（自然地理学专业论文）福州城区城镇空间扩展研究.pdf

内容提要 y7 6 9 2 3 5 城市空间形态是城市实体的地域空间投影，城市空问形态的 发展变化是城市经济发展在空间上的外在表现。 本文以1 9 8 9 年、1 9 9 6 年、2 0 0 0 年和2 0 0 2 年t m 影像图和1 9 7 0 年地形图为数据源，利用遥感和地理信息系统软件研究福州城区 空问格局的历史演变过程，探求福州城市空间扩展的时空差异及 基本的外在规律，为恢复重现福州城区城镇的空间信息及其变化 发展趋势奠定了基础。通过灰色关联模型分析近年来影响福州城 区空间发展的社会经济因子，准确把握推动城镇扩展的内在因 素，寻找制约城市空间发展的自然与人文因素，为促进福州城区 城镇空间布局有序合理提出相应的战略措施。 关键词：r s 和g i s城镇时空拓展福州城区 a b s t r a c t ac i c v ss p a t i a lf o r mi sar e f l e c u o no fi t sr e a ls p a c ea r e a - t h ec h a n g ea n d d e v e l o p m e n to fac i t ys p a c ei s t h eo u t e rm a n i f e s t a t i o no fc i t y se c o n o m i c d e v e l o p m e n t t h r o u g h r sa n dg i s ，b a s e d0 1 3 t h ed a t ao f1 9 7 0 sg r a p h i c a lm a p a n dt m f d mp i c t u r e si ny e a r s1 9 8 9 ，1 9 9 6 ，2 0 0 0a n d2 0 0 2 ，t h i s t h e s i se x a m i n e s t h e 1 1 i s t o r i c a ip r o 。e s so ft h ee v o l u t i o no ff u z h o us p a d a ll a y - - o u t ，i n q u i r e si n t ot h e s d a c p 向ed i f f e r e n c ea n db a s i cr e g u l a t i o n so fs p a t i a ld e v e l o p m e n t o ff u z h o u c i t y ，l a y s d o w nt h ef o u n d a t i o no fr e s t o r i n ga n dr e c o n s t r u c t i n g t h es p a t i a l i r 血咖a d o na n dc h a n g i n gt r e n do ff u z h o u sc i t ya n dt o w n sa r o u n da n a l y z e s b ym e a l l s o fg r a y - r e l a t i o n a lm o d e lt h e s o c i a la n de c o n o m i cf a c t o r sw h i c h i n n u e n c et h ef u z h o us p a t i a ld e v e l o p m e n t ，m a s t e r sa c c u r a t e l yt h eu n d e r l y i n g e l e m e n t sw h i c hp r o m o t e st h ed e v e l o p m e n to ft o w n sa n ds e e k st h en a m r a la n d h u m a ne l e m e n t sw h i c hr e s t r i c t st h es p a t i a ld e v e l o p m e n to ft h ec i t y ，t h e np o i n t s o u tt h et e l a f i v es t r a t e g i cm e a s u r e sf o rp r o p e rs p a t i a li a y - - o u to ff u z h o uc i t y a n dt o w i i sa r o u n d k e yw o f d s ：r s a n d c i s c i t ya n dt o w n s t l m e - - s p a c ee x t e n s i o n f u z h o uc i t ya r e a 第一章绪论 第一章绪论 1 本研究中几个关键概念的界定和说明 ( 1 ) 城市空间：不同学者对城市空间有不同的定义。般而言，城 市空间包括几何空间和社会空间两层涵义。社会空间从人群关系、社会 观念、社会意识形态等角度出发研究城市：而几何空间则是指城镇建 筑物、构筑物、绿地、路网等多种要素围合而成的三维立体形体系统。 