【word】 广州大学城及周边土地利用时空变化分析

1、广州大学城及周边土地利用时空变化分析第30卷第6期2010年l1月热带地理tr0picalgeographyvo1.30.no.6nov.,2010广州大学城及周边土地利用时空变化分析刘家兴,陈健飞(广州大学地理科学学院,广州510006)摘要:选择2004年建成投用的广州大学城为例,以2005年和2009年spot5高分辨率遥感影像数据作为主要数据源,运用rs,gis技术对大学城及周边地区的土地利用类型进行分类,重点分析广州大学城自建成以来建成区,裸地,绿地的土地利用/覆被变化情况,分析了大学城中心湖区7km范围内的土地利用变化情况.结果表明,大学城建成区中的教学楼,实验楼,生活楼,行政楼,

2、道路等最早建设完成,而商服,住宅,文体设施等在2005年后才陆续修建.至2009年,除部分新批建住宅用地外,其余用地大部分已建设完成.建成区和绿地面积增加迅速,裸地持续呈动态变化,以减少的趋势为主;施工建设的区域明显减少.受大学城建设的影响,大学城附近的用地沿交通线轴向变化明显.关键词:土地利用变化;spot;广州大学城中图分类号:p935.1文献标识码:a文章编号:10015221(2010)060615-07自1995年国际地圈一生物圈计划和国际全球环境变化人文因素计划联合提m”土地利用/覆盖计划”研究计划以来,区域土地利用/覆盖变化(landuse/coverchange,lucc)便成

3、为全球的研究热点之一.lucc时空变化的研究方法经过十多年的发展,已得到极大提高,此后的glp计划同样是围绕人类活动,生态和人地关系对局部性尺度到区域性尺度进行研究.随着我国城市化水平的加速,国内许多学者利用不同方法,从不同角度对我国部分城市的土地利用/覆盖变化进行了大量的探讨和研究,取得了丰富的成果”.已有研究表明利用遥感手段,特别是高空间分辨率影像对城市用地的发展变化进行分析的可行性较高,并具有较强的实用性.改革开放以来我国经济发展迅速,城市土地利用变化剧烈,围绕人类经济活动和土地利用变化进行研究具有十分重要的现实意义.为提高我国城市的人才优势和城市竞争力,1999年高校开始扩招.为应对日

4、益紧缺的高等教育资源,广州市政府提出建设广州大学城(highereducationmegacenter,hemc)的规划.很多研究都曾围绕大学城的教学环境,生活配套设施,大学城建成后的教育理念等进行讨论.规划之初,陈万鹏,扬俊勇等对广州大学城的选址,目标定位,大学城管理思路,建设理念和未来发展进行了探讨”.广州大学城的建设模式采用了卫星城的构建模式,充分利用了郊区土地价格低廉,土地资源充足等优势”.广州大学城开建的必要性毋庸置疑,但要防止建设过程中把大学城当做盈利的工具,只追求校园的美观,造成资金,土地资源的浪费.受广州市未来发展战略的影响,广州市区东部至东南部先后建设了广州科学城,琶洲国际会

5、展中心,广州大学城,广东省科学中心,广州国际生物岛等.环城高速,华南快速干线,南沙港快速路,广州地铁四号线的先后开通,使广州大学城区域土地利用的变化更为明显.基于以上情况,本文运用rs和gis技术对2005和2009年两期spot遥感影像进行人机交互解译,制成土地利用类型专题图,重点讨论近5年来,围绕大学城半径7km范围内的土地利用变化情况,了解大学城发展对周边土地利用变化的影响,以期为城市规划,土地规划及相关部门提供有益参考l研究区概况和数据处理1.1研究区概况广州大学城选用卫星城的建设模式,选址广州市番禺区新造镇小谷围岛,四周被珠江环绕,距广州市中心城区约17km.广州大学城于2003年动

