蔡壯 林文鵬

摘 要： 采用宿遷市2007年、2012年和2017年3個時相的遙感（RS）數(shù)據(jù)，借助地理信息系統(tǒng)（GIS）空間分析工具，對2007—2017年宿遷市建設(shè)用地擴展的空間特征進行研究.研究結(jié)果表明：宿遷市的建設(shè)用地進入高度擴展時期，宿城區(qū)、泗陽縣和沭陽縣的建設(shè)用地空間擴展強度占據(jù)優(yōu)勢地位.同時，宿遷市建設(shè)用地擴展強度空間差異較大，2007—2012年強擴展型和穩(wěn)定型區(qū)域主要位于宿遷市的東部和西部，2012—2017年各種擴展類型區(qū)域分布較為分散，劇烈擴展型區(qū)域主要分布在北部，強擴展型區(qū)域主要分布在中部，弱擴展型區(qū)域主要分布在西部，穩(wěn)定型區(qū)域主要分布在南部.

關(guān)鍵詞： 宿遷市; 建設(shè)用地; 擴展; 空間差異

中圖分類號： TP 79 ?文獻標志碼： A ?文章編號： 1000-5137（2019）05-0489-06

Abstract： By using Geographic Information System（GIS）spatial analysis tools，the spatial characteristics of construction land expansion within Suqian during 2007—2017 were studied by employing the remote sensing（RS） data of Suqian in 2007，2012 and 2017.The results showed that the construction land in Suqian had entered a stage of rapid growth since 2007.Besides，the spatial expansion intensity of construction land in Sucheng District，Siyang County and Shuyang County had a dominant position.Meanwhile，the spatial difference of expansion intensity of construction land within Suqian was obvious.The strong expansion type and stable type were in the east and west of Suqian respectively between 2007 and 2012.However，the distribution of all kinds of expansion types was decentralized.The severe expansion type mainly distributed in the north，the strong expansion type in the middle，the weak expansion type in the west，and the stable type in the south of Suqian.

Key words： Suqian; construction land; expansion; spatial difference

0 前 言

目前，中國諸多學(xué)者利用遙感（RS）影像圖對城市擴展方面做了大量工作，并取得了一定的成績.陳旭等[1]在遙感和地理信息系統(tǒng)（GIS）的支持下，對武漢市3期遙感影像圖進行分析處理，提取該市建成區(qū)范圍信息，得到建成區(qū)擴展演變圖，再利用空間分形模型對該城市土地利用空間擴展狀況進行分析.馮曉剛等[2]以RS和GIS技術(shù)為支撐，基于多時相Landsat遙感數(shù)據(jù)，采用監(jiān)督分類、非監(jiān)督分類和歸一化裸露指數(shù)（NDBI）等方法提取陜西省西安市城市空間特征信息，結(jié)合地學(xué)統(tǒng)計方法，定量研究了城市擴張強度.居爾艾提·吾布力等[3]以新疆阿克蘇市為研究區(qū)，探討建設(shè)用地擴展特征及其驅(qū)動因素和存在的問題，為綠洲城市發(fā)展和建設(shè)決策提供一定的利用依據(jù).趙玉巖等[4]以1990—2015年長江三角洲77個縣級以上市核心建成區(qū)10 km緩沖區(qū)內(nèi)新增建設(shè)用地圖斑為研究對象，借助擴展強度、景觀格局指數(shù)和空間分析等方法分析了圖斑的成長特征及擴展模式.姚志強等[5]基于池州市城區(qū)2003年、2008年和2013年3期專題制圖儀（TM）影像提取建設(shè)用地信息，結(jié)合城市建設(shè)發(fā)展統(tǒng)計數(shù)據(jù)，采用擴展速度、擴展強度和擴展系數(shù)3個指標分析池州市城區(qū)及核心城區(qū)、站前區(qū)、教育園區(qū)、工業(yè)園區(qū)等各功能區(qū)建設(shè)用地擴展特征，同時運用灰色關(guān)聯(lián)分析建設(shè)用地擴展驅(qū)動力.

