基于呈貢POI的土地利用混合度及土地決策研究

徐 堅， 徐定怡

(云南大學建筑與規劃學院，云南昆明 650500)

土地的混合利用影響區域的協調發展，其變化伴隨著城鎮化的發展。中國處于快速城鎮化發展階段，各種生產要素的流動較快，尤其是土地要素的流動更為顯著，主要表現在土地利用的數量和結構的變化2個方面。在城市急劇擴張的過程中，用地數量和面積的增長帶來資源環境承載力的壓力，同時，城市空間結構變化帶來用地結構的調整，土地混合利用的合理性引發思考，尋求土地利用合理性和資源配置合理性是城市轉型期的重要話題。

國外對土地混合利用的研究一方面基于模型的建立和研究上[1-2]，另一方面基于城市發展的研究，包括城市體驗[3]、城市開發[4]、城市功能[5]、城市空間[6]、城市結構[7]；而國內的研究一方面主要針對土地混合利用的測度，另一方面著重于研究城市的空間特征及其關系研究，包括格局[8]、與出行空間的關系[9-11]、特征[12]、影響[13-14]等。大數據在城市規劃領域的應用逐漸增多，目前運用較多的有手機信令數據、夜間燈光數據、公交IC卡刷卡數據等，畢瑜菲[15]、蔣金亮[16]、陳名嬌等[17]基于上述城市數據對城市的空間結構和土地利用混合度進行了研究。但是，上述城市數據實時更新速度較慢，獲取難度大，數據不夠全面，而POI(point of interest)興趣點數據作為一種開源的數據，包含了空間屬性，具有更新速度快、易于獲取、數據量大的優點，成為目前的研究熱點。國外對于POI數據的運用，主要與旅游相關[18-19]，少部分也研究城市的特性[20-21]；而國內POI數據的應用主要在空間布局上[22-24]，目前，將POI數據應用到土地利用混合度研究的較少。

昆明市是云南省的省會城市，在西南地區省會城市中代表性強，城市發展速度較快，呈貢區作為昆明市新區，是面向南亞東南亞輻射中心的現代化新城，主要以科教、金融、康養醫療和文化旅游為主，現代服務業初具規模。現階段發展中，呈貢區的城市形象和城市品味顯著提升，無論是帶動力、影響力還是輻射力都不斷增強，目前呈貢區多措并舉改善人居環境，強化滇池保護治理，踐行綠色發展理念，加強生態系統治理，同時，呈貢新區各項基礎設施較為完善，對昆明的城市轉型影響較大。因此，本次研究將POI數據的應用引入呈貢區土地利用混合度和土地決策研究中，以探討呈貢區城市發展的新途徑。

1 研究區域與數據

1.1 研究區域

本次研究選取昆明市呈貢區為研究區域(圖1)，呈貢區西部面臨滇池，中部為丘陵。在生態方面，呈貢區依托豐富的山地資源對整個昆明市起到水源調節、土壤保持等作用，并發展了豐富的現代生態農業和生態旅游業等。在城市轉運功能方面，呈貢區分解了昆明老城區的人口、交通壓力。因此，整體功能定位為“春城花都展示區、現代科教創新城”。

圖1 研究區域

1.2 數據來源與處理

本次研究采用的數據主要來自開放接口獲得的2018年的高德地圖12 686條POI數據。POI數據針對城市的實體對象，記錄了空間屬性和相應的地理位置，此次獲得的POI數據主要有餐飲、風景名勝、公共設施、公司企業等14類(表1)。

表1 2018年呈貢區高德地圖POI數據

本次研究采用專家打分法，參考現行的土地分類標準，對這些POI數據進行篩選，剔除辨識度較低的POI數據以及重復的數據，并進行重分類，得到POI數據點11 596個，土地利用類型5大類(表2)，呈貢區的土地以公共服務和生活服務類型為主，休閑娛樂類土地占比較少。運用ArcGIS10.5軟件進行地理配準，將篩選好的POI數據統一轉換和編碼，構建此次研究所需要的基礎數據。

表2 2018年呈貢區各類土地利用POI數據

2 研究方法及流程

研究方法及流程見圖2。

圖2 研究流程

3 結果分析

3.1 呈貢區的地理特征分析

呈貢區地勢上呈現西低東高的特征(圖3)，土地發展上具有顯著的方向性和集中的特點，呈貢區土地發展方向主要向東北-西南方向傾斜擴展，并且有從北部向南部逐漸擴展的趨勢，整體上土地從中部集中逐漸向四周離散化擴張，離心性強。整體上可利用土地較少，東部地區山地較多，城市發展受到局限，西部面臨滇池，生態屏障建立也一定程度上阻礙城市的發展，因此，呈貢區的土地利用應該更加集約化，在保障生態功能的同時發展資源優勢，分解主城區壓力。

