城市中心城区扩展监测关键技术研究

田志强　王亚华　尚津津　乔伟峰　徐刚

摘要 借助GIS的空间分析功能，利用土地利用规划数据库、历年土地变更调查数据库成果，提取城市中心城区土地利用变化类型信息，设计评价指标，探索一套城市中心城区规划实施与扩展监测评估的技术方法。该方法可以对城市中心城区的规划实施及扩展情况进行较为全面客观的反映，同时也便于各城市间的对比分析，为城市中心城区的监测评估提供了可行的技术方案。

关键词 GIS；中心城区；城市扩展；技术方法

中图分类号 S127 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）19-285-03

城市化一般可认为是由农业为主的传统乡村社会向以第二、三产业为主的现代城市社会逐渐转变的历史过程，其中包含了人口城市化和土地城市化。2000～2011年，我国城市建成区面积由22 439.3 km2扩大到43 603.2 km2，增加94.3%，远高于同期人口城市化率[1]。快速城镇化带来了城市用地和结构的重组，城市化发展用地需求和土地资源稀缺性间的矛盾也日益凸显[2-6]。

城市中心城区是土地利用变化最为剧烈的地区，随着城市扩展研究方法及内容的不断深入，国土资源部在组织第三轮土地利用总体规划中期评估工作中，将中心城区扩展情况作为规划实施评估的重要内容；2014年1月全国国土资源工作会议明确将划定城市开发边界作为国土资源工作重点之一。这些都为城市扩展研究提供了新的视角。

笔者以土地利用总体规划中的城市中心城区作为研究对象，利用土地利用总体规划数据以及变更调查数据，借助GIS的空间分析功能，对城市中心城区的规划实施及扩展变化情况进行分析，探索一套城市中心城区规划实施与扩展监测评估的技术方法，以期丰富城市扩展研究方法，同时为完善国家级规划实施监测评估的层级体系提供技术支撑。

1 研究路线与数据来源

1.1 技术路线 利用土地利用规划数据库、历年土地变更调查数据库成果，运用规划实施评估的理论方法，借助GIS的空间分析功能，利用对各类数据之间的空间拓扑和逻辑关系，提取城市中心城区土地利用变化类型信息。同时设计相应的评价指标，从中心城区的扩展结构、扩展布局、扩展强度3个方面全面反映中心城区的规划实施及用地扩展情况，具体可按照数据收集、评估范围确定、数据叠加分析、监测评估分析4个阶段展开。技术路线如图1所示。

1.2 数据来源 中心城区扩展监测评估的基础数据主要包括土地利用规划数据库成果、土地变更调查数据库成果、城市总体规划以及经济社会发展数据等。其中，土地利用规划数据库成果指经有权机关批准并报国土资源部备案的规划数据库，包括市级规划中心城区的规划数据库以及所辖县（区）乡镇级规划数据库；土地变更调查数据库成果是基于2009年第二次土地调查统一时点的历年农村土地变更调查数据库。中心城区扩展监测评估工作需要利用的土地利用规划和土地变更调查2个数据库成果中的主要图层见表1。

2 城市中心城区扩展监测评估关键技术研究

2.1 评估期限的设定 为保障规划修编成果质量，便于规划的实施管理，在全国第二次土地调查工作全面完成之后的2010年，国土资源部适时提出了“以二次调查成果为基础修编规划”的思路，要求各地采用上报国土资源部2009年末统一时点的二调成果图件作为规划修编的工作底图，在此基础上，重新核定了各地2010～2020年建设用地规模。因此，中心城区扩展监测评估的基期年应为2009年，评估年为最新的土地利用变更调查数据库成果对应的年份。

2.2 评估范围的确定 根据《市（地）级土地利用总体规划编制规程》，中心城区规划控制范围应包括主城区、相关联的各功能组团和需要加强土地用途管制的区域。由于受规划控制指标约束，以及部分地方基于今后建设用地报批层级的考虑，紧靠中心城区规划控制范围之外往往还布局了规模较大、集中连片的允许建设区和有条件建设区，这部分规划控制范围之外的区域相应在县、乡级规划中予以安排，不受中心城区规划的控制，此即俗称的“贴边发展”现象。因此，为了全面监测评估中心城区规划实施与扩展情况，一般不宜直接用中心城区规划控制范围作为监测评估范围，需要综合考虑中心城区规划控制范围内外的规划布局情况，设定中心城区扩展监测评估的“红线”、“蓝线”。

中心城区扩展监测评估“红线”范围，指参照中心城区规划控制范围划设定的、由中心城区规划数据库建设用地管制区图层中的集中连片的允许建设区和有条件建设区构成的中心城区扩展监测评估范围，以红实线表示，简称“红线”范围。中心城区扩展监测评估“蓝线”范围，指根据“红线”范围的规模等级，向红线范围外设置相应的缓冲半径，同时以不打破行政村界线为原则，进一步综合划定的中心城区扩展监测评估范围，以蓝实线表示，简称“蓝线”范围。缓冲半径设立规则如表2所示，缓冲区覆盖达到或超出30%的村整体纳入“蓝线”范围。基于以上“红线”、“蓝线”，形成中心城区扩展监测评估的两大范围，即“红线”以内的“红线”范围、“红线”与“蓝线”之间的“红蓝线”范围。

