基于遙感與GIS技術的深圳市1979-2014年填海動態變化及其影響因素分析

洪宇，周余義，沈少青，周凱

(1.深圳市海洋環境與資源監測中心 深圳 518034； 2.國土資源部城市土地資源監測與仿真重點實驗室 深圳 518034； 3.綜合開發研究院(中國深圳) 深圳 518034 ； 4.深圳市數字城市工程研究中心 深圳 518034)

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基于遙感與GIS技術的深圳市1979-2014年填海動態變化及其影響因素分析

洪宇1，2，周余義3，沈少青1，4，周凱1，2

(1.深圳市海洋環境與資源監測中心 深圳 518034； 2.國土資源部城市土地資源監測與仿真重點實驗室 深圳 518034； 3.綜合開發研究院(中國深圳) 深圳 518034 ； 4.深圳市數字城市工程研究中心 深圳 518034)

文章以深圳市作為研究對象，利用遙感和GIS技術，對1979-2014年間5個時期的多源數據進行分析，獲取了深圳市近35年以來的填海變化數據，并以此為基礎，分析深圳市的填海動態變化特征及其驅動因素。研究表明：1979-2014年間，深圳市填海總面積約74.77 km2，其中，西部海域為62.75 km2，占比為83.9%，東部海域12.02 km2，占比為16.1%；從填海規模和發展速度來看，深圳市填海變化具有明顯的階段特征，大致分為起步發展階段、快速增長階段、優化擴張階段和控制增長階段；影響深圳市填海變化的驅動力，主要來源于社會經濟、土地資源、使用價格、政策法規及生態環境等五大因素。最后，文章結合填海變化及驅動因素分析成果，對新時期的深圳市填海活動提出合理性建議。

深圳；填海；驅動力；遙感

近年來，沿海經濟的快速發展，使得沿海土地資源稀缺矛盾突出。填海造地因其成本低、價值高，成為我國沿海地區新增土地資源的重要途徑。為此，在沿海地區出現了大規模的填海造地活動。填海造地對于拓展城市空間、緩解土地資源壓力發揮了重要的積極作用；但由于圍填海造地占用了稀缺的海域資源，并把其功能轉化為單一的土地功能[1]，在一定程度上造成了生態環境效益的損失；而無序、過度的填海造陸勢必影響海岸帶地區資源的可持續發展與利用。因此，加強對填海造地的監督與管理具有重要的現實意義。

深圳市作為我國改革開放的“排頭兵”和“試驗田”，是國內城市化發展最快的地區，也是較早地遭遇了土地資源“瓶頸”，實施填海造陸的地區。開展深圳市填海變化和驅動力的研究，對于系統掌握沿海地區的填海活動規律，加強對填海活動的監控、管理及決策具有重要的參考價值。

1 區域概況及數據分析

1.1 區域概況

深圳位于珠江口東岸，面向南海，擁有海域總面積約1 145 km2，海岸線長約283 km。由于南部與香港接壤，因此形成了東、西兩面環海，由“三灣一口”構成的海域格局。東部海域由大亞灣和大鵬灣構成，海域面積約367 km2，岸線長約156 km。西部海域為珠江口和深圳灣，海域面積約778 km2，海岸線長約101 km。2014年，全市土地總面積為1 997 km2，建成區面積為890 km2，常住人口達1 077.9萬人。

1.2 數據來源

本文所用數據包括遙感影像數據和非遙感影像數據。遙感影像數據：1979年的MSS影像、1989年和1999年的TM影像、2009年的ETM和SPOT影像、2014年的SPOT和QB影像等5個時期數據。非遙感影像數據包括深圳統計年間相關數據和深圳用海項目矢量數據及野外實地調查勘測等數據，用于作為深圳填海變化的參考資料。

1.3 影像處理與信息提取

1.3.1 影像的幾何校正和增強處理

利用ENVI軟件的圖像處理功能，以1∶5萬地形圖為參照，對影像進行幾何校正。每幅影像選取4個以上地面控制點，均方根誤差小于0.15個像元，保證所有影像在同一空間坐標系統內的幾何精度。

