黃冠捷

浙江工商大學(xué) 浙江 杭州 310018

“三生空間”“是新時代我國國土空間優(yōu)化開發(fā)的重要指向，通過梳理已有文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)可以從“三生空間”和“三生功能”的對應(yīng)關(guān)系的角度來界定“三生空間”的概念[1]。在微觀尺度下，土地使用功能較單一，“三生空間”即承載三類功能的用地空間。生產(chǎn)空間是具備工農(nóng)業(yè)和服務(wù)業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)功能的用地，生活空間是具有提供承載和保障人居功能的用地，生態(tài)空間是具有調(diào)節(jié)、維持和保障生態(tài)安全并提供生態(tài)產(chǎn)品和服務(wù)功能的用地[2]。

在中微觀尺度的“三生空間”識別中，通過使用土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行分類歸并，一定程度上能識別“三生空間”,但精確性不足[3]。而城區(qū)范圍內(nèi)的POI數(shù)據(jù)數(shù)量豐富，層次全面、信息特征鮮明且易于獲取，基于POI數(shù)據(jù)的處理分析能夠更精確地識別各類用地的具體空間位置與主導(dǎo)功能，繼而區(qū)分與劃定城市“三生空間”。有學(xué)者以上海市中心城區(qū)為例[1]，提出了中心城區(qū)尺度下“三生空間”的分類體系，并借鑒城市功能區(qū)的劃分與識別方法[4]，利用POI數(shù)據(jù)進(jìn)行“三生空間”研究，其后也有學(xué)者在武漢、西安等城市進(jìn)行了相應(yīng)識別與研究[5]。本文以杭州市主要城區(qū)為例，嘗試在POI數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，同時利用土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行整合補(bǔ)充，建立一個完整的市域城區(qū)尺度下的“三生空間”識別以及靜態(tài)與動態(tài)的格局分析。

1 研究方法與數(shù)據(jù)

1.1 研究方法與研究區(qū)概況

本次研究的主體框架主要包含了3個部分，分別是研究數(shù)據(jù)的處理、“三生功能”的識別、“三生空間”的綜合識別結(jié)果與分析。研究主要采用網(wǎng)格分析法、層次分析法、GIS 空間分析法，定性與定量相結(jié)合。

本文選取浙江杭州市主要城區(qū)為研究范圍，涵蓋上城區(qū)、拱墅區(qū)、西湖區(qū)、濱江區(qū)、蕭山區(qū)、余杭區(qū)，臨平區(qū)、錢塘區(qū)共3068km2，基于杭州市市區(qū)街區(qū)尺度大小，將研究范圍劃分為若干個800m×800m的正方格作為基本識別單元，研究范圍內(nèi)共含6757個單元。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

本文杭州市土地利用數(shù)據(jù)來源于2015年與2020年中科院地理研究所全國城市土地利用二級數(shù)據(jù)，POI數(shù)據(jù)來自源于杭州市2015年與2020年高德地圖平臺，通過爬取收集到共計 70余萬條POI數(shù)據(jù)。經(jīng)過處理后，通過與三生功能的對應(yīng)，將其分為16類，并參照相關(guān)研究，將各種類型POI數(shù)據(jù)的相關(guān)度和影響力指標(biāo)相疊加后提出POI的綜合權(quán)重：p＝a1xa2，結(jié)果如表1所示。

表1 基于:“三生空間”的POI數(shù)據(jù)分類及相關(guān)度和影響度的綜合權(quán)重賦值表

2 基于POI數(shù)據(jù)的“三生功能”的識別

基于上文中對研究范圍與POI數(shù)據(jù)的處理結(jié)果，在此以杭州市2020年P(guān)OI數(shù)據(jù)為例，用ArcGIS將網(wǎng)格與POI數(shù)據(jù)進(jìn)行空間連接，將每個網(wǎng)格內(nèi)的各類POI數(shù)量和綜合權(quán)重相乘得到每個方格內(nèi)各類 POI綜合數(shù)量，其計算公式為：

公式中，Ni為研究單元方格內(nèi)第i類POI數(shù)據(jù)點的綜合數(shù)量，Ci為研究單元方格內(nèi)第i類POI數(shù)據(jù)點的數(shù)量；Pi為第i類POI的綜合權(quán)重。

再將每個網(wǎng)格內(nèi)的各類POI綜合數(shù)量相加，得到每個網(wǎng)格內(nèi)生態(tài)、生產(chǎn)、生產(chǎn)功能要素數(shù)量，并利用ArcGIS將“三生功能”要素可視化，得出杭州市中心城區(qū)生三生功能要素分布其公式為：

3 “三生空間”研究結(jié)果

3.1 “三生空間”靜態(tài)的識別與分析

3.1.1 基于POI數(shù)據(jù)的“三生空間”的識別

基于上文計算得到的生態(tài)、生產(chǎn)、生活功能要素分布，利用ArcGIS對各個網(wǎng)格內(nèi)的三生功能進(jìn)行疊加，再采用樣方比例法確定最終每個單元網(wǎng)格的功能類型。計算公式為：