作为城市中各类要素相互作用关系的物化及其在城市土地上的投影，它 使城市系统以物质形态而存在，并使各种关系在物质层面上得到统一口i 。 本文所讨论的城市空间是指组成城市多种要素的城市聚落空间形态 在地球表面上的投影，即城镇所占有的地表空间。 ( 2 ) 城镇空间扩展：是指从二维角度出发，以城市空间形态为研究 对象，研究其整体的、综合的和内在的发展规律以及由这种规律所表现 出来的城市地域的扩大。城市空间扩展研究中最核心问题是城市功能特 征的变化引起城市用地结构的演化。城市功能结构、城市性质、规模不 同，城市用地扩展方式、强度和用地结构也不同【”。 ( 3 ) 建成区：是指城市行政辖区范围内实际已建设发展起来的，现 状城市建设用地相对集中分布的地区，包括市区集中连片部分，以及分 布在郊区内但与市区关系密切的城镇建设用地。其范围与行政管辖概念 的市区，郊区有差距，但与实际的城市用地范围是相符的 4 1 。它反映的 是城市用地空间扩展的规模。 ( 4 ) 研究区的界定。本论文中，福州市( 或福州) 是指包括鼓楼区、 台江区、仓山区、马尾区、晋安区、福清市、长乐市、闽侯县、连江县、 罗源县和闽清县、永泰县和平潭县等“五区八县( 市) ”在内的范围； 而福州市区( 或福州城区) 则是指包括台江区、鼓楼区、仓山区、晋安 区和马尾区在内的范围。本论文关于城镇空间扩展的研究是以福州市区 第一章绪论 建成区及区内建制乡镇为主要研究对象。需要说明的是，在论述研究区 概况时，受资料来源限制，有部分数据引用的是大福州市( 即，五区八 县，市) 的资料。 2 城市空间扩展研究现状 2 1 城市空间扩展的理论概述 由于城市空间发展演化的复杂性，使得以城市空间为对象的研究工 作也显示出多学科交叉渗透的特征。建筑学、城市规划学、地理学、生 态学、经济学、社会学等诸多学科的理论研究从不同的视角出发，为城 市研究提供丰富的研究内涵，同时也为城市研究提供了重要的理论支 撑。 建筑学对城市的研究侧重于城市的空间物质形态与城市功能。1 8 8 2 年马塔的带型模式，1 8 9 8 年霍华德提出田园城市模式，1 9 0 2 年嘎涅的 工业城市模式，为现在城市空间布局的功能分区奠定了理论基础【5 1 。1 9 1 5 年盖迪斯从功能的角度进一步研究城市空间。1 9 3 3 年著名的雅典宪章 中提出城市具有居住、工作、游憩和交通四大功能，明确了合理规划、 功能分离等一系列现代城市空间形体规划的规范，第一次明确提出了城 市空i 削的概念，为城市用地的分区提供了理论依据。田银生、刘韶军先 生在建筑设计与城市空间一书中，将1 0 - 2 0 世纪的西方城市空间的 变迁概括为封闭型、构成型、功用型与开放型四种形态，同时预测未来 城市空问发展的趋势是：封闭与开放的有机结合| 6 】。 城市地理学研究不同地理环境下城市的形成发展、组合分布和空间 结构变化规律，对城市空间发展的研究集中于城市体系和城市用地结构 等方面1 7 1 。德国地理学家克里斯塔勒和经济学家勒什分别于1 9 3 0 和1 9 4 0 年提出了著名的中心地理论( c e n t r a lp l a c et h e o r y ) ，描述了中心地的空 间分布模式，奠定了城市地理学研究的基础。在这一时期城市模型的研 究主要集中在对城市土地利用的空间分布，以及城市空间结构和形态的 模式研究。 城市社会学重点研究城市化和城市中社会问题以及社会活动与城市 第一章绪论 物质形态关系等，注重文化变迁对空间观的影响、社会行为对空间结构 的影响以及城市社会问题与空间发展的相互关系，社会学派对城市空间 的研究起到积极的作用。非均质论认为城市空间内部要素分布与组合的 非均质性，城市中本有的相对均质的区域由于受到外部因素的干涉而逐 步变为非均质性区域。芝加哥城市社会生态学派从研究出发点、研究区 的城市特征和发展阶段的不同影响，先后提出了同心圆模式、扇形模式、 多核心模式，被世人并称为三大古典模式。同心圆模式是美国社会学者 伯吉斯对芝加哥城市地域分异的力量进行分析，提出向心、专业化、分 离、离心、向心性离心这五种力使城市产生地域分异。霍伊特则对美国 城市的房租进行研究，发现城市住宅布局有沿着交通线沿伸、向城市外 侧扩展等九种倾向，城市土地利用呈扇形格局。而哈里斯和乌尔曼则从 各类城市的地域结构进行研究，认为城市中心的多元化和城市地域结构 的分异是出区位、产生集聚效益、各行业利益对比而发生的分离及地价 房租对行业区位的作用下形成的，提出了多核心模式1 4 1 。这三种传统的 城市土地利用模式可认为是人们对城市内部空间结构的非均质性的逐 步认识。非均衡变化理论则认为城市空间结构是一定地理空问内地理要 素的相对区位关系和分布形式，是在长期过程中人类空间活动和区位选 择的累积结果，而集聚与扩散一直是这个过程中两类基本的运动形式， 其在不同阶段、不同空间区位的组合特征，决定了城市空间结构的具体 表象口i 。 城市经济学重点分析城市聚集效应与城市发展的经济学分析。1 9 0 3 年赫德提出的城市土地价值依据交通通达性的轴状模式，1 9 2 5 年黑格提 出的城市土地利用形态的地租决定理论，1 9 4 9 年拉特克利夫提出的较完 整的逐层分化的城市土地利用经济模式等。