（人文地理学专业论文）宜春市城市建设用地扩展研究.pdf

摘要 城市建设用地扩展是城市化的显著特征之一，城市化过程除人口与经济的 集中外，特别强调地域空间扩展的过程。对城市建设用地扩展进行研究可以加深 对城市化本质的理解，并为城市可持续发展提供有效的决策依据。 宜春位于江西省西北部，为赣西区域中心城市。本文在充分利用前人成果的 基础上，以宜春中心城及周边地区共2 3 5 7 4 平方公罩范围为研究区，分析城市 用地时空格局变化特征，探讨城市用地扩展的驱动机制，并对城市周边地区进行 建设用地适宜性评价，同时预测城市用地扩展的适宜方向。取得了以下主要成果： ( 1 ) 依据扩展速度将宜春城市用地扩展划分为平稳扩展期、缓慢扩展期、 快速扩展期三个阶段；采用m a p g i s 软件空间分析模块的区相交分析，得到1 9 9 2 2 0 0 7 年宜春城市用地扩展过程中主要占用的土地类型为耕地及林地；综合应 用单一土地利用类型动态度、土地利用扩展强度指数、土地利用变化强度指数等 模型分析研究区土地利用变化结构特征和分异规律，结果表明建设用地是变化最 为活跃的用地类型，1 5 年间共增加1 9 4 9 1 3 公顷，增长幅度为5 8 5 7 ，其中城 市用地共扩展6 6 5 1 l 公顷，年均扩展强度指数为0 1 8 8 ，单一土地利用类型动 态度为2 9 2 、变化程度指数为2 0 7 。 ( 2 ) 利用t m e t m + 影像提取三个时期的城市用地范围，运用1 6 方位等扇分 析法分析得出宜春城市用地扩展主要有n e - n n e - n e e ( 东北向) 和s s w - s ( 西南向) 两个扩展翼；采用紧凑度和分维数分析城市外部形状演变特征，得出近十几年来， 宜春城市用地扩展是以内部填充为主，外部扩展为辅的发展模式。 ( 3 ) 采用定量与定性分析相结合的方法，对宜春城市用地扩展驱动力进行 分析。定量分析中，选择宜春多年建成区面积为因变量，人口类、经济产值类、 人民生活类及交通运输类的第一主成分值为自变量进行逐步回归分析，并得到表 达式；通过定性分析可知，宜春城市用地扩展主要与地理、经济、人口、交通和 政策等因素有关。 ( 4 ) 基于g i s 技术，采用多因素综合评价法对宦春建成区周边进行建设用 地适宜性评价，结果显示适宜建设用地主要分布在北部和东部区域。 ( 5 ) 采用多目标突变决策模型对东扩、南下、北上三个扩展方案进行定量 化评价，结果表明向北发展宜作为城市扩展的主要方向，向东作为次要方向；而 向南则宜作为辅助扩展方向。 关键词：城市用地，扩展，驱动力，适宜性评价，突变决策，宜春 a b s t r a c t u r b a nc o n s t r u c t i o nl a n de x t e n s i o ni so n eo ft h em o s tr e m a r k a b l ec h a r a c t e r i s t i c s o fu r b a n i z a t i o n b e s i d e st h ec e n t r a l i z a t i o no fp o p u l a t i o na n de c o n o m y , t h ep r o c e s so f u r b a n i z a t i o ne m p h a s i z e so nt h ec o u r s eo fr e g i o n a l s p a c ee x t e n s i o ni np a r t i c u l a r s t u d y i n gu r b a nc o n s t r u c t i o nl a n de x t e n s i o nc a nn o to n l yd e e p e nt h eu n d e r s t a n d i n go f t h ee s s e n c eo fu r b a n i z a t i o n ，b u ta l s o p r o v i d ee f f e c t i v e d e c i s i o nb a s i sf o r t h e s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fu r b a n y i c h u nc i t y , w h i c hi sl o c a t e di nt h en o r t h w e s to fj i a n g x ip r o v i n c e ，i st h ec e n t r a l c i t yo fw e s t e r nj i a n g x ir e g i o n b a s e do nt h ep r e v i o u sa c h i e v e m e n t s ，t h i st h e s i su s i n g t h ei n n e rc i t ya n ds u r r o u n d i n ga r e a sw h o s er a n g ei st o t a l l y2 3 5 7 4s q