廈門市不透水面的時空演變

聶芹，陳明發，李暉，袁瑩，花利忠

(廈門理工學院 計算機與信息工程學院，福建 廈門 361024)

0 引言

全球范圍內的快速城市化過程導致城市擴張迅速。自改革開放以來，中國城市化率從1980年的19.39%增長至2016年的57.35%，城市化水平日益增長，越來越多的人涌入城市，從而城市不斷向四周蔓延。城市的擴張和發展表現出來的是城市不透水面的增加。不透水面是指由各種不透水建筑材料所覆蓋的表面，如由瓦片、瀝青、水泥混凝土等材料構成的屋頂、道路和廣場[1]。作為典型的人工地表特征，不透水面阻止水的下滲，阻斷自然地表的蒸散作用，由此改變了城市的水熱循環過程，在很大程度上影響了城市生態環境的變化[2]。國內外相關研究表明，不透水面的擴張對城市水質、水文循環、大氣環境和城市熱島等都有顯著的影響[3-6]。因此，掌握不透水面時空演變特征，準確量化不透水面演化過程，對保護城市生態環境具有重要的現實意義。

不透水面時空變化特征一直是國內外學術界的研究焦點之一。不同學者采用不同的方法定量研究不透水面時空變化。肖榮波等[7]提取了北京市區的不透水面蓋度，并將不透水面蓋度按照比例分為高密度城市用地、中等建設密度用地、低密度城市用地以及自然地表，并計算了其空間分布格局；Deng等[8]分析了1998—2008年間珠江三角洲地區不透水面變化特征；劉珍環等[9]利用地統計學方法分析了深圳市1990—2005年間不透水面蓋度及其表征的城市景觀在空間格局及空間分異的演變過程；宋明明等[10]研究了秦淮河流域不透水面景觀格局近30年間的演變過程；Nie等[11-12]采用分形理論和方法對上海市不透水面空間分布進行了研究。類似的研究還有Zhang and Weng等[13]。

目前關于不透水面時空變化已經積累了一定的資料和案例，采用的研究方法也很多。比較典型的方法有混合方法，即綜合運用不同方法，如目視解譯、逐像素比較和變化矢量分析(change vector analysis)、時間序列分析法、建模方法和空間格局指數法[14]。盡管如此，關于不透水面時空演變研究還缺乏有效的定量方法。尤其是隨著城市化的發展，城市擴張表現為城市內部的再優化和城市邊緣的擴張，由此導致不透水面時空演變更加復雜，發展有效的定量不透水面時空演變方法是城市遙感的重要課題之一。

海灣型城市是從空間形態上對城市的一種定位，也是引導城市發展的一種目標導向。自2002年廈門市提出海灣型城市發展戰略以來，海灣型城市正逐漸成為濱海城市的一個城市發展目標，很多濱海城市都在尋求向海灣型城市轉變。改革開放以來，受社會經濟發展和城市規劃等多方面的驅動，廈門市城市擴張加劇，不透水面增長迅速。基于長時間序列遙感數據對廈門市不透水面時空演變過程進行研究，具有較好的代表性，不僅可以為海灣型城市規劃、城市生態環境改善提供科學依據，而且對于解決海灣型城市空間優化、提高城市環境競爭力具有重要的作用。

本研究以廈門市為研究區，通過遙感技術估算1995—2015年間不透水面空間分布，引入不透水面變化軌跡，研究快速城市化背景下不透水面隨時間的演化過程；計算不透水面空間分布重心及其遷移路徑，定量剖析20年來廈門市不透水面隨城市化的演變特征。研究結果可以為海灣型城市規劃及生態環境改善提供決策支持。