對完成幾何校正的影像，在ENVI軟件中采用線性拉伸、濾波增強、信息融合、假彩色合成等方法，使處理后的影像清晰、自然，以利于人工目視解譯。

1.3.2 填海專題信息的提取

在反復比較各種合成處理方案后，為突出反映土地及海岸線信息，本文對MSS、TM、OLI影像選取近紅外、紅、綠波段作假彩色合成，以此作為遙感解譯底圖。同時，結合深圳高精度地形圖，在ArcGIS平臺中提取岸線形態、位置信息；并在填海信息的提取過程中，將岸線數據與深圳用海項目矢量數據進行疊加，獲取出填海造地屬性的數字化數據。在完成了岸線和填海的空間信息提取后，使用ArcGIS中的計算幾何工具，分別計算出分區域的填海面積，然后將信息導出，使用SPSS軟件對填海面積進行統計分析。

2 深圳市填海動態變化及驅動力分析

遙感圖像解譯結果與GIS數據分析結果顯示：1979—2014年間，深圳填海造地總面積約74.77 km2，年均填海面積為2.14 km2。其中，西部海域為62.75 km2，占比為83.9%；東部海域12.02 km2，占比為16.1%。結合深圳市填海遙感解譯結果、城市發展特征及填海的驅動力分析，近30多年來深圳市填海動態變化具有明顯的階段特征，其大致可分為：①起步階段。城市發展特征為商貿業和建筑業率先發展，工業發展剛起步，城市空間主要集中于羅湖等離香港相對較近的區域。填海核心驅動力是港口建設。②快速擴張階段。城市發展特征為工業加速發展，推動產業結構快速調整，城市功能逐步完善，城市空間由關內向關外地區快速擴張。填海核心驅動力是機場、工業、居住、港口等建設。③優化擴張階段。城市發展特征為工業與服務業協同發展，產業結構保持相對穩定，城市發展逐步由外延式擴張向內涵式增長轉變。填海核心驅動力是高地價、高產出的現代都市空間建設。④控制增長階段。城市發展特征為現代服務業快速發展，并向濱海地區集聚，形成都市功能核心區，城市發展以集約、節約用地為主。填海核心驅動力是新型產業空間載體建設(表1)。

表1 1979-2014年深圳填海階段劃分 km2

2.1 起步發展階段(1979-1989年)

該時期正是深圳特區成立和發展初期，也是深圳城市空間形成和發育的初級階段，因此，填海需求弱，規模相對較小。期間，深圳填海的總面積為7.79 km2，年均填海面積約0.78 km2。在特區成立之初，深圳的經濟發展基礎十分薄弱，但憑借鄰近香港和特區政策的雙重優勢，商貿業率先發展，并帶動建筑業起飛，共同推動深圳城市發展。此時深圳的城市空間主要集中于羅湖、蛇口等離香港相對較近的“內陸區域”。之后，隨著上步、蛇口、南頭等工業區的建設，深圳的加工貿易快速崛起，并帶動了蛇口、赤灣、東角頭、媽灣等港口及配套設施的建設，拉開了深圳城市空間逐漸向海延伸的序幕。西部海域的港口建設是此階段深圳填海造地的核心驅動力。

2.2 快速擴張階段(1990-1999年)

進入20世紀90年代以后，深圳的工業化和城市化發展步伐明顯加快，城市空間快速擴張。同時，由于產業結構的快速調整和城市功能的逐步完善，填海新增土地用途快速趨向多元化，填海規模和填海熱點區域也迅速增加，使深圳的填海空間格局發生了極大的改變。期間，深圳填海總面積為34.44 km2，年均填海面積達3.44 km2，是起步發展階段的4.4倍；填海范圍由赤灣、蛇口、媽灣港區擴展到了深圳河口的福田保稅區、南頭半島東側沙河和粵海街道的濱海地區、寶安機場及西鄉、新安集中填海區和鹽田港區等地。機場、工業、居住、港口等建設用地需求成為深圳這一時期內填海新增用地的主要動力來源。

2.3 優化擴張階段(2000-2009年)

進入21世紀以后，深圳的土地資源“瓶頸”日益顯現，土地價格快速攀升，城市發展逐步由外延式擴張向內涵式增長轉變。同時，由于國家對圍填海的嚴格控制，深圳的填海速度出現明顯回落，填海方式以現有填海區功能優化、調整的鑲嵌式為主，填海空間相對集中。這一時期，深圳填海總面積為29.64 km2，年均填海面積約2.96 km2。其中，西部海域在后海、前海、大鏟灣港區、機場二跑道、西部通道等重大填海工程項目的推動下，填海面積仍然較大，占該階段填海總面積的比重為75.7%；東部海域由于鹽田港區三期及東港區填海工程的建設，填海面積快速增加，達到7.19 km2，占比達24.3%。隨著深圳由工業化后期向后工業化時期的轉變，金融、物流、信息等現代服務業快速發展，以前海、后海為代表的高地價、高產出的現代都市空間建設成為該階段填海造地的核心驅動力。