u a r ek i l o m e t e r s a st h er e s e a r c h i n gz o n ea n a l y z e st h ea l t e r a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fu r b a nl a n d - u s i n g s p a t i o t e m p o r a le x t e n s i o n ，s t u d i e sd y n a m i cm e c h a n i s mo fu r b a nl a n de x t e n s i o n e v a l u a t e st h es u r r o u n d i n ga r e a so fc o n s t r u c t i o nl a n ds u i t a b l ya n dp r e d i c t sa p p r o p r i a t e d i r e c t i o no fu r b a nl a n de x t e n s i o n t h e r ea r es e v e r a lm a i na c h i e v e m e n t sa sf o l l o w s ： ( 1 ) a c c o r d i n gt ot h ee x p e n d i n gs p e e d ，i td i v i d e st h eu r b a nl a n de x t e n s i o ni n t o t h r e es t a g e s ，t h a ti ss t a b l ee x t e n s i o ns t a g e ，s l o we x t e n s i o ns t a g ea n df a s te x t e n s i o n s t a g e i ta l s oa p p l i e sa r e ai n t e r s e c t i o na n a l y s i so fs p a t i o t e m p o r a la n a l y s i sm o d u l ew i t h m a p g i st og e tt h ei n f o r m a t i o nt h a ti nt h ep r o c e s so fu r b a nl a n de x t e n s i o n ，t h em a i n o c c u p i e dl a n dt y p e so fy i c h u nc i t y a r ec u l t i v a t e dl a n da n df o r e s tl a n dd u r i n g 19 9 2 - 2 0 0 7 f u t h e r m o r e ，i tc o m p r e h e n s i v e l yu s e ss o m em o d u l e ss u c ha s d y n a m i c d e g r e eo fs i n g l el a n d u s i n gt y p e ，i n t e n s i t yi n d e xo fl a n de x t e n s i o na n dl a n da l t e r a t i o n t od or e s e a r c hi n t os t r u c t u r a lc h a r a c t e r i s t i c sa n dd i f f e r e n t i a t i o nr e g u l a r i t yo fl a n d a l t e r a t i o ni nt h er e s e a r c h i n gz o n ew i t ht h er e s u l ts h o w st h a tc o n s t r u c t i o nl a n di st h e m o s ta c t i v e l yc h a n g i n gl a n dt y p e d u r i n gt h e s e15y e a r s ，i th a si n c r e a s e d19 4 9 1 3 h e c t a r e sw i t h5 8 5 7p e r c e n ta m p l i t u d ea m o n gw h i c hu r b a nl a n de x t e n s i o ni s6 6 5 11 h e c t a r e s ，i n t e n s i t yi n d e xo fl a n de x t e n s i o ni na n n u a la v e r a g ei s0 18 8 ，d y n a m i cd e g r e e o fs i n g l el a n d - u s i n gt y p ei s2 9 2a n di n d e xo fv a r i a t i o nd e g r e ei