重庆两江新区城市扩展特征及其驱动力分析
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第42卷第8期2019年8月测绘与空间地理信息GEOMATICS&SPATIALINFORMATIONTECHNOLOGYVol.42ꎬNo.8Aug.ꎬ2019收稿日期:2018-03-26作者简介:陈㊀静(1984-)ꎬ女ꎬ重庆人ꎬ高级工程师ꎬ硕士ꎬ2009年毕业于中国科学院测量与地球物理研究所自然地理学专业ꎬ主要从事遥感技术的应用研究工作ꎮ重庆两江新区城市扩展特征及其驱动力分析陈㊀静ꎬ吴凤敏ꎬ胡㊀艳ꎬ郑稚棚ꎬ钱㊀进(重庆市地理信息中心ꎬ重庆401121)摘要:重庆两江新区是西部地区第一个国家级开发新区ꎬ其城市空间演变特征及驱动力分析对指导新区建设㊁促进可持续发展具有重要作用ꎬ也对其他新区有一定借鉴价值ꎮ研究利用2010 2016年高分辨率卫星遥感影像ꎬ基于RS和GIS操作平台ꎬ获取重庆两江新区不同时期城市建成区扩展数据ꎬ分析城市建成区时空扩展特征ꎬ在此基础上结合社会经济数据分析其驱动力因素ꎮ研究表明:两江新区自设立以来ꎬ城市建成区快速扩展ꎬ由于自然环境条件限制总体呈现东拓北进态势ꎬ在政府各项优惠政策下ꎬ新区固定资产总投资是城市空间扩展最主要因素ꎬ经济快速增长㊁城市路网不断完善以及人口规模集聚效应均促进了城市空间扩展ꎬ政府政策和城市规划也起到了重要引导作用ꎮ关键词:重庆两江新区ꎻ城市扩展ꎻ驱动力中图分类号:P208㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1672-5867(2019)08-0176-04AnalysisofUrbanExpansionandDrivingFactorsinChongqingLiangjiangNewAreaCHENJingꎬWUFengminꎬHUYanꎬZHENGZhipengꎬQIANJin(ChongqingGeomaticsCenterꎬChongqing401121ꎬChina)Abstract:ChongqingLiangjiangNewAreaisthefirstnationalnewdistrictinwesternChina.AnalysisofurbanexpansionevolutionanddrivingfactorsisanimportantbasisforpromotingsustainableurbandevelopmentandhopestoprovidesomevaluableexperienceforotherNationalNewDistrict.ThispaperobtainsurbanspaceexpansionfeaturesandmotivationfactorsofChongqingLiangjiangNewAr ̄eabasedonhighresolutionremotesensingdataandsocialeconomicstatisticsfrom2010to2016.Theresearchshowsthatꎬthebuilt-upareashasexpandedrapidlytoNorthandEastafteritsestablishmentbylimitsofthenaturalenvironmentꎬandthefixedinvestmentisthemajordrivingfactorofurbanspatialreconstruction.Meanwhileꎬrapideconomicdevelopmentꎬpopulationgrowthaswellasroadconstructionisgreatconstitutionofurbanexpansion.Governmentorganizationandcityplanningalsoplaysdifferentdrivingrole.Keywords:ChongqingLiangjiangNewAreaꎻurbanexpansionꎻdrivingfactors0㊀引㊀言国家级新区是国家新一轮开发开放和改革的试验区ꎬ也是国家发展战略的直接体现ꎮ重庆两江新区是国务院批准设立的第三个国家级新区ꎬ也是内陆地区第