1 研究區及數據來源

福建省廈門市位于臺灣海峽西岸，地處117°53′E～118°25′E，24°25′N～24°54′N，由福建省東南部沿廈門灣的大陸地區和廈門島、鼓浪嶼、大嶝、小嶝等島嶼與廈門灣組成，包括湖里、思明、海滄、集美、同安、翔安6個行政區，全市面積約1 699.39 km2，常駐人口為392萬人。廈門市屬亞熱帶季風氣候，全年溫和多雨，年平均氣溫為21 ℃，年平均降水為1 200 mm。廈門市作為我國首批設立的經濟特區之一，同時也是我國著名的風景旅游城市，由于其特殊的地理位置與國家政策的支持，自改革開放以來社會經濟發展迅速，城市化水平不斷提高，不透水面擴張顯著。

以1995、2000、2005、2010和2015年TM/OLI影像為數據源，數據基于中國科學院地理空間數據云平臺(http：∥www.gscloud.cn/)下載，條帶號119，行編號43。研究區內影像的成像質量較好，無云層覆蓋。對影像數據進行預處理，包括輻射校正、幾何校正、flash大氣校正及研究區裁剪等。

2 研究方法

2.1 不透水面遙感估算

基于Ridd于1995年提出的植被-不透水面-土壤(vegetation-impervious surface-soil，V-I-S)模型[15]，采用全約束的線性混合光譜分解技術估算1995—2015年間不透水面蓋度(impervious surface fraction，ISF)分布。

根據線性混合光譜分解的原理，每個波段中的像元反射率為該像元各端元的反射率與其各自所占比例的線性組合，其數學公式可以表示為：

(1)

式中：Ri表示為第i波段像元的光譜反射率；j=1，2，3，…，n(端元數)；aij表示為第i個波段第j個端元組分的反射率；xj為該像元第j個端元組分的百分比；ei為第i個波段的殘差值。

采用有約束的最小二乘法進行混合像元的分解，即要求xj同時滿足以下2個條件：

(2)

這樣保證了每種光譜端元所占的比例在0～1之間，同時所有端元所占比例之和等于1，避免了一種端元在一個象元內所占比例大于100%或者為負值的現象。

基于V-I-S模型思想估算不透水面須去除水體的影響，采用改進型歸一化水體指數(MNDWI)提取水體。MNDWI方法利用影像綠波段與中紅波段水體的光譜反射率，通過波段間的比值來突顯其差異，達到提取水體的目的。公式可以表示為：

MNDWI=(Green-MIR)/(Green+MIR)

(3)

根據研究區內各地物的實際情況，選取植被、土壤、低反照度、高反照度四類端元進行像元解混。最后將高反照度端元與低反照度端元相加得到不透水面空間分布圖。

采用均方根(RMS)誤差從總體上進行模型的誤差分析：

(4)

式中：m為影像波段數量。各時期的RMS結果殘差總體控制在0.02以內，線性光譜混合分解模型的解混結果較好。

2.2 不透水面變化軌跡

引入不透水面變化軌跡定量剖析廈門市不透水面在特定空間里隨時間的演化過程。根據廈門市不透水面數據分布特征，對不透水面進行類型劃分：等級1為極低覆蓋類型(ISF<0.3)，等級2為低覆蓋類型(0.3≤ISF<0.5)，等級3為中覆蓋類型(0.5≤ISF<0.7)，等級4為高覆蓋類型(ISF≥0.7)。不透水面變化軌跡可以描述為：

Trajectory=Class1995*10 000+Class2000*1 000+Class2005*100+Class2010*10+Class2015

(5)

式中：Class1995、Class2000、Class2005、Class2010、Class2015分別為1995、2000、2005、2010和2015年的城市不透水面類型圖。在生成的不透水面變化軌跡專題圖中，每個像元的值代表了不透水面從1995年到2015年間的類型轉化情況，如代碼12344表示不透水面從1995年的等級1類型到2000年轉化為等級2類型，到2005年轉化為等級3類型，到2010年轉化為等級4類型，再到2015年仍然為等級4類型。