s2 0 7 ( 2 ) i te x t r a c t su r b a nl a n dr a n g ew i t h i nt h r e ep e r i o d sb yt m e t mi m a g ea n d m a k e so t h e r sg e tt ok n o wt h et w oe x p e n d i n gd i r e c t i o n s ( n e n n e - n e ea n ds s w - s ) o fy i c h u nc i t y sl a n de x t e n s i o nb yu s i n g16 一o r i e n t a t i o ne q u a lf a na n a l y s i s m o r e o v e r , i ta n a l y z e st h ee v o l u t i o nc h a r a c t e r i s t i c so fu r b a ne x t e r n a ls h a p eb yc o m p a c tr a t i oa n d f r a c t a ld i m e n s i o nt od r a wac o n c l u s i o nt h a tt h ed e v e l o p m e n tm o d e lo f y i c h u nc i t y s l a n de x t e n s i o ni nr e c e n tt e ny e a r st a k e sf i l l e di n s i d ea st h em a j o ra n de x p e n d i n g o u t s i d ea sa na s s i s t a n t ( 3 ) i ta n a l y z e st h ed r i v i n gf o r c eo fu r b a nl a n de x t e n s i o ni ny i c h u nc i t yb y q u f l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s w i t h i nq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s ，i tc h o o s e sb u i l t 。u p a r e af o ry e a r sa st h ed e p e n d e n tv a r i a b l ea n dt h em a i nc o m p o n e n tv a l u eo fp o p u l a t i o n ， e c o n o m i co u t p u tv a l u e ，p e o p l e sl i f ea n dt r a n s p o r t a t i o na st h ei n d e p e n d e n tv a r i a b l et o m a k eas t e p w i s er e g r e s s i o na n a l y s i sa n do b t a i nt h ee x p r e s s i o n t h r o u g hq u a l i t a t i v e a n a l y s i s ，o t h e r sc a ng e tt ok n o wt h a tu r b a nl a n de x t e n s i o no fy i c h u nc i t y i sm a i n l y r e l a t e dt os o m ef a c t o r s ，s u c ha sg e o g r a p h y e c o n o m y , p o p u l a t i o n ，t r a n s p o r t a t i o na n d p o l i c y ( 4 ) w i t ht h eh e l po fg i s ，i tm a k e ss u i t a b l ee v a l u a t i o nt os u r r o u n d i n ga r r e a r so f y i c h u nc i t y sb u i l t u pa r e ab ym u l t i - f a c t o rc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nm e t h o dw h i c h s h o w st h a tt h es u i t a b l ec o n s t r u c t i o nl a n di sd i s t r i b u t e dm a i n l yi nt h en o r t ha n de a s t r e g i o n ( 5 ) i ta d o p t sam u l t i o b j e c t i v ec a t a s t r o p h em o d e