2.4 控制增長階段(2010-2014年)

2010年，邁過了特區建立30年的歷史節點，深圳的城市發展逐漸進入了以集約、節約用地為主的新階段。同時，在市場調節和新一輪城市規劃引導的雙重作用下，越來越多的高端產業和城市功能空間加速向濱海地區聚集，使濱海地區的填海造地壓力進一步增強。但由于受累計填海所造成的填海空間限制以及海域生態環境和海域使用管理政策法規的約束，實際填海規模明顯萎縮。期間，深圳填海總面積為2.9 km2，年均填海面積僅0.58 km2，填海速度明顯低于前期各階段。其中，西部海域受近岸海域填海潛力限制和累計環境壓力影響，填海面積僅為0.98 km2，東部海域由于壩光填海區的啟動，填海面積達1.92 km2。從填海驅動力來看，由于土地資源緊缺，導致深圳在進行生命健康、海洋、航空航天、智能裝備等新一輪重大產業布局時的空間十分有限，因此，新型產業空間載體建設是當前和未來深圳填海造地的核心動力，大空港地區及壩光片區是填海造地的核心區。

3 深圳市填海造地的影響因素分析

填海造地規模是用地市場需求與各類影響因素共同作用的結果。綜合分析來看，深圳填海造地的影響因素主要包括社會經濟、土地資源、使用價格、政策法規及生態環境5個方面。

3.1 社會經濟因素

在改革開放和全球化的大背景下，深圳憑借鄰近香港的區位優勢，獲得了社會經濟發展的強大集聚力，以“深圳速度”創造了世界經濟發展史上的奇跡。1979-2014年間，深圳常住人口由31.41萬人增加到1 077.89萬人，經濟總量由1.96億元發展到1.6萬億元，年均增速分別為10.6%和23.9%。在此推動下，深圳的建成區面積由2.9 km2擴展到890 km2，年均增速達17.8%。城市空間的快速擴張，產生了對填海造地的強烈需求。因此，社會經濟快速發展形成的集聚效應不僅是深圳城市發育和壯大的直接動力，也是誘發深圳填海造地的核心因素。

3.2 土地資源因素

城市土地資源數量、質量的差異，及其在各行業的分配不同，給城市帶來不同的經濟效益、社會效益和環境效益[2]。深圳土地面積狹小，且由于社會經濟發展速度快，因此較早地遭遇了土地資源“瓶頸”。進入21世紀以后，經過了以大規模工業區建設為主的粗放式的城市化發展以后，深圳尤其是特區內的可利用土地資源變得日益緊缺。而1979-2014年間，深圳累計填海造地總面積約74.77 km2，占全市建成區總面積的比重約8.4%(表2)。可見，填海造地對于緩解深圳的城市土地供需矛盾的發揮了重要作用。因此，土地資源緊缺也是深圳填海造地的重要驅動因素。

表2 深圳累計填海造地面積占建成區面積比重

3.3 使用價格因素

導致填海的最直接因素是土地價值帶來的經濟利益和海岸自然條件適宜性下填海成本之間的利潤差[3]。通過填海形成的土地所獲取的出讓金遠遠高于建設填海造地用海的海域使用金征收標準。巨大的成本利益差成為推動填海造地規模擴大的重要誘因。隨著深圳城市經濟的發展，土地供需矛盾繼續升級，土地價值將進一步高漲，使海域使用價格與填海新增用地價格之間形成的“剪刀差”將呈擴大之勢。這種價格差無疑是影響深圳當前及未來填海造地規模的重要因素。

3.4 政策法規因素

從我國填海造地的發展進程來看，早期由于海洋管理相關法規的缺位，填海造地長期處于無序、無度、無償的“三無”狀態。而《土地管理法》確定的國有土地資源有償使用制度，使加大填海力度成為深圳這個濱海城市的不二選擇，形成了深圳填海持續了10多年的高峰期[4]。到2001年，《海域使用管理法》出臺以后，各項制度的確立，尤其是海域有償使用制度的實施，為我國使用經濟手段調控圍填海造地提供了法律依據，對填海造地形成了明顯的約束，有效降低了深圳的填海熱度，尤其是在優化擴張階段和控制增長階段，深圳的年均填海規模呈現明顯下降趨勢。因此，政策法規因素是深圳填海造地規模控制的重要手段。