3 結果和分析

3.1 歷年來不透水面分布特征

圖1 不透水面時空分布圖

1)不透水面時空變化特征。歷年來不透水面空間分布如圖1所示。由于廈門市行政區劃被海水分割，歷年來不透水面分布比較分散。1995年不透水面高值主要集中在6個行政區的建成區。湖里區主要集中在西部和北部，思明區主要集中在西部，島外的海滄區、集美區和翔安區不透水面高值主要集中在靠近廈門島的沿海一側，同安區不透水面高值主要集中在中部；2000年不透水面高值區域在1995年基礎上向外擴展，尤其是廈門島不透水面擴張最突出，湖里區北部出現成片不透水面高值區，東部沿海也有零星高值區出現；2005年不透水面進一步擴張，主要表現為海滄區、同安區的簇狀擴張，廈門島不透水面也開始向東擴張，集美區不透水面高值區逐漸開始片狀聚集式增加；2010年廈門市各區不透水面在原有基礎上進一步向外擴張，廈門島除南部與東北部的地區外，不透水面蓋度出現明顯的增大特征，島外的海滄區、集美區不透水面連成片狀；2015年廈門本島的不透水面被高值區占據，島外各區不透水面高值區發展迅猛，集美區不透水面高值區由近島地區轉向集美區中部擴張，翔安區不透水面蓋度也出現了顯著性上升。

不透水面時空變化特征反映了廈門市城市化的地域推進過程。1978年改革開放后廈門市經濟飛速發展，20世紀90年代，由于經濟特區范圍擴大至全島，加之廈門市被列為計劃單列市等國家政策支持，以廈門本島為中心的城市結構基本確立，島內的湖里區與思明區各項城市建設迅速發展，不透水面快速增加。21世紀初期，為了進一步突破經濟發展局限，釋放經濟活力，廈門市進行城市行政區劃調整，島外各區城市建設發展加速，不透水面呈現出片狀擴張。2005年，廈門市提出進一步優化本島空間結構、擴展島外城市建設的總體規劃，正式進入海灣型城市建設階段，城市發展方式主要是交通連線建設和組團新區開發，廈門島西部地區的建設發展受限于自然條件，不透水面轉向廈門島東部擴張，海滄區與集美區出現大范圍的不透水面高值區組團成片擴張趨勢。2010年以來，由于受限于城市用地規模，廈門島工業企業開始大批遷向島外區域，原有的工業用地轉變為商業用地與居民用地，同時老城區被大面積改造，本島城市化從空間擴張轉向內部深入發展階段，島外各區發揮近島優勢，承載本島的城市功能轉移，建立工業園區，發展工業。至2015年，島外海滄區、集美區、同安區不透水面逐漸成片分布，翔安區也進入快速建設階段，廈門市正在逐步實現島內外一體化的目標。

綜上，目前廈門本島的開元、蓮前、殿前街道等地區的不透水面擴張逐漸趨于飽和。由于本島南部山區阻擋了不透水面的進一步擴張，加之為了保護本島的生態環境，限制了東北部五緣灣地區的發展，故城市在受到用地限制的情況下轉而向海滄、集美等距本島較近的地區發展。海滄區的不透水面呈現出海滄、新店與東孚街道共同擴張的趨勢。由于海滄街道距島近的優勢，加之臺商投資區與港口優勢，相較島外其他各區，發展最為迅速。集美區的不透水面擴張呈現多面狀擴張趨勢，主要表現為杏林、灌口、集美街道等地區不透水面高值聚集。由于集美區發展規劃以旅游等第三產業為主，城市建設結構并未出現大規模的集聚效應。近年來，隨著距本島較近地區發展用地受限，以后溪、灌口鎮為主的城區建設逐漸成為主導。同安區面積龐大，北部多山區，不透水面擴張與城市建設呈現出以新民、大同、西柯等地為主的點面組團式發展，近年來以新城建設為主，由于區域環境、交通等因素限制，經濟發展相比其他各區較為緩慢。翔安區城區建設以馬巷、新店等地區為主，由于區位交通限制，經濟建設起步較晚。隨著翔安海底隧道的通車，與廈門島的距離近一步被縮短，加之未來翔安機場、廈門東站等大型基礎設施工程的建設，翔安的不透水面將進一步擴張。

