1984-2014年南充市城市空間擴展過程分析

周思琪 溫玉雯

(成都理工大學(xué) 四川 成都 610000)

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1984-2014年南充市城市空間擴展過程分析

周思琪 溫玉雯

(成都理工大學(xué) 四川 成都 610000)

在遙感和GIS的技術(shù)支持下，使用1984、1994、2003和2014年4個不同時期的MSS、TM、ETM+、OLI的影像數(shù)據(jù)，用人機交互式解譯提取了南充市城區(qū)在四個不同時相的建成區(qū)面積；采用ARCGIS的空間分析工具分別計算提取了城市擴展強度指數(shù)、城市重心、中心遷移率、城市擴展彈性系數(shù)等指標(biāo)，對南充市的城市空間擴展過程進行分析；并結(jié)合社會、經(jīng)濟、人口的統(tǒng)計數(shù)據(jù)對城市擴張驅(qū)動進行分析。結(jié)果表明：1984-2014年南充市城市空間擴展呈現(xiàn)快速擴展的趨勢，其中2003-2014年南充市城市空間擴展速度最快；南充城市空間擴展主要發(fā)生在順慶區(qū)，嘉陵區(qū)，整個城市的重心逐漸向東北部發(fā)展；人口增加和工業(yè)化進程是南充城市空間擴展的主要驅(qū)動力。

南充市；城市空間擴展；遙感

土地城鎮(zhèn)化是城鎮(zhèn)化過程的一個重要組成和表現(xiàn)，它直接推動城市建成區(qū)的擴展以及城市地域結(jié)構(gòu)的變化。土地城鎮(zhèn)化過程與城市人口變遷、社會經(jīng)濟發(fā)展以及環(huán)境變化密切相關(guān)。改革開放至今，中國城市化進程不斷加快，城市土地利用與空間擴張已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點。現(xiàn)有研究主要集中于城市擴展模式、城市擴展驅(qū)動機制、城市擴展空間過程模擬等方面。目前國內(nèi)眾多研究結(jié)果共同表明城市的擴展具有明顯的地域特點[1]。

南充是四川省首批年GDP總量達到千億的城市。近年來南充市的城市建成區(qū)呈現(xiàn)出塊速擴展模式，受到越來越多的學(xué)者和社會大眾關(guān)注。但目前與此相關(guān)的主要數(shù)據(jù)源為統(tǒng)計數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)的實時性、可靠性方面為部分學(xué)者所不認(rèn)同。而遙感數(shù)據(jù)和方法的客觀性可以彌補傳統(tǒng)方法的不足，成為當(dāng)前常用的數(shù)據(jù)來源和方法。

本文基于遙感與GIS技術(shù)，提取1984年以來不同時相南充城市建成區(qū)面積及其擴張過程；并分析其擴張的驅(qū)動機制。為南充城市未來城市空間發(fā)展規(guī)劃提供決策參考。

一、材料與方法

(一)研究區(qū)概況

南充市介于北緯30°35′-31°51′、東徑105°27′-106°58′之間，位于四川盆地東北部、嘉陵江中游，全市可分為北部低山區(qū)和南部丘陵區(qū)兩大地貌單元。地勢從北向南傾斜，海拔256-889米。地貌類型以丘陵為主，淺丘平壩、中丘中谷、高丘低山類型大體各占1/3。全市轄3區(qū)1市5縣，全市人口759.64萬(2010年)，幅員面積1.25萬平方公里，是四川省第二人口大市。截止2014年，南充GDP總量達1432.02億元，社會固定資產(chǎn)投資達1244億元。

主城區(qū)位于南充市南部，跨順慶、嘉陵、高坪三區(qū)，三區(qū)因嘉陵江、西充河分割而成組團狀。據(jù)統(tǒng)計資料知南充市2014年城市人口為106萬，2012年城市人口為103萬，建成區(qū)面積為101平方公里[2]。