圖3 呈貢區坡度、坡向

3.2 基于土地利用類型的核密度分析

本次研究采取100 m×100 m,500 m×500 m,1000 m×1000 m 3種柵格單元進行分析，將分析結果進行比對。相關資料顯示，500 m為此研究區域的最佳研究尺度，因此，在500 m尺度下進行核密度分析。本次研究利用自然分段法，將土地利用類型密度分為5個等級，分析結果如圖4所示。

圖4 各類土地核密度分析

3.2.1 各類土地的空間分布格局特征

隨著城市的發展以及規劃政策的引導，城市各片區內土地混合利用也不均衡，不同片區之間分布差異顯著，因此通過對不同土地類型POI進行核密度分析，探索各區域內土地混合利用空間分布格局。

3.2.1.1 公共服務核密度

公共服務類土地分布較為集中，主要集中在斗南片區、龍城片區、烏龍片區和雨花片區，其中以斗南片區和龍城片區聚集為主，少量分布在洛羊片區和大漁片區。公共服務類土地的配建與居住人口規模相對應，該類土地主要為居民服務。斗南片區擁有亞洲最大的鮮切花交易市場，其經濟水平高，人流量大，公共服務類型土地的覆蓋較廣；龍城片區是原呈貢縣經濟、政治、文化中心，經濟發展勢頭良好，人口匯聚較多，歷史文化氛圍濃厚，公共服務類型的土地覆蓋較為完備；烏龍片區從原斗南街道中分立出來，經濟發展勢頭良好，招商引資項目完成良好，在一定程度上推動了人口的聚集，公共服務類土地分布也較多；雨花片區隨著大學城的發展吸引了大量人流和配套設施，公共服務類土地也隨之覆蓋。總體上看，公共服務類型的土地覆蓋較少且不全面，尤其是在七甸片區等其他幾個片區，能滿足日常需求、城鄉基礎設施建設需求等。

3.2.1.2 居住核密度

居住類型的土地主要集中在斗南片區、吳家營片區和雨花片區，少量分布在龍城片區，且從現狀上看，雨花片區和吳家營片區的居住類土地較為集中，其他片區居住類土地較少且不集中。居住類土地一方面能夠有社會保障功能，能改善公民居住環境，提高居民生活質量，另一方面能夠增加政府財政收入，土地收入能夠推動城市化和城市經濟增長，同時能夠推動房地產的發展，優化城市布局，推動城市化進程。現狀呈貢區居住類土地分布的片區均為經濟發展較好的片區，但其他片區的分布不合理，尤其是大漁街道，北臨國家級滇池旅游度假區，它的發展目標是以云藥主題、居住、休閑為主的綜合片區，以特色生態、文化、旅游、醫藥產品開發利用，高品質居住區、特色生態產業為支柱的未來新昆明休閑之都，其現狀居住類土地明顯不足。

3.2.1.3 商務核密度

商務類土地類型分布不集中，在斗南片區、龍城片區、洛羊片區和雨花片區呈現散點式布局。現狀呈貢區商務類土地包含公司企業、金融保險等用地，其土地利用價值高，商服用地多處于繁華地段，可以產生更高的經濟效益。斗南片區作為國內出口最大的花卉基地，商務類型的土地占比較多，但是不夠聚集；洛羊片區交通區位資源優勢突出、基礎設施日趨完善、經濟發展勢頭強勁，是現代新昆明呈貢新城最具大規模開發條件的地區，其商務類土地覆蓋較多，但聚集性差，其他片區商務類土地覆蓋較少，聚集性更差，尤其是以工廠聚集的七甸片區，其商務類土地更應增加，以達到產銷融合的目的。

3.2.1.4 生活服務核密度

生活服務類型的土地分布較為分散，主要分布在斗南片區和龍城片區，吳家營片區和雨花片區少量聚集。斗南片區和龍城片區的發展得益于斗南花卉市場和長水機場的發展，市場的繁榮帶動了花卉相關產業的發展，促進了農村小城鎮建設。近年來，斗南花卉市場一方面充分發揮了引導示范作用，對云南乃至我國花卉產業的發展有了較為顯著的推動，并且其產業結構的優化也對花卉產業的發展起到了示范作用，另一方面對農村經濟的發展起到了輻射帶動作用。因此2個片區的生活服務設施配備較為完備，用地覆蓋也較廣。昆明南站在吳家營片區中，其是西部地區大型綜合性交通樞紐之一，其發展對周邊的軌道交通起到了輻射帶動作用，也在一定程度上帶動了云南旅游產業的發展，昆明南站還是國家“一帶一路”規劃中輻射東南亞的重要基礎設施，無論是對內還是對外，昆明南站都處于不容忽視的優勢地位，大量的人口聚集于此，生活服務類土地逐漸配備發展，雨花片區因有大學城的建設，也配有部分生活服務設施，生活服務土地覆蓋較廣。生活服務設施的布置要便于居民使用，其他片區的生活服務類土地覆蓋明顯不足。