lt om a k eaq u a n t i t a t i v e e v a l u a t i o no nt h r e ee x t e n s i o np l a n si n c l u d i n ge a s t e r n ，s o u t h w a r da n dn o r t h w a r d e x t e n s i o n a n dt h er e s u l ts h o w st h a tn o r t h w a r de x t e n s i o nc a nb et h em a i nd i r e c t i o n w i t he a s t e r ne x t e n s i o nt ob ev i c e i m p o r t a n t f o rs o u t h w a r de x t e n s i o n ，t h ea s s i s t a n t d i r e c t i o nm a yb eb e t t e r k e yw o r d s ：u r b a nl a n d u s e ，e x t e n s i o n ，d r i v i n gf o r c e ，s u i t a b l ee v a l u a t i o n ， c a t a s t r o p h ed e c i s i o n ，y i c h u n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作 的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表 示谢意。 学雠文储鲐御签字魄纠年砌7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解江西师范大学研究生院有关保留、使用 学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权江西师范大学研究生院 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 宜春市城市建设用地扩展研究 1 前言 1 1 研究的目的和意义 改革开放三十余年来，中国进入了快速城市化阶段。城市化的首要表现是城 市用地的扩展现象，城市用地的扩展是城市化发展的直接体现。根据世界城市化 的经验和一般规律，国家城市化水平达到3 0 以后，将进入城市化加速时期。可 以预见，在未来的相当一段时期内，我国还将进一步提高城市化水平，城市化进 程、城市建设也必将进一步加快。 城市用地是城市发展的基础，城市中的社会经济活动拉动城市用地规模扩 张，城市产业结构调整促使城市用地结构和空间结构调整；同时，城市用地规模 扩大为城市发展提供了更为广阔的空间，城市用地结构的优化保证了城市可持续 发展的能力。但是过度的、不合理的城市扩展，也带来了很多负面影响，如城市 周围耕地的大量减少，城市生态环境的恶化。这些变化影响着城市化的进程，尤 其是一些城市丌发建设是以破坏生态为代价的。因此，如何利用现代技术解释城 市土地利用时空变化规律，分析引起变化的驱动力，建立土地利用变化驱动力模 型，预测城市用地扩展方向及格局已成为当前国际上开展土地利用土地覆盖研 究的新动向。 本文以江西省宜春市为分析样本，在国家新一轮土地利用总体规划的背景 下，充分利用g i s 与r s 技术系统分析宜春市城市化进程中土地利用动态变化特 点，研究土地利用空间格局变化特征，并将研究区土地利用数据与其它地理、经 济、社会、人文等资料进行综合分析，探讨宜春市城市用地扩展的驱动力因素， 揭示城市用地扩展的动力学机制，并对城市周边地区进行建设用地适宜性评价， 同时预测城市用地扩展的适宜方向。为宜春市土地合理利用提供科学依据，为宜 春市土地利用规划和城市规划提供有力的决策支持，也为国内其他城市的类似研 究提供有益借鉴。 1 2 研究现状综述 城市用地扩展研究一直都是土地研究的主要领域，我国从上世纪8 0 年代后 期开始就有大量的学者在这个领域丌展研究，其中包括城市用地形念分类、演变 阶段、城市用地扩展方式和速度、城市用地扩展的主要影响因子，城市用地扩展 预测和模拟等。目前，国内外对城市扩展的研究主要集中在以下四个方面：一是 硕上学位论文 城市用地扩展动念监测研究；二是城市用地扩展的动力机制研究；三是城市 用地扩展的预测及模拟；四是针对城市用地扩展所应采取的措施心1 。 1 2 1 城市用地扩展动态监测研究 城市地域空间扩展是衡量城市化水平的主要测度指标。利用遥感( r s ) 和地 理信息系统( 6 i s ) 等空问信息技术进行城市时空扩展监测和动态模拟分析是城市 遥感的主要应用方向1 。国内外的许多城市都已经利用遥感技术进行城市扩展动 态监测和城市化进程等方面的研究。 葛全胜瞄1 等系统地收集、整理并校准了民国与1 9 4 9 年以后的各种土地利用 调查、普查与遥感资料，对土地利用变化概貌、耕地、林地、草地、居住建设用 地等进行了统计与比较分析，揭示了2 0 世纪以来中国土地利用变化的史实。