基于GIS的城鎮(zhèn)建設(shè)用地時(shí)空演變分析-以南寧市為例

基于GIS的城鎮(zhèn)建設(shè)用地時(shí)空演變分析一以南寧市為例摘要］利用4個(gè)時(shí)期的南宇市土地利用現(xiàn)狀圖，基于GIS空間分析技術(shù)，運(yùn)用象限方位分析和緩沖區(qū)分析方法，對(duì)硏究區(qū)域城鎮(zhèn)用地?cái)U(kuò)展面積、擴(kuò)展速度、擴(kuò)展強(qiáng)度指數(shù)和空間分異等特征進(jìn)行定量分析。結(jié)果表明：南宇市城鎮(zhèn)建設(shè)用地的擴(kuò)展面積、擴(kuò)展速度和擴(kuò)展強(qiáng)度指數(shù)均隨著距中心城區(qū)距離的增加總體呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)，城鎮(zhèn)擴(kuò)展的主要方向總體上表現(xiàn)為東南方向。［關(guān)鍵詞］GIS；城鎮(zhèn)用地?cái)U(kuò)展；緩沖區(qū)分析；象限方位分析引言城盤建設(shè)用地的擴(kuò)展是城市化在空間上表現(xiàn)最為明顯的特征之一，也是城市化的一個(gè)重要的衡量指標(biāo)［1］。為了控制城鎮(zhèn)建設(shè)用地過度、盲H擴(kuò)展、保護(hù)耕地資源，避免城市化帶來的相關(guān)問題，必須加強(qiáng)對(duì)城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，深入分析城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展的具體特征。本文借助GIS強(qiáng)大的空間分析功能，選擇城鎮(zhèn)用地?cái)U(kuò)展面積、擴(kuò)展速度、擴(kuò)展強(qiáng)度指數(shù)［2］三個(gè)具反映城鎮(zhèn)空間擴(kuò)展特征的代表性指標(biāo)，利用象限方位分析［3］,對(duì)南F市市轄區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地的時(shí)空擴(kuò)展過程、特征及規(guī)律進(jìn)行定量分析，有助于科學(xué)預(yù)測(cè)城鎮(zhèn)用地變化發(fā)展的趨勢(shì)，達(dá)到規(guī)劃、優(yōu)化和調(diào)控的LI標(biāo)，滿足區(qū)域、城市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，進(jìn)而為土地資源的合理開發(fā)和利用提供指導(dǎo)。一、 研究區(qū)概況與范圍南宇市位于北緯22°13,-23°32,,東經(jīng)107。45“08。5"。是廣西壯族自治區(qū)的首府，是連接?xùn)|南沿海與西南內(nèi)陸的重要樞紐，同時(shí)是國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)區(qū)一一北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)的核心城市，擁有沿海城市待遇和稅收等多項(xiàng)優(yōu)惠待遇。本文研究的范圍是南宇市環(huán)城高速范圍內(nèi)的西鄉(xiāng)塘區(qū)、興宇區(qū)、青秀區(qū)、江南區(qū)、良慶區(qū)。研究方法（一） 數(shù)據(jù)來源及處理本研究所使用的數(shù)據(jù)包括1994年、2001年、2004年、和2009年4個(gè)時(shí)期的南宇市土地利用現(xiàn)狀圖及相關(guān)統(tǒng)計(jì)年鑒。利用ArcGIS對(duì)4個(gè)時(shí)期的現(xiàn)狀圖進(jìn)行校正后，進(jìn)行矢量化獲取各個(gè)時(shí)期的城鎮(zhèn)建設(shè)用地的空間范圍，最后將4期城鎮(zhèn)建設(shè)用地空間數(shù)據(jù)疊加，得到1994年一2009年南F市城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展圖，并根據(jù)自然斷裂（naturalbreak）法進(jìn)行聚類分析，從而獲得各時(shí)期南『市城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展的空間分異圖［3］。（二） 分析指標(biāo)為探討1994年至今南F市城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展的時(shí)間特征、形態(tài)特征、結(jié)構(gòu)分異及空間格局，引入以下指標(biāo)：1?城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展速度城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展速度指城鎮(zhèn)建設(shè)用地在整個(gè)研究時(shí)期內(nèi)的不同階段城鎮(zhèn)上地?cái)U(kuò)展面積年增長(zhǎng)速率，用以表征各階段不同類型城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展的總體規(guī)模和趨勢(shì)［2］。其表達(dá)式為：式中，為城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展速度，為某一時(shí)段城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展數(shù)量，為某一時(shí)段的時(shí)間跨度，為某一時(shí)段初期的城鎮(zhèn)建設(shè)用地總面積［2］。2.城鎮(zhèn)擴(kuò)展強(qiáng)度指數(shù)城鎮(zhèn)擴(kuò)展強(qiáng)度指數(shù)，該指數(shù)實(shí)質(zhì)上是將研究區(qū)內(nèi)各空間單元的城鎮(zhèn)建設(shè)用地的年平均增長(zhǎng)速度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，使不同時(shí)期城鎮(zhèn)建設(shè)用地增長(zhǎng)速度具有可比性，因而能夠很好地反映處城鎮(zhèn)擴(kuò)展的空間差異［2］,其表達(dá)式為：式中，為城鎮(zhèn)擴(kuò)展強(qiáng)度指數(shù)，為某一時(shí)段城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展數(shù)量，為某一時(shí)段的時(shí)間跨度，為研究單元土地總面積［2］。