(二)數(shù)據(jù)來源

1.遙感數(shù)據(jù)及處理

采用美國陸地衛(wèi)星Landsat系列多光譜數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，提取不同時相的城市建成區(qū)。根據(jù)數(shù)據(jù)的可得性、圖像質(zhì)量等，分別采用了1984、1994、2003、2014年4個時相TM、ETM+、OLI數(shù)據(jù)，軌道編號(path/row)均為128/39。

將不同時相遙感影像按照標(biāo)準(zhǔn)假彩色模式進行彩色合成，基于ARCGIS的矢量化操作，分別獲取4個時相城市建成區(qū)邊界(如圖2)，以及不同時相得建成區(qū)面積。

2.統(tǒng)計數(shù)據(jù)及其處理

研究中涉及的工業(yè)總產(chǎn)值、城鎮(zhèn)人口等均來自南充市統(tǒng)計局編寫的《南充六十年》和四川統(tǒng)計年鑒、南充市政府工作報告[3-5]。

本文后續(xù)研究中的城市建成區(qū)面積數(shù)據(jù)及其衍生數(shù)據(jù)均以遙感圖像解譯結(jié)果為準(zhǔn)。

圖1 南充市不同時期標(biāo)準(zhǔn)假彩色圖

圖2 南充市不同時相城市建成區(qū)范圍(左)

(三)分析方法和評價指標(biāo)

為全面反映南充城市擴展的時空特征，也為便于不同研究結(jié)果之間的橫向比較，本文選擇城市空間擴展研究中常用的指標(biāo)[7-8]包括城市擴張強度指數(shù)、城市重心變化、重心遷移率、城市擴張彈性指數(shù)等，對南充城市擴展進行綜合分析，進而揭示城市擴展的時空演變規(guī)律。

二、分析

(一)南充市城市擴展規(guī)模與強度

南充城區(qū)建成區(qū)面積從1984年的6.11平方公里增加到2014年的88.05，增長了14.41倍，年均擴展速度2.731平方公里每年，擴展強度指數(shù)為44.70%。1984-1994年間，南充城市擴展速度逐漸加快，擴展面積達10.21平方米，擴展速度達到1.02平方公里每年。1994-2003年，南充城市進入了城市擴展相對較快的時期，擴展面積達13.41平方米，擴展速度達到1.49平方公里每年，擴展強度指數(shù)為9.12%；2003年以后，南充城市建設(shè)面積進入高速增加階段，2003—2014年間，城市擴展面積58.32平方公里，擴展速度達5.3平方公里每年，擴展強度指數(shù)為17.83%。

(二)南充市城市中心變化

根據(jù)ARCGIS軟件的幫助下，計算出南充市城市在不同時期的城市中心位置變化。1984—1994年，南充市的城市擴展主要是向城市以西發(fā)展，發(fā)展到了西山出現(xiàn)瓶頸。1994—2003年，嘉陵區(qū)這個新區(qū)的出現(xiàn)引領(lǐng)了南充城市在這段時期向南發(fā)展。2003—2014年，由于市政府的搬遷，市政府新區(qū)和北部新城的建設(shè)，南充城市擴展逐步向北發(fā)展。如圖2。

(三)南充城市重心遷率

根據(jù)2.2中陸地衛(wèi)星解譯提取出來的城市面積圖斑，利用ARCGIS計算出的南充市的重心坐標(biāo)，再使用重心遷移速率計算公式得(表1)

表1 不同時段的南充重心遷移速率

根據(jù)上表分析可知：2003-2014年是南充市面積重心遷移最快的一段時間，遷移速率為125.35M/年。這是由于南充市市政府的成功遷移帶動了市政府新區(qū)的高速發(fā)展，以及北部新城建設(shè)和瀠華工業(yè)園的建設(shè)促成的。1994-2003年是重心遷移最慢的，應(yīng)該是南充市在這個時間段南北同時發(fā)展造成的，南方嘉陵建立新區(qū)，北方發(fā)展工業(yè)集中區(qū)。1984-1994年遷移速率不快不慢，城市最要向西邊發(fā)展。