2)不透水面變化軌跡。對20年來4種不透水面類型的面積進行統計，如表1所示。1995—2015年，高覆蓋不透水面類型(ISF≥0.7)的面積持續增加，由1995年的144.09 km2增長到2015年的347.81 km2，年增長率為141.39%。中覆蓋不透水面類型(0.5≤ISF<0.7)的面積也持續增加，由1995年的298.59 km2增加到2015年的524.02 km2，年增長率為75.5%。中覆蓋不透水面類型和高覆蓋不透水面類型面積的持續增加導致極低覆蓋類型和低覆蓋類型面積的持續減少，其中以極低覆蓋不透水面類型(ISF<0.3)面積的減小最明顯，年降低率為73.01%。

表1 1995—2015年不透水面覆蓋類型面積統計 km2

不透水面變化軌跡直觀地描述了不透水面類型的時空演替過程。對5期不透水面類型圖進行疊加運算，共得到1 022條變化軌跡，分別對最終轉化為極低覆蓋不透水面類型、低覆蓋不透水面類型、中覆蓋不透水面類型和高覆蓋不透水面類型的軌跡進行統計。其中最終轉化為高覆蓋不透水面類型的軌跡有256條，占整個研究區面積的21%，最終轉化為中覆蓋不透水面類型的軌跡為256條，占整個研究區面積的35.32%，最終轉化為低覆蓋不透水面類型的軌跡也是256條，占整個研究區面積的37.48%，有254條軌跡最終轉化為極低覆蓋不透水面類型，但是面積僅占整個研究區的6.24%。

圖2顯示了20年來不透水面類型最終轉化的空間格局，可以發現研究區城市不透水面空間擴張具有明顯的時空分異特征，體現了廈門市城市化的地域推進過程。如圖2所示，轉化為高覆蓋不透水面類型的軌跡(****4)分布在各個行政區的建成區及周邊，另外3種類型的變化軌跡以圈層結構的形式，隨著時間的推進在空間上不斷遠離原城區。軌跡****3毗鄰于軌跡****4，軌跡****2分布在研究區的最外圍，****1軌跡分散分布在研究區外圍。

圖2 不透水面變化軌跡圖

3.2 不透水面重心遷移軌跡

不透水面重心變化軌跡可以定量評估城市擴張的方向和距離。首先使用經過預處理的1983年Landsat MSS影像，選取植被、水體、建筑三類訓練樣本，采用最大似然法進行監督分類，提取城市建成區，對分類后的結果進行聚類分析、去除分析等分類后處理。采用隨機點生成的方式進行精度評價，整體精度達到92.5%，Kappa系數為0.83。其次，在1995、2000、2005、2010、2015年的不透水面分布圖上分別將提取的1983年建成區掩膜掉，得到各時期去除1983年建成區后的廈門市不透水面數據。再次，基于掩膜后的圖像，分別計算研究期間廈門市各區不透水面空間分布的重心，生成歷年來不透水面重心變化軌跡，并計算重心變化距離，定量評估城市擴張的方向和距離。最后，分別以各重心為圓心，以1、2、3、4、5 km為半徑做緩沖區，計算各緩沖區內不透水面蓋度的均值，研究不透水面時空變化特征。