公式中，Ri為單元方格內(nèi)第i類功能要素的比例值；Si為單元方格內(nèi)第i類功能要素。

每個網(wǎng)格的空間功能取決于其內(nèi)部三種功能要素比例值，若網(wǎng)格內(nèi)某一類的功能要素比例值大于50%時，即將該單元視為單一功能區(qū)空間；而當(dāng)單元內(nèi)所有類型的功能要素比例值均小于50% 時,即將該單元視為混合功能區(qū)空間。最終得到基于POI數(shù)據(jù)的“三生空間”識別結(jié)果。其中包括3049個生產(chǎn)空間，1357個生活空間，471個生態(tài)空間，227個混合空間。由此得出生產(chǎn)空間占據(jù)主導(dǎo)地位。

3.1.2 基于土地利用數(shù)據(jù)的“三生空間”的補(bǔ)充與校正

研究發(fā)現(xiàn)，需要補(bǔ)充的區(qū)域大部分土地為耕地與林地，由于目前學(xué)術(shù)界對這二者的三生空間劃分存在爭議，為了研究順利進(jìn)行，本文將成片耕地定義為生產(chǎn)空間，成片林地定義為生態(tài)空間，根據(jù)土地利用數(shù)據(jù)類目面積權(quán)重.同時參照附近有數(shù)據(jù)區(qū)以及現(xiàn)實地理定位對進(jìn)基于POI數(shù)據(jù)的“三生空間”的識別結(jié)果行補(bǔ)充與校正。最終得到627個生產(chǎn)空間網(wǎng)格，984個生態(tài)空間網(wǎng)格，38個混合空間網(wǎng)格，生活空間數(shù)量過少，可忽略不計。

3.1.3 “三生空間”的綜合確立

將上述兩種方式識別與補(bǔ)充校正后的三生空間進(jìn)行聯(lián)合，得到杭州市主要城區(qū)三生空間的識別結(jié)果。

3.1.4 “三生空間”靜態(tài)分布格局分析

基于上文識別結(jié)果，以武林廣場為中心，以5km，25km，45km為半徑，劃定內(nèi)中外三個圈層，基于圈層進(jìn)行分布格局分析。

生產(chǎn)空間：大部分分布在中外兩個圈層，呈現(xiàn)連片環(huán)繞發(fā)展態(tài)勢。內(nèi)圈層以第三產(chǎn)業(yè)為主，多以金融、互聯(lián)網(wǎng)、商業(yè)中心等高附加值產(chǎn)業(yè)以及政府機(jī)關(guān)，中圈層以第二產(chǎn)業(yè)為主，則較多出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，新型科創(chuàng)基地等，外圈層則主要分布為輕工業(yè)工廠與大片耕地。

生活空間：分布在內(nèi)圈層與中圈層，都多為居住區(qū)及配套服務(wù)區(qū)域，外圈層主要為零散村莊居民點。

生態(tài)空間：內(nèi)圈層以西湖風(fēng)景名勝區(qū)為主，中圈層多為各大公園與綠地廣場，外圈層則為大片林地，較多分布在城區(qū)西部邊緣帶。

混合空間：主要分布在內(nèi)圈層市中心地區(qū)，存在較強(qiáng)的向心性，表現(xiàn)為大量的商業(yè)，商務(wù)辦公、生活服務(wù)設(shè)施與居住區(qū)混合。

3.2 三生空間動態(tài)格局演化及驅(qū)動機(jī)制分析

3.2.1 三生空間存量變化格局

研究提取了兩個年度數(shù)據(jù)中發(fā)生變化的空間網(wǎng)格，并作核密度分析。研究結(jié)果表明，有372個網(wǎng)格由非生產(chǎn)空間變成了生產(chǎn)空間，主要分布在倉前街道北部至良渚文化公園南以及中山南路附近。有343個網(wǎng)格由非生活空間變成了生活空間，主要分布在運河新城一帶，有168網(wǎng)格由非生態(tài)空間變成了生態(tài)空間，主要分布在良渚世界文化遺產(chǎn)公園與湘湖景區(qū)。

3.2.2 三生空間存量變化驅(qū)動機(jī)制

針對存量變化，研究基于各個變化，定位多個核心代表區(qū)域，通過網(wǎng)絡(luò)查詢、實地走訪、歷史資料查詢等方法對其具體驅(qū)動機(jī)制探索，總結(jié)其共性，得到以下結(jié)論：

由非生產(chǎn)空間轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)空間的主要驅(qū)動機(jī)制為有兩種形式，一種原本為鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民集聚區(qū)為主，由于周圍產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)生輻射效應(yīng)，催生了一系列上下游產(chǎn)業(yè)中的小規(guī)模公司，生產(chǎn)功能逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。另外一種是棚戶區(qū)改造等城市更新行為，使得原本生活功能喪失，取而代之的是一系列工廠產(chǎn)業(yè)園，物流園區(qū)，導(dǎo)致生產(chǎn)功能占據(jù)主導(dǎo)地位。

