基于GIS可視化的柳州市城鎮建設用地增加 與人口城鎮化相關性研究

葉嘉媛　羅國瑋

摘? 要：以廣西柳州市為例，對其2013—2017年時間段內城鎮建設用地增加規模數據和戶籍人口城鎮化數據實現GIS可視化，結合統計學的回歸分析對柳州市各地區GDP數據和城鎮化率與進行相關性研究分析。研究對于柳州市的健康城鎮化以及開展“人地掛鉤”工作有重要意義。結果表明：（1）地理位置上柳州各地區戶籍人口城鎮化率呈現以城中區為高城鎮化率中心點，各地區距離中心點越遠戶籍人口高度城鎮化率相對越低的規律。（2）柳州市各地區城鎮建設用地增加規模和人口城鎮化率均呈現出了相似的增長趨勢并且隨時間趨于平穩增長，發展上有著良好平穩的發展趨勢。除三江縣明顯戶籍人口城鎮化率呈現增長趨勢低于城鎮建設用地增加規模外柳州市各地區隨著城鎮建設用地增加規模，戶籍人口城鎮化率有著相應不同程度增長，三江縣的城鎮建設用地和人口城鎮化發展上還需要多加關注和調控。（3）經線性回歸分析柳州市除鹿寨縣外整體上各地區GDP與地區城鎮化率兩要素之間均呈現顯著正相關性。

關鍵詞：城鎮建設用地增加規模? 戶籍人口城鎮化? 城鎮化率? GDP? 相關性分析

中圖分類號：P208? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2020）11（c）-0043-07

Research on the Correlation between Urban Construction Land Increase and Population Urbanization in Liuzhou City Based on GIS Visualization

YE Jiayuan? LUO Guowei*

（School of Geographic Science and Planning， Nanning Normal University， Nanning， Guangxi Zhuang Autonomous Region， 530000 China）

Abstract： In this paper， Taking Liuzhou city of Guangxi as an example， GIS visualization is realized on the scale data of urban construction land increase and the data of registered population urbanization in the period from 2013 to 2017， and the correlation research and analysis are conducted on THE GDP data and urbanization rate of all regions of Liuzhou city combined with statistical regression analysis. The study is of great significance for the healthy urbanization of Liuzhou city and the work of "linking people with land". The results show that： （1）Geographically， the urbanization rate of registered population in liuzhou shows the law that the central district is the center point of high urbanization rate， and the farther away each region is from the center point， the lower the high urbanization rate of registered population is. （2）The scale of urban construction land increase and population urbanization rate in all regions of Liuzhou city show similar growth trend and tend to grow steadily over time， with a good and stable development trend. Except the sanjiang county census register population urbanization rate obviously showed a trend of growth is lower than the scale of urban construction land expansion outside liuzhou regions with the increase of urban construction scale， the household register population urbanization rate has a corresponding to different degrees， sanjiang county town construction land and the population urbanization also need more attention and control. （3）By linear regression analysis， the GDP and urbanization rate of all regions in Liuzhou city as a whole， except Luzhai County， presented significant positive correlation.

Key Words： Urban construction land increase scale; Urbanization of registered population; Urbanization rate; GDP; Correlation analysis

我國正處于城鎮化的快速發展時期[1]，健康提高城鎮化率成了區域和城市發展重點研究的對象，人口城鎮化作為地區城鎮化的核心關鍵部分，土地作為城鎮化人口和空間的載體[2]，必須重視土地和人口城鎮化的協調發展問題，各地方為了更好地迎接城鎮化發展的機遇和挑戰，開展著人地掛鉤機制的探索和落實工作。面對城鎮化進展中人口土地發展失衡的重要問題，人地掛鉤增加城鎮建設用地規模為人口城鎮化提供用地保障，構建一種新的土地利用管理模式，解決人地城鎮化協調發展時的用地難題[3，4]。各地區城鎮化狀況、發展趨勢各不相同，目前已有許多學者從不同的角度就不同地區的土地和人口城鎮化關系展開研究，主要是以不同的方法對土地城鎮化相關數據、人口城鎮化相關數據進行處理和定義。該研究以廣西柳州市為例，采用GIS可視化的方法將人口土地城鎮化數據直觀展現在圖上，揭示其地區的時空發展特征，并結合當地GDP進行相關性分析，得到的結論對推進健康城鎮化建設以及經濟發展有著重要的意義。