顾 朝林m 1 利用多期s p o t 数据进行北京土地利用变化研究，认为北京城市扩展的主 要方式是外城蔓延，轴向扩展和郊区城市化。刘盛和盯1 等采用g i s 空问分析技术， 对1 9 8 2 1 9 9 7 年期间北京城市土地利用扩展的时空过程进行空间聚类和历史形 态分析，揭示城市土地利用扩展的空间分异规律。潘卫华m 1 等通过对泉州1 9 8 9 年和2 0 0 0 年t m e t m + 影像的遥感监测，利用仿归一化植被指数和计算机监督分 类提取了泉州在1 1 年中的城区空间扩展信息，并分析出泉州市的扩展方式是低 密度蔓延和沿条带状扩展相结合的。彭光雄呻1 等根据常德市多个时相的遥感数据， 运用g i s 技术，通过有关城市用地扩展度量指标和网格样方法等空间分析手段的 综合应用，对1 9 7 8 到2 0 0 2 年间的城市时空扩展进行动态监测，揭示了城市用地扩 展的空间分异规律，阐明城市用地扩展中心和扩展轴的时空迁移模式。李飞雪0 1 等以南京市为研究区，以1 9 4 9 、1 9 7 6 年航空影像，1 9 8 8 - - 2 0 0 3 年穑地卫星( m s s 、 t m 、e t m + 等传感器) 遥感影像为数据源，利用遥感信息提取技术，获取南京市城市 扩展信息。结合南京市经济社会数据，从扩展强度、人口一城市扩展指数、分形维 数、扩展方向等方面分析了南京市城市扩展的时空变化特征，并从自然、经济、 社会等方面探讨南京城市扩展的驱动力。m u n d i ac n 州和t a r a b z o u n i 纠运用三 个不同时相的遥感影像和社会经济数据分析奈洛比市的土地利用覆盖动态变化 和城市扩展的过程，并结合使用地形、地质和土壤信息，利用g i s 方法分析土地 利用变化可能的时空动态因素。m a s e k ，l i n d s a y 和g o w a r d 3 3 在利用n d v i 差值法 对华盛顿区进行城市扩展研究过程中利用了空间纹理信息和通过设定一定的限 制条件剔除农业用地的变化信息，准确地提取出城市扩展区域。 1 2 2 城市用地扩展驱动机制研究 城市化过程中的城市用地扩展过程受到了不同时空尺度下的自然、人文、社 会、经济等多种因素的综合作用，是一个复杂的人地系统相互作用的动力学过程。 中国城市化过程的城市用地扩展驱动机制很复杂，其动力机制是一个既包括微 观、中观也包括宏观动力，既有内力作用也有外力作用，既有自然的、经济的也 2 宜春市城市建设用地扩展研究 有社会的因素，既有个人、企业也有政府推动作用的一个全面的动力机制系统。 史培军u 钔等利用1 9 8 0 、1 9 8 8 、1 9 9 4 遥感影像，并通过最大似然法和概率松 弛法对深圳市土地利用进行了测量，在此基础上，运用分类结果比较法求得研究 区土地利用的转移矩阵，据此分析了深圳市1 5 年来土地利用变化的驱动力主要 是深圳经济特区的开放政策、城镇人口迅速增长、外资大量涌入和以房地产为主 的第三产业的快速发展。何春阳，史培军副等运用四个时相的t m m s s 数据，对 北京城市化基本过程和驱动力机制进行分析研究，得出北京地区城市化过程主要 表现为中心大区和边缘次级中心区的面状城市化，沿交通干线的线状城市化以及 点状城市化；而北京地区城市化驱动机制从内因上主要表现在地形影响和交通影 响，外因主要表现在经济因素、政府行为、文化传统和突发事件驱动因素。摆万 奇n 刚通过运用深圳市1 9 7 3 、1 9 8 3 、1 9 9 0 、1 9 9 5 年四个时期的各种土地类型的面 积所占的比例，探讨了土地利用变化，主要表现为城镇用地与耕地的竞争；并采 用系统动力学方法，将主要驱动力与土地利用类型置于统一的系统中，考察了土 地利用变化( 耕地、工业用地、居住用地、第三产业用地等) 的长期动态趋势。 陈本清u 刀等以厦门市为例，利用遥感专题信息提取和空间叠加分析技术研究城市 空间扩展，着重分析了厦门市从1 9 8 9 年到2 0 0 0 年1 1 年间各区城市扩展的面积、 速度和方向、城市扩展侵占周围用地的情况以及城市扩展的驱动力。分析表明。 厦门市的城市空间扩展速度较快，2 0 0 0 年城市用地规模比1 9 8 9 年扩大了近2 倍， 城市用地扩展主要是侵占周围的耕地。厦门市经济的快速发展、外商投资的不断 注入以及多山临海的地理环境决定着城市扩展的速度和方向，是城市空间扩展的 主要驱动力。张新乐砌等集成m s s 、t m 、e t m 、c b e r s - 2 遥感数据及地形图提取哈 尔滨市1 9 7 6 年、1 9 8 9 年、2 0 0 1 年、2 0 0 5 年共4 期城市土地利用空间扩张信息， 进一步研究其扩张驱动力。结果表明：城市扩张与城市经济的快速发展有密切关 系。振兴东北老工业基地政策的推出进一步推动了经济的发展和城市的扩张。开 发区的建立为哈尔滨市的发展提供了强劲的动力，也是哈尔滨近五年向松花江北 快速扩张的主要原因。此外，人口的增长、交通等基础设施的发展也是城市扩张 的重要驱动因素。吴宏安卅等采用了监督分类法和归一化裸露指数( n d b i ) 法提取 了西安市的城市边界信息，并对二者进行对比分析，认为临督分类法提取的城市 边界信息较为准确。