6、工兴建,2004年9月首收稿日期:2010-0511;修订日期:20100915基金项目:广东省自然科学基金项目(9151051501000030);广州市教育局科技项目(08c026)作者简介:刘家兴(1984-),男,广东清远人,硕士研究生,研究方向为土地利用变化与土地规划,(email)luccfnxmailm.通讯作者,理学博上.教授,(e-mail)cjf.6l6热带地理30卷期建成投入使用,2005年大学城主体建筑基本完成,包括中山大学,广东外语外贸大学,华南理工大学,广州中医药大学,广东药学院,广东丁业大学,广州美术学院,广州大学,华南师范大学,星海音乐学院等l0所高校(以下以高

7、校简称代替),在校学生约16万人(表1).除10所高校外还建有大学城体育中心,大学城中医院,岭南印象同,广东省科学中心,现有南沙港快速干线,广州地铁四号线直通大学城,另外保留有4个自然村:贝岗村,北亭村,南亭村和穗石村.大学城l0所高校中唯一整体迁入大学城的是广州大学,占地面积最大的校区是广东工业大学大学城校区,达159.62hm,面积最小的是星海音乐学院.按现阶段大学城的招生规模,各高校的每干学生占地面积约0.2hm.,最高的是广州大学达0.24hm(表1o表1广州大学城各高校的基本情况tab1informationofuniversitiesinhighereducationmegacen

8、ter(hemc)ofguangzhou大学城校区华南师范大学南海校区石牌校区loo.002880203.9375.130.18广州美术学院奋蒿篡.7.60,.0.17资料来源:各高校网站主页;广东药学院重点建设专业申报书(2007);广东药学院发展大事记(1958-2003).1.2数据处理选用两期spot5遥感影像数据f分辨率om),时相分别为2005年12月20日和2009年1月1et.成像时间为冬季,影像基本无云,水汽影响小,成像质量较好.运用美国irrrvis公司的envi遥感影像处理软件,对遥感影像进行几何校正,大气校正,配准,影像拉伸,边缘增强等一系列处理,然后裁切大学城中心湖半

9、径7kin范围内的区域,对该区域土地利用类型进行人机交互解译(图1).采用最大似然法提取水体,通过选取多个训练样区,提取出水体信息;裸地面积较少,通过人工判断进行分类;用归一化植被指数提取植被,ndvi的计算公式为:ndvi=dnnir-dnr,pnnirdr,归一化植被指数被定义为近红外波段(0.7251.10m)与可见光红波段(0.580.68m)数值之差和这两个波段数值之和的比值.对spot5数据选用第二波段(b2)和第三波段(b3)计算归一化植被覆盖度指数,其中b2的波长为0.650m,b3的波长为0.835in,spot5影像计算ndvi值的波段运算公式为:6期刘家兴等:广州大学城及

10、周边土地利用时空变化分析617ndvi-(t73一)/(b3+b2)计算结果的ndvi值范围在一11之间,其中ndvi值小于零的区域为云,沙,水,岩石或裸土等.一般取值0<ndvi<1部分为植被覆盖区域,本文取ndvi值大于0.01的部分为植被覆盖区;用envi提供的featureextraction面向对象方法,交互式提取道路和建筑物.参考2005年和2007年quickbird0.6m分辨率影像进行地物的人工纠正,剔除出不属于水体的阴影区域,以及部分被误分为绿地的裸地等,最后制作成2005,2009年广州大学城及周边土地利用类型图(图2o两期影像分别随机抽取100个点,检验分类

11、准确度分别达到83.05%和87.01%.2结果与讨论2.1大学城土地利用变化情况分析广州大学城原规划是一个轴心,五个组团,三个功能区(图3o大学城内圈中心区将建设成信息及体育共享区,从分类图中可以看出,2005年大学城中心体育场正在动工,解译的土地利用类型为裸土地,2009年的遥感图上显示其已经建成,同时在中心湖区的东南部又有新的裸地.据了解该地是为2010年广州亚运会新建的体育场馆,中心区往外围是各高校的中环生活区,2005年9月,广州大学城各高校已经基本完成校园的生活及配套设施建设,总的看来变动不大,其中中环生活区的商业南区和商业北区的施工痕迹最明显.外环教学区部分显示,2005年仍有部