1? 研究區域與數據源

1.1 研究區概況

柳州市是中國西南地區重要的交通樞紐城市，位于廣西壯族自治區中北部。柳州不僅是重要的中轉城市，還是西部大開發戰略中西江經濟帶發展的關鍵城市，柳州市的GDP發展有著良好的增速，具有良好的經濟發展趨勢同時面臨著機遇和挑戰。柳州市還是我國首批新型城鎮化選取綜合試點地區，具有城鎮化代表性的研究意義。目前柳州市正在建立人地掛鉤機制，制訂相關實施意見、細則，從規劃管理、用地規模、用地節約集約利用計劃安排、土地利用供應結構優化、土地利用效率提升等方面，實施關于柳州市各地區城鎮建設用地增加規模掛鉤吸納農業轉移人口落戶數機制，進一步促進柳州市城鎮化的健康有序發展。

1.2 數據來源及數據處理

根據需要向國土資源局收集柳州市各地區土地利用現狀數據，據《廣西統計年鑒》和《柳州統計年鑒》整理統計得到2013—2017年柳州市各地區的常住人口、戶籍人口、GDP相關數據。

該研究土地城鎮化進展使用建設用地增加規模數據表示，人口城鎮化數據根據不同情況分常住人口城鎮化和戶籍人口城鎮化數據表示。該文城鎮化率依照國家統計局相關規定使用常住人口相關數據，與城鎮建設用地增加規模一起實現GIS可視化的人口城鎮化率使用戶籍人口城鎮化數據。目前中國存在顯著的戶籍人口城鎮化率滯后于常住人口城鎮化率現象[5]，常住人口城鎮化率反映的是中國城鎮化速度的基本指標，戶籍人口城鎮化率更能體現實施建立城鎮建設用地增加規模和吸納農業轉移人口落戶數掛鉤機制政策的人口城鎮化工作，相比較更能直接反映人口城鎮化的健康程度，更能體現人口城鎮化質量[6]。

（1）建設用地增加規模測算方法。

根據地區土地利用現狀數據，使用時間段結束時建設用地利用面積減去時間段初始時建設用地利用面積得到所需統計時間段內建設用地面積增加數量，計算建設用地增加數量占建設用地面積之比得到建設用地增加規模。計算公式：

公式中，M為建設用地增加規模;Ma為計算時間段內初始建設用地利用面積;Mb為計算時間段內結束時建設用地利用面積。

（2）常住人口城鎮化率測算方法（城鎮化率測算方法）。

城鎮常住人口占地區常住人口之比計算百分比。計算公式：

公式中，PA為常住人口城鎮化率，Pb為城鎮常住人口，Pc為地區常住人口。

（3）戶籍人口城鎮化率測算方法。

城鎮戶籍人口數據占年末總人口（戶籍人口）之比計算百分比。計算公式如下：

公式中，Ph為戶籍人口城鎮化率，Pd為城鎮戶籍人口，Pe為地區年末總人口（戶籍人口）。

2? 研究方法以及技術路線

2.1 意念地圖可視化法

柳州市各地區分布具有市轄區與縣區面積差異大且市轄區分布相對集中的特點，按照常規制圖方法容易造成視覺效果不佳，為了更好地研究柳州市不同地區的差異和特征，在ArcGIS軟件技術的支持下，研究選擇使用Cartogram工具制作關于柳州市各地區城鎮建設用地增加規模的變形圖。

Cartogram依照一定的數學法以對象尺寸來對地理要素進行轉換變形，注重空間數據的屬性信息的表達取代真實地理面積表達，利用新奇夸張而生動的表現方式達到直觀地傳達信息的方法[7，8]，解決了地理空間面積差異造成的大區域占主導顯示與專題圖統計數據表達差異問題，符合柳州市各地區分布和面積差異等狀況所需。