2.3 评估内容设计 中心城区规划实施与扩展监测评估的内容可以基于土地利用规划的核心内容——土地利用结构与布局进行设计，从扩展结构、扩展布局与扩展程度3个方面展开研究。

2.3.1 中心城区扩展结构分析。

中心城区扩展结构分析主要从评估范围内的总量指标与增量指标两方面分析规划控制指标的实现程度。总量指标分析是在评估期限内土地利用现状变化分析的基础上，重点分析农用地、耕地与基本农田保护任务执行的效果，以及城乡建设用地总规模指标控制情况；增量指标分析重点分析新增城乡建设用地指标使用规模与比重，研究中心城区土地利用规划实施与城镇化发展的匹配程度、增量指标的余缺情况等。

通过与2009年现状数据中的地类图斑层数据叠加分析，计算各评估范围规划目标年2020年各类规划控制指标、基期年2009年及评估年的主要现状地类面积，计算各规划实施年度（2010、2011、2012年）新增城乡建设用地规模。

（1）评估范围内耕地保有量的计算。提取2009年土地利用现状图上耕地，扣除允许建设区中新增建设占用的耕地，加上通过土地开发复垦整理新增的耕地。其中，土地开发复垦整理新增耕地规模有2种分析方法：若数据库中有“村镇建设控制区（CZJSKZQ）”要素，则在监测评估范围统计规划安排的村镇建设控制区规模；若无“村镇建设控制区”要素，则将土地用途区与2009年底图相交（运用ArcGIS分析工具Clip），提取规划一般农地区中的现状农村居民点用地。

（2）评估范围内新增城乡建设用地规模测算。评估范围内的允许建设区与2009年现状图相交，扣除面状交通、水利用地，即为整个规划期间新增城乡建设用地规模。对于规划实施期间新增城乡建设用地规模，则以评估年变更调查数据库中的地类图斑层中的城乡建设用地图斑与2009年城乡建设用地图斑叠加分析得到。新增城乡建设用地占用农用地与耕地的面积同样通过与2009年现状图叠加分析得到。

2.3.2 中心城区扩展布局分析。

对比各监测年新增城乡建设用地对应的空间管制分区（允许建设区、有条件建设区、限制建设区、禁止建设区）规模结构情况，分析新增城乡建设用地空间布局变化趋势，总体分析规划实施期间新增城乡建设用地布局与土地利用总体规划的协调性，对照城市总体规划进一步分析新增城乡建设用地的合规性。

（1）中心城区规划数据库更新。规划实施以来，部分地区对中心城区规划进行过修改，需要以经国土资源部批准的规划修改成果为准，先更新中心城区规划数据库，再进行监测评估分析。

（2）新增城乡建设用地空间管制情况。将扩展结构分析过程中得到的历年新增城乡建设用地图层与规划数据库中的建设用地空间管制区图层相交，即得新增城乡建设用地对应的空间管制分区规模。

2.3.3 中心城区扩展程度分析。

在扩展结构与布局分析的基础上，计算各规划实施年度扩展强度指数，分析中心城区建设用地的扩展速度与趋势，及其与区域经济社会、城镇化发展速度协调程度等。

扩展强度指数可用于分析城市建成区用地扩展状态，其表达式为：

Iue=ΔUij/（Δtj×TLAi）×100（1）

式中，ΔUij为j时段第i个评估范围新增城乡建设用地规模；Δtj为j时段的时间跨度；TLAi为第i评估范围城乡建设用地总面积。扩展强度指数公式可用来计算各研究范围各规划实施年度扩展强度。

3 结论与讨论

3.1 结论 城市中心城区是土地利用变化最为剧烈的地区，有必要对中心城区规划实施与扩展情况展开监测评估，为规划动态实施提供基础依据。该研究根据土地利用总体规划数据以及变更调查数据，借助GIS的空间分析功能，从城市中心城区扩展结构、布局、程度3个方面对城市中心城区的规划实施及扩展情况进行监测评估。该方法可以对城市中心城区的规划实施及扩展情况进行较为全面客观的反映，同时也便于各城市间的对比分析，为城市中心城区的监测评估提供了可行的技术方法。

3.2 讨论 在确定评估范围过程中，对“集中连片的允许建设区和有条件建设区”理解可能存在不一致的情况。在今后的研究中考虑进一步规范中心城区“红线”范围的划定方法，确定评价范围的划定标准，避免主观判断等人为因素的影响，从而进一步提高城市中心城区规划实施监测方法的科学性。

参考文献

[1] 谭术魁，宋海朋.我国土地城市化与人口城市化的匹配状况[J].城市问题，2013（11）：2-6.

[2] 程效东，葛吉琦，李瑞华.基于 GIS 的城市土地扩展研究——以安徽马鞍山市城区为例[J].国土与自然资源研究，2004（3）：23-24.

[3] 黄庆旭，何春阳，史培军，等.城市扩展多尺度驱动机制分析[J].经济地理，2009，29（5）：714-721.

[4] 刘盛和，吴传钧，沈洪泉.基于 GIS 的北京城市土地利用扩展模式[J] .地理学报，2000，55（4）：407-416.

[5] 李飞雪，李满春，刘永学，等.建国以来南京城市扩展研究[J].自然资源学报，2007，22（4）：524-535.

[6] 张津，李双成，王阳.深圳市城市扩展预测与分区评价[J].北京大学学报：自然科学版，2014（2）：23.