一个国家级开发新区ꎬ于2010年6月18日正式挂牌成立[1]ꎮ新区设立以来ꎬ城市空间扩展发生剧烈变化ꎬ逐渐成为重庆市主城区城市扩展主引擎ꎮ如何有效获取两江新区城市边界信息ꎬ分析城市空间演化基本规律ꎬ准确把握城市空间发展的动力机制ꎬ对指导两江新区城市发展建设ꎬ促进城市空间扩展与社会㊁经济和环境协调发展具有重要价值ꎬ并为其他国家级新区城市空间演化及驱动力研究提供一定参考ꎮ遥感数据具有实时性㊁高效性和客观性等诸多优点ꎬ可以快速获取地表信息ꎬ是及时掌握城市发展现状和变化信息的第一手资料[2]ꎮ国内许多学者利用RS和GIS技术对城市空间扩展进行了研究ꎮ吴宏安㊁王娟㊁施益强㊁廖和平等[3-8]均开展了不同地区城市空间扩展特征及驱动力分析ꎬ对揭示城市空间扩展动态演变㊁指导城市建设具有重要的理论和现实意义ꎮ研究利用高分辨率卫星遥感影像ꎬ获取重庆两江新区2010㊁2012㊁2014和2016年城市建成区范围ꎬ分析城市空间扩展过程中演变特征ꎬ根据专题资料和外业实地调查ꎬ提取城市路网及机场㊁港口㊁铁路和公路等对外交通数据ꎬ并结合人口㊁经济等数据综合分析两江新区城市扩展的驱动力机制ꎮ1㊀研究区概况及研究方法重庆两江新区地处长江以北㊁嘉陵江以东ꎬ辖江北区㊁渝北区㊁北碚区3个行政区部分区域ꎬ涉及38个街道(镇)[9]ꎬ规划面积约1200km2ꎬ规划开发建设面积约550km2ꎮ两江新区境内中梁山㊁龙王洞山㊁铜锣山和明月山4条东北 西南走向的山脉与宽谷丘陵交互组成平行岭谷ꎬ地势整体由东北向长江河谷区缓慢降低[10]ꎮ新区地势较为平坦ꎬ平均海拔330mꎬ最高海拔857mꎬ位于铜锣山北部ꎬ最低海拔144mꎬ位于御临河与长江汇流处(根据1ʒ5000DEM计算)ꎮ两江新区具有水路㊁铁路㊁公路㊁航空等多重运输优势ꎬ是 长江经济带 和 丝绸之路 的战略交会点ꎬ在实施西部大开发战略进程中发挥着重要作用[11]ꎮ2016年新区户籍人口174.66万ꎬ常住人口249.86万ꎬ地区生产总值达2260.94亿元ꎬ是重庆市主城区的32.16%ꎬ占重庆市总产值的12.88%(两江新区人口数据来源于重庆两江新区经济运行局ꎬ重庆市主城区人口数据来源于«2017年重庆市统计年鉴»)ꎮ研究选取4期高分辨率卫星遥感影像(如图1所示)ꎬ分别为WorldView-2(2010年ꎬ分辨率0.5m)㊁RapidEye(2012年ꎬ分辨率5m)㊁WorldView-2(2014年ꎬ分辨率0.5m)和GF-1(2016年ꎬ分辨率2m)ꎮ基于RS和GIS操作平台ꎬ对比多时相遥感影像提取2010㊁2012㊁2014和2016年城市建成区范围ꎬ同时结合1ʒ10000地形图㊁外业实地调查和规划资料来修正城市建成区边界ꎮ城市扩展速率(V)指某一时间段内城市建成区面积的年增长速率ꎬ计算公式为:V=U(b-Ua)/Δtˑ100%(1)式中ꎬUa㊁Ub分别为监测时间段内开始可结束时间城市建成区面积ꎬΔt为监测时间跨度ꎮ城市扩展强度(N)指某一时间段内城市建成区面积相对于基期年面积的年扩展比例ꎬ计算公式为:N=(U)b-Ua)/(UaˑΔt)ˑ100%(2)城市分形维数(S)指城市边缘对于空间的填充能力和边界不规则的复杂程度ꎬ城市分形维数增加ꎬ说明在这一时期城市建成区面积增加以外部扩展为主ꎻ减少则说明城市建成区扩展以城区边缘间填充为主ꎬ计算公式为:S=2ˑln(P/4)ln(A)(3)式中ꎬA㊁P分别是城市建成区的面积和周长ꎮ城市紧凑度(BCI)是反映城市空间形态的重要指标ꎮ紧凑度值越大ꎬ形状越具有紧凑性ꎬ计算公式为:BCI=2πA/P(4)城市用地增长弹性系数(K)是指一定时期内城市用地增长率与城市人口增长率之比ꎬ计算公式为:K=GR/PRˑ100%(5)GR=(ΔtAt/A0-1)ˑ100%(6)式中ꎬPR为城市非农人口年均增长率ꎬGR为城市用地年均增长率ꎬAt为某个时间段末城市建成区面积ꎬA0为某个时间段初城市建成区面积ꎬΔt为监测时间跨度ꎮ2㊀城市扩展特征分析研究根据城市建成区数据ꎬ结合扩展速率㊁紧凑度㊁分形维数㊁用地弹性指数等指标ꎬ分析两江新区城市建成区扩展特征[12-13]ꎮ1)空间分布特征ꎮ受自然地形条件限制ꎬ两江新区城市扩展区域主要为四山相夹的槽谷地区ꎬ以中部龙王洞山和铜锣山两山之间为主ꎻ其次为西部铜锣山和明月山之间的龙兴㊁复盛和鱼嘴片区ꎻ西部水土㊁蔡家片区扩展趋势也较为显著ꎬ空间上逐渐形成 