(四)南充市城市擴展的彈性分析

從計算結(jié)果可以獲知:1984—1994年與1994—2003年的彈性系數(shù)為1.14與1.09，他們都在標(biāo)準(zhǔn)值1.12左右浮動，而1.12是中國城市規(guī)劃設(shè)計院認(rèn)為的比較合理的值所以南充市在這段時間中都是比較正常的進行城市擴展。但從2003開始至2014年南充城市面積由于城市化的加快呈現(xiàn)出快速擴展趨勢，而城市人口卻沒有相應(yīng)的跟上腳步，出現(xiàn)了所謂的房地產(chǎn)熱問題，從而使彈性系數(shù)上升為1.64。

(五)南充市城市擴展驅(qū)動力分析

1.自然地理環(huán)境的影響

自然地理因素不僅對城市的形成和發(fā)展具有重要影響，也決定了城市擴展的總體趨勢，20世紀(jì)90年代以前，由于順慶，嘉陵，高坪三區(qū)被西河嘉陵江分割，城市的大部分發(fā)展都集中在順慶。隨著改革開放后，南充城市發(fā)展逐漸向西邊地勢平坦地帶發(fā)展但是后來受到西山的限制。但是后來隨著建設(shè)嘉陵新區(qū)的口號，南充城市擴展跨過西河向嘉陵發(fā)展但是同樣受到了鳳埡山的限制。最后南充在北部新城的發(fā)展中挖山填坑，城市整體向著東北方發(fā)展。

2.經(jīng)濟發(fā)展對城市擴張的影響

經(jīng)濟的發(fā)展推動了城市化進程，決定著城市化水平的高低，當(dāng)經(jīng)濟處于高速發(fā)展階段時，帶來了實際收入水平和城市建設(shè)投資的增加，促使城市空間的加速擴展。通過對南充市建成區(qū)面積和南充市GDP的相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，二者具有相當(dāng)?shù)南嚓P(guān)性，相關(guān)系數(shù)達0.9989，說明南充市的城市擴展與經(jīng)濟發(fā)展具有很強的相關(guān)性，經(jīng)濟發(fā)展很大程度上推動了城市的擴展。通過南充市城市擴展的彈性分析可知，我國房地產(chǎn)的發(fā)展也是城市面積擴展的主要驅(qū)動力，表中2003—2014的彈性系數(shù)為1.63，比標(biāo)準(zhǔn)的1.12增大不少。這是結(jié)果的產(chǎn)生主要是房地產(chǎn)的過熱現(xiàn)象帶來的城市面積的不斷擴展。由此可以看出房地產(chǎn)的帶動也是南充城市面積擴展的驅(qū)動力之一。同時南充的工業(yè)發(fā)展在2003—2014年間得到飛速發(fā)展。瀠華工業(yè)區(qū)，南充工業(yè)集中區(qū)，南充化學(xué)工業(yè)園區(qū)相繼出現(xiàn)，從而成為推動南充城市建成區(qū)面積擴展的主要動力。

3.人口增長對城市擴張的影響

城市人口的增長是城市空間擴展的主要驅(qū)動力之一，人口數(shù)量的增加，推動了城市住宅、商業(yè)、工業(yè)和交通運輸?shù)犬a(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而推動了城市建設(shè)用地的擴展。通過對二者相關(guān)性的分析可以看出人口增長和建成區(qū)面積基本都是成相似的斜率增長。也就是說，南充市市轄區(qū)人口增長與建設(shè)用地擴展之間基本保持同步的發(fā)展態(tài)勢。