由于廈門島與島外四區被海水阻隔，所以以下分別對廈門島和島外四區(海滄區、集美區、同安區和翔安區)分別計算不透水面重心及其變化軌跡。

1)廈門島不透水面重心遷移軌跡。廈門本島包括湖里和思明2個行政區，是廈門市經濟最為活躍的地區。 1983年，本島的建城區主要為湖里街道、殿前街道與開元街道，其中沿筼筜湖畔分布的開元街道為本島當地居民集聚地。自1980年湖里區的部分地區被批復為經濟特區后，1984年又將經濟特區擴大至全島，廈門本島開始進入經濟快速發展時期。如圖3所示，1995年，本島的重心位于湖里區呂嶺路附近，2000年稍稍北移0.28 km至江頭公園附近，2005年南移0.31 km至江頭社區。2010年本島重心往北偏移0.64 km至江頭街道附近，2015年重心稍稍東移0.22 km至江頭社區。1995—2000年、2000—2005年、2005—2010年及2010—2015年4個時期不透水面重心年遷移距離分別為56 m/年、62 m/年、128 m/年和44 m/年，2005—2010年不透水面重心的年遷移距離最大。總體來看研究時段內，不透水面重心點均穩定在湖里區與思明區的交界地帶。

圖3 廈門島重心遷移軌跡

1995—2015年間，從空間上看，各重心點半徑1～5 km范圍內，不透水面蓋度均值隨著半徑的增大逐漸降低(表2)。從時間上看，隨著廈門市城市化進程的推進，重心點半徑1～5 km范圍內不透水面蓋度均值逐年增大，例如重心點1 km緩沖區范圍內的不透水面蓋度均值由1995年的73.3%增長到2015年的80.6%，增長了7.3%，其中重心點半徑2 km緩沖區范圍內的不透水面蓋度均值增長最大，為10.53%。

表2 廈門島重心緩沖區內不透水面蓋度均值

2)島外四區不透水面重心遷移軌跡。島外四區不透水面中心遷移軌跡如圖4所示。海滄區1995年發展重心位于新陽街道祥露社區附近，2000年南移0.43 km至惠佐村附近，其原因可能是海滄大橋通車吸引了大量人流聚集，導致海滄街道開始大規模建設。進入新世紀，東孚街道憑借其與漳州市角美鎮臺商投資區便利的區位優勢，工業建設穩步推進，故2005年重心向西北方向偏移1.19 km至鼎美村附近；而至2010年，于區政府附近設立海滄臺商投資區吸引工業投資能力逐漸顯現，該地區建設加速，重心回移1.47 km至惠佐村附近。2015年，廈門本島由于土地承載力不足，更多的工業企業外遷至海滄等地，其重心稍稍北移了0.54 km。1995—2000年、2000—2005年、2005—2010年及2010—2015年4個時期不透水面重心年遷移距離分別為86 m/年、238 m/年、294 m/年和108 m/年，2005—2010年不透水面重心的年遷移距離最大。

圖4 島外四區不透水面重心遷移軌跡

海滄區不透水蓋度較高地區分別為東孚街道、新陽街道與海滄街道，三者由西北向東南方向依次分布。海滄街道是區政府駐地，與廈門本島隔江相望，地理區位優勢使其發展相對較快。新陽街道為海滄區的老城區，東孚街道發展主要是引入工業投資，發展較新陽與海滄街道慢。如表3所示，1995—2015年間，海滄區重心點各緩沖區內的不透水面蓋度均值增長迅速。重心周圍1 km內區域的不透水蓋度均值由1985年的40.3%不斷增長至2015年的74.1%，增加了33.75%，增幅隨著緩沖區距離的增大而降低。

1995年集美區重心位于后溪鎮西井村附近(圖4)。進入新世紀，廈門本島進入快速發展階段，集聚效應凸顯，杏林街道、集美街道借助其區位優勢建設加速，重心開始不斷南移，到2000年南移1.03 km至后溪鎮下莊附近，2005年重心向東南方向偏移2.63 km至杏林灣附近。2008年，集美大橋通車，城鄉一體化加速，集美街道逐漸成為集美區的核心，灌口鎮的工業發展也有了加速的趨勢，2010年重心遷移3.64 km至滸井一帶。至2015年，集美街道受限于地區因素，發展趨于飽和，灌口工業區與杏林工業區的人口集聚效應加速，重心西移3.16 km至西亭街道附近。1995—2000年、2000—2005年、2005—2010年及2010—2015年4個時期不透水面重心年遷移距離分別為0.206 km/年、0.526 km/年、0.728 km/年和0.632 km/年，2005—2010年間不透水面重心的年遷移距離最大。