波兰学者鲍马利什于1 9 6 3 年研究城市空间增长时提出“门槛”理论，认为城市的发展存在限制因 素，这些限制标志着城市规模增长的阶段性极限，在城市发展过程中， 其门槛是多级的，一般而言，城市跨越的门槛越多，克服下一个门槛所 需的投资就越大。1 9 7 0 年代“新马克思主义”城市研究的资本循环论对 空间结构增长的解释主要集中于资本的各部分和阶级斗争之间的关系， d h a r v e y 认为：对于劳动者丽言，城市空问的使用是作为一种消费方式 第一章绪论 和一种自身再生产的方式；对资本家而言，城市空间则是种创造、提 取和集中剩余价值的装置。而经济周期性理论则认为经济发展影响着城 市空间扩展，主要包含三个方面；第一，经济发展速度的周期性决定城 市空闻扩展速度的周期性。第二，经济发展的周期性变化决定城市空问 扩展形式的周期性更替。第三，经济发展过程中的城市产业集聚和产业 结构演变一直是城市空间扩展的直接动力【8 l 。 我国学者对城市空间的研究方兴未艾。顾朝林等人在中国大城市 边缘区研究中提出了城市地域空间按核心区、边缘区和影响区三分法 划分的理论，对城市边缘区进行了功能、组成要素、人口特性、社会特 性、经济特性和土地利用特性等方面的实证研究，根据大城市边缘空间 扩展的形式( 轴向扩展和外向扩展) 和扩展因素( 经济、交通、区位、 政策、社会心理等) 提出了我国城市边缘区地域分异和职能演化规律、 从内向外渐进推移规律、指状生长充填蔓延空间扩展规律和轮 形团块分散组团带形城市空间演化规律。 2 0 0 0 年，南京大学何流在他的学位论文中国城市空间扩展与结构 演进研究以南京为例从中国当今的社会、经济等角度出发，从理 论上较为全面地探讨空间的扩展及空间结构演进的机制，以南京为例， 从实践上分析了南京市城市空闻扩展与结构演进的特征，并对其发展趋 势作了预测。 2 0 0 4 年，王宏伟在借鉴发达国家城市增长与空间组织的最新理论， 根据城市总体规划的实践，演绎出中国城市空间组织的三种典型模式： 单中心块聚式模式、主次中心组团式模式和多中心网络式模式，这 对城市空间发展战略研究和城市总体布局规划具有重要参考价值【9 1 。 此外，不同的学者还对城市空i 目扩展作了相关的影响研究，如城镇 发展对土壤资源利用的影响分析、城市扩展对粮食生产的影响和城市扩 展对水土流失的影响等等【”。 2 2 城市空间扩展的新技术研究 城市是一个规模庞大、结构复杂、不断发展的动态体系。城市的发 展变化不仅体现在人口增加、经济发展和功能分异上，而且也表现在城 第一章绪论 市空i n j 结构的变化上，利用遥感和地理信息系统技术可以获取不同时相 关于城市空问结构的准确信息，这些信息的解译、提取、分析、研究将 为城市变迁的动态监测与规划调控提供有用的技术参数m 】。关于城市变 迁的遥感监测主要有两种方法：航天遥感和航空遥感。 航空遥感图像具有较大的比例尺和较高的空间分辨率，对于地物识 别、精细分类及地物的线长、面积、体积等几何量测等十分有利。但是 航空遥感费用成本高，不适合短期、高频率的城市动态监测，而且它在 图像数字化及转绘成图等需要花费大量的时间。随着航天遥感技术的不 断发展，各类卫星遥感图像被越来越广泛地应用于城市遥感中，解决了 卫星图像的目视解译、自动分类、机助绘制土地覆盖类型图等基本技术 问题，而且近年来在信息的复合处理，排除伪信息、计算变化向量、客 观准确地再现城市变迁诸要素的类别与性质等方面取得了一定的成就 。 在城市扩展动态监测实例研究方面，国内外利用遥感卫星进行城市 扩展动态监测已有不少研究实例。1 9 9 7 年o w e n ，c a r l s o n 和g i l l i e s 利用 两个土地覆盖参数研究了城市化对区域气候的影响。1 9 9 8 年k o n d o h 和 n i s h i y a m a 指出了城市化能够引起水文循环的变化。同年k h a n 利用遥感 和地理信息系统研究城市化对城市暴雨雨水径流量的影响m 儿l 1 17 i 。 1 9 9 5 年戴昌达8 1 等利用t m 遥感数据对北京市采用遥感图像自动识 别分类和目视判读相结合的技术提取不同时期的城市边界，然后进行叠 加得出城市扩展信息。1 9 9 9 年江涛i ”1 利用t m 数据并应用主成分分析方 法对城市扩展进行动态监测研究。汪小钦等口0 j ( 1 9 9 9 ) 结合地理信息系 统空间分析方法对福清市城市扩展的遥感动态监测结果进行空间扩展 特征和动力机制分析。2 0 0 2 年胡伟平m 1 在r s 和g i s 的支持下，从t m 影像图撮出珠江三角洲近期城镇建筑覆盖变化专题信息，利用土壤资源 农业适宜性评价专题图对比城镇建筑扩展对土壤资源利用的影响，研究 土壤受城镇建筑扩展影响的强度。2 0 0 2 年陈本清1 2 l j 采用多时相的t m 卫 星遥感影像，在g i s 和g p s 的辅助下利用遥感动态变化检测技术对厦 门1 9 8 9 年、1 9 9 5 年和2 0 0 0 年三个时相的土地利用变化、城市扩展、城 市化进程和环境变化进行了动态监测和分析。2 0 0 3 年李晓文等口2 1 利用多 第一章绪论 时段t m 影像资料，运用缓冲分析法对上海市区及其周边主要城镇城市 用地扩展的时空特征进行了分析和比较，为进一步城市化进程与机制的 研究提供基本依据。 