4.政策與規(guī)劃對城市擴張的影響

政府的相關(guān)行為，作為一種激勵或約束機制，通常會助長或制約城市土地利用的變化，決定城市空間擴展的方向和規(guī)模。從南充城市擴展速度來看。由于受到改革開放的影響以及改革開放后的房地產(chǎn)市場放開，南充在1984—1994年間城市擴展得到較快的發(fā)展。1994—2003年間，國家政策上調(diào)控，很多南充本地的國有企業(yè)倒閉，大量工人下崗，整個城市經(jīng)濟的不景氣造成了城市擴展的停滯，雖然成立了新區(qū)嘉陵區(qū)，也沒法讓城市擴展快速進行。新世紀(jì)后隨著國家的西部大開發(fā)戰(zhàn)略、新型城鎮(zhèn)化的建設(shè)、成渝經(jīng)濟區(qū)的規(guī)劃造就了南充城市擴展高速發(fā)展的新篇章。

5.交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)對城市擴張的影響

城市主要交通干線對城市擴展具有重要的牽引作用。目前，南充市公路已形成了以“一環(huán)五射”的高速公路網(wǎng)為主骨架、以國道212，國道318為主的6條放射狀國、省干線為主通道的路網(wǎng)體系。同時，千噸級船隊可從南充北上廣元，南下重慶，直達上海。這些不斷產(chǎn)生的交通基礎(chǔ)設(shè)施有效的促進了南充的經(jīng)濟，人口的發(fā)展，從而對城市建設(shè)區(qū)擴展產(chǎn)生一定的影響。

三、結(jié)論

1.南充市城市擴展在時間上存在不均衡性。改革開放初期，由于國家政策的引導(dǎo)和經(jīng)濟發(fā)展的限制，城市擴展速度較慢；20世紀(jì)90年代以后，隨著改革開發(fā)帶來的經(jīng)濟增長加快城市擴展隨之加快，但是這個期間受到國有企業(yè)倒閉和大量職工下崗的影響城市擴展速度的增加得到一定的抑制；隨著新世紀(jì)以來，城市進入高速擴展階段，擴展規(guī)模達到歷史最高水平。

2.南充市城市擴展方向的空間分異特征明顯。1984-1994年間，南充市城市重心向西方向有較強移動；1994-2003年，城市擴展在各個方向都有比較均勻的移動，但是由于嘉陵新區(qū)的建設(shè)，主要向南方向。2003-2014年，隨著南充市政府的搬遷以及市政府新區(qū)的建設(shè)，瀠華工業(yè)園區(qū)的發(fā)展，荊溪、小龍、龍門的撤鎮(zhèn)設(shè)街道辦。城市發(fā)展重心主要向北移動。但同時嘉陵新區(qū)的工業(yè)區(qū)建設(shè)和高坪航空港工業(yè)區(qū)的發(fā)展也為城市擴展提供重要作用。標(biāo)志著南充市已形成了軸向拓展、多中心發(fā)展的開放式空間擴張新格局。

3.南充市城市擴展的諸多驅(qū)動因素中，除國家和地區(qū)政策的導(dǎo)向及自然環(huán)境因素對城市擴展有一定影響外，經(jīng)濟發(fā)展、人口增長及交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也有較大影響，尤其是經(jīng)濟發(fā)展的影響最大。

[1]王厚軍，李小玉等.1979-2006年沈陽城市空間擴展過程分析[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2008，19(12)：2673-2679.

[2]四川統(tǒng)計年鑒2014[M].北京：中國統(tǒng)計出版社，2014.

[3]李明玉,黃煥春等.改革開放以來延吉市城市空間擴展過程與演變趨勢研究[J].地理科學(xué)，2009，29(6)：833-839.

[4]匡文慧，邵全琴等.1932年以來北京主城區(qū)土地利用空間擴張?zhí)卣髋c機制分析[J].地理信息科學(xué)學(xué)報，2009，11(4)：428-435.

[5]蕭篤寧.城市化進程與土地資源的可持續(xù)利用[J].云南地理環(huán)境研究，1997，9(1)：34-39.

周思琪，(1992,11-)，女，新疆，成都理工大學(xué)碩士研究生，人文地理專業(yè)，師從楊盡教授；溫玉雯，(1992,09-)，女，四川，成都理工大學(xué)碩士研究生，人文地理專業(yè)，師從楊盡教授。