由表3可知，1995—2015年間，從空間上看，集美區各重心點緩沖區半徑1～5 km范圍內，不透水面蓋度均值隨著半徑的增大逐漸降低。從時間上看，隨著廈門市城市化進程的推進，重心點半徑1～5 km范圍內不透水面蓋度均值逐年增大，各緩沖區內增幅在9.53%～15.05%之間，其中重心點3 km緩沖區范圍內的不透水面蓋度增長最大，為15.05%。

同安區由于地域原因，與廈門本島距離較遠，加之本區山地較多，交通不便，整體發展較晚。從其重心演變軌跡(圖4)上看，同安區1995年重心位于尤厝村附近，2000年重心西移1.18 km至新厝村附近。進入21世紀，大同街道、新民鎮逐漸發展成為同安主城區，與此同時，西柯鎮由于近島的地區優勢，重心開始向西南方向偏移，到2005年重心遷移1.91 km至康潯村，2010年又偏移1.19 km至卿樸村，2015年向西方向偏移3.28 km至西洪塘社區。1995—2000年、2000—2005年、2005—2010年及2010—2015年4個時期不透水面重心年遷移距離分別為0.236 km/年、0.382 km/年、0.238 km/年和0.656 km/年，2010—2015年間不透水面重心的年遷移距離最大。

表3 島外四區重心點緩沖區內不透水面蓋度均值

研究時段內，同安區重心點1～5 km范圍內的不透水面蓋度均值整體呈現出“跳躍式”上升趨勢(表3)。重心1 km范圍內的不透水面蓋度均值自1995年的37.1%下降至2000年的30.5%，2005年又上升至47.3%，之后2010年下降至42.6%，并在2015年繼續上升至55.8%。其他緩沖半徑內的變化趨勢與此類似。由于同安區前期經濟基礎薄弱，正處于社會經濟發展的重要時期，區域政策主導的城市建設極大地影響了城區的發展方向，故各時期的不透水面重心位移較大，從而導致不透水面蓋度均值的“跳躍式”增長。

1995年翔安區不透水面分布重心位于內厝附近(圖4)，2000年重心逐漸向西偏移1.1 km至蔡厝。進入21世紀，翔安區經濟建設初見成效，加之廈門本島地區的集聚效應開始顯現，新店、馬巷等近島地區的城市建設加速，2005年重心繼續向西偏移2.43 km至馬巷五權附近，2010年重心北移0.99 km至后亭社區附近，至2015年，重心向西北方向偏移0.66 km至林柄地區。4個研究時段內不透水面重心前移距離分別為0.22 km/年、0.49 km/年、0.2 km/年和0.13 km/年，2000—2005年間不透水面重心的年遷移距離最大。

1995—2015年間，翔安區不透水面重心1～5 km緩沖區范圍內，不透水面均值除2000年出現下降外，整體保持增大趨勢(表3)。其原因可能是二十世紀末，城市建成區呈現出破碎狀分布，重心位置的分布相對不穩定，導致其重心范圍內的不透水面蓋度均值整體的“跳躍”現象，進入21世紀后翔安區城市建設開始加速，重心逐漸穩定，重心范圍內的不透水面蓋度均值逐漸上升。同一時期的不透水面蓋度均值隨著重心緩沖區的半徑不斷外延呈現出減低的趨勢。由于改革開放初期經濟基礎薄弱，區位發展優勢不明顯，翔安區整體發展較為緩慢。進入新世紀后，廈門本島經濟發展受限于地理位置，大量工業園區外遷，加之翔安海底隧道的開通，廈門島內外一體化政策的支持，廈門大學等一批高校入駐也給當地創造了良好的文教氛圍，翔安區社會經濟發展加速。