在此基础上通过对相关统计资料的分析，认为西安市城区快 速扩张与西部大丌发以来西安市固定资产投资额的大幅增加以及经济的快速发 展有密切的关系，此外人口的增加、交通等基础设施的发展也是重要的驱动因素。 1 2 3 城市用地扩展预测模拟研究 模型是进行城市用地扩展模拟研究的有效手段。国内外对城市用地扩展的预 测模型研究主要有：分形模型、系统动力学模型、人工神经网络模型、元胞自动 机模型等类型。 硕r 上学位论文 戴芹心们等在长时间序列多光谱遥感数据和高精度自组织神经网络分类方法 的支持下，对北京地区城市化的基本过程进行了分析和研究，建立了潜力模型，计 算潜力指数和生成潜力指数图，潜力指数图呈现从四环以内向外围环线不断递增 的趋势，同时还介绍了利用潜力指数对2 0 0 3 年一2 0 1 2 年城市增长潜力的预测分 析。何春阳n 钉等构建了一个模拟和预测大都市区城市发展演变过程的城市扩展模 型。它是基于c a 和经济学t i e t e n b e r g 模型的大都市区城市扩展模型，对北京市 改革丌放以来的城市扩展过程进行系统的模拟和预测，在对各种影响因子进行严 格标准化并利用自适应m o n t e - c a r l o 方法多次模拟确定最佳影响权重的基础上， 该模型可以在一定程度上反映城市发展，尤其是大都市城市发展演变的特征和规 律。但城市发展c a 模型对各种影响因素仅仅分配单一权重的做法明显不符合实 际情况的，同时也受到模拟时间内大都市区旧有城市格局对城市发展的影响。美 国圣巴巴拉加州大学地理系的h e l e nc o u c l e li s 他对细胞自动机模型在地理学 中，尤其是在城市扩展动态模拟中的作用，进行了丌创性的研究工作。将c a 模 型和g i s 的集成，一方面可以增强g i s 的时空动态建模功能，将c a 作为动态空间 模拟的一种框架纳入g i s 分析中；另一方面，g i s 提供的强大空间数据处理能力 可以为c a 模型准备数据和定义有效的细胞转换规则以及对模拟结果进行可视 化，方便c a 模型的校验和决策支持。 1 3 研究内容及方法 1 3 1 研究内容 本论文研究的主要内容是以宜春中心城及周边地区共2 3 5 7 4 平方公罩范围 为研究区域，利用历年土地利用变更调查数据及1 9 9 2 、2 0 0 7 年土地利用现状图， 分析城市用地扩展的数量、速度及结构分异特征；利用1 9 9 4 、2 0 0 0 、2 0 0 7 三期 t m e t m + 影像，通过遥感分类方法绘制各期城市边界图，分析城市用地扩展的空 间变化特征；利用宜春市经济、社会、人文等数据资料进行综合分析，探讨城市 用地扩展的驱动力因素，揭示城市用地扩展的动力学机制；基于地理信息系统 ( g i s ) 手段，采用多因素综合评价法对宜春建成区周边地区进行建设用地适宜 性评价；在驱动力分析和适宜性评价的基础上，运用多目标突变模型对未来宜春 城市用地扩展的适宜方向进行决策分析。 1 3 2 研究方法 ( 1 ) 利用调查与统计分析、r s 和g i s 技术等手段 城市土地利用结构及扩展研究涉及到城市土地利用结构的长时问序列的大 量数据。如对于城市土地利用规模与结构分析、城市土地利用扩展的时间特征分 析以及对于城市土地利用扩展的空间特征分析，都需要运用研究区多年以来与土 地利用和城市发展相关的统计数据与图件，这就需要实地调查。有些资料不能通 4 宜春市城市建设用地扩展研究 过调查得到，就得根据调查所取得的宜春市各时期统计年鉴与土地利用变更调查 的数据与图件及各时期的遥感影像图，采用s p s s 、m a p g i s 、a r c g i s 、e r d a s 等软 件进行数理统计及空间分析。 ( 2 ) 定性与定量相结合的分析方法 定性描述方法是社会科学研究普遍采用的一般性方法，通常用于对事物及其 发生规律进行宏观的、概括的描述。定量分析方法则是现代科学研究的必要手段， 要准确、深入地揭示事物地运动规律，必须借助该方法。城市土地利用扩展研究 需要综合运用定性与定量方法，特别是城市用地扩展驱动力研究，需要将定性与 定量的分析方法有机的结合起来，综合分析出城市用地扩展的原因及特征。 ( 3 ) 系统分析方法 系统分析方法是把要解决的问题作为一个系统，从系统的整体最优出发，运 用科学的分析工具和方法对系统目标、系统要素、系统环境、系统资源和系统管 理进行综合分析，找出解决问题的可行方案的一种方法。城市土地利用结构是一 个复杂的巨系统，包含自然、社会、经济等多个复合系统，而每一个复合系统下 面又包含若干子系统，它们之间相互联系、相互作用。系统分析方法为分析问题 提供了整体的、联系的、层次性的、动态的思维方式，有助于对错综复杂的城市 土地利用结构进行深入细致的研究。 1 4 技术路线 本文的工作流程主要分为五个部分。第一步，准备工作：收集研究区的文字 数据资料、专题图件、不同时期遥感影像；第二步，数据处理工作：根据基础数 据进行统计分析，影像判图，得到数据和图件数据库；第三步，研究城市用地扩 展的规律及形式并进行驱动力机制分析；第四步，对研究区进行建设用地适宜性 评价；第五步，对城市用地扩展的适宜性方向进行决策研究。 本文技术路线如图1 - 1 所示。 