12、分高校如广大,华师大,中大,广药,广工等仍有裸土地,表明仍有未建成项目.大学城西面较大一块裸土地到2009年也已建成.2.2大学城建设变化检测分析通过changedetection功能对两期影像进行变化检测,该功能仅用在单一波段的对比上.对比分类的数量选择2种,变化的状态选择简单的差异对比,并且归一化到01之间.结果显示近5年来大学城有部分土地利用变化比较剧烈,实地调查发现主要有广州国际生物岛,广东科学中心等新近建成或在建项目(表2,图4o广州大学城自2003年动工,仅用了3年就建成一个相当于中等城市大小的高校群体,其建设速度相当惊人,且相关配套设施完善,如自来水,电,天然气,网络,通信,热水

13、等也一并建起.后来又陆续新建了体育场馆,人行天桥,商业步行街,商业广场等,以满足大学城师生的娱乐,出行,购物等需求.目前建成或接近完工的大型项目还有大学表2大学城变化检测主要建设项目tab.2majorconstructionprojectsinhemcduring20052009城体育中心,广东省科学中心,大学时光(商品房),大学城中医院,馨同(在建,商品房),过江隧道(在建),广州国际生物岛(在建)等.总体而言,经过四五年的发展和完善,到2009年,建设用地,道路,绿地相问,湖泊点缀其间.目前广州大学城的绿化率达到55%,建成后的大学城成为广州的一个美丽卫星城.从目前情况来看,大学城的土地

14、利用亦存在一定的铺张浪费和布局不合理情况.例如各高校的正门,无一例外以宏大为主,虽然除建设用地外均为植被或水域覆盖区域,但这种人工绿地和水域,对水资源和维护需求非常大,不仅表现在数日一回的灌溉上,还有除杂草,修剪草地树枝,防虫等,花费相当大;又如新建成的北亭商业广场,大学城体育中心,南北区商业中心,南亭村郊野公园,湿地公园等,投入了大量资金,占用了不少土地,但在利用程度上却很低.例如位于小谷围岛北亭村北部的北亭广场,总用地面积约40hm,但到目前为止,客流量每天均在1000人以内,商场内的商铺仅一楼和二楼的淘宝街营业,空置率达70%以上.南,北区商业中心亦有类似情况.2.3大学城周边土地利用变

15、化分析大学城的建设不仅改变了小谷围岛的土地利用情况,同时对周围土地利用也有一定的辐射影响.大学城建成后,连接市区与大学城的公路逐步新建或扩建,便利了大学城师生的出行.由于有了大学城师生消费群体的支撑,原本人流并不是很大的黄埔军校,宝墨园,瀛洲生态公园,大学城内4个保留的自然村等,人气也得到一定程度的提升.部分房地产如罗马家园,华南新城等板块的楼价也有了相当程度的升值,如华南新城2004年价格大约为618热带地理3o卷4000元/m,如今每平米已超万元,附近亦新建有不少每平米超万元的楼盘.本文通过感兴趣区域裁剪大学城半径7km范围内,总面积约15386hm的用地进行土地利用类型分类(表3).表3

16、20052009年研究区土地利用变化情况tab3landusechangeofhemcduring20052009对比两期用地情况,2009年道路面积比2005年增加了50.11hm,增加的部分主要在大学城以南区域.南沙港快速干线以及广州地铁四号线的开通,相当程度上带动了这些地区经济的发展;建设用地增加,增加的建设用地部分由裸地,绿地和水域转换而来.裸地面积减少,转化为建设用地以及复绿,同时又有新的建设项目动工,裸地与绿地,建设用地持续动态变化.水域面积减少,主要是因为大学城以南地区的经济发展,对用地的需求量大,占用坑塘水面用地.大学城内的绿化面积明显增加,系因大学城建成后对原有露天堆场等进行