4 結束語

以廈門市為研究區，采用1995—2015年間5景Landsat TM/OLI影像數據，利用線性光譜混合分解技術進行不透水面遙感估算，引入不透水面變化軌跡定量表征廈門市不透水面在時間上的變化特征，通過不透水面重心分布及其遷移軌跡，剖析不透水面隨城市化的演變特征。研究發現：

①由于廈門市行政區劃被海水分割，不透水面分布比較分散。歷年來廈門市各區不透水面呈現出持續擴張的趨勢。1995年不透水面高值區主要集中在各個行政區的建成區，以廈門本島為中心的城市結構使廈門島內的湖里區與思明區不透水面快速增加；2000年不透水面高值區在1995年基礎上向外擴展，廈門島不透水面擴張最突出，島外各區不透水面呈現出片狀擴張；2005年廈門市進入海灣型城市建設階段，廈門島不透水面向東擴張，島外的海滄區、同安區出現簇狀擴張，集美區不透水面高值區逐漸開始片狀聚集式增加；2010年廈門島內城市化從空間擴張轉向內部深入發展階段，廈門島除南部與東北部的地區外不透水面蓋度出現明顯的增大特征，島外各區發揮近島優勢，承載本島的城市功能轉移，不透水面連成片狀；2015年廈門本島的不透水面被高值區占據，島外各區不透水面高值區發展迅猛，集美區不透水面高值區由近島地區轉向集美區中部擴張，翔安區不透水面蓋度也出現了顯著性增大。

②不透水面變化軌跡表明，高覆蓋不透水面類型和中覆蓋不透水面類型的面積持續增加，極低覆蓋類型和低覆蓋類型的面積持續減少。1995—2015年，整個研究區面積的21%區域最終轉化為高覆蓋不透水面類型，35.32%的區域最終轉化為中覆蓋不透水面類型，37.48%的區域最終轉化為低覆蓋不透水面類型。不透水面變化軌跡的空間分布直觀體現了20年來廈門市城市化的地域推進過程，轉化為高覆蓋不透水面類型的軌跡分布在各個行政區的建成區及周邊，另外3種類型的變化軌跡以圈層結構的形式，隨著時間的推進在空間上不斷遠離原城區。

③研究時段內廈門市本島不透水面重心點均穩定在湖里區與思明區的交界地帶。受島內用地條件和自然條件的限制，重心點位置變化不大，遷移距離較小。1995年，本島的重心位于湖里區呂嶺路附近，2000年北移0.28 km至江頭公園附近，2005年南移0.31 km至江頭社區。2010年本島重心往北偏移0.64 km至江頭街道附近，2015年重心東移0.22 km至江頭社區。1995—2000年、2000—2005年、2005—2010年及2010—2015年4個時期不透水面重心年遷移距離分別為0.056 km/年、0.062 km/年、0.128 km/年和0.044 km/年。島外4個區不透水面重心分別位于其建成區周邊，4個時段內重心的遷移距離均大于島內相同時段的遷移距離，其中集美區4個時段內的遷移距離均較大，分別為1.03 km/年、2.63 km/年、3.64 km/年和3.16 km/年。同安區不透水面重心在2010—2015年遷移距離最大，為3.28 km/年，翔安區在2000—2005年間年遷移距離最大(2.43 km/年)，其他區均為2005—2010年間遷移聚集最大。1995—2015年間，從空間上看，各重心點緩沖區半徑1～5 km范圍內，不透水面蓋度均值隨著半徑的增大逐漸降低。從時間上看，隨著廈門市城市化進程的推進，重心點半徑1～5 km范圍內不透水面蓋度均值逐年增大。

致謝：感謝福建省高等學校新世紀優秀人才支持計劃資助項目的資助。