3.2.1.5 休閑娛樂核密度

休閑娛樂的土地類型分布較為分散，其中斗南片區和雨花片區分布較多，能基本滿足該片區內的休閑娛樂功能需求，但是其他片區的休閑娛樂類型的土地分布較少或幾乎沒有。該類土地主要為市民提供休閑娛樂的公共空間與活動的場所，一般具有休閑、集會、體現城市風貌等功能，其建設是城市精神文明建設的縮影，能完善城市的服務功能。休閑娛樂類設施作為一文化載體將跟隨時代的進步不斷發展，在不同時期不斷挖掘其作為文化載體的新功用，將為城市發展注入新的生命力，提升其在社會、經濟、文化方面的影響力、輻射力和競爭力。

3.2.2 基于核密度的土地總體分布格局特征

從總體上看，呈貢區的土地類型分布不均衡，空間上呈現“西密東疏”的分布，呈貢區的土地連片式聚集，分布上呈現多中心發展的格局(圖5)。其中斗南片區、龍城片區、雨花片區和烏龍片區、吳家營片區(以下稱老城區)具有明顯的規模優勢，混合類型的土地分布密度要遠遠大于其他區域，土地類型混的度較高，呈現連片分布的特征；而其他區域的土地類型則為點狀聚集，規模相對較小，只集中于特定地段的小范圍區域。

圖5 呈貢區土地利用混合度核密度

3.2.2.1 土地混合利用空間分布格局極不均衡

老城區的混合度遠遠大于其他區域，大規模的土地混合利用在這幾個區域連片聚集，老城區外圍和其他區域分散獨立。老城區的土地混合利用集聚中心，是呈貢區生活服務能力、經濟水平最強的區域，隨著呈貢區經濟與人口的發展，呈貢中心城區進一步擴大，加之政策的引導，該區域居住、商業、教育等配套體系搭配完善，以住宅小區為主的土地混合區域在老城區形成高度集聚，并且該片區交通便捷，其大量的人群流動為城市片區發展創造了有利條件。

相比較而言，其他區域混合土地則分布于范圍較小的特定地段，規模較小，為單中心分布點狀聚集。未來還需要加強對新城區的建設，不斷縮小與這幾個區域的差距，建立相對均衡完善的城市生活服務功能，進而緩解傳統區域人口與交通壓力。

3.2.2.2 老城區土地混合利用空間分布格局也存在不均衡現象

表現為北部分布密度高于南部，尤其是以斗南片區與其他區域的差距最為明顯，也就是說，即使是傳統區域，也存在土地混合利用分布密度較低的區域。整體上呈現多中心的空間布局形式，各個中心的土地利用類型密度較高，其余區域的土地利用類型密度較低；除幾個聚集中心以外，其余地區的土地利用混合密度較低，且零散分布。總的來說，整個呈貢區的土地混合密度都不高，反映出土地利用的不合理。

3.3 基于土地利用類型的標準差橢圓分析

3.3.1 不同類型土地的空間分布方向特征

標準差橢圓主要用來分析空間分布方向性特征。基于呈貢區的POI數據，對呈貢區不同的土地類型進行標準差橢圓的分析(圖6)。

圖6 各類土地標準差橢圓分析

3.3.1.1 公共服務標準差橢圓

呈貢區公共服務類土地呈現龍城片區至雨花片區的垂直方向發展，且標準差橢圓的長短軸相差較小，說明公共服務類型的土地發展方向性較弱，整體上較為聚集且功能用地輻射范圍較小。

3.3.1.2 居住標準差橢圓

呈貢區的居住類型土地分布方向性較為明顯，由洛羊片區至雨花片區垂直分布，但整體上聚集性較差，呈現各片區散點式分布，各個片區之間居住整體性差。

3.3.1.3 商務標準差橢圓

呈貢區商務服務類型的土地呈現東北-西南方向發展，標準差橢圓短軸較短，說明商務類型的土地方向性較為明顯，范圍主要集中在斗南片區至雨花片區，聚集作用較為明顯，呈現以斗南、洛羊、洛龍片區向四周擴散的趨勢。