17、了复绿,大学城西北部属卫星监控的园地,禁止非农建设,绿地面积变化不大,而大学城以南则为植被主要减少区域,减少部分转为建设用地,如华南新城的扩建,南粤丰工业区和东方工业区的新建厂房等.从两期的遥感影像对比来看,大学城的发展较具规划性,建设过程严格按照原来的规划进行,目的是把大学城建设成一个集教育,科研,体育,商业,住宅于一体的多元化社区.大学城除建设有大学校园外,也建立了依托于大学生群体的商业服务区,运动休闲场馆,过江隧道,第二条高速公路,住宅楼,博物馆和科学中心等,以满足大学城师生的衣食住行,休闲,娱乐等需求(图5j.3大学城及周边用地问题分析及展望本文运用rs和gis技术对广州大学城及周边的

18、土地利用情况进行了分类,分析近5年来的变化情况.大学城本身基于较好的建设规划,其发展具有一定的调控性,大学城周边土地受到这一高校集群的辐射,土地利用同步发展.但在土地资源日益紧缺的今日,广州大学城及周边的土地利用仍然存在不少问题.3_1大学城以”大”为主从规划面积看,广州大学城的一期规划17.9km,目前约有学生16万人,二期规划共达43.3km,总人口预计可达35万人.我国目前在建或建成的大学城有50多座,规模多在1020km.之问.比较而言,郑州,南昌,南京,长沙等地的大学城规划面积均在广州大学城之上.这些大学城大多数建在中部和东部平原地区,在耕地资源t3益紧缺的中国,如此大量征用土地,不

19、仅产生大量的拆迁安置补偿等问题,还会进一步威胁国家的粮食安全.从广州大学城来看,过大的校园建筑尺度,让师生在生活区,教学区,行政区之间长距离穿梭,带来诸多不便.南方的春,夏季节以雨热天气为主,从生活区到教学区,步行普遍需要1525min,不仅增加了学生上学放学的时间损耗,同时也影响了学校行政办公的效率.建议在大学城规划建设当中,不要仅仅看到规划的效果图,更多的还要考虑大学校园的本质,只有充分了解大学的运行情况,才能设计出功能布局更好,更人性化的校园.3.2园林绿化面积大,维护费用高花圃和草地对环境适应能力较低,需要定期的人工修剪,浇灌,喷洒农药,除杂草等维护,这些额外花销对于高校来说是一笔不少

20、的经费支出,同时这种绿化固碳效果低.从环保和生态角度看,多种植适合南亚热带季风气候特征的乔木和灌木,不乏美观,其固碳效果是花圃草地的数十倍,同时也可以为大学城师生午问出行遮荫蔽日.大学城的绿化,不仅仅是为了创建最美的大学校同,还要兼顾师生的上下课路线,盲目地为了美观而绿化,结果是在草地上,花圃间出现了很多捷径(踩踏出来的便道),而有些地方修建的弧形小道,却成摆设,无人行走.3.3公共服务型用地走向商住用地广州大学城高校的建设到2006年基本完成了校园主体建设,近几年转而投向商业发展,如北亭广场商业区,岭南印象园观光旅游点,大学时光和磬圃等商品房,这有助于改变大学城孤立成长的局面,增加更多的社会

21、元素.在地价房价不断上涨的情况下,2008年广州大学城l叶j让了第一块住宅用地,成交价格为3072元/m,到2009年年底,大学城又连续出让了5块地,此时土地出让价格最低的一块已在7000元/m以上.上海的松江大学城也同样出现了这样自勺r情况,6期刘家兴等:广州大学城及周边土地利用时空变化分析6l9图12005,2009年广州大学城遥感影像图飞lj.ti:lma学甜髓rrd瑚图32005,2009年广州大学城土地利用类型图fig.3landuseclassificationofhemcduring20052009图4广州大学城土地利用变化检测图fig.4landusechangedetecti

