關于烏魯木齊市地理國情監測工作的分析和探討

李寶明，龍海奎，張超

(烏魯木齊市城市勘察測繪院，新疆 烏魯木齊 830011)

1 引 言

《國務院關于開展第一次全國地理國情普查的通知》中明確:2013年～2015年開展第一次全國地理國情普查工作，一是為摸清我國各普查要素的數量分布等情況，即全面查清我國自然地理要素和人文地理要素的基本情況，二是通過長期地理國情普查，特別是對地理國情要素的監測，反映國情要素的數量、變化趨勢、規律等，為國民經濟發展規劃、宏觀決策等提供科學數據依據。

城市是區域經濟、社會發展最活躍的地區，同時也是土地利用性質變化和生態環境變化最為劇烈的區域，對城市變化進行動態監測，及時了解城市規模、城市布局、發展方向等，為城市規劃建設、土地資源管理提供準確的地理市情，對科學決策具有重要意義。因此，如何利用國情普查數據對城市市情進行監測，滿足城市規劃建設、土地資源管理的需求，是一個值得探討的方向。

2 技術分析

2.1 分析

地理國情普查以高分辨率遙感衛星影像、航空影像、地形圖等資料為數據基礎，提取地理國情普查要素的位置、數量、屬性等。普查主要內容一是地表覆蓋分類信息，主要反映地表自然營造物和人工營造物的自然屬性或狀況，二是重要地理國情要素信息，主要反映與社會生活密切相關、具有較為穩定的空間范圍或邊界、具有或可以明確標識，有獨立監測和統計分析意義的重要地物及其屬性［1］。按特定統計單元為統計范圍，通過空間量算、算術平均、比值分析、極值法、疊加分析、緩沖分析等統計方法將進行統計，獲取自然地理要素和人文地理要素的距離、密度、幾何屬性、占比、構成比等統計指標［2，3］。

在國情普查中與城市相關的普查內容主要有地表覆蓋分類中的綠化林地、綠化草地、房屋建筑區、道路、構筑物、建筑工地和水域等，在重要地理國情要素中，與城市聯系較為緊密的是道路、構筑物、水域、行政區劃、社會經濟單元和城鎮綜合功能單元等［2，3］。相對城市規劃建設、國土資源管理而言，這些指標略顯不足，需要在國情普查內容和指標基礎上，進一步的延伸和細化，應用于城市規劃建設、國土資源管理工作中。

2.2 技術思路

城市發展主要表現在城市土地利用結構、空間格局的變化，尤以城市土地利用、道路交通、建筑物、和綠地等變化為特征，與城市規劃建設、國土資源管理關聯密切，要做好與之相關的重要地理要素的監測工作。

(1)城市建設用地

在地理國情普查內容指標基礎上，對與城市建設用地密切相關的指標內容進行拓展和綜合，提出城市建成區作為城市建設用地指標進行監測。

城市建成區是指實際已成片開發建設、市政公用設施和公共設施基本完備、具備了城市居住條件的區域。劃定城市建成區是為了反映一定階段城市建設用地的規模、形態和實際使用情況，為分析研究用地現狀，合理利用建成區用地和籌劃城市建設發展用地提供基礎。

監測指標主要有:城市建設用地面積變化幅度、城市建設用地變化強度、城市建設用地區域緊湊度等。其中城市建設用地區域面積變化幅度計算方法為:建成區變化幅度=建成區末期值－建成區初期值，城市建設用地區域變化強度的計算方法為:建成區變化強度=(建成區末期值－建成區初期值)/N，N 為計算期間的年數，城市建設用地區域緊湊度的計算公式為:，式中c 指城市的緊湊度，A指城市面積，P 指城市輪廓周長［4］。

同時結合國情普查中收集到的國民經濟發展和專題資料，進行耦合關聯分析，揭示城市社會經濟發展、規模擴展與城市建設用地發展的關系。

(2)城市道路交通

以地理國情普查的道路中心線、道路面積、道路起止點等內容為指標，進行監測分析:

①道路總長度及其不同時期變化情況，各監測時段的道路長度總和、變化幅度、變化強度;

②道路網密度及其不同時期的變化幅度、變化強度;

③人均道路長度及其不同歷史時期的變化幅度、變化強度。

在監測數據分析基礎上，結合國情普查中收集到的國民經濟發展和專題資料，進行耦合關聯分析，揭示城市交通發展與城市道路交通的關聯性。

(3)城市建(構)筑體

在地理國情普查中房屋建筑區指標基礎上，取消對房屋建筑區最小圖斑面積的限制，將城市建(構)筑體進行單獨區分，并在屬性信息中增加層數、結構、是否超高層等信息，進行監測分析:

①不同歷史時期城市建(構)筑體分布及其變化幅度、變化強度;

②不同歷史時期城市建(構)筑體密度及其變化情況;

③高層、超高層建筑物數量、密度變化情況。

在監測數據分析基礎上，結合國情普查中收集到的國民經濟發展和專題資料，進行耦合關聯分析，揭示城市規劃建設發展與城市建筑物變化的內在關系。

(4)城市綠地

以地理國情普查中綠化林地、綠化草地指標為基礎進行綜合，形成城市綠地指標，并將公園、游園等細化分離，進行專門統計監測:

①各監測時段中城市綠地分布、變化情況、變化幅度、變化強度、斑塊破碎度指數［5］(城市綠地分布斑塊在研究區內的分散程度，主要用于衡量城市植被覆蓋分布狀況評價，采用景觀學關于斑塊分離度的定義，具體計算方法為Ci=Ni/Ai，式中Ci 為景觀i的破碎度，Ni 為景觀i 的斑塊數，Ai 為景觀i 的總面積)等指標內容。

②對各監測時段內公園的公園數量、總面積、分布均衡性等情況進行監測。

在監測數據分析基礎上，結合國情普查中收集到的國民經濟發展和專題資料，進行耦合關聯分析，揭示城市規劃建設發展對城市綠地變化的影響及相互關系。

3 應 用

3.1 方案

(1)城市建設用地監測

利用不同時期的航空影像、衛星影像和城市規劃等資料，獲取城市2000年、2005年、2010年和2012年的城市建設用地范圍數據，以2000年～2005年、2005年～2010年、2010年～2012年和2000年～2012年4個時間段，對城市建設用地面積變化幅度、變化強度、變化方向、緊湊度、擴張模式進行監測分析，并將監測結果與城市經濟變化數據(以烏魯木齊市國民經濟統計年鑒為準)、土地利用規劃、城市規劃等資料進行耦合分析研究。

(2)城市交通監測

利用不同時期航空影像、衛星影像、地形圖和道路普查成果數據等資料，提取2005年、2008年、2010年和2012年城市交通道路數據庫，屬性包括:道路名稱、道路等級、道路長度和道路平均寬度，以2005年～2008年、2008年～2010年、2010年～2012年、2005年～2012年為監測時段，對道路長度、面積、密度、人均長度等指標的變化幅度、變化強度進行分析，并將監測結果與城市經濟變化(以烏魯木齊市國民經濟統計年鑒為準)、土地利用規劃、城市規劃資料進行耦合分析研究。

(3)城市建筑物監測

利用不同時期航空影像、地形圖和建筑物數據等資料，提取2005、2008、2011、2013 四個時期城市的建筑物數據庫，結構、層數屬性在已有地形圖資料為準，無歷史地形圖資料時，結合航空影像等資料進行判斷提取。以2005年～2008年、2008年～2011年、2011年～2013、2005年～2013年為監測時段，對建筑物的變化幅度、變化強度，建筑密度變化情況，高層、超高層數量密度的變化情況，并將監測結果與城市經濟變化(以烏魯木齊市國民經濟統計年鑒為準)、土地利用規劃、城市規劃資料進行耦合分析研究。

(4)城市綠地監測

利用不同時期衛星影像、航空影像、地形圖和城市荒山綠化成果等資料，提取2005、2008、2011、2013年四期城市綠地數據庫，并將公園、游園、水體單獨統計。以2005年～2008年、2008年～2011年、2011年～2013、2005年～2013年為監測時段，對城市綠地分布、變化情況、變化幅度、變化強度、斑塊分離度指數進行監測分析，并對公園數量、總面積、分布均衡性等情況進行重點監測。

3.2 評價

方案提出的城市建設用地、城市交通、建筑物和城市綠地等指標反映了城市變遷的監測內容，是城市重要地理要素監測的實踐，是國情普查工作在城市的有益嘗試，也是國情普查中的重要成果。不僅避免了數據重復生產，而且拓寬了國情普查數據的利用。在監測指標上選用了變化量、變法強度、變化幅度等，同時提出了緊湊度、破碎度等生態景觀學概念。

方案將監測結果與國民經濟發展、規劃建設和相關專題資料進行耦合分析，在揭示城市發展變化的同時，對城市變化的主要原因進行了分析論證。

4 結 語

城市發展日新月異，城市重要地理要素變化的監測，對城市規劃建設、國土資源管理工作具有重要的意義。通過對國情普查數據進行細化和綜合，提出對城市建設用地、城市交通、城市建筑物和城市綠地等重要地理要素的監測，適應城市城市規劃建設、國土資源管理工作對地理國情的基本需求，拓寬地理國情普查成果的應用領域。

［1］國務院第一次全國地理國情普查領導小組辦公室．地理國情普查內容與指標［M］．北京:測繪出版社，2013，1．

［2］國務院第一次全國地理國情普查領導小組辦公室．地理國情普查基本統計技術規定［M］．北京:測繪出版社，2013，1．

［3］國務院第一次全國地理國情普查領導小組辦公室．地理國情普查數據規定與采集要求［M］．北京:測繪出版社，2013，1．

［4］白永平，狄保忻，張鵬龍等．隴海－蘭新－北疆鐵路沿線城市緊湊度及其影響因素研究［J］．經濟地理，2012(7):37～42．

［5］馬雪梅，張友靜，黃浩．城市熱場與綠地景觀相關性定量分析［J］．國土資源遙感，2005(3):10～13．