本文作者以2007年、2012年和2017年的宿遷市遙感影像為基礎(chǔ)，采用監(jiān)督分類的方法對遙感影像進行分類，得到宿遷市不同時相的建設(shè)用地信息，并運用GIS空間分析手段，揭示2007—2012年宿遷市建設(shè)用地擴展的規(guī)律與趨勢，以便及時發(fā)現(xiàn)問題，從而為建設(shè)用地的空間布局與規(guī)劃管理提供科學(xué)依據(jù).

1 研究區(qū)與數(shù)據(jù)源

1.1 研究區(qū)概況

宿遷市地處長三角北翼，江蘇北部，坐擁駱馬湖、洪澤湖兩大淡水湖，享有“華東凈土、江蘇氧吧”的美譽.截至2017年，宿遷市下轄2個區(qū)、3個縣，總面積為8555 km2，常住人口為491.46萬人.2007—2017年，宿遷經(jīng)濟快速發(fā)展，城市用地范圍不斷擴大，GDP從2007年的540億元增長到2017年的2600億元.

1.2 數(shù)據(jù)源

所用數(shù)據(jù)主要以遙感影像數(shù)據(jù)、社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)和相關(guān)輔助數(shù)據(jù)為主.遙感數(shù)據(jù)主要以地理空間數(shù)據(jù)云平臺和美國地質(zhì)調(diào)查局中獲取的2007年、2012年和2017年3期分辨率為30 m的遙感影像數(shù)據(jù)為主要信息源，并通過ENVI軟件進行圖像的預(yù)處理、分類和精度評價等工作，并結(jié)合ArcGIS 10.2進行數(shù)據(jù)的處理與制圖.社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)主要以宿遷市各年的統(tǒng)計年鑒為主.輔助數(shù)據(jù)主要以研究區(qū)矢量邊界數(shù)據(jù)為主.

2 研究方法

為揭示建設(shè)用地在時間序列的演變規(guī)律，采用建設(shè)用地擴展速度、擴展結(jié)構(gòu)系數(shù)、擴展規(guī)模系數(shù)和擴展強度分析宿遷市各個區(qū)縣建設(shè)用地在時間維的擴展演變過程[6].

建設(shè)用地綜合擴展系數(shù)從速率、規(guī)模、結(jié)構(gòu)、強度等方面綜合反映建設(shè)用地擴展劇烈程度，其計算公式如下：UC=∏4i=1Ui，i=1，2，…，4，

（1）其中，UC表示建設(shè)用地綜合擴展系數(shù)，U1表示建設(shè)用地擴展速率，反映建設(shè)用地擴展的快慢程度;U2表示建設(shè)用地擴展結(jié)構(gòu)系數(shù)，反映研究單元建設(shè)用地比例的變化;U3表示建設(shè)用地擴展規(guī)模系數(shù)，反映研究單元建設(shè)用地擴展與整個研究區(qū)的對比關(guān)系;U4表示建設(shè)用地擴展強度，反映研究單元年均新增建設(shè)用地占自身土地面積的比例.U1=tStS0-1，

（2）其中，St表示各研究單元末期建設(shè)用地面積，S0表示研究單元前期建設(shè)用地面積，t表示研究時段.U2=Pt-P0，

（3）其中，Pt表示各研究單元末期建設(shè)用地占其所有土地類型的比例，P0表示各研究單元前期建設(shè)用地占其所有土地類型的比例.U3=St-S0At-A0，

（4）其中，At表示所有研究單元末期建設(shè)用地之和，A0表示所有研究單元前期建設(shè)用地面積之和.U4=St-S0H×t，

（5）其中，H表示研究單元土地總面積.

