的重要依據(jù)。

3 結(jié)果分析

3.1 滁州市中心城區(qū)空間形態(tài)演變過程分析

根據(jù)與滁州市中心城區(qū)相關(guān)的遙感影像和衛(wèi)星地圖以及總體規(guī)劃圖等資料，整合形成1969～2014年間7個(gè)不同時(shí)期滁州市中心城區(qū)空間形態(tài)演變過程圖(圖1)。

圖1 滁州市中心城區(qū)城市空間形態(tài)演變過程圖

年份面積/km2周長/m19692.9011067.7119838.2021321.90199315.9239625.00200021.9048682.65200430.2087560.59200843.9091190.22201483.0082648.67

滁州市中心城區(qū)面積從1969年的2.9km2擴(kuò)展到2014年的83km2，平均每年擴(kuò)展1.78km2(表1)。

1949～1958年，滁州市中心城區(qū)規(guī)劃建設(shè)面積由建國初期的1.7km2增至2.7km2，是滁州城市空間發(fā)展史上一次跨越性擴(kuò)展。到1969年，滁州市中心城區(qū)面積擴(kuò)展到近2.9km2，以老城區(qū)為發(fā)展中心，西靠瑯琊山生態(tài)發(fā)展區(qū)，向南部擴(kuò)展的同時(shí)也在向東部廣闊的腹地進(jìn)行擴(kuò)展[8]。

改革開放后，是滁州市中心城區(qū)快速發(fā)展時(shí)期。具體來說，在瑯瑯山與京滬鐵路之間向南急劇擴(kuò)展和延伸，屬于向南部擴(kuò)展的軸向發(fā)展時(shí)期，空間發(fā)展方式為擴(kuò)張與填充組合并行。1969～1983年，中心城區(qū)面積增至8.3km2，14年間面積增加了5.4km2，平均每年增加近0.38km2，這段時(shí)期確定的向南發(fā)展方向也成為未來滁州市中心城區(qū)擴(kuò)展的主要方向。

1983～1993年，滁州市中心城區(qū)增加了7.72km2，平均每年增加0.77km2左右。這個(gè)時(shí)期的發(fā)展速度明顯加快，快速擴(kuò)張的同時(shí)也在改變著發(fā)展方式，即從原先的粗放式快速擴(kuò)張向合理可持續(xù)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變。主要以內(nèi)部更新組合和合理填充發(fā)展方式進(jìn)行，以依靠西部景觀發(fā)展中心和沿交通主線延伸發(fā)展為主。

1993～2000年，滁州市中心城區(qū)面積增加至21.9km2，平均每年增加近0.8km2。中心城區(qū)主要沿交通干線向偏南部腹地發(fā)展，同時(shí)也向東部工業(yè)園區(qū)擴(kuò)展。

2000～2004年，4年間滁州市中心城區(qū)面積增加了近8.3km2，平均每年增加近2.1km2，達(dá)到了30.2km2。這段時(shí)期滁州市中心城區(qū)發(fā)展迅速并已初具規(guī)模。

2004～2008年，滁州市中心城區(qū)面積達(dá)到43.9km2，4年增加了近13.7km2，平均每年增加3.4km2。隨著“大滁城”的提出與帶動(dòng)，滁州市中心城區(qū)步入發(fā)展快車道。具體來說，向南往全椒縣靠攏，東南方向往南譙區(qū)靠近，東部方向逐漸向來安縣靠攏，形成以滁州中心城區(qū)為核心的“大滁州城鎮(zhèn)密集帶”空間結(jié)構(gòu)模式。

到2014年，滁州市中心城區(qū)面積達(dá)到83km2。隨著滁州市作為安徽省東向發(fā)展戰(zhàn)略橋頭堡地位的確定和南京都市圈發(fā)展規(guī)劃的提出，由于滁州市中心城區(qū)南部與國家級新區(qū)——江北新區(qū)臨近，城市發(fā)展方向逐漸向江北新區(qū)靠攏。

3.2 分形維數(shù)

圖2 1969～2014年滁州市中心城區(qū)空間形態(tài)分形維數(shù)演變圖

城市空間發(fā)展形態(tài)分形維數(shù)數(shù)值的大小變化表明城市空間形態(tài)發(fā)展演變的外部輪廓變化，表現(xiàn)城市建成區(qū)邊界的曲折復(fù)雜程度。分形維數(shù)值越大，表明該時(shí)間段建成區(qū)邊界復(fù)雜程度越高，邊界輪廓越不規(guī)則；分形維數(shù)值越小，說明城市建成區(qū)邊界越規(guī)則[9]。根據(jù)1969～2014年滁州市城市空間空間形態(tài)分形維數(shù)數(shù)據(jù)，得到滁州市中心城區(qū)空間形態(tài)分形維數(shù)的動(dòng)態(tài)演變圖(圖2)。從圖2可以看出，1969～2004年，滁州市中心城區(qū)分形維數(shù)值一直呈上升趨勢，說明這個(gè)時(shí)期城區(qū)面積無序擴(kuò)張，空間發(fā)展邊界不甚規(guī)則，復(fù)雜程度高。但是從2004到2014年，分形維數(shù)指數(shù)呈下降趨勢，復(fù)雜程度開始降低，說明中心城區(qū)填充重組地塊后，土地利用率明顯提升，城區(qū)空間發(fā)展邊界趨向合理規(guī)范化，這是進(jìn)行城市合理空間管控的結(jié)果。

3.3 緊湊度指數(shù)