3.5 生態環境因素

生態環境因素對填海造地的驅動表現為正、反兩個方面。在工業化和城市化發展早期，特殊的生態、景觀條件使濱海地區的價值尤為突出，以填海造地謀求向海發展成為沿海城市擴張的重要方向。但隨著填海規模的不斷擴大，近岸海域的自然生態環境逐漸惡化，生態環境因素對填海造地的倒逼作用逐漸加強。近年來，珠江口海域生態環境的持續惡化也是促進深圳合理控制填海造地速度和規模的重要影響因素。

4 結論與建議

1979-2014年期間，深圳市填海造地總面積約74.77 km2，其中，西部海域填海面積遠高于東部海域。深圳市實施填海造地并不完全是由于土地資源緊缺，在土地資源充裕的初始階段也一樣有著填海活動。填海的影響因素主要包括社會經濟、土地資源、使用價格、政策法規及生態環境5個方面，并且不同要素在填海各階段的作用存在明顯差異。填海造地對于促進深圳社會經濟發展、優化城市空間結構、創造土地增值效應起到了良好的正面推動作用，但同時也對填海熱點區近岸的海域生態環境造成了巨大壓力。因此在新時期的填海過程中需要注意以下幾個方面：①嚴格控制填海規模，加強海域使用綜合評價，科學制定填海控制線；②建立海域使用權市場化機制，合理提高填海造地用海的海域使用金征收標準，有效利用經濟手段，加強對填海行為的管控；③完善海域監視監測體系，強化對填海熱點區的實時監測，禁止不合理、不合法的填海造地活動；④創新填海造地方式(如，離島式填海等)，有效緩解填海對海域的生態環境影響，增加可填海面積。

[1] 李京梅，劉鐵鷹，周罡.我國填海造地價值補償現狀及對策探討[J].海洋開發與管理，2010，27(7)：12-16.

[2] 秦鵬，陳健飛.香港與深圳土地集約利用對比研究[J].地理研究，2011，30(6)：1129-1136.

[3] 趙夢，張靜怡.我國填海造地的驅動因素及對策分析[J].海洋開發與管理，2013，30(5)：1-4.

[4] 于海波，莫多聞，吳健生.深圳填海造地動態變化及其驅動因素分析[J].地理科學進展，2009，28(4)：584-590.

On Dynamic Changes of Reclamation and Its Causes in Shenzhen during 1979 and 2014 Based on Remote Sensing and GIS Technology

HONG Yu1,2, ZHOU Yuyi3,SHEN Shaoqing1,4, ZHOU Kai1,2

(1.Key Laboratory of Urban Land and Resources Monitoring and Simulation, Ministry of Land and Resources, Shenzhen 518034，China; 2.Shenzhen Marine Environment and Resources Monitoring Center，Shenzhen 518034，China; 3.China Development Institute，Shenzhen 518034，China; 4.Shenzhen Research Center of Digital City Engineering，Shenzhen 518034，China)

This paper had made a comprehensive analysis of land reclamation of Shenzhen in the recent 35 years based on satellite images acquired at 5 different periods from 1979 to 2015 by using RS and GIS technologies. The characteristics of reclamation changes and the driving factors were systematically analyzed. From 1979 to 2014, the total reclamation area was about 74.77 km2, 83.9% of which was in western coast with an area of 62.75 km2, and the eastern coast was 12.02 km2, accounting for 16.1%. According to the characteristics of reclamation scale and developing speed, the history of land reclamation in Shenzhen could be divided into 4 phases involving the initial stage of development, the rapid growth stage, the optimization of expansion stage and the controlled growth stage. The driving force of reclamation in Shenzhen city mainly lies in five factors, including social economy, land resources, price, policies and regulations as well as ecological environment. At last, this paper put forward reasonable suggestions on the Shenzhen reclamation in the new period, based on the analysis of the changes of the land reclamation and the driving factors.

Shenzhen city， Land reclamation， Driving forces，Remote sensing

國土資源部城市土地資源監測與仿真重點實驗室開放基金項目(KF-2015-01-030).

洪宇，工程師，碩士，研究方向為地理信息系統、海域使用動態監管，電子信箱：hongyu@szpl.gov.cn

P208；F301.23

A

1005-9857(2016)03-0089-05