結合Cartogram制圖法則，實現依據城鎮建設用地增加規模這一屬性對柳州市行政區劃圖進行扭曲、變形，在保持原有的鄰接拓撲關系下用城鎮建設用地增加規模值大小取代柳州市各地區的真實面積，達到夸張的效果，直觀地反映數量特征。

2.2 線性回歸分析方法

該文關于柳州市各地區城鎮化率和GDP之間相關性選取線性回歸分析法。通過構建回歸模型，確定變量間相互依賴的關系，是研究地理要素間數量關系的一種常用方法[6]。

根據統計學相關性分析法將柳州市各地區的GDP、城鎮化率兩要素進行線性回歸分析，借助GDP數據作為衡量當地經濟增長指標，檢驗柳州各地區城鎮化率和經濟增長相關性，有效檢驗柳州市各地區的城鎮化工作與經濟發展成果的相關程度。首先以GDP為自變量X，城鎮化率作因變量Y制作散點圖，構建趨勢線得到線性回歸方程，初步得到擬合程度判定系數（R2）、回歸系數、截距等數據，判斷線性回歸方程擬合的優劣程度和要素間的正負相關性以及其趨勢。然后對兩要素數據進行數據分析得到數據回歸分析結果以及方差分析表，得到相關系數、回歸方程的擬合程度等回歸效果檢測數據，進一步判斷構建的線性回歸方程是否符合統計學上公認的概率水平或是達到一個如何顯著的水平。通過了回歸效果精度檢測數據，可以得出有效的相關性結論，再依據線性回歸方程趨勢可以粗略地預測兩要素的未來發展趨勢。

2.3 技術路線

該研究相關處理主要分為兩個部分，基于GIS的柳州市城鎮建設用地增加規模與人口城鎮化時空可視化部分，由處理城鎮建設用地數據和人口城鎮化數據，得到的城鎮建設用地增加規模經cartogram變形疊加戶籍人口城鎮化率制作專題圖完成。城鎮化及GDP相關性分析部分由收集到的GDP數據及常住人口城鎮化率經線性回歸分析法得到。技術路線見圖1。

3? 結果與分析

3.1 柳州市城鎮建設用地增加規模與人口城鎮化的GIS時空可視化

經過數據的收集和公式（1）處理，得到柳州市各地區城鎮建設用地增加規模數據，具體見圖2。

根據柳州市地形及城鎮建設用地增加規模狀況數據，柳州市存在市轄區發展度高、所占區域面積小且相對集中，附近縣區所占區域面積大的情況。使用ArcGIS的Cartogram工具制作關于柳州市城鎮建設用地增加規模的變形地圖，符合柳州市各地區分布及城鎮建設用地增加規模等狀況所需，能更好地研究基于GIS的柳州市各地區的城鎮建設用地增加規模。

在Cartogram工具中的“Value Field of the Original Features”中選取數據庫中加入的柳州市各地區的城鎮建設用地增加規模得到相關變形地圖，具體見圖3。

結合Cartogram制圖法則，實現依據城鎮建設用地增加規模這一屬性對柳州市行政區劃圖進行扭曲、變形，在保持原有的鄰接拓撲關系下用城鎮建設用地增加規模值大小取代柳州市各地區的真實面積，達到夸張的效果直觀地反映數量特征。觀察柳州市的行政區劃輪廓和Cartogram變形圖對比，可以明顯觀察到柳州市各地區的城鎮建設用地增加規模之間的區別關系。魚峰區、城中區、柳北區、柳南區因為城鎮建設用地增加規模相對較大在地圖上發生了所在區域發生了夸張的放大變化，而鄰接的柳城縣、鹿寨縣以及柳江區因為城鎮建設用地增加規模相對較小和鄰接地區變形放大的關系產生了地圖上所占面積的減小以及相應的形變。

2017年據國家統計局發布數據我國大陸戶籍人口城鎮化率為42.35%，柳州市整體戶籍人口城鎮化率達到我國2017年戶籍人口城鎮化水平，柳州市的市轄區地區均達到國家2017年戶籍人口城鎮化水平。數據顯示，柳州市各地區戶籍人口城鎮化率在2013—2014年間有了跨越式的發展，市轄區各地區一直保持戶籍人口城鎮化高水平趨勢，市轄區除了魚峰區在2014—2016年有一次較大波動其余地區均保持平穩發展趨勢，鹿寨縣在2015—2016年間有了再一次的小跨越式發展，其他各地區在趨勢上保持平穩的增長。