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用變化分析

根據(jù)研究區(qū)的實際情況以及參考《土地利用現(xiàn)狀分類標準》（GB/T 21010—2017）將區(qū)域內(nèi)土地類型分為建設(shè)用地、耕地和其他地類3個大類，其中其他地類包括林地、草地、水體和未利用土地（表1），在ENVI，ArcGIS等軟件技術(shù)的支持下，得到宿遷市2007年、2012年和2017年土地3期的土地利用現(xiàn)狀圖（圖1）.

結(jié)合表1和圖1可以發(fā)現(xiàn)，耕地面積所占比例較大，2007年和2012年耕地面積占比都超過70%，2017年耕地面積占比達到65%以上;建設(shè)用地面積持續(xù)上升，面積從2007年的661 km2增長到2017年的1889 km2，面積占比從7.94%增長到2017年的22.38%.

2007—2012年，從耕地面積來看，有125 km2的建設(shè)用地轉(zhuǎn)化為耕地，301 km2其他地類轉(zhuǎn)化為耕地;從建設(shè)用地面積來看，有661 km2的耕地轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地，有103 km2其他地類轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地;從其他地類面積來看，建設(shè)用地轉(zhuǎn)化而來的面積最少為5 km2，有114 km2耕地轉(zhuǎn)化為其他地類.總體來看：耕地面積轉(zhuǎn)入426 km2，轉(zhuǎn)出775 km2，面積呈現(xiàn)減少狀態(tài);建設(shè)用地面積轉(zhuǎn)入764 km2，轉(zhuǎn)出130 km2，面積呈現(xiàn)增加狀態(tài);其他地類面積轉(zhuǎn)入119 km2，轉(zhuǎn)出404 km2，面積呈現(xiàn)減少狀態(tài).

2012—2017年，從耕地面積來看，有341 km2的建設(shè)用地轉(zhuǎn)化為耕地，有338 km2的其他地類轉(zhuǎn)化為耕地;從建設(shè)用地面積來看，從耕地轉(zhuǎn)化而來的面積最多有803 km2，從其他地類轉(zhuǎn)化而來的面積為308 km2;從其他地類面積來看，從建設(shè)用地轉(zhuǎn)化而來的面積較少為132 km2，耕地轉(zhuǎn)化為其他地類面積為633 km2.總體來看：耕地面積轉(zhuǎn)入679 km2，轉(zhuǎn)出1436 km2，面積呈現(xiàn)減少狀態(tài);建設(shè)用地面積轉(zhuǎn)入1111 km2，轉(zhuǎn)出473 km2，面積呈現(xiàn)增加狀態(tài);其他地類面積轉(zhuǎn)入765 km2，轉(zhuǎn)出646 km2，面積呈現(xiàn)增加狀態(tài).

2007—2012年耕地主要以侵占其他地類的面積為主，導(dǎo)致交通要道附近的林地和分布在耕地周邊的水域和草地遭到侵占.在2007—2012年以及2012—2017年建設(shè)用地面積均呈現(xiàn)迅速增加的趨勢，第一次建設(shè)用地面積增加是城市化的發(fā)展初級階段，總體屬于粗獷時期，各個區(qū)縣開始修建大量的道路，導(dǎo)致工業(yè)用地、道路建設(shè)用地侵占大量城鎮(zhèn)周邊的耕地面積;第二次建設(shè)用地增加是因為城市化的快速發(fā)展，農(nóng)村人口開始大量涌入市區(qū)，市區(qū)中原有的住房面積遠遠不能滿足需求，造成城市住宅面積激增，加上原有城市工業(yè)不斷地向周邊城鎮(zhèn)遷移，建設(shè)用地面積的增加主要以侵占耕地面積為主.