圖3 1969～2014年滁州市中心城區(qū)空間形態(tài)緊湊度指數(shù)演變圖

緊湊度指數(shù)變化是度量城市空間形態(tài)演變特征的主要指標(biāo)之一，包括城市內(nèi)部空間實(shí)體的相互組合填充關(guān)系及其擴(kuò)展特征變化，是反映一個(gè)城市空間發(fā)展形態(tài)的重要概念[10～11]。結(jié)合1969～2014年滁州市中心城區(qū)空間形態(tài)緊湊度指數(shù)數(shù)據(jù)，得到滁州市中心城區(qū)空間形態(tài)緊湊度指數(shù)的動(dòng)態(tài)演變圖(圖3)。由圖3可知，在2004年之前，滁州市中心城區(qū)空間形態(tài)緊湊度指數(shù)一直呈下降趨勢，該時(shí)期建成區(qū)空間形態(tài)緊湊程度不斷降低，說明城市空間處在無序蔓延狀態(tài)，城市空間形態(tài)越來越不緊湊。2004年～2014年，滁州市中心城區(qū)緊湊度指數(shù)有所上升，由于“大滁城”等各類發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)的實(shí)施與出臺(tái)，增強(qiáng)了建成區(qū)內(nèi)各組團(tuán)之間的緊湊度，提高了用地率，使得城市空間愈發(fā)緊湊，加強(qiáng)了城市各部分的聯(lián)系，利于資源的合理利用和協(xié)調(diào)發(fā)展。

3.4 用地適宜性評價(jià)

圖4 滁州市中心城區(qū)城市空間生態(tài)適宜性評價(jià)圖

1)生態(tài)適宜性評價(jià) 選取主要河流、水庫、自然保護(hù)區(qū)及基本農(nóng)田等生態(tài)敏感區(qū)以及坡度值為空間要素分析內(nèi)容，經(jīng)GIS分析得到滁州市城市空間生態(tài)適宜性評價(jià)圖(圖4，圖中越趨近綠色代表生態(tài)適宜性越高，越趨近紅色代表生態(tài)適宜性越低)。從圖4可以看到，滁州市中心城區(qū)城市空間生態(tài)適宜性較高區(qū)域主要分布在主城區(qū)及主城區(qū)南部范圍內(nèi)，而主城區(qū)西部多為生態(tài)敏感的山區(qū)、水域等適宜性較低區(qū)域。

圖5 滁州市中心城區(qū)城市空間經(jīng)濟(jì)社會(huì)適宜性評價(jià)圖

2)經(jīng)濟(jì)社會(huì)適宜性評價(jià) 選取滁州市城鎮(zhèn)建設(shè)現(xiàn)狀和重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀作為空間要素分析內(nèi)容，經(jīng)GIS處理得到滁州市中心城區(qū)城市空間經(jīng)濟(jì)社會(huì)適宜性評價(jià)圖(圖5)。從圖5可以看出，滁州市中心城區(qū)城市空間經(jīng)濟(jì)社會(huì)適宜性較高區(qū)域?yàn)橹鞒菂^(qū)及周邊幾個(gè)主要城鎮(zhèn)。此外，京滬高鐵、寧洛高速等道路基礎(chǔ)設(shè)施對經(jīng)濟(jì)社會(huì)適宜性也有較大影響。

圖6 滁州市中心城區(qū)城市空間綜合適宜性評價(jià)圖

3)綜合適宜性評價(jià) 將生態(tài)適宜性評價(jià)圖、經(jīng)濟(jì)社會(huì)適宜性評價(jià)圖疊加，得到滁州市中心城區(qū)城市空間綜合適宜性評價(jià)圖(圖6)。從圖6可以看到，滁州市中心城區(qū)城市空間綜合適宜性較高區(qū)域和較低區(qū)域劃分明顯。其中，主城區(qū)西部為大面積低適宜建設(shè)區(qū)，主城區(qū)及其南部和東部為大面積高適宜建設(shè)區(qū)，其間只有少量低適宜建設(shè)區(qū)(多為小面積河流、水庫和湖泊等生態(tài)斑塊)。

4 結(jié)語

利用分形維數(shù)與緊湊度分析可以得出城市發(fā)展的形態(tài)變化特征，有利于科學(xué)合理地評價(jià)城市擴(kuò)展?fàn)顩r，并為城市規(guī)劃的空間發(fā)展政策提供可靠依據(jù)[12]。從分形維數(shù)和緊湊度指數(shù)分析來看，滁州市中心城區(qū)發(fā)展歷程是由最早的老城區(qū)向外無序蔓延，其時(shí)間段是1969～2004年。在這一時(shí)期，城市無序擴(kuò)張，城市發(fā)展邊界越來越復(fù)雜、不規(guī)則，城市形態(tài)越來越不緊湊。自2004年以后，隨著城市高速發(fā)展，城市外圍用地陸續(xù)開發(fā)連成一片，改變了城市發(fā)展初期無序蔓延、邊界不規(guī)則的狀態(tài)，具體表現(xiàn)為城市邊界輪廓簡單化，城市形態(tài)更加緊湊，越來越趨近于一個(gè)整體。此外，根據(jù)滁州市中心城區(qū)綜合適宜性評價(jià)圖分析，可見北部和西部多為生態(tài)敏感區(qū)，空間發(fā)展腹地較??；東部用地適宜性較高，尤其是東南部空間發(fā)展腹地最為廣闊，且用地適宜性較理想，同時(shí)未來可與南京市江北新區(qū)對接。因此，可將滁州市中心城區(qū)未來空間發(fā)展方向確定為東南方向。