城市扩展信息提取从影像解译、信息提取到专题图形成等也做了相 关的研究i ”】。 针对目前尚缺乏定量方法确定城市用地扩展类型的问题，中国科学 研究院地理科学与资源研究所刘纪远等人首次提出了利用计算几何中 凸壳原理识别城市用地扩展类型的新方法，以安徽为例，论证了安徽省 1 9 9 0 年到2 0 0 0 年城市用地扩展类型以填充类型为主1 2 4 】。 2 3 福州城市空间扩展的相关学术研究 中国科学院南京地理所姚士谋教授( 1 9 9 5 ) 等以东南沿海城市( 含 福州市) 的用地扩展为例，对城市空间扩展的理论模式、特征、扩展规 律以及城市空间形态的生长过程等作了较为全面的分析，论述了城市用 地扩展的特点、用地规模和方式，特别对城市工业用地、居住用地、商 务用地和基础设施用地也作了综合分析，总结出城市用地扩展的基本趋 势是以旧城为中心，由内向外，由小变大，由单一结构向多元结构不断 发展。 1 9 9 8 年，姚士谋与国内一些专家学者共同编写的中国大都市的空 间扩展一书，系统地、全面地总结了包括福州在内的中国3 2 个特大 城市的发展过程与内部结构，重点分析了城市现代化、国际化的趋向及 其支撑体系和城市化道路，为城市用地空间扩展理论研究提供新思路。 福建师范大学林强撰写的硕士学位论文福州城市空间结构发展的 探讨( 1 9 9 8 年) ，较为系统地对福州城市空间结构发展进行探讨，叙述 了福州城市空间结构的发展历史进程和影响其发展的主要因素探讨福 州现代城市工业区、居住区、中心区布局的区位特征，提示福州城市空 间结构发展的内在规律，并提出福州城市空间结构发展趋势及发展对策 与措施。 利用新技术对福, j q 、城区空间扩展作专题研究，目前还是比较少见， 这是本课题研究的目的。 第一章绪论 3 本课题研究的目的 城市是经济、社会、文化等复杂活动的复合投影。城市是一个规模 庞大、结构复杂、不断发展的动态体系。城市的发展变化不仅体现在人 口增加、经济发展和功能分异上，而且也表现在城市空间结构的变化上 i ”i 。从本质上说，城市空i a j 的扩展实际上是城市化进程的一个方面，是 农村地域景观的城市化过程。城市扩展表现出的不同空问特征，实质上 是内外力共同作用的结果。研究城市空问发展的动因和时空演化规律， 可为进一步优化城市空间结构提供基础。 福州城区作为福建省的政治、经济和文化中心，目前已进入城市化 加速发展阶段，城市的空间扩展也必将更为剧烈，研究本区域具有较强 的代表性。城市的扩展变化对区域经济发展的指示作用十分明显，通过 不同年份的城镇空间扩展分析。借以研究福州城区城镇空间演化规律并 揭示内在动力，其目的在于为促进福州城市空间优化、提高城市土地的 集约化效益，充分发挥城市聚集经济效益提供思路。另外，利用遥感技 术监测不同时相关于城市空间结构的准确信息，再借助g i s 进行城市空 阃结构的变迁分析以及城市空问扩展动因的数学模型分析的研究，可为 城市空间扩展的研究提供一定的方法参考。 4 研究的主要内容和目标 福州城区城镇扩展数据库建立 福州城区城镇格局时空演化分析 f 福州城区城镇格局扩展变化驱动力的灰色关联分析 福州城区城镇发展战略研究 第一章绪论 5 研究的技术路线和方法 5 1 资料收集 包括福州城区地形图、不同年份的卫星影像图以及相关年份的社会 经济指标的统计数据。 5 2 野外调查 对部分城镇用地难以解译判断的进行野外调查，同时适当结合相近 年份的土地利用图。 5 3g i s 分析与数理模型应用 利用g i s 软件对城区城镇用地的时空变化进行分析。通过应用灰色 关联模型探讨福州城区城镇扩展的动力机制。 具体的技术路线见图1 - 1 。 第一章绪论 图卜1 论文技术路线图 9 第二章研究区概况 1 自然概况 第二章研究区概况 1 1 研究区大地坐标位置及范围 本文研究的区域包括鼓楼、台江、仓山、马尾和晋安五个区，研究 区大地坐标位置大致为2 5 。5 7 _ 2 6 。2 4 7 n ，1 1 9 。1 07 一1 1 9 。3 9 7 e 位于高斯一克吕格投影6 。带分带法的第2 0 带。 1 2 研究区地理位置 福州市管辖五区二市六县，位于福建省东部沿海，东濒台湾海峡， 与台湾省隔海相望，西靠南平，南接莆罔，北邻宁德。福州市区地处闽 江f 游，位于河口衙地中心。 图2 - 1研究区在福建省的位置 0 第二章研究区概况 1 3 自然环境概况 1 3 1 气候 福州市区气候类型为亚热带海洋性季风气候，全年气候温暖湿润， 四季分明。冬季短暂且温和，夏季长而无酷暑。 福州市区年平均气温为1 9 6 ，最冷月1 2 月份平均气温l o 5 1 0 7 ，最热月7 - 8 月平均气温为2 7 8 2 8 2 。市区全年最高气温 3 5 的日数平均为2 2 5 天。市区罕见下雪，年平均无霜期为3 2 5 天。 因受盆地地形因素的影响，福州市逆温出现的频率较高口5 i 。 福州市区年平均降水量为1 3 4 3 7 m m ，降水多集中在3 - 9 月，以5 、 6 两月最为集中。福州年平均暴雨日有3 5 天，主要集中在5 - 9 月。每 年3 - 4 月为春雨季，5 - 6 月为梅雨季，7 - 9 月为台风、雷阵雨季。