5 属性数据 经济数据 人文数据 土地变更 调查数据 时间分析 弹性系数 动态度 强度指数 定量分析 主成分分析 逐步同归分析 士地利川图 ：”： l ，亓期处理； i 目视判图； ；数字化i h i 数据库建立 基丁r s 和g i s 的 城市刚地扩展分析 城市扩展特征 数越特征 速度特征 结构变化特征 结构分异特征 方位扩展特征 外部形状变化特征 扩展驱动 力分析 多冈素综合 评价法 城i f 扩展川地适宜 性分析 多目标突变 决策模硝 方案排序优选 遥感影像图 十地分类图 三夏二 城市边界图 空间分析 等扇分析 紧凑度 分维数 定性分析 地理冈素 经济| 灭i 素 人口冈素 交通冈素 政策冈素 标赋值； 标计算i 图卜1 研究的技术路线图 f ig 1 - 1t e c h o l o g yf r a m e w o r ko fr e s e a r c h 6 ；儿何校止； i 波段合成； ；影像裁剪； i 监督分类； i； 宜春市城市建设用地扩展研究 1 5 本章小结 本章提出了论文的研究目的和意义，并从城市用地扩展动态检测、城市用地 扩展驱动机制、城市用地扩展预测模拟三部分对国内外研究的现状进行综述，接 着阐述了本文研究内容、方法及技术路线。下一章将对研究区概况进行初步分析。 7 硕二卜学位论文 2 研究区概况 2 1 自然概况 宜春市位于江西省西北部，东临分宜县，南连安福县，西邻萍乡市，西北毗 邻湖南省。现辖樟树、丰城、高安、上高、万载、宜丰、铜鼓、奉新、靖安、袁 州三市六县一区，总面积1 8 7 万平方公里，总人口5 4 0 万。 宜春市属中哑热带季j x l 气候区，四季分明，春秋季短而夏冬季长，冬季冷而 夏季热，春季湿而秋季干，热量丰富，全市年平均气温1 6 2 。c 一1 7 7 。c ，降水充 沛，全市平均年降水量为1 6 2 4 9 m m ，同照充足，全市年平均日照时数1 7 3 7 1 小 时，霜期短，气候资源丰富，有利于农作物和林木生长。 宜春自然资源丰富。全市森林覆盖率为5 2 7 8 ，是江西重点林区和全国重 点毛竹产区。已探明水力资源6 0 万千瓦，可供丌发的有3 8 万千瓦。已探明的矿 产有4 1 种，其中钽铌被誉为江西“五朵会花 之一，宜春钽铌矿是我国最大钽 铌锂原料生产基地；硅灰石储量约占全国1 4 ，原煤、岩盐、石灰石储量列江西 第一。 宜春市地域广阔，土地资源丰富，类型多种多样，全市总土地面积为1 8 7 万平方公罩。其中有耕地面积4 8 2 2 力公顷，人均占有耕地0 0 9 公顷，耕地中 有效灌溉水f r 地3 2 1 7 万公顷。水域面积6 3 9 4 4 力公顷，其中河流水面2 0 4 万 公顷，湖泊水面o 0 6 万公顷，水库水面2 2 8 力- 公顷，坑塘水面2 7 6 万公顷。 未利用土地l o 0 1 力公顷。 2 2 社会经济概况 宜春古称“农业上郡”，目前是全国重要的商品粮、油茶、优质苎麻生产基 地，以占全省1 1 的耕地、1 2 的人口，生产了全省1 6 左右的粮、棉、油、猪 和水产，在江西省的地位举足轻重。宜春市工业经济长足发展，形成了医药、食 品、建材、机电、能源五大支柱及化工、纺织等产业组成的工业体系。宜春市交 通便利，境内京九铁路纵贯南北，浙赣复线横卧东西；以赣粤、沪瑞、大广高速 公路和3 2 0 、1 0 5 国道为主骨架的公路网络基本形成；袁河、锦河直入赣江，水 路航程千余公罩。宜春市中心城区基础设施同益完善，城市面貌同新月异，相 继荣获全国绿化模范城市、国家园林城市、城市道路交通“畅通工程”一等管理 水平城市、中围优秀旅游城市和国家卫生城市等称号，目前币按照7 2 平方公罩、 5 0 力人口的中等城市发展规划，拉丌建没赣西经济中心城市的框架，积极打造 中部地区最佳宜居城市。 宣春市城市建设用地扩展研究 田2 - 1 宜軎在江西省的位置嘲 f i g 2 - 1y i c h m mi nj i a n p ip r o v i n c e 2 3 研究范围及时间界定 本文确定的研究范围( 宜春中心城区) 为袁州区行政辖区内的灵泉街道、秀 江街道、凤凰街道、湛郎街道、珠泉街道、化成街道、官园街道、下浦街道、盒 园街道、潮田乡( 以2 0 0 7 年江西省行政区划简册为依据) ，总面积2 3 5 7 4 平方公里。 基于数据资料的可获取性原则，本文确定的研究时间为1 9 9 2 - - 2 0 0 7 年。 2 4 研究区土地利用现状 依据2 0 0 7 年宣春市土地利用变更调查资料统计汇总( 表21 ) ，研究区土地 总面积为2 3 5 7 3 9 7 公顷，其中农用地1 7 3 7 26 9 公顷，占土地总面积的7 3 6 冁， 建设用地5 5 6 1 4 7 公顷，占土地总面积的2 3 5 9 9 6 ，末利用地6 3 9 8 1 公顷，占土 地总面积的2 7 1 。农用地中。耕地面积为7 2 1 1 8 7 公顷，主要分布在湖用乡和 下浦街道的河谷平原区；园地面积为2 1 7 9 9 公顷，主要分布在低山丘陵地带； 林地面积为9 0 8 5 5 4 公顷，主要分布在区域内的丘陵山地地区：牧草地面积为 6 1 6 公顷，主要分布在湖田乡的市农牧试验场内。