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大城市近郊建设用地扩展空间分异及驱动力研究——以北京市顺义区为例赵婷婷;张凤荣;杜颖;姜广辉【摘要】以北京市顺义区为例,利用1996,2002,2009年3期土地利用现状图及统计和调查数据,综合运用Mapgis6.5,Arcview3.3空间分析工具,SPSSl1.5中空间聚类(Hierarchical Spatial Cluster)等方法,分两个时段研究建设用地扩展分异特征及驱动力因子结果.研究结果表明:城镇、交通及特殊用地扩展速度加快,农村居民点、独立工矿扩展速度趋缓；而新增建设用地来源涉及所有其他地类,其中耕地贡献最高,达61.40％.1996-2009年建设用地扩展形成了潮白河沿岸及以西向中高水平扩展,而东部扩展缓慢,其鲜明对比格局形成3个建设用地高水平扩展空间连续的集聚中心,分别是以西南部天竺、后沙峪、南法信为主的空港经济圈；西北部高丽营、赵全营为主正在迅速崛起的重点镇区域；以及潮白河上游北小营、南彩为中心的奥运商圈.高水平扩展区域的首要驱动力依次为人均纯收入、村镇企业地均产值、城乡收入差异；中水平扩展区域驱动力依次为城乡收入差异、人口密度；而低水平扩展区域的驱动力集中于村镇企业地均产值.【期刊名称】《浙江农业学报》【年(卷),期】2013(025)003【总页数】7页(P548-554)【关键词】大城市近郊;建设用地;扩展;空间分异;驱动力【作者】赵婷婷;张凤荣;杜颖;姜广辉【作者单位】中央广播电视大学农林医药学院,北京100031;中国农业大学土地资源管理系,北京100094;北京中地华源土地规划设计中心,北京100089;北京师范大学资源学院,北京100875【正文语种】中文【中图分类】F301.24随着社会的进步和科技的发展，人类的生产、生活活动对土地资源的需求与改变日益深刻［1-3］。
城市是人类经济活动的集聚地，其对周边地区的辐射带动作用也是引发和改变周边土地资源环境的主要动力［4］。
北京市城市空间的扩展与空间结构演变分析王亮加雨灵【摘要】本研究利用北京市全市域的遥感影像数据，运用GIS分析技术，对北京市近30年来的城市空间扩展与城市空间结构演变进行分析。
结果显示，北京市空间扩展有明显的阶段性和方向性特征。
而城市空间结构在2001年以前日趋紧凑，城市扩展围绕中心城近地域圈层式蔓延态势明显；2001年以后，北京的城市扩展呈现多中心集聚趋势，近地域新城开始与中心城成片连接，且空间的无序蔓延程度增加。
研究表明，常规性事件是城市空间演化的本底，演化性事件是决定北京城市扩展模式和空间结构演变方式的决定性因素，革命性事件为城市扩展创造了契机，它们共同影响了北京市城市的扩展与空间结构的演变。
【关键词】城市空间；扩展；结构；演变；北京市1．引言伴随我国城镇化进程的不断加快，城市空间扩展与空间结构演变是城市发展的必然趋势[1, 2]。
城市化是城市用地增长的主要动力[3, 4]。
目前对于城市空间扩展的研究，大多从用地变化的角度出发，对城市用地扩展的空间过程、格局、动力机制和模式等进行讨论，并以北京、上海、深圳、广州、沈阳、武汉、淮安等城市[5~11]为例开展了广泛的研究。
从研究方法看，近年来开始采用RS数据，利用GIS空间技术获取城市用地资料，计算城市用地单元在某时段内的扩展指数[12, 13]、分形指数[14]、景观指数[15]等。
本文将以遥感影像数据为基础，利用GIS空间分析技术，对北京市近30年来的城市空间扩展与城市空间结构演变进行分析。
并对空间演化背后的动力机制进行探讨。
2．数据来源与研究方法2.1 数据类型及来源以北京市全市域遥感影像为基础数据源，均从北京市城市规划设计院规划信息中心遥感影像数据库获得。
其中，1986年～2001年数据为TM遥感影像，分辨率为30米×30米；2006年～2012年数据为SPOT5遥感影像，分辨率为10米×10米。
为进行空间扩展的动态分析，需对遥感影像数据进行预处理。
城市化进程中城市空间演变及特征分析在当前经济全球化的大背景下，城市化进程不断加速。
据统计，全球城市化率已经达到55%以上，预计到2050年这一比例将会增至70%。
在城市化进程中，城市空间的演变是不可避免的趋势，城市空间的演变方式也是多样的。
城市空间演变的趋势城市在不断发展过程中，城市空间也在不断演变。
随着城市化进程的加速，城市空间将逐步趋向以下几个方向：1.城市扩张趋势。
随着城市人口的快速增长，城市需要不断扩张以满足人们的居住、劳动、教育、娱乐等多方面需求。