（三）空間分析方法以南宇市的市中心為原點(diǎn)，東西方向?yàn)闄M軸，南北方向?yàn)榭v軸，按4個(gè)象限8個(gè)方位將研究區(qū)劃分為8個(gè)象限，以研究區(qū)1994年的中心城區(qū)為基準(zhǔn)面向外做lkm間距的等距緩沖帶，將其分別與各期城鎮(zhèn)建設(shè)用地分布圖進(jìn)行空間疊加分析,利用GIS的統(tǒng)計(jì)功能計(jì)算各個(gè)象限內(nèi)內(nèi)不同時(shí)間段內(nèi)城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展面積、擴(kuò)展速度和擴(kuò)展強(qiáng)度指數(shù)特征然后以各象限為研究單元，利用自然斷裂法對(duì)各時(shí)間段城鎮(zhèn)擴(kuò)展強(qiáng)度進(jìn)行聚類分析，劃分為緩慢擴(kuò)展、低速擴(kuò)展、中速擴(kuò)展、快速擴(kuò)展和高速擴(kuò)展［3］,獲得各時(shí)段城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展的空間分異圖。城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展變化特征（一） 各緩沖區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展變化特征從整體上看，研究區(qū)各時(shí)間段城鎮(zhèn)擴(kuò)展面積隨距中心城區(qū)距離的增加而呈現(xiàn)出減少的趨勢(shì);各個(gè)階段南宇市城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展速度隨著距中心城區(qū)距離的增加而呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì);隨著與中心城區(qū)距離的增加，各時(shí)段的城鎮(zhèn)擴(kuò)展強(qiáng)度指數(shù)都經(jīng)歷了一個(gè)大致相同的變化趨勢(shì)，即隨距中心城區(qū)距離的增加而減少的趨勢(shì)。（二） 各象限城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展變化特征1?城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展面積、擴(kuò)展速度和強(qiáng)度指數(shù)變化特征結(jié)果顯示，1994年?2009年間南亍市城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積在各象限都有所增加，但在不同時(shí)段不同方向上其擴(kuò)展規(guī)模和強(qiáng)度有較大差異。1994年?2001年，擴(kuò)展面積、擴(kuò)展速度和強(qiáng)度指數(shù)最大是在第VID象限，主要是由于在1994-2001年間，垠東新區(qū)、柳沙的開發(fā)起了很大的作用。2001年?2004年，擴(kuò)展面積、擴(kuò)展速度和強(qiáng)度指數(shù)最大是在第VD象限，主要是在2004年，南宇市行政區(qū)劃調(diào)整之后，增加了良慶區(qū)，從而城鎮(zhèn)建設(shè)用地有了顯著的增加。此外，在第I、IV、V、VDI這四個(gè)象限，擴(kuò)展面積、擴(kuò)展速度和強(qiáng)度指數(shù)也比較大。2004年?2009年，城鎮(zhèn)擴(kuò)展面積、擴(kuò)展速度和擴(kuò)展強(qiáng)度指數(shù)最大都是在第VID象限，主要是由于這一區(qū)域內(nèi)建立了中國(guó)一東盟商務(wù)區(qū)。2.城鎮(zhèn)擴(kuò)展強(qiáng)度空間分異特征圖2各象限城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展空間分異圖從圖2上看，1994年?2001年間，第VDI象限城鎮(zhèn)建設(shè)用地高速擴(kuò)展，第I和笫HI象限為快速擴(kuò)展，其他兒個(gè)象限城鎮(zhèn)擴(kuò)展相對(duì)緩慢，第V象限擴(kuò)展強(qiáng)度最小。2001年?2004年間，第VD象限從中速擴(kuò)展變?yōu)楦咚贁U(kuò)展，第VID象限快速擴(kuò)展,第I、IV象限城鎮(zhèn)建設(shè)用地山快速速擴(kuò)展轉(zhuǎn)變?yōu)橹兴贁U(kuò)展，第V象限從緩慢擴(kuò)展變?yōu)橹兴贁U(kuò)展，其余象限擴(kuò)展強(qiáng)度仍然較小。2004年?2009年間，第VID象限城鎮(zhèn)擴(kuò)展再次變?yōu)楦咚贁U(kuò)展，其余兒個(gè)象限城鎮(zhèn)擴(kuò)展相對(duì)緩慢。綜上所述，1994年?2009年間，城鎮(zhèn)建設(shè)用地高速擴(kuò)展主要是在第VD、VID象限?？傮w上南宇市城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展的方向?yàn)闁|南方向。參考文獻(xiàn)⑴張心怡，劉敬，孟飛.基于RS和GIS的上海城建設(shè)用地?cái)U(kuò)展研究［J］.長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2006,15（1）：29-33?⑵儲(chǔ)金龍，馬曉東，高抒，等.南通地區(qū)城鎮(zhèn)用地?cái)U(kuò)展時(shí)空特征分析[J]?自然資源學(xué)報(bào)，2006,21(1)：55-64?⑶周銳，李月輝，胡遠(yuǎn)滿，等.基于GIS的沈陽市城鎮(zhèn)用地空間擴(kuò)展特征分析卩]?資源科學(xué)，2009,31(11)：1947-1956?⑸南宇市統(tǒng)訃局.2009年南亍市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公[R/OL].(2010-03-28)[2010-05-01]?/6245/2010_4_6/6245_331817_1270524003003.html⑹盛凱，毛蔣興，劉煥原.南宇市硫帚土地?cái)U(kuò)張與驅(qū)動(dòng)力分析.廣西師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2009,26(2