1 0 月 开始进入干季，1 1 月气候最干燥，到翌年1 月后雨水又逐渐增多1 2 6 i 。 1 3 2 陆地水文 流经福州的河流主要是闽江，闽江自西北向东南流入市境，因受南 台岛之阻，在侯官附近分为南北两支。北支称闽江，水深，为主航道； 南支也称乌龙江，江面较宽阔，泥沙淤积严重。上述南北两支流在马尾 汇流后即向东北方向流去，至亭江附近受琅岐岛之阻后分流入海。在福 州境内注入的主要支流有安仁溪、梅溪、大樟溪、大目溪等其中以大 樟溪为最大。市区内河道纵横交错，湖泊、池塘众多。闽江北岸主要内 河有白马河、晋安河、琼东河、光明港、安泰河等，闽江南岸有洋洽河、 龙津河、港头河等。内河与闽江相通，水文状况受闽江潮汐及沿江闸门 控制。 闽江横贯福州市区，水量大，年均径流量为5 5 1 亿立方米，洪水期 在5 - 6 月份，枯水期1 2 1 月份，以往对福州城区洪水影响较为严重。 自从闽江防洪堤和排涝工程建成后，福州市区才免受洪水灾害，内涝灾 害有所缓解。闽江独特的水景景观，为福 k l i 市民提供了一个优良的天然 环境，特别是沿江道路的改建、扩建和南北江滨公园、湿地公园以及绿 化带的建设对商品房的建设产生了极大的吸引力，客观上促进了闽江两 岸旧城的改造和新区的建设。 第二章研究区概况 福州的地形是一个地处闽江下游宽阔的箍地，有利的盆地地形及丰 富的降水量为福州的温泉补给循环创造了良好的条件。据勘察，福州市 区内的温泉分布于五一路与六一路之间，其中心地带纵贯鼓楼区，北起 思儿亭南至象园，西自五一路、五四路，东达六一路晋安河，呈长条 带状分布，面积约6 平方公里。福卅温泉具有埋藏浅、水温高、水质好、 水量大的特点，平均水温7 2 ( 2 1 ”i ，温泉的开发利用对福州打造中国温 泉城，营建城市特色具有重要的作用。 1 3 3 地形特征 福州地形系以盆地为主，瓮地周围有山岭环抱，东有鼓山，西有旗 山，南有矗虎山，北有莲花峰。盆地西北高、东南低，闽江自西北向 东南流入笳地后受南台岛之阻，分为南北两港，将贫地分割为江北平原、 南台岛和乌龙江南岸平原三大部分。平原上散布着许多小山孤丘，城区 的于山、乌山、屏山三山鼎峙，明显可见。城外山丘更多，如仓前山、 金鸡山、高盖山等【2 8 1 。 1 3 4 地质 福州地区新华夏系构造甚为发育，长安诏安断裂带是福州地区 构造的主干，走向北北东或北东，北起闽江口，南至东山岛，西至福州 诏安一线，东至4 0 6 0 米左右的等深线附近海域。另一北西或北西 向的张扭性构造即树兜王庄断裂带，是控制福州盆地地下热水的构 造，有宽达4 0 米的破碎带及新鲜擦痕面，近期活动还比较活跃。形成 福州贫地的基底和四周山地的岩石属于火山岩系和侵入的花岗岩，如鼓 岭、湖顶山等主要是酸性火山熔岩，五虎山、旗山等主要是火山碎屑沉 积岩，盆地中的丘陵( 如离盖山) 也幽上述火山岩组成1 2 “1 19 1 。 2 研究区社会经济条件分析 2 1 行政建制 1 7 8 9 年福州城区包括鼓楼区十一个街道、台江区十个街道、仓山六 第二章研究区概况 个街道、马尾1 个街道和1 个乡，以及福州市郊区2 个镇和1 4 个乡邮1 。 福州市行政区划随着社会经济的发展而逐步调整，其辖区范围也在 i 断 地扩大，按2 0 0 3 年福建年鉴关于2 0 0 2 年行政区划( 如表2 一l 所示) ， 主要乡镇分布情况( 见图2 - 2 ) 。本文是按2 0 0 2 年的行政区划进行城镇 扩展研究的。 表2 1福州城区行政区划一览表。 区街道、镇、乡 华人、鼓东、鼓西、南街、安泰、东街、水部、温泉、五风街共9 个办事处雨j 鼓楼区 洪山镇 茶亭、洋中、苍霞、双杭、帮洲、义洲、上海、瀛洲、新港、屙洲鳌峰和j 化 台江区 共1 2 个办事处 仓前、卜渡、临江、三叉街、上渡、对湖、东升街共7 个办事处币i 建新、仓山、 仓山区 盖山、城门和螺洲共5 个镇 马尾区 罗新街道办事处和马尾、亭江、琅岐共3 个镇 茶岗、干庄、象矧3 个办事处岳峰、鼓山、新j 占、宦溪共4 个镇和岭头、寿 背安区 山、日溪和鼓岭共4 个乡 ( 注：本文研究区域不包括福州市管辖的长乐、福清两市和罗源、连江、平潭 永泰、闽清和闽侯六县。) 图2 - 2研究区主要乡镇分布图 第二章研究区概况 2 2 人口的基本概况 福州市区人口1 9 5 2 年为6 4 1 7 万人，“二普”时人口数为9 0 6 6 万 人，“三普”入口数达1 1 2 9 3 万人：1 9 9 0 年第四次人口普查福州市区人 口达到1 4 0 2 6 万人，到2 0 0 0 年普查时。总人口高达2 1 2 4 4 万人，其中 男性人口1 0 8 6 6 万人，女性人口1 0 3 7 8 万人，男女性别比为1 0 5 ：1 1 3 2 1 。 “四普”至“五普”十年时间里，福州市区人口增加了7 2 1 8 力- 人，年 平均净增7 万多人。2 0 0 2 年术统计资料显示，全市总人口5 9 7 5 4 万人， 比上年增加3 4 万人，其中市区人1 31 5 7 6 5 万人。增加3 8 8 力人，迁 入人口数为7 8 2 9 2 人，迁出人数4 4 5 0 1 人。