建设用地中，居民点及工矿 用地面积5 0 9 8 4 3 公顷，主要包含各街道办事处的城市用地、工矿用地及零星分 布的农村居民点用地：交通运输用地面积2 8 7 0 8 公顷，主要包括区域内的铁路、 公路用地：水利设施用地面积1 7 5 9 6 公顷主要包含区域内的水库水面及水工 建筑物。 裹2 _ l 研究区2 0 0 7 年土地利用现状藏据表 t 曲2 - 1l a n du s ed a t ao fs t u d ya r e ri n2 0 0 7 土地利用类型面积( 公顷)t 1 i 总面积比恻( ) 台计1 7 3 7 2 6 97 36 9 耕地7 2 1 i 8 73 0 5 9 农用地 黜淼莹慧 牧草地 6 1 60 0 3 其它农刚地8 5 1 1 3 36 1 台计5 5 6 1 4 7 2 35 9 建设川地 居鐾窘篓嘉蔷妒嚣啬翟 水利设施j ；l 地1 7 5 9 6o 7 5 台计6 3 9 8 i2 7 l 未利j 1 j 地 来利月j 地3 6 4 4 31 5 5 其它十地2 7 5 3 8i 1 7 十地总面积 2 3 5 7 39 71 0 0 0 0 资料米源：宣存市国土资源局 圈2 吨2 0 0 7 年研究区土地利用结构示意圈 f i g 2 - 2l a n du es t r u c t u r e o fs t u d ya r e ai n2 0 0 7 2 5 本章小结 本章从自然和社会经济两个方面分析了研究区概况，井界定了研究范围、确 定了研究时间，最后对研究区土地利用现状进行了分析。下一章将更深层次的研 究宜春城市用地扩展的时自j 特征。 宜春市城市建设用地扩展研究 3 宜春城市用地扩展的时间特征 3 1 扩展的时间特征 3 1 1 扩展数量和速度特征 根据土地变更调查数据得出的各时期宜春城市用地总面积，绘制了 1 9 9 2 2 0 0 7 年宜春市城市用地面积增长曲线图( 图3 - 1 ) ，并统计出各时段扩展面 积及速度( 表3 - 1 ) 。依据城市用地增长速度可将宜春市城市用地扩展划分为如 下三个阶段：1 9 9 2 1 9 9 5 年为平稳扩展期、1 9 9 6 2 0 0 1 年为缓慢扩展期、2 0 0 2 - 2 0 0 7 年为快速扩展期。 图3 - 11 9 9 2 - 2 0 0 7 年宜春城市用地面积增长曲线图 f i g 3 1u r b a nl a n da r e ag r o w t hd u r i n g1 9 9 2 2 0 0 7o fy i c h u nc i t y 资料来源：宜春市国十资源局 表3 - 1宜春市城市用地扩展阶段特征表 t a b 3 - 1u r b a nl a n de x t e n s i o ns t a g ef e a t u r eo fy i c h u nc i t y ( 1 ) 平稳扩展期( 1 9 9 2 1 9 9 5 年) 1 9 9 2 - 1 9 9 5 年间，宜春城市用地总面积由1 9 9 2 年的1 5 2 0 平方公里扩展到 硕：l ：学位论文 1 9 9 5 年的1 7 0 1 平方公里，城市用地面积年均增加0 6 0 平方公里，年均扩展速 度3 8 0 ，城市发展处于平稳扩展期。 2 0 世纪8 0 年代末到9 0 年代初，宜春重点思考“三农”的出路，进行农业 系列开发，率先尝试走农业工业化之路，且颇有成效心引。社会、经济处于平稳发 展阶段。宜春市逐渐由消费型城市丌始转向生产型城市，从封闭型城市转向丌放 型城市。城市的行政职能、居住功能和产业功能都得到了显著增强，成为建成区 空间扩展的主动力，促进了城市建设用地大规模扩展。 ( 2 ) 缓慢扩展期( 1 9 9 6 2 0 0 1 年) 1 9 9 6 2 0 0 1 年间，宜春市建成区面积从1 9 9 6 年术的1 7 3 4 平方公罩增长到 2 0 0 1 年术的1 8 6 9 平方公罩，城市用地面积年均增加o 2 7 平方公罩，年均扩展 速度1 5 2 ，城市发展处于缓慢扩展期。 由于当时宜春城市发展主要依据收缩布局范围，合理填补充实的方针，使得 城市扩展的步伐比较缓慢。 ( 3 ) 快速扩展期( 2 0 0 2 2 0 0 7 年) 这一时期宜春市城市用地扩展进入快速发展时期。城市用地从2 0 0 2 年术的 1 9 2 4 平方公里增加到2 0 0 7 年末的2 1 8 5 平方公罩，年均增加建成区面积o 5 2 平方公罩，年均扩展速度为2 5 7 。 进入2 1 世纪以来，宜春市经济进入快速发展时期，在国家宏观政策调整、 “中部崛起 政策的影响下，城市发展呈现快速扩展趋势。在此基础上宜春市提 出“大力丌拓新区，稳步改造老城区，保护山水特色，创造优美的生态城市”的 城市发展方针，以五届农运会召开为契机，以设施完善为重点，努力将宜春市建 成产业结构比较合理，综合经济实力比较雄厚、生态环境优美、用地布局合理、 功能完善、交通便捷、生活舒适的生态名城、赣西强市。现在，宜春城市建设已 初步完成了“三条轴线、三大专业园区、四个中心、六个居住园区”的布局结构。 3 1 2 城市用地扩展合理性分析 依照建设部( 9 0 ) 建标字第3 2 2 号文件，现有城市的规划人均城市用地指标， 应根