基于GIS的運城市建設用地規模時空演變及影響因素分析

裴 桐，陜永杰，姚梅梅

(山西師范大學 地理科學學院，山西 太原 030031)

1 引言

作為社會經濟發展的重要組成部分，建設用地規模與其他社會經濟發展因素相互融合、相互制約[1]。科學地研究和探討建設用地規模的時空演變規律對于解決各種社會問題、推動人類朝著健康有序的可持續發展道路前進具有重要意義。

有關建設用地的研究，諸多學者使用不同方法并從不同角度進行了探討。包括城市建設用地的研究[2～5]、建設用地擴張及驅動力研究[6～11]、建設用地規模或結構變化及其影響因素研究[12～17]以及建設用地研究進展[18]等。從已有研究中可以看出，建設用地規模空間動態特征的傳統研究方法多為利用指標計算不同區域的差異系數[19～21]，這種方法雖在一定程度上解決了建設用地的空間分布問題，但不夠直觀；逐漸增大的數據量也耗費了大量的人力、物力。本文用地理信息系統空間分析方法直觀地展示研究區建設用地面積時空演變特征。通過分析1987～2017年運城市建設用地規模時空演變情況，從人口、經濟發展等方面探討建設用地規模變化的影響因素。

2 研究區概況與數據來源

2.1 研究區概況

運城市位于山西省南端，與陜西省和河南省相鄰，北與臨汾市相連，東與晉城市接壤,位于東經110°15′～112°04′，北緯34°35′～35°49′，總面積約為14182 km2。運城市地形比較復雜，有山地、丘陵、平原3種地貌類型，其中平原面積約占總面積的58%。運城市下轄1個區、10個縣、2個縣級市，2020年全市常住人口約477.45萬人，其中城鎮人口約235.25萬人，占總人口的49.27%。近年來，運城市經濟發展穩中向好，居民消費穩定增長，企業效益顯著提高，旅游業興旺，產業結構不斷優化，土地利用方式和結構也發生了相應的變化。

2.2 數據來源

本文所需的社會經濟數據來源為1988～2018年的《山西省統計年鑒》，通過查詢統計年鑒獲得研究時段內影響運城市建設用地面積變化的相關指標數據；遙感影像數據來源于清華大學數據庫，通過處理全國建設用地面積變化柵格圖獲得1987～2017年運城市建設用地面積變化情況。

3 運城市建設用地面積時空演變分析

3.1 建設用地面積時間變化特征

在1987～2017年全國建設用地面積變化柵格圖上，疊加山西省行政區劃圖，提取出山西省建設用地面積變化柵格圖，再疊加運城市行政邊界，裁剪出運城市建設用地面積變化柵格圖，繼而通過鏈接Excel軟件提取面板數據，得到1987～2017年運城市新增建設用地面積情況表(表1)。

表1 1987～2017年運城市新增建設用地面積

從表1可知，運城市建設用地面積有2個階段增值明顯：第一個階段是1987～1990年，該階段處于改革開放早期，政府經濟政策支持力度比較大，建設用地面積增加較多；第二個增長期是2013～2017年，增幅更為明顯，此階段城鎮化迅速發展，社會經濟穩步向前，推動建設用地面積快速增加。其他年份建設用地面積增加幅度比較平穩且增加值不高。

3.2 建設用地面積空間變化特征

在運城市建設用地面積變化圖上疊加縣級行政邊界，得到1987～2017年運城市各縣區建設用地面積變化情況。此處分析運城市新增建設用地面積的空間變化，不過多體現時間變化，故選取建設用地面積增長年份較多的1989年、2014年和2015年來展示各區縣建設用地面積增加情況，統計得出表2。

表2 各區縣新增建設用地面積 km2

可以看出：中部的鹽湖區和北部的河津市建設用地面積增加比較明顯，其他縣域和鄉鎮建設用地面積有少量較均勻的增加，且主要增加在縣域中心地帶。鹽湖區和河津市建設用地面積增加較快的主要原因是地形平坦、城鎮化水平高及經濟發展速度快。

4 運城市建設用地面積變化影響因素分析

4.1 指標選取

建設用地規模的變化大多受社會經濟因素的影響[1]。并且影響建設用地規模的因素在不同地區、不同社會經濟發展階段都有所不同[7]。根據已有研究成果[22～24]，結合運城市經濟發展規律，本文選取國民生產總值、固定資產投資、城鎮人口等9個因素作為自變量，以建設用地面積為因變量，用SPSS軟件建立建設用地面積與各個因素之間的線性回歸模型進行相關性分析，得出影響建設用地規模變化的主要因素。

4.2 影響因素分析

用SPSS進行相關性分析和曲線估計以后得到各影響因素相關系數(表3)。

表3 各影響因素回歸系數匯總

在相關系數中，主要用Pearson指數來判定其相關性是否顯著。由表3可得，總人口、第一產業比重、第二產業比重及財政總收入這4個因素與建設用地規模變化相關性不顯著；此外，城鎮人口、第三產業比重、地區生產總值、固定資產投資總額及社會消費品零售總額的Pearson指數均較高。可知：①經濟發展是建設用地規模變化的決定因素。經濟的發展是促使建設用地面積增長的主要驅動力，當經濟發展速度加快或經濟發展較好的時候，建設用地面積也隨之增加，二者呈現出正向極相關關系；②城市化發展是建設用地規模變化的又一重要驅動力。隨著經濟的增長、社會的進步，城市人口不斷增加、城鎮化不斷發展，使得城市居民對交通、住房、公共基礎設施等方面的需求不斷增加，建設用地面積也相應增加，二者也呈現出正向相關關系；③產業結構調整也會影響建設用地面積的變化。經濟的發展使得產業結構不斷調整，第一產業比重下降，為建設用地面積的變化提供了一定基礎，第二產業也相應調整，產業結構不斷優化；另外，第三產業比重不斷提升，增加了對建設用地面積的需求，使建設用面積呈現出不斷增加的趨勢。故產業結構的調整和優化也是影響建設用地面積變化的一個主要因素。

5 結論與討論

5.1 結論

研究通過使用GIS技術和SPSS數據分析軟件對運城市建設用地面積變化圖進行裁剪、投影和分析，研究了1987～2017年運城市建設用地規模的時空變化特征及其影響因素。結果表明：1987～2017年運城市建設用地面積增加速度較平穩，其中有2個增加值較高的時間段：1987～1990年和2013～2017年；運城市建設用地規模擴張主要集中在2個地方：鹽湖區和河津市，受地形和經濟發展水平及其他因素的影響，其他局部地區增長較緩慢；通過相關性和回歸分析得出影響運城市建設用地規模變化的主要因素是經濟發展水平和城市化水平，其余因素作用較小。

5.2 討論

本文仍有一些亟待改進之處：在數據獲取上，同一指標所參考的統計年鑒不統一，數據可能會有一定偏差；由于部分地市數據缺失，通過把所屬縣市數據加起來獲得地市數據，也會有一點誤差；不同時間段影響建設用地面積的因素可能不同，需要分時間段來分析；對影響建設用地面積變化因素的研究還不太全面，有待進一步完善。