一主三次的组团格局(如图1所示)ꎮ图1㊀2010—2016年两江新区城市扩展分布图Fig.1㊀UrbanexpansionmapofLiangjiang㊀㊀㊀㊀NewDistrictfrom2010to20162)扩展阶段性特征ꎮ2010 2012年城市扩展集中在中部地区ꎬ2014 2016年中部地扩展速率放缓ꎬ重点区域转为东㊁西两组团ꎬ东部组团扩展尤为显著ꎮ2010年东部组团仅建设零星分布ꎬ2016年呈现大面积向北扩展ꎮ整体上ꎬ城市扩展速率逐步放缓ꎬ扩展强度减小ꎮ3)形态结构特征ꎮ2016年两江新区为1.78ꎬ较2010年下降0.14ꎬ总体上分形维数仍比较大ꎬ城市空间边界不规则程度较高ꎬ但分形维数整体呈下降趋势ꎬ表明城市空间形态不规则程度下降ꎻ城市仍以建成区边缘的外延式填充为主ꎬ城市紧凑度水平虽然整体较低(2016年为0.08)ꎬ但呈逐年上升趋势ꎬ紧凑度的提高有利于提高资源利用效率和降低城市管理成本ꎻ2010 2016年城市用地增长弹性系数减小ꎬ表明城市建成区扩展与人口协调性变好ꎬ城市用地功能不断完善ꎬ用地结构趋于平衡(见表1)ꎮ4)扩展方向特征ꎮ以2010年城市建成区几何中心为原点ꎬ将两江新区划分为16个象限区域ꎬ分析不同时段新区在各方位区域中的面积及各象限拓展特征ꎮ2010 2016年两江新区城市建成区扩展以正东㊁正北和东北3个方向为主ꎬ占扩展总面积的77.76%ꎬ城市重心整体表现771第8期陈㊀静等:重庆两江新区城市扩展特征及其驱动力分析出向东北方向迁移的特点ꎮ正南㊁东南和西南方向扩展较少ꎬ扩展总面积均小于5km2ꎬ主要是扩展空间受到限制ꎮ表1㊀两江新区城市建成区扩展特征表Tab.1㊀Expansioncharacteristicsofurbanbuilt-up㊀㊀㊀㊀areasinLiangjiangNewDistrict阶段划分扩展强度(%)扩展速率(km2/年)用地增长弹性系数2010 2012年22.8837.334.152012 2014年15.8737.722.252014 2016年11.4735.922.603㊀城市扩展驱动分析城市空间扩展主要受自然和人为两方面因素影响[14-15]ꎬ自然环境如地形条件㊁地质构造㊁水文特征等对城市空间扩展具有明显的门槛效应ꎻ人为控制因素如政策引导㊁经济发展㊁人口集聚以及城市路网建设等ꎬ对于城市扩展方向㊁扩展强度等有较大影响ꎮ研究主要探讨影响城市扩展的外部驱动力因素ꎬ分析各驱动力与城市扩展的相关性ꎮ3.1㊀交通因素道路交通对城市建成区扩展具有重要的带动与指向作用[16]ꎮ两江新区依托重庆江北国际机场以及寸滩港㊁果园港等重大区域性交通设施[17]ꎬ形成了航空㊁港口㊁铁路㊁公路等多方式交通体系ꎬ随着江北国际机场T3航站楼建成投入使用ꎬ机场周边区域城市用地快速扩张ꎬ寸滩港等大型港口建设也带动了工业㊁仓储和基础设施等建设ꎮ两江新区城市道路向东㊁西扩展的同时ꎬ向北不断延伸ꎬ城市道路扩展在区域上具有鲜明的时间阶段性特征ꎮ东部片区在2010年以前几乎为一片荒地ꎬ新区设立之后ꎬ城市道路呈不断扩展趋势ꎬ成为新区城市道路主要建设区域ꎬ到2016年已基本形成东部组团的城市路网骨架ꎻ中㊀㊀部地区城市道路主要建设时间为2010 2014年ꎬ2014年以后建设速度放缓ꎻ西部片区城市道路建设主要为2012 2016年ꎬ且建设速率呈增加趋势(如图2所示)ꎮ结合城市建成区扩展特征发现ꎬ城市道路和城市建成区之间的作用是相辅相成的ꎬ城市道路促进城市建成区围绕其不断建设ꎬ城市建成区又反过来推动城市路网骨架的不断扩展ꎮ图2㊀2016年两江新区城市道路分布图Fig.2㊀2016urbanroadmapofLiangjiangNewDistrict3.2㊀社会经济因素2010 