据抽样调查，2 0 0 2 年市区 人口出生率7 2 5 ，死亡率4 0 3 ，人口自然增长率为3 2 1 1 3 3 1 。 2 3 社会经济发展历程及现状 福州自古以来就是著名的商贸港口城市，是我国“海上丝绸之路” 的重要门户。它正式成为港口始于汉朝，鸦片战争后，福州被辟为五口 通商口岸之一，是大宗进出口货物的集散地。经过建国5 0 多年来的发 展，福州经济和社会各项事业都取得了令人瞩目的成就。1 9 8 4 年福州 成为全国第二批国家历史文化名城和全国对外开放的1 4 个沿海港口城 市之一；1 9 8 5 年被列为全国经济体制改革综合试点城市；1 9 9 0 年成为 全国生产总值超“百亿元”的城市之：1 9 9 1 年进入首批“中国城市 综合5 0 强”、“城市投资硬环境4 0 优”城市行列：1 9 9 7 年城市综合实 力在全国2 1 9 个市地级以上城市中居第2 4 位；2 0 0 0 年全市国内生产 总值超过千亿元大关，达1 0 0 3 2 7 亿元，综合经济实力名列全国2 6 个 省会城市前列。社会事业蓬勃发展，先后荣获“全国创建文明城市工作 先进城市”和“全国城乡绿化先进集体”称号，三次被评为“全国科技 兴市先进城市”，连续四次获得“全国双模模范城”称号，荣膺“国家 卫生城市”、“中国优秀旅游城市”称号0 4 1 。 从经济总量来看，2 0 0 2 年全年实现国内生产总值1 1 6 0 5 3 亿元， 。谊数据来源于福州统计年鉴( 2 0 0 3 ) 其统计口径为户籍人口因而小于2 0 0 0 年第五次人口 普查市区人口教 1 4 第二章研究区概况 按可比价格计算，比上年增长1 0 7 ，比改革开放初期的1 9 7 8 年增长 3 4 1 6 倍，年均增长1 6 0 ：城市综合实力已跃居全国省会城市十强之 列，经济总量在全国2 6 个省会城市中的位次由1 9 7 8 年的第1 7 位提升 到第1 0 位。其中，2 0 0 2 年来福州市区按当年价计算，国内生产总值达 5 3 3 4 亿元p ”比上年增长5 1 2 。 从产业构成来看，2 0 0 2 年福州第一产业占国内生产总值的比重 比1 9 7 8 年降低了1 5 0 2 个百分点，第二产业比重提高幅度不大，第三 产业则上升了1 5 1 个百分点。一、二、三产业结构的比例为1 1 7 ： 4 8 0 ：4 0 3 ，国民经济发展从主要靠第一、二产业带动转向以第二、第 三产业带动为主。其中，福州市区按可比价格计算国内生产总值为5 5 9 3 亿元，一、二、三产业增加值占国内生产总值比重为1 8 、4 6 9 和 5 1 3 ，二、三产业占绝对优势l 。 3 福州城区历史发展变化 福州城历史悠久，有2 2 0 0 多年的建城史，是福建省历史上最早建 立的一座古城。根据1 9 9 8 年福州市志的有关记载p 7 j 福州汉筑冶 城。汉高祖五年( 公元前2 0 2 年) ，闽越王无诸助汉灭楚，在福州冶山 周围建立了闽越国并筑都城冶城，为福州城市之始。榕城考古略 中记载：“闽越故城在今府冶北二百五步，当在今城隍庙迤北至古岭等 地也”。 晋筑子城。晋安郡守严高将郡城南迁，创建晋子城，福州的历代城 址基本上都是在此基础上不断扩大并发展的。三国时，福州成为孙吴的 造船基地和重要的港口，促进了福州社会经济发展，吸引了北方汉族人 向南迁移，使原来狭小的城区无法满足经济繁荣和人口增长的需要，迫 使城池向南迁移。 唐建罗城。唐末中原战乱不止，汉人为了避乱大量入闽，福建人口 增至8 倍之多，因汉人带来先进技术，促进福州城市经济的发展。罗城 形状呈不规则的圆弧形，内外两重筑城垣，内重为城北区，是政治统治 中心，外重为城南区是商业经济区和平民居住区，其中城南居住区的中 第二章研究区概况 轴干道东西两侧布置有“坊”和“巷”。分段围墙，排列有序，逐步形 成“三坊七巷”的城市格局，是当前全国最大的古街坊群落之一，也是 福州最有文化气息的地方。 五代十国时期，因中原战乱，闽王王审知在此以“闽国”帝王自 居。大大推动了福州社会、经济和文化的发展。为了防御外敌入侵，筑 造罗城，将城外的居民区与商业经济区围入城中，城市规模不断扩大， 罗城面积为晋子城的4 倍，达3 平方公里。 梁建夹城。唐罗城建成后几年，福州城市进一步拓展，在罗城南北 建筑夹城，北端至越王山麓一带，并临西湖，南扩展至乌山、于山南麓。 出现“营城”与“治野”并举，形成城乡间的网状体系，促进福州周围 乡镇的产生和发展。建夹城时，沿着屏山南麓。把乌山、于山、乌塔、 白塔围于城中从而形成“三山两塔”的城市空间格局。 宋时，战火不断，达数十年，为了加强防御，北宋开宝七年，增筑 东南兴城( 外城) 。由于宋代中国经济、文化、政治中心向南移，福州 的经济文化空前发展，人口大增，福州地域范围超出城垣在城外形成 新的商业区和居住区，城内外同设“晕”、“坊”、“社”，出现“城”与 “市”分离。为了防御台风袭击和保持水土，改善城市环境，大量种植 榕树。“治平四年( 1 0 6 7 年) ，知州张伯玉令通衢编户浚沟六尺，外植 榕为樾。岁暮不凋，熙宁以来，绿荫满城，行者自不张盖。”榕城独特 风貌，至今尤在。 元朝时，福州海上交通相对发达，南台江经济得到发展，城内居民 纷纷迁入居住，“力寿桥”和“江南桥”相继建成使用，使城市中轴大 道延伸至烟台山麓。