匯總處理后柳州市城鎮建設用地增加規模與人口城鎮化數據得到2013—2017年柳州市各地區城鎮建設用地增加規模和人口城鎮化專題圖，具體見圖4。

通過圖4可知，2013—2017年柳州市各地區城鎮建設用地增加規模和人口城鎮化專題圖實現了GIS時空數據的可視化。成果顯示，柳州市各地區城鎮建設用地增加規模和人口城鎮化均呈現出了相似的增長趨勢并且越來越趨于平穩，除三江縣明顯戶籍人口城鎮化率呈現增長趨勢低于城鎮建設用地增加規模外柳州市各地區隨著城鎮建設用地增加規模，戶籍人口城鎮化率有著相應不同程度增長。柳州市各地區中城鎮建設用地增加規模相對較大的是魚峰區、三江縣以及城中區、柳北區，依次為柳南區、融安縣，其他地區城鎮建設用地增加規模相對較小。柳州市城鎮建設用地增加規模相對大的除三江縣外均是占地面積較小的市轄區地區，而城鎮建設用地增加規模相對較小多為柳州市中所占地面積較大的邊界位置的縣區。柳州市各地區中戶籍人口城鎮化相對較高的是城中區、柳北區、柳南區和魚峰區，地理位置上柳州各地區戶籍人口城鎮化率呈現以城中區為戶籍人口高度城鎮化率中心點，各地區距離中心點越遠戶籍人口城鎮化率越低的規律。城鎮建設用地增加規模較大和人口城鎮化較高的主要是柳州市的城中區、柳北區、柳南區、魚峰區4個市轄區，其他地區或存在起點低或各種原因下發展慢的問題仍有很大的發展空間。雖然柳州市各地區城鎮建設用地增加規模和戶籍人口城鎮率增長上地區排名上排序沒有一一對應，但是整體上觀察除了三江縣的數據上各地區都相對協調，所以可以看出柳州市整體上的土地城鎮化和人口城鎮化發展上有著良好平穩的發展趨勢。三江縣的人口城鎮化相比較城鎮建設用地增加速度進展較慢，依照趨勢發展容易出現單位城鎮建設用地上人口少，土地閑置粗放利用率低造成的不必要浪費，還易造成地區產業發展力不足等影響。

3.2 柳州市城鎮化與GDP相關性分析

此次相關性分析城鎮率依照國家統計局相關規定使用常住人口城鎮化率數據。考慮到2017年柳州市的市轄區數據加入了2016年撤縣設區的柳江區數據可能對回歸分析時構建回歸方程有影響，相關性分析部分2017年市轄區數據依照2013—2016年這4個市轄區，統一采用分出柳江區，單作柳江縣數據處理。得到2013—2017年柳州市各地區城鎮化率，具體見圖5。

在數據上可以看到柳州市城鎮化率總體均呈平穩增長模式。2017年，我國城鎮化率為58.52%，柳州市整體城鎮化水平在國家水平以上除了柳州市轄區均呈現出高度城鎮化率其他縣區都沒有達到2017年我國城鎮化率水平。2016年撤縣設區的柳江縣數據上也呈現了良好的發展趨勢，除了地理位置上靠近市轄區從數據上可以看到柳江縣城鎮化率起初雖然沒有市轄區的高度城鎮化在柳州市也是上游水平且達到2017年我國城鎮化率水平。柳城縣、鹿寨縣、融安縣這3個縣的城鎮化率也得到了很好的發展，融水縣、三江縣這兩個自治縣的城鎮率起點比較低也取得了很可觀的發展。在空間地理位置上分析顯示位于市轄區附近的縣區城鎮化率相對較高，而柳州北部離市轄區距離較遠的融水縣、三江縣這兩個自治縣和融安縣城鎮化率相對較低。

經處理得到柳州各地區GDP和城鎮化率相關性分析結果，具體見表1。