3.2 建設(shè)用地擴展分析

3.2.1 擴展等級劃分

通過建設(shè)用地綜合擴展模型計算出2007年、2012年和2017年建設(shè)用地綜合擴展系數(shù)值，并結(jié)合相關(guān)學(xué)者的研究，將評價結(jié)果劃分為4種擴展類型：UC≥0.1，為劇烈擴展型;0.01≤UC<0.1，為強擴展型;0.0011≤UC<0.01，為弱擴展型;UC<0，為穩(wěn)定型.

表2為各區(qū)縣建設(shè)用地綜合擴展系數(shù)值.從表2中可以看出：2007—2012年沭陽縣和泗陽縣屬于強擴展型，泗洪縣、宿豫區(qū)和宿城區(qū)屬于穩(wěn)定型;2012—2017年沭陽縣屬于劇烈擴展型，泗陽縣和宿城區(qū)屬于強擴展型，宿豫區(qū)屬于弱擴展型，泗洪縣屬于穩(wěn)定型.

3.2.2 建設(shè)用地綜合擴展強度分析

圖2為2007—2012年及2012—2017年宿遷市建設(shè)用地擴展類型空間分布.從圖2中可以看出：2007—2012年建設(shè)用地擴展類型較少，其中強擴展型區(qū)域主要分布在宿遷市的東部，穩(wěn)定型區(qū)域主要分布在宿遷市的西部，總體來看，這5年宿遷市總體發(fā)展較為平穩(wěn);2012—2017年建設(shè)用地擴展類型較為豐富，強擴展型與劇烈擴展型區(qū)域呈現(xiàn)L型分布，貫穿于宿遷市中部及北部，弱擴展型和穩(wěn)定型位于強擴展型兩側(cè).隨著宿遷市經(jīng)濟水平不斷的發(fā)展，交通基礎(chǔ)設(shè)施逐步完善，中心城區(qū)與其他地區(qū)的交流越來越方便，大量的土地被建設(shè)用地侵占.

4 結(jié) 論

宿遷市建設(shè)用地擴展強度空間差異較大，2007—2012年強擴展型和穩(wěn)定型主要位于宿遷市的東部和西部，2012—2017年各種擴展類型分布較為分散，劇烈擴展型主要分布北部，強擴展型主要分布在中部，弱擴展型主要分布在西部，穩(wěn)定型主要分布在南部.

宿遷市在這兩個時期內(nèi)建設(shè)用地擴展強度總體上呈現(xiàn)上升趨勢，經(jīng)濟發(fā)展水平總體在穩(wěn)步提高.2007—2012年及2012—2017年的兩個時期內(nèi)，建設(shè)用地擴展穩(wěn)定型地區(qū)面積和強擴展地區(qū)面積在減少，而弱擴展地區(qū)和劇烈擴展地區(qū)面積在逐步增加.

宿城區(qū)、宿豫區(qū)、沭陽縣在兩個時期內(nèi)建設(shè)用地擴展強度整體上呈現(xiàn)上升趨勢，其中宿城區(qū)、宿豫區(qū)屬于宿遷市的中心城區(qū)，區(qū)域面積不大，但經(jīng)濟發(fā)展速度較快，建設(shè)用地面積增加較快，沭陽縣作為省直轄縣經(jīng)濟水平一直處于全市領(lǐng)先地位，建設(shè)用地規(guī)模也在逐步加大;泗洪縣與泗陽縣在兩個時期內(nèi)建設(shè)用地擴展強度整體上呈現(xiàn)平穩(wěn)趨勢，其中泗陽縣與宿城區(qū)、宿豫區(qū)和沭陽縣3個區(qū)縣接壤，受這3個區(qū)域的共同輻射作用較大，在兩個時期內(nèi)建設(shè)用地擴展強度一直保持強擴展型，泗洪縣地處宿遷市南部，遠離宿遷市的政治經(jīng)濟中心，受地理位置影響，經(jīng)濟發(fā)展水平一直處于全市下游水平，建設(shè)用地擴展強度保持在穩(wěn)定狀態(tài).

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（責(zé)任編輯：包震宇）