由非生活空間轉(zhuǎn)變?yōu)樯羁臻g的驅(qū)動機(jī)制主要為老舊工廠的拆除，騰出來的用地用來進(jìn)行房地產(chǎn)開發(fā)建設(shè)，集聚了一定規(guī)模的住宅，使得生活功能占據(jù)主導(dǎo)地位。

由非生態(tài)空間轉(zhuǎn)變?yōu)樽兩鷳B(tài)空間的驅(qū)動機(jī)制為旅游景區(qū)的開發(fā)與公園綠地的用地面積擴(kuò)張，使得生態(tài)功能占據(jù)主導(dǎo)地位。

3.2.3 三生空間增量變化格局

研究采用區(qū)域分析法，將杭州市主城區(qū)分為中心城區(qū)、余杭區(qū)、蕭山區(qū)三大區(qū)域，（考慮到區(qū)劃政策變動因素，為方便研究，此處將錢塘區(qū)大江東范圍劃入蕭山區(qū)研究范圍）分別研究區(qū)域內(nèi)的三生空間擴(kuò)張情況。

研究發(fā)現(xiàn)，增量變化主要發(fā)生在余杭與蕭山兩區(qū)，中心城區(qū)數(shù)目過少可忽略不計。余杭區(qū)新增三生空間網(wǎng)格316個，其中生產(chǎn)空間196個，生活空間82個，生態(tài)空間38個，主要分布在余杭街道與倉前街道的西部，整體擴(kuò)張情況見圖。蕭山區(qū)新增三生空間網(wǎng)格261個，其中生產(chǎn)空間229個，生活空間22個，生態(tài)空間10個，主要分布在大江東區(qū)域與進(jìn)化鎮(zhèn)。

3.2.4 三生空間增量變化驅(qū)動機(jī)制

表2 三生空間增量變化驅(qū)動參數(shù)表

針對增量變化，研究基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)與發(fā)展政策做出綜合驅(qū)動機(jī)制分析。通過表格數(shù)據(jù)可知，余杭區(qū)與蕭山區(qū)在人口、GDP、固定資產(chǎn)投資、建設(shè)用地面積四方面的增長都超過中心城區(qū)，可以認(rèn)為，此二區(qū)在5年間的各方面發(fā)展都較為迅速，那么三生空間增量變化自然較多。同時，透過多年發(fā)展政策文件，城西余杭與大江東都是杭州市重點發(fā)展的區(qū)域。由此可見各項發(fā)展規(guī)劃在三生空間的增量變化上體現(xiàn)了較好的落實。

4 總結(jié)

本文通過對POI數(shù)據(jù)與“三生空間”相關(guān)研究的回顧，對已有的POI數(shù)據(jù)的分類基礎(chǔ)與權(quán)重賦值做出精細(xì)化調(diào)整，以杭州市主要城區(qū)為案例，以 ArcGIS為分析平臺，利用POI數(shù)據(jù)識別和分析，同時結(jié)合土地利用數(shù)據(jù)的補(bǔ)充校正，實現(xiàn)市域?qū)用嫔鷳B(tài)、生活和生產(chǎn)的“三生空間”的尺度確定，并在此基礎(chǔ)上，對城市三生空間格局做出靜態(tài)與動態(tài)分析及驅(qū)動機(jī)制探索，有利于各地區(qū)更為科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)卣归_市域?qū)用娴膰量臻g規(guī)劃。

本文實現(xiàn)了以下創(chuàng)新：

1.市域尺度下的城市三生空間格局

以往研究大部分集中在城市的中心城區(qū)，尺度范圍較小，本文在此基礎(chǔ)上，將邊緣區(qū)縣納入研究范圍，并結(jié)合土地利用數(shù)據(jù)對POI數(shù)據(jù)的不足之處進(jìn)行補(bǔ)充與校正，能夠?qū)崿F(xiàn)一個完整的市域尺度下的城市三生空間格局研究。

2.動態(tài)演化性的城市三生空間分析

以往研究基本局限于某一年的城市數(shù)據(jù)進(jìn)行靜態(tài)三生空間研究，本文采用跨度為五年的兩個時間點的POI數(shù)據(jù)，對城市三生空間格局進(jìn)行動態(tài)分析，并將其分為存量與增量兩部分變化，能夠?qū)Τ鞘腥臻g格局產(chǎn)生更深層次的理解。

3.多維度的驅(qū)動機(jī)制探索

以往研究一般只停留在城市三生空間格局形態(tài)層面的分析，本文采用定性定量結(jié)合的方式，經(jīng)過典型定位、資料查詢、實地驗證等多方面考證，總結(jié)了動態(tài)格局演化的驅(qū)動機(jī)制，有利于研究的現(xiàn)實應(yīng)用與社會效益的實現(xiàn)。