2016年重庆两江新区地区生产总值保持平稳增长ꎬ综合经济实力不断增强ꎬ研究以城市建成区为自变量ꎬ社会经济因素为因变量ꎬ对各项社会经济因素与城市建成区进行相关性分析(见表2)ꎮ结果显示:各项社会经济因素增长率与城市建成区基本同步ꎬ其中ꎬ固定资产总投资与城市建成区扩展相关性最高ꎬ表明在政府推行的各项优惠政策下ꎬ以第二产业和第三产业为主的各项企业的不断落地建设ꎬ社会经济增长带动了各种经济活动空间增长ꎬ促进了城市空间扩展ꎮ常住人口㊁房地产投资与城市建成区也具有较强相关性ꎬ表明新区人口集聚效应明显ꎬ人口增加推动了房地产市场的发展ꎬ也促进了城市空间扩展ꎮ表2㊀两江新区城市建成区与各社会经济因素相关性表Tab.2㊀Correlationbetweenurbanbuilt-upareasinLiangjiangNewDistrictandvarioussocialandeconomicfactors㊀㊀㊀㊀㊀㊀年份指标㊀㊀㊀㊀㊀㊀2010年2012年2014年2016年与城市建成区线性关系相关系数R2固定资产总投资(亿元)864.321237.571706.722042.65y=5.3302x0.9970地区生产总值(亿元)1001.811476.221860.682260.49y=5.9714x0.9936第三产业产值(亿元)455.91647.84817.691062.3y=2.7118x0.9923社会消费品零售额(亿元)441.1689.61874.21129.14y=2.8664x0.9922常住人口(万人)205.07224.46235.2249.86y=0.1958x+174.860.9874第二产业产值(亿元)529.1811.431025.641178.78Y=2.9213x+83.5180.9846工业投资(亿元)174.55334.89433.87528.98y=1.3586x0.9642房地产投资(亿元)429.53618.32912.81973.2y=2.6637x0.95313.3㊀政策与规划引导两江新区设立之初ꎬ国务院对新区发展定位为 我国内陆先进制造业和现代服务业基地㊁内陆地区对外开放的重要门户 [18]ꎮ在政府的主导作用下ꎬ新区发展紧紧围871㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀测绘与空间地理信息㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2019年绕其定位ꎬ东部片区作为先进制造业基地ꎬ西部片区作为高新技术产业园区ꎬ南部片区作为重要对外水运枢纽不断建设ꎬ城市空间也围绕这几个区域不断扩展ꎮ为便于新区经济发展和开发建设管理ꎬ成立了 重庆市两江新区管理委员会 ꎬ负责两江新区的统一规划㊁统筹协调和组织实施ꎮ新区出台了一系列文件ꎬ在减免税收㊁用地审批㊁贷款㊁就业创业等方面提出了各项优惠政策ꎬ极大地促进了新区招商引资和产业发展ꎮ针对两江新区的发展重点ꎬ两江新区编制了总体规划ꎮ对比不同时期两江新区总体规划执行情况发现ꎬ规划对新区城市空间扩展起到了重要的引导作用ꎬ城市各项建设严格按照规划进行布局建设ꎮ城市用地不断扩展的同时ꎬ基础设施和公共服务设施等不断完善ꎬ新区城市空间结构不断优化ꎬ规划对城市建设用地的控制作用也不断增强(如图3所示)ꎮ图3㊀两江新区现状与规划对比图Fig.3㊀Comparisonofcurrentsituationand㊀㊀㊀㊀planningofLiangjiangNewDistrict4㊀结束语本文利用高分辨率遥感影像数据ꎬ在GIS和RS平台支持下ꎬ分析了2010 2016年重庆两江新区城市空间扩展特征及其驱动力因素ꎬ可以为新区发展建设提供客观依据ꎬ对内陆其他国家级新区建设也有一定参考价值ꎮ两江新区自设立以来ꎬ城市空间扩展发生剧烈变化ꎬ城市建成区扩展在空间上表现时间阶段性㊁方向性和复杂化特征ꎮ城市重心向东北方向迁移过程中ꎬ城市边界不规则程度下降ꎬ紧凑度提高ꎬ建成区扩展与人口协调性变好ꎬ城市用地功能不断完善ꎮ但城市建成区分形维数㊁紧凑度等整体较低ꎬ土地资源利用效率仍有待提高ꎮ受自然地形条件影响ꎬ两江新区城市主要沿 四山 向夹的槽谷地区扩展ꎻ在政府的引导下ꎬ各项优惠政策拉动了投资企业不断在新区落地建设ꎬ社会经济增长㊁人口的集聚进一步推动了房地产市场的发展ꎬ从而促进了城市空间的扩展ꎮ城市路网等基础设施建设以及城市规划的实施也对城市扩展具有重要引导作用ꎮ当然ꎬ本文也存在一定的局限性:由于重庆两江新区成立于2010年ꎬ城市建成区监测年份较少ꎬ与社会经济因素相关性分析存在一定误差ꎮ参考文献:[1]㊀吴健生ꎬ岳新欢ꎬ秦维.基于生态系统服务价值重构的生态安全格局构建 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