22、onofhemcduring20052009蓝色代表变化类型一,红色代表变化类型二.图22005,2009年广州大学城及周边土地利用类型图fig.2landuseclassificationofhemcanditssurroundingsduring20052009图5广州大学城及周边地区用地情况fig?5currentlandusesituationofhemcanditssurroundingsin2009620热带地理30卷在筹建大学城之初,地价平均约600元/m,仅隔1年后地价便涨到了12001500元/fl1.广州大学城的高地价必然导致高房价,房价将成为大学城教师职工等人群定居的一道

23、门槛.南京仙林大学城和西安大学城在规划同期便设计有住宅20003000套/校区,系符合大学校园使用功能的睿智之举.3.4大学城周边用地急速扩张广州大学城的师生可以从华南快速干线土华互通进入市区,也可以从2003年建成通车的南沙港高速路前往市区,大学城全面建成后,海珠区,南村镇和新造镇又相继修建了数条新的公路连接大学城,例如,过去35路,86路,565路公交车行走的是一条双向单车道的村镇级公路,如今已改成双向两车道沥青路了.同时道路两旁的罗马家冈住宅区,批发市场,工业区等也相继火热起来.大学城的建设加快了广州城市东进步伐,带动这一地区的经济发展和产业结构升级,优化了城市结构,改进了基础设施状况.

24、但是应注意对这一区域用地发展的调控,防止出现建设用地无序扩张,遍地开花的现象.3.5大学校园的建设过于单调除了教学楼,就是学生宿舍;除了建筑物,就是植物;除了学生,就是商人.大学之大不在于校同面积,而在于其知识和文化的蕴含量,大学校园倘若也仿照别墅式,度假村式的设计理念,则校园无异于度假区,学生徘徊其间而不知自己身在何处,日日皆流连于商铺间,无文化之熏陶,无良师之相伴,又何来学习的动力.梅贻琦先生说过:”所谓大学者,非谓有大楼之谓也,有大师之谓也.”大学城的建设不仅着眼于大部,还要从大学校园的主角一学生来考虑,着眼于细小,一间书坊,一条小桥,一个画廊,一个雕塑,均能让人感受到自己沉浸在高等学府

25、之中.规划者在对广州大学城进行规划时,应该结合城市土地利用总体规划对大学城附近用地总体格局进行整体考虑,使土地利用能够实现可持续发展.从土地利用现状图可以看出,除了大学城规划建设得比较好外,大学城周边建设呈现一种无序的发展状态:工业,住宅,商业等布局不尽合理,道路交通网仍然不够完善,珠江河道,河涌的分割使大学城师生与外界互通能力弱等.规划的优化应充分发挥大学城的龙头作用,辐射周边地区,使整个城市和谐,可持续发展.参考文献:1李秀彬.全球环境变化研究的核心领域土地利用,土地覆盖变化的旧际研究动向jll地理,1995,51(6):5535582igbp/ihdp.land-useandland-c

26、overchangescience/researchplan1.igbpreportno.35andihdpreprotno7,i995.31liujiyuan,dengxiangzheng.progressoftheresearchmethodologiesonthetem1)nraandspatialprocessnflucc明.chinesesciencebulletin,2010,55(3):i一9.【4glp.scienceplanandimplementationstrategyr.igbpreportno.53andihdprelwtnt1.19.2005.f5钱乐祥.遥感数字影

27、像处理地理特征提取m1.北京:科学出版社,20(14.f6i秦鹏,陈健飞.kl变换ndbi指数法提取aster影像城市用地信启,的比较_j1一测绘与空间地理信息,2008,31(5):3336.7陈志强,陈健飞福州城市用地变化的ca模型动态模拟研究ijjl地球信息科学,2007,9(2):7073f81陈健飞,林征,陈颖彪基于高光潜线性混合光谱分解识别人丁地物j.应用基础与下程科学,2009(2):206218f91陈继笆.张志成,李娟娟基于tm和aster影像的福州市土地利用变化分析广州大学f冉然科学版),2007,6(6):54-58.10)陈小娟.香港与深圳土地利用对比分析【d,广州:广