同时，城市经济也需要不断扩张以获得更多的资源和市场。
因此，城市扩张是城市空间演变的主要趋势之一。
2.城市密度趋势。
随着城市扩张，城市密度也在不断增加。
城市的密度高意味着更高的资源利用效率和更好的城市运行效率。
但高密度也可能带来城市交通拥堵等问题。
3.城市生态化趋势。
随着环保意识的普及，城市生态环境的重要性也日益凸显。
城市在发展过程中需要更多地考虑生态环境因素，采取措施保护城市的自然生态。
城市空间演变的特征城市空间演变过程中，不同城市空间的发展方式也可能不太一样。
但总体上，城市空间演变具有以下几个特征：1. 空间分异。
城市空间内不同功能区域之间的空间分异越来越明显。
比如住宅区和商业区、工业区之间的分界线越来越明显，不同区域之间的空气质量和环境状态也可能存在较大差异。
2. 垂直化。
城市空间的垂直化是城市化进程中一个不可避免的趋势。
随着城市的发展，建筑的高度也越来越高，地下空间的利用也越来越广泛。
垂直化的同时也可能会出现城市景观不和谐的问题。
3. 城市边缘化。
城市空间的边缘区域在城市化进程中可能会出现城市边缘化的问题。
这些区域通常地理位置偏远、资源匮乏、经济薄弱，与城市中心区域相比具有明显的差异。
城市空间演变的影响城市空间演变的影响不仅仅局限于城市本身，还会对周边地区和全国乃至全球产生深远的影响。
首先，城市空间演变会影响城市居民的生活质量。
不同的城市空间布局对城市居民的生活质量有着不同的影响。
北京圈层式的城市空间结构特点主要表现为以下几个方面：
1. 中心圈层：北京的中心圈层主要包括故宫、天安门广场等重要的政治、文化和商业中心。
这一区域集中了大量的历史文化遗产和商业设施，以及大量的人口和交通流量。
2. 功能圈层：从中心圈层向外，北京的城市空间结构呈现出明显的功能分区。
例如，第一圈层以政务功能为主，包括国家政府机关、重要的外交机构等；第二圈层则以商业功能为主，包括CBD、金融街等；第三圈层则以居住功能为主，是大量居民的居住区。
3. 交通圈层：在功能圈层的基础上，北京的城市空间结构还表现为明显的交通圈层。
城市的主要交通干线和交通枢纽都集中在中心圈层和第一圈层，随着离中心圈层的距离增加，交通设施逐渐减少，交通压力也相应减小。
4. 生态圈层：在城市的边缘，北京设置了生态圈层，这个圈层主要是为了保护城市的生态环境，防止城市的“摊大饼”式发展。
这个圈层内主要是绿地、公园等生态设施，为城市提供了良好的生态环境。
总的来说，北京的圈层式城市空间结构特点表现为中心圈层的密集、功能圈层的分化和边缘圈层的生态保护。
这种结构特点既保证了城市的高效运行，又兼顾了环境保护和可持续发展。
文章编号 1002-1329(2002)04-0056-05近百年来北京城市空间扩展 与城乡过渡带演变*方修琦 章文波 张兰生 罗海江 李志尧图1 北京以故宫为中心,城乡断面4个方向上的城市用地比例变化图摘要 以T M 影像和历史地形图为基础,分析北京城市空间扩展规律。
近百年来北京的城市扩展可分为3个阶段:20世纪上半叶,城市扩展十分缓慢,过渡带范围相当狭小;1950年代到1980年代初,城市扩展明显加快,过渡带扩展速度明显快于核心区;1980年代中期以后,城市扩展最为快速,过渡带发展成为城市地域中一个不可或缺的宽广实体,城市空间结构与20世纪初时有了很大不同。
关键词 城市扩展;城乡过渡带;城市空间结构;北京*国家自然科学基金项目(基金批准号:49671072)资助和高等学校骨干教师资助计划资助。
THE U RBA N E X PAN SIO N A ND THEE VO LU TIO NO FU RBA NFRING E IN BE IJIN G IN THE 20TH CE NTUR YFANG Xiuqi,ZHANG Wenbo,ZHANG Lanshe ng,LUO Ha ijia ng,LI Zhiya oAB STRACT :T hi s paper analyse s the urban expansion of the Beijing City based on the TM image s a nd historic al maps.The grow th ofBeijing has gone through three phase s in the last ce ntury.It ex pande d slow ly in the first half of the 20th century,fast between1950s and 1980s,e ven faste r since the m iddle of 1980s.M e anw hile,the structure of the urban are a ha s changed from that of the early 20t h century.KE YWORDS :urban expansion;urba n fringe;spatial structure;Beijing中图分类号 TU 984 文献标识码 B二战以后,世界上多数发达国家和发展中国家都经历了显著的城市化过程。