明代因商品经济的发展和资本主义萌芽的出现，推 动了福州作为港口城市的发展。内河水运和海上航运，形成了由多港区 组成的内、外港，进而形成以福州为中心的港口城镇网络，促进福州境 内外经济文化的繁荣和发展。明嘉靖年间( 1 5 2 2 1 5 6 6 年) ，为了抵御 倭患，福州扩建府城，各县城垣屡毁屡建。 清代，随着闽江下游商品经济的发展，除老城区仍为政治中心外， 台江一带成为商业中心，仓山成为文化、涉外政治经济中心，马尾成为 1 二业、外贸中心。福州城市布局完成了自宋以来的“城”“市”分离， 6 第二章研究区概况 逐渐形成“组团式”布局的城市空问结构，市政公用事业也有一定的发 展。 鸦片战争以后，中英南京条约的签订，中国被迫开放包括福州 在内的五个通商口岸。外国经济势力的介入，南台江南岸的仓山一带被 沦为“租界”，形成独立于福州老城区之外的区仓山区。随着外国 资本和西方技术相继传入，大量的教堂、学校、医院、领事馆、别墅等 西式建筑也相继出现。这些建筑在结构、布局、形式、材料上都打破了 传统建筑格局给延续几于年的传统建筑带来了深刻影响。 清末“洋务运动”，在闽江下游马尾创办福州船政局，福州第一家 造船厂在此诞生成为福州老城区之外一个新工业小区。从此，福州又 一次成为近代我国东南沿海一带“商贾云集”的主要商埠。这时福州城 区除老城区外，新兴的马尾区、仓山区、台江区的同益发展，城市空间 布局也随之发生变化。老城区鼓楼区继续为政治、行政中心，台江区为 主要工商业经济中心仓山区为文化涉外政治经济中心，马尾为新兴工 业、对外贸易中心，从而形成相对独立的“功能团”空间结构。 辛亥革命后，福州成为福建省会，市界大致东至鼓岭、西至洪山桥、 南至盖山、北至新店，总面积6 0 平方公里。1 9 4 6 年初，福州市政府正 式成立。1 9 4 9 年宋，福州建成区面积1 1 平方公里，市区工业年产值2 2 5 5 万元，平民多居住矮小木房，民谚称为“纸褙福州城”。 中华人民共和国成立初期，福州地处海防前线，属敏感地区，国家 投资相对较少，加上福州对外交通联系不畅，矿产资源贫乏等原因，福 州工业一直得不到较大发展，经济底子薄。1 9 5 2 年，完成福州城市建 设总体规划，建造福州城市第一项工程闽江防洪堤，拓宽旧街道， 建筑新马路，修建现代化的跨江大桥，兴建工厂区，整治晋安河，扩建、 新建一些与闽江水系相连的道路，城市规模逐渐扩展。 1 9 5 8 年“大跃进”后，由于片面强调“先生产后生活”，城市规划 管理陷入困境，违章建筑众多，但作为支前需要先后建成9 0 0 h m 2 的五一 广场、闽江大桥、以及当时全国公路桥中跨径最大的现代化大桥乌 龙江大桥，并改造了旧桥万寿桥和江南桥( 通称解放大桥) ，至1 9 7 8 年，全市道路初步连成网络，总长度1 7 5 7 1 公里，比1 9 4 9 年增加了一倍。 第二章研究区概况 图2 - 3 福州古代城垣变迁示意囤【3 7 总的浇来，从五十年代到七十年代末的二十多年，福州城市的生长 形态更多的是依赖内河、海港而发展。城市既横向填充，又沿闽江扩展， 从6 ( ) 年代到8 0 年代早期，城市在火车站和闽江交通条件作用下，城前 随着工业发展和港口群的扩展而迅速发展，主要是向北扩展。 党的十一届三中全会后，改革开放使福州作为著名侨乡和沿海港口 城市的优势得到充分发挥，城乡建设进入一个新时期。福州市遵照国务 院批准的福卅i 城市建设总体规划，新建、改建市内交通干线，如拓 宽、改建华林西路、六一南路、六一中路和江滨路，成为福州城市建设 第二章研究区概况 史上规模最大的工程，闽江大桥桥北的三层立交桥和第三座洪山新 桥也相继建成并通车。对外联系通道建设方面，扩建了福州至马尾港口 的公路和福州机场。至此，一个由公路、铁路、航空、内河、近海和远 洋航运组成的立体交通网初步形成，福州市成为当时全省最大的交通枢 纽。市政基础设施建设为城市空间拓展提供了坚实的基础，城市用地规 模扩张以内涵式扩展为主。 八十年代后，为适应改革开放形势发展，编制福州市城市总体规 划( 1 9 8 1 2 0 0 0 年) ，经国务院批准实施以来，福州市政府对中心老 城区( 东起五四路、五一路，西至白马河，南起闽江，北至屏山) 进行 了大规模的旧城改造，同时在城区边缘和近郊地带开发建设了王庄、洋 下、三叉街等居住区。在改造旧城的同时，将污染严重的工厂、车捌从 老城区中迁出。1 9 9 2 年1 1 月1 9 日国务院正式批准在马尾经济技术开 发区成立保税区，在利用外资方面迈开了新的步伐。随后福州市政府在 福马路与福厦公路沿线兴建了福兴投资区、快安投资区、仓山科技园区、 盖山工业开发区，新建工业项目多安排在近郊和远郊地区，使建成区规 模不断扩大。至1 9 9 9 年，福州建成区面积达9 1 5 平方公里，比1 9 7 8 年扩大了5 7 平方公罩。开发区建设促进了福9 、i l 步b 向型经济的发展，使 城市空间结构发生了质的变化p 7 】f 3 8 3 9 1 0 通过扩大城市用地发展的工业 区、开发区和居住区，使城市空间布局以外围延伸拓展为主。 2 0 0 3 年福州市规划设计研究院编制了闽江口城镇群发展规划综合 报告。