28、州大学,2009.11】秦鹏香港和深圳土地集约利用对比研究fd1.广州:广州大学,2009fl21邓珊珊,夏丽华,龚建周,等.番禺区土地覆被及其景观格局日空特征分析ij1l云南地理环境研究,2009,21(4):5864,82.fl31陈颖彪,周倩仪,陈健飞.近30年广州市土地覆被变化时空特征分析ji.地理科学,2009,29(3):368374.i4】扬俊勇关于”广州大学城”建设的若干思考j.广州大学(综合版).2001,l5(1):1-7.115陈万鹏,扬俊勇.关于”广州大学城”建设若干问题的再思考lj_广州大学(综合版),2001,15【12):17+18.il6j陈忠暖,肖玲.厂州大学

29、城选址布局的区位条件分析jj.华南师范大学(自然科学版),2002,5(2):3237.fl71任春洋新开发大学城地区土地空间布局规划模式探析口.城市规划汇刊.2003(4):9o一91.fl8壬成超.我大学城的区位模式研究lj1l苏州科技学院(自然科学版1,2007,24(1):6773l9段进,卢波闰内”大学城”规划建设的战略调整【j1.规划师,2005,5(1):848820王卫,陈健飞.广东省封开县ndvi变化对气候因子的响应jil热带地理.2010,30(2):152156.6期刘家兴等:广州大学城及周边土地利用时空变化分析621spatiotemporalchangesofland

30、useinguangzhouhemcanditssurroundingsliujiaxing,chenjianfei(schoolofgeographicalsciences,guangzhouuniversity,guangzhou510006,china)abstract:thehighereducationmegacenterrhemc)inguangzhouwasbuiltandputintoservicein2004.inthispaperthelandusechangesinthehemcanditssurroundingareasisstudiedwithhighresoluti

31、onremotesensingdataspot5from2005to2009asthemaindatasources.whilersandgistechnologiesareusedtoclassifythe1andusetypes.moreattentionispaidtothelandusechangesofthebuiltupareas,barelandandgreenlandaswellasthechangesofvegetationcover,andfurtheranalysisonlandusechangesoftheareasaroundthecentrallakewifhin7

32、kmisconducted.theresultsshowthat,inthebuiltupareasofthehemc,teaching,laboratory.dormitoryandadministrativebuildingsandtheroadshadbeencompletedin2005,thenfacilitiesofbusinessservices,housingandsportsetc.werebuiltinsuccession.unti12oo9,inadditiontothatforsomenewapprovedresidentialbuildings,mostofthere

33、maininglandhadalreadybeendeveloped.builtupareasandgreenareasincreasedrapidly,whilethebarelandcontinuedtodecline.meanwhile,theareasunderconstructionsignificantlyreduced.moreover,obviouschangesoflandusehavetakenplacealongthetrafficaxiallinesaroundhemc.keywords:lucc:sp0t:highereducationmegacenterofguan

34、gzhou(上接第608页)abstractid:10015221(2010)060603一eaeffectsoflandusechangeonecosystemservicevalueofthepearlriverdeltayechangsheng,dongyuxiang(1.centerto,landresearch,schoolofgeographicscienceandplanning,sunyat-senuniversity,guangzhou510275,china:2.schoolofgeosciences,eastchinauniversityoftechnology,fuzh

35、ou344000,china)abstract:thelandusechangeanditseffectsonecosystemservicevalue(esintherapidlydevelopedregionofthepear1riverdeltafrom1990to2006areanalyzed.andtherelationshipbetweenesvandlandusestructureisresearched.themethodsusedinthepaperarebasedontheesvcomputingformulaandesvcoefficientsofthelandecosystemsinchinaadvancedbvxiegaodieta1.theresultsshowthat:from1990to2006.theareaofcultivatedlandandforestsdecreasedevidently,wh