《北京城市空间增长-收缩并存的特征与机制》篇一一、引言北京作为中国的首都，其城市空间的发展历程充分展现了现代大都市的独特魅力与挑战。
随着城市化的快速推进，北京城市空间出现了增长与收缩并存的现象。
本文旨在深入探讨这一现象的特征及背后机制，为未来城市规划与发展提供借鉴。
二、北京城市空间增长-收缩并存的特征（一）城市空间增长的特征北京作为中国的重要城市，近年来其城市空间增长迅速，主要表现为新城区的建设、旧城区的改造与扩展、产业空间的扩大以及人口向郊区的转移等方面。
新城区的崛起和扩大提供了新的发展动力和经济增长点，但同时也面临着生态保护与空间管理的挑战。
（二）城市空间收缩的现象在快速增长的同时，北京部分区域出现了收缩的现象。
主要表现在部分旧城区的功能弱化、人口密度降低，工业园区、工业区域转型等。
这一现象的发生一方面带来了资源优化整合和经济效益的提升，另一方面也造成了城市文化的部分流失和社会问题的涌现。
（三）增长与收缩并存的特点北京城市空间的增长与收缩并存的现象是多元复杂的社会经济因素的综合体现。
这种并存的格局表现在空间形态上为城市新区与老城区的共生，在功能上则表现为新旧产业交替发展。
这种并存格局使得北京的城市空间发展呈现出多样性和复杂性。
三、北京城市空间增长-收缩的机制（一）经济因素驱动的机制经济增长与衰落是驱动城市空间增长与收缩的重要机制。
产业升级与新兴产业的崛起推动新城区和新兴空间的扩张；而部分传统产业转型或外迁，则导致了部分旧城区或工业区域的收缩。
（二）政策调控的影响政府政策对城市空间的增长与收缩起着重要的引导作用。
例如，政府对某些区域的规划开发政策、环境保护政策等都会对区域的空间发展产生重要影响。
（三）社会文化因素的作用社会文化因素如人口迁移、社会关系网络的变化等也对城市空间发展产生深远影响。
例如，人口向郊区的迁移使得郊区成为新的发展热点，而传统社会关系的维系也可能成为某些旧城区得以维持的重要因素。
第29卷 第3期2010年3月地 理 研 究GEOGRAPH ICAL RESEARCHV o l 129,N o 13M ar 1,2010收稿日期:2009-05-29;修订日期:2010-01-15基金项目:国家自然科学基金项目(40571040) 作者简介:张宁(1979-),女,河北蠡县人,博士研究生。
研究方向为土地利用与规划。
*通讯作者:宋金平,教授,博士生导师。
E -m ail:jinpingsong@1631com.北京城市边缘区空间扩展特征及驱动机制张 宁,方琳娜,周 杰,宋金平*,江 君(北京师范大学地理学与遥感科学学院,北京100875)摘要:在L andsat T M 数据支持下,利用突变点方法获取北京市1994、1999、2004年城市边缘区范围,从扩展总量、扩展类型、扩展方向、扩展区域以及扩展强度等方面分析城市边缘区空间扩展特征,探讨扩展驱动机制。
结果表明:(1)北京城市边缘区扩展速率逐渐加快;扩展方向主要是东、北,类型以向外扩张为主;(2)边缘区空间扩展受自然地理条件限制的同时,受经济发展、工业增长、城市基础设施等社会经济因素影响较大,城市规划等政治因素也对边缘区空间扩展具有一定影响。
关键词:城市边缘区;空间扩展;驱动机制;北京市文章编号:1000-0585(2010)03-0471-101 引言城市边缘区是城市发展到一定阶段形成的独特地域实体,是城市经济发展和人口积聚扩散相互作用的结果[1]。
城市边缘区的边界随着城市规模、城乡关系的变化而变化,因而对这一动态区域的边界确定有一定的难度。
国内外许多学者对此都做了探索和尝试,界定方法大致有两类:一类是定性划分,按照距离城市中心或建成区一定范围来确定城市边缘区的界限,代表人物有L 1Russw urm 、J 1Friedmann 等[2,3];另一类是定量划分,即根据一定指标来划定城市边缘区的范围,如C 1Bry ant 利用城市边缘区内非农业人口与农业人口之比来确定城市边缘区的界限[4], A.Desai 等采用了一个根据聚集指数和郊区化指数的综合指数来划分边缘区[5],Garreau 提出城市边缘区域的五项判定标准[6]。