以建设全省的首位城市、经济政治文化中心为目标，通过“发挥 四大优势、抓住四个机遇、落实五项策略”的思路实施“强化中心城 市、协调发展两翼、完善基础设施、构建城镇集群”的城镇发展战略。 形成首位度高、等级完善、支柱产业鲜明、职能分工明确、空间布局有 序合理的现代化城镇群。 9 第二章研究区概况 图2 - 4 闽江口城镇群规划示意图 4 0 第三章福州城区城镇扩展数据库建立 第三章福州城区城镇扩展数据库建立 城市空间形态是城市实体的地域空间投影。随着城市化进程的不断 加速，城市空间形态也在发生着急剧的变化，城市空间形态的研究已成 为地理学、城市规划、社会学的热点。定量研究城市外部空间形态是城 市建设与规划的重要环节1 4 “。建国以来，随着福州城市经济的快速发展， 人口大量涌入城市，郊区的耕地、水域迅速转变为城市建设用地，城市 范围不断扩大，城市空问形态也在迅速改变。本文以遥感和地理信息系 统技术为支撑，利用遥感和地形图数据，结合数理统计分析方法，构建 福州建成区和主要建制乡镇的空间分布格局数据库，客观再现了福州城 区城镇不同年份之外部空间形态，为城市规划管理决策提供重要的参 考。本次研究的对象是福州市区的城镇建设用地，范围包括鼓楼区、台 江区、仓山区、马尾区和晋安区五个区的以及各区所辖的建制乡镇建设 用地。本研究中所涉及的城市建设用地，包括城市居民点、工业开发区 和平整过的建设用地等( 建制镇的居民点及城镇工业用地也包括在内) ， 而农村居民点、以及用于农业生产的林地、菜地、果园等则未在研究范 畴。 1 研究方法 本研究技术路线可分为以下几个主要步骤：第一，从2 0 0 2 年的福州 政区图上数字化提取研究区的范围；第二，从1 9 7 0 年的地形图上获取 基础数据，包括建成区和主要乡镇的建设用地、水体等各类用地信息： 第三，从卫星影像图上提取不同年份的福州城区城镇建设用地的空间分 布信息：第四，制作福州4 个时相的城镇建设用地分布图。 数据的提取与处理采用遥感和地理信息系统( g i s ) 以及数理统计方 法。在遥感影像的判读中采用人工解译方法。解译结果以矢量格式转入 第三章福州城区城镇扩展数据库建立 地理信息系统软件a r c g i s 中，在a r c m a p 下编制不同年份的城镇空间形 态分布图。 2 资料收集 本数据库收集的主要图件资料有： ( 1 ) 1 ：5 万地形图8 幅图幅名分别为：福州、闽侯、甘蔗、珀头、 白沙、大湖厝、丹阳、潘渡( 投影采用1 9 5 4 年北京坐标系和1 9 5 6 年黄 海高程系) ； ( 2 ) 1 9 8 9 年l a n d s a tt m 卫星遥感影像图： ( 3 ) 1 9 9 6 年l a n d s a t t m 卫星遥感影像图； ( 4 ) 2 0 0 0 年l a n d s a tt m 卫星遥感影像图； ( 5 ) 2 0 0 2 年l a n d s a t t m 卫星遥感影像图； ( 6 ) 福州政区图、福州交通游览图等。 3 数据库建立的主要过程 3 1 地形图信息的提取 图3 1基础数据提取工作流程图h 2 i 地形图信息提取的具体过程如下：扫描1 9 7 0 年l ：5 万地形图；在 a r c l n f o 中利用r e g i s t e r 命令进行图像配准，在a r c m a p 下数字化各图层， 第三章福州城区城镇扩展数据库建立 拼接各分幅地图组合成研究区范围内的地图；在a r c l n f o 下对各图层建 立拓扑关系，利用l a b e l e r r o r s 检查出错误的图斑，更正错误的图斑后再 建拓扑关系，直至将所有的错误更正过来；对图斑录入属性，投影定义， 选择投影为t r a n s v e r s e m e r c a t o r ，采用k r a s o v s k y 椭球体，参数选择分 别是 f a l s e _ c a s t i n g ：5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 f a l s e _ n o r t h i n g ：o 0 0 0 0 0 0 c e n t r a l _ m e r i d i a n ：1 1 7 0 0 0 0 0 0 s c a l e f a c t o r ：1 0 0 0 0 0 0 l a t i t u d e _ o f _ o r i g i n ：o 0 0 0 0 0 0 建立的图层主要有城镇用地、水体( 河流、湖泊) 、交通、建制乡 镇分布和政区范围等。 3 2 卫星遥感影像信息的提取 3 2 1 卫星遥感解译的方法及其在城市扩展中的应用 常规监测城市用地扩展变化的手段主要是依靠航片与外业测量相 结合，且以外业测量为主，这种方式不仅更新速度慢，耗费大量人力、 物力。随着遥感技术的发展与普及，t m 卫星遥感影像被广泛地应用于 土地资源动态监测、林业资源的动态监测等方面，成为大范围资源动态 监测的重要数据源m i 。利用遥感技术多波段、多时相的特点，可以获得 同一城市不同时相准确的空间结构信息1 4 4 l 。解译的方法主要是利用计算 机进行分类和利用地学知识结合野外调查进行目视解译。为提高福州城 镇信息的精度，本文主要采用目视解译的方法。 ，