閆政新

(遼寧省自然資源事務服務中心 遼寧省基礎測繪院, 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)測城市化進程成為當下研究的熱點話題。目前,已有大量的研究人員對建成區(qū)進行分析和監(jiān)測。王小攀等研究重慶兩江新區(qū)建成區(qū)擴張速率呈“先快速后平穩(wěn)”的趨勢。并強調(diào)新區(qū)人口規(guī)模、經(jīng)濟增長與建成區(qū)的擴展趨勢基本保持一致,三者具有較強的相關性[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年城市用地的時空變化特征,并結合社會經(jīng)濟指標數(shù)據(jù),對研究區(qū)建成區(qū)的擴展變化及驅動力進行了分析,說明政策因素對城市時空形態(tài)的演變具有決定性作用。張楠楠[4]對東北地區(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)擴張彈性系數(shù)進行了計算和分析,從地理信息角度對建成區(qū)空間形態(tài)及擴張方面做出綜合分析和評價。李敏敏[5]等研究麗江市空間擴展與外部形態(tài)演變過程中,對建成區(qū)外部形態(tài)緊湊度指數(shù)和邊界維數(shù)等進行詳細說明。王斐[6]運用質(zhì)心轉移、等扇分析法、移動窗口法對大理城市形態(tài)結構演變的動態(tài)過程以及內(nèi)在機理進行系統(tǒng)性分析。大量的研究表明,對建成區(qū)空間形態(tài)及擴張進行研究,有利于社會、經(jīng)濟和文化的軟性規(guī)劃,同時也是新區(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個街道[7]。目前,金普新區(qū)主要圍繞發(fā)展綜合經(jīng)濟實力、輻射帶動能力、在國內(nèi)外影響力,進一步完善基礎設施建設,現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)集群國際競爭力顯著增強,生態(tài)文明建設取得新進展。金普新區(qū)作為第10個國家級新區(qū),圍繞“一地一極三區(qū)兩中心”戰(zhàn)略定位,營造和諧穩(wěn)定社會環(huán)境[8]。因此,對該區(qū)域建成區(qū)進行研究,有利于新區(qū)統(tǒng)籌發(fā)展,實現(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)空間分布的一個重要指標。它是建成區(qū)保持均勻分布的平衡點,可通過對金普新區(qū)建成區(qū)地塊的幾何中心坐標值加權平均求得。計算公式是:

(1)

(2)

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

2.2 建成區(qū)擴展強度

根據(jù)多個時期的重心變化,統(tǒng)計金普新區(qū)建成區(qū)在東、東南、南、西南、西、西北、北和東北八個方向的空間發(fā)展趨勢,分析建成區(qū)擴張強度。利用函數(shù)關系統(tǒng)計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)計指標如表1所示[9]。

表1 金普新區(qū)建成區(qū)8個方向具體統(tǒng)計指標

2.3 建成區(qū)范圍內(nèi)各地表覆蓋類型相對變化率

相對變化率R是反映地表覆蓋類型變化的有效方法,計算公式如下:

(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 試驗結果

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)、炮臺建成區(qū)和二十里堡建成區(qū)。通過計算統(tǒng)計出金普新區(qū)五個建成區(qū)的中心坐標變化情況如表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)重心坐標變化不大。其中2013—2017年,建成區(qū)重心向東北方向不斷轉移;2017—2018年,建成區(qū)重心向東南方向有微小轉移。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)擴展強度

為詳細分析建成區(qū)的空間擴展方向特征,采用扇形分析法,以建成區(qū)幾何中心為原點,將建成區(qū)劃分為8個方位(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,計算各個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)擴展越強,則該方位為建成區(qū)擴展的主要方向。由于炮臺建成區(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)的空間擴展強度,并通過雷達圖直觀表達出各個方位空間擴展的情況。具體統(tǒng)計情況如圖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)的擴展方向和程度。其中,金州新區(qū)在正東方向擴展最大,正南、西南和正北也有一定程度的擴展。普灣新區(qū)在正北方向擴展最大,西南和西北方向擴展也較大。金石灘建成區(qū)在西北方向擴展最大,正北和西南方向也有一定程度的擴展。建成區(qū)空間擴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)空間擴展趨勢方向

圖2 不同方位的擴展強度統(tǒng)計圖

3.3 建成區(qū)內(nèi)地表覆蓋類型相對變化率

對金州新區(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、構筑物、人工堆掘地、荒漠與裸露地表、水域的一級類進行分類,統(tǒng)計2013—2018年的變化情況,并分析各類型在不同方向的相對變化率,說明各建成區(qū)范圍內(nèi)的土地類型擴展在建成區(qū)的空間變化,地表覆蓋類型相對變化率如表5所示。

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

4 研究結論

(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)重心坐標變化不大。

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

(3)金州新區(qū)內(nèi)地表覆蓋類型相對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))、構筑物和人工堆掘地的相對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,相對變化率只為1%。

5 結束語

建成區(qū)形態(tài)是城市化的重要體現(xiàn)與結果,城市空間形態(tài)的研究,是城市規(guī)劃設計和管理的重要基礎。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,有利于對城市未來發(fā)展進行預測及控制,優(yōu)化建成區(qū)地表覆蓋類型的空間形態(tài)及相對變化率,可引導新區(qū)建成區(qū)健康平穩(wěn)發(fā)展。