我国也有众多学者利用不同方法、以不同城市为例进行了城市边缘区的界定。
如顾朝林等运用流量分析法对广州市城市边缘区进行了划分[7];此外,严重敏、涂人猛、章文波等也对城市边缘区界定问题进行了研究[8~10]。
程连生等将土地利用状况作为界定城市边缘带的主要依据,利用信息熵原理根据TM 遥感图像对北京市进行土地利用类型分类,根据景观紊乱度的临界点划分出北京城市边缘带的内外边界[11]。
梁运斌等率先使用/断裂点0分析法的基本原理研究城市边缘区,借助计算北京城郊交通可达性初步划分可达性衰减区间,然后根据社会经济指标,确定北京城乡结合部的范围及区域分异,最后将三环路至公路二环路之间划定为北京市城乡结合部[12]。
陈佑启采用与梁运斌等类似的方法,选用了5类20个指标,划分出城乡交错带的内、外边界[13]。
关于城市边缘区范围界定方法研究有如下特征:(1)正逐步走向定性与定量相结合,472地理研究29卷但尚没有形成权威的指标体系及确定方法;(2)保持行政边界完整性为许多学者所考虑,打破行政边界研究尚不多见;(3)土地利用状况是划分的重要特征。
本文以北京市为例,采用断裂点法,结合遥感数据,试图打破行政界线以便更为精确地确定城市边缘区范围。
2资料来源与研究方法211数据来源为与相应年份土地利用数据对比,同时考虑数据可得性,研究选取北京市1994年8月25日、1999年7月1日以及2004年5月1日的三期T M影像为数据源(分辨率30m),分析1994~2004年10年间北京城市边缘区空间扩展情况。
综合分析发现1999年后北京城市边缘区扩展速度加快,因此以1999年为界并将研究期分为两个阶段:1994~1999年、1999~2004年。
212研究方法(1)遥感图像预处理以北京市1B5万地形图为基准,采用控制点校正方式,完成1994年图像的几何精校正。
并以此为基准,对1999、2004年影像,进行几何配准。
(2)遥感影像分类采用监督分类方法进行遥感影像分类。
根据研究区域土地利用特征,将实验区内的土地分为5类,按各类用地遥感解译标志,建立感兴趣区,获取1994、1999、2004年北京市遥感图像分类结果,并将分类后图像重分类,获得3个时期北京市建设用地空间分布灰度图。
(3)城市边缘区范围提取突变理论所关心的是系统状态变量V在其控制变量u连续变化时,状态变量不连续的跳跃现象。
从城市核心区经城市边缘区到乡村,建设用地比率逐渐减少而农业用地逐渐增加[14]。
这一现象在遥感图像中反映得尤为具体,是本研究界定的依据。
基于突变理论和断裂点理论,把突变检测方法引入遥感影像的空间分析,用以划分城乡过渡带的空间位置[10,14~16]。
具体步骤为:第一,城市用地比率平滑处理。
对城市用地分布图进行窗口平滑滤波,计算窗口内城市用地比率,并以天安门为中心,沿不同方向向乡村腹地做城市用地比率变化图(图1),沿着城市中心向乡村腹地过渡,城市建设用地比率呈现突变特征。
第二,断裂点的提取。
以天安门为中心,向周围以1b的距离划出360条断面线,提取360个方向上的城市建设用地的变化情况,共获取360个数据列,每个数据列按与中心的距离排序,提取不同方向上的断裂点。
断裂点提取方法:选择某一方向上连续L个基本面积单元作为检验基本单元序列,则在该方向上第i个序列特征值表示为X i=E i+L-1i R i/L,该方向上下一个序列特征值为V, V X i+1,两个序列的差值为V i=X i+1-X i,则该序列对应的距离衰减值为DD V i=V i/=E V/N,N为此方向上的序列总数。
比较每个方向上的距离衰减值DD V i,求取该方向上的DD V i最大值即为该方向上的断裂点[13]。
第三,获取城市边缘区范围。
从城市核心区到城市影响区范围内有两个断裂点,一个是城市边缘区内边界的突变点,另外一个是城市边缘区外边界的断裂点。
实际操作中提取各个方向的断裂点,并结合各断裂点和中心的距离,确定为城市边缘区内边界断裂点或外边界断裂点,按角度顺序分别连接内外边界突变点,进行平滑处理。
在此基础上进行一定的修改和校正,获得三时相北京城市边缘区的范围。
3期张宁等:北京城市边缘区空间扩展特征及驱动机制473图11994~2004年北京不同方向断面上建设用地比率分布F ig11Distr ibution pr opor tion o f co nstr uction land o f Beijingo n differ ent dir ect ion-sections during1994~2004(4)城市边缘区空间扩展特征分析研究从扩展数量、扩展方向、扩展类型、扩展区域、扩展强度等5方面分析研究区城市边缘区空间扩展特征。
其中,扩展强度指数主要指城镇建设用地强度,计算公式:@100E i=U iA i@v t式中E i为i区城镇建设用地扩展强度指数,U i为i区前一基年至后一基年扩展面积, A i为i区土地总面积,v t为以年为单位的变化时间。
3北京城市边缘区空间扩展特征根据图2,1994~2004年北京市城市边缘区主要限于朝阳、海淀、丰台、石景山四区以及昌平、顺义、通州、大兴、房山、门头沟等部分地区。
从分布形态上来看,1994年北京城市边缘区主要分布在三环及五环之间,并在京通快速路、京开高速、109国道、八474 地 理 研 究29卷图2 1994~2004年北京市城市边缘区分布F ig 12 Distr ibutio n of urban fr inge o f Beijing during 1994~2004达岭高速及京石高速方向上城市边缘区内外边界均沿交通线向外线状延伸,从而呈现出不规则环状分布;1999年主要分布在四环以外,在京通快速路、京开高速、109国道、八达岭高速及京石高速方向上向外大片延伸;2004年主要分布于五环外,部分地区延伸至六环以外,在八达岭高速、京石高速、108国道、京开高速方向向外延伸已接近甚至超过六环。
而在东部机场高速、京哈高速及103国道方向上向外延伸部分已连接成片,均已超越六环(表1)。
311 扩展数量1994~2004年,北京城市边缘区面积增长了1262182km 2,增长了218141%,平均每年扩展126128km 2;城市核心区扩展总面积达239168km 2,增长了121129%,扩展速率为23197km 2/a 。
因此,城市边缘区的扩展要远快于城市核心区的扩展,前者的平均扩展速度是后者的5倍。
第一阶段北京城市边缘区的扩展速度相对较慢;第二阶段北京城市边缘区扩展面积与前一阶段相比增加了690km 2,扩展速度是其314倍,扩展比率比前者高出6315%(表2)。
312 扩展类型研究将城市边缘区扩展分为三种类型:向外扩张型,即由上一时期的乡村腹地转化为本时期的城市边缘区的地域;内部填充型,即在两时期同属于城市边缘区的地域,这部分地域在类型归属上没有变化,但在其内部如用地、景观等方面发生了某些变化;转换核心型,即由城市边缘区转化为城市核心区的地域,也是城市核心区向外扩张的地域。
3期张宁等:北京城市边缘区空间扩展特征及驱动机制475表11994~2004年北京城市边缘区沿环线分布情况Tab11Distribution of Beijing urban fringe along ringed lines during1994~20041994年1999年2004年面积(km2)比重(%)面积(km2)比重(%)面积(km2)比重(%)三环内81681153183014400三环~四环1021521717354173613351240128四环~五环30918853163141343613722710612133五环~六环157101271164591025311128612869187六环外0109010232148317632214217151表21994~2004年北京城市边缘区扩展数量情况Tab12The quantitative status of the expansion in urban f ringe of Beijing during1994~2004城市核心区城市边缘区扩展面积(km2)扩展比率(%)扩展速率(k m2/a)扩展面积(km2)扩展比率(%)扩展速率(km2/a)第一阶段1994~1999921894718158286122491557124第二阶段1999~20041461795015329136976159112198195132整体1994~2004239168121129231971262182218141126128 1994~1999年,研究区有379161km2的乡村腹地转化为城市边缘区,占1999年边缘区总面积的43192%;48418km2的地区处于城市边缘区填充阶段,占1999年边缘区总面积的56101%;93138km2的城市边缘区发展成为城市核心区。