3.3.1.4 生活服務標準差橢圓

呈貢區的生活服務類用地分布主要集中在斗南片區至雨花片區，呈現垂直方向上的分布，其余片區分布較少且聚集性差，整體上生活服務類用地較為缺失。

3.3.1.5 休閑娛樂標準差橢圓

呈貢區休閑娛樂類型的土地分布較散，主要朝著東北-西南方向發展，標準差橢圓較大，說明聚集性差，整體上輻射作用不強。

3.3.2 基于標準差橢圓的土地總體分布方向特征

整體上，呈貢區土地混合利用空間分布主要朝著西北-東南方向發展，其空間分布過于集中在人口密度較大和經濟水平較高的傳統區域(龍城、洛龍、烏龍、雨花片區)，依托商業中心以及住宅區形成集聚中心(圖7)，但隨著城市“多中心”空間結構的形成與發展，傳統區域人口與經濟不斷向新區轉移，土地混合利用面臨著空間布局的調整。其次，不同區域土地混合利用空間分布方向不同，大片區域土地混合利用空間分布密度低、特點不突出，生活服務能力有待加強。呈貢區土地混合利用空間分布方向反映了混合土地的分布并非完全受政策影響，而歷史區位、傳統文化以及市場經濟均對其有一定影響。

圖7 呈貢區土地標準差橢圓分析

3.4 基于等距法的土地利用混合度指數分析

根據土地利用混合度指數的計算結果，按照等距法將土地利用混合程度分為5級：0為非混合，0%～25%為低度混合，25%～50%為較低度混合，50%～75%為中度混合，75%～100%為高度混合。

土地利用混合度較高的區域代表著城市活動的熱點區域，同時對城市發展空間布局、城市綜合影響力與競爭力有重要影響。為進一步驗證分析結果，采用莫蘭指數法探究呈貢土地利用的混合程度(圖8)，由圖可知，莫蘭指數均大于0.4，呈現一定的空間聚集效應，在500 m比例尺下，幾個片區呈現較高度混合和高度混合的空間集聚，并且形成由中心向外圍降低的離心式結構。

城市土地類型的混合依托于城市空間發展結構，呈貢區與昆明市一樣，選擇了“多中心，多組團”的空間結構，并且已初步形成。但莫蘭指數分析結果表明，城市傳統區域(洛羊、斗南、龍城、烏龍、洛龍、吳家營、雨花片區)與新城區(七甸、大漁、馬金鋪片區)之間的土地混合利用差異明顯，傳統區域人口密度大、交通便捷、可達性強，是城市空間發展的核心區，具備良好的經濟基礎，是城市活動最頻繁、最活躍的區域；新城區受政策影響，城市土地混合利用聚集規模相對較小，并且受人口數量和自然條件等影響的制約，混合土地在規模與數量上與傳統區域存在明顯差異。

結果表明，不同尺度下的土地利用混合程度不相同，100 m的研究尺度下，土地利用混合度的相對差異最大，非混合的數量占80%，而高度混合的數量僅占8%；而1 000 m的研究尺度下，土地利用混合度的相對差異較小，各等級的土地利用混合度占比較為均衡，不利于研究比較；500 m的研究尺度下，土地利用混合度的差異較為合理，所以選擇500 m為本次相關性分析的研究尺度。無論何種研究尺度，Moran′I指數均大于0.4(圖8)，通過顯著性(0.01)檢驗，可以說明土地的混合利用有空間自相關性且較為明顯；整體上看，等級較高的土地混合利用區域與核密度較高的區域吻合，都以雨花片區、吳家營片區和斗南片區為中心向四周降低。

運用GeoDa軟件對土地利用混合情況的空間自相關性進一步進行分析(圖9)，結果表明：“高-高”聚集這類空間的數量占據主導地位，而且這類空間點都較為分散；其余類型的空間聚集數量占比較少。“高-高”這種空間聚集類型表示該空間單元的土地利用混合度高，而且周圍都是土地混合利用較高的空間單元，表明他們之間的差異性小，分布較為均由，聚集程度高；而這些區域是核密度較高的區域，土地利用混合度較高，基礎設施的建設對土地的混合利用有一定推力，這些片區也為周邊片區起到了輻射帶動作用；“高-高”的周圍較多為“低-低”，表明這類混合利用的土地邊緣性較強；其他程度的聚集類型分布較為零散，空間相關性較低。因此，當土地利用混合度指數在75%～100%時，呈貢區各類土地類型聚集度較高，此時土地利用最為合理。

圖9 呈貢區土地混合利用局部空間自相關

4 土地決策策略

基于前文對呈貢區土地聚集度、發展方向和空間格局的研究，得出呈貢區土地利用存在不合理，空間結構需要完善的結論，因此提出4個方面的建議，以期對呈貢區的發展和土地資源利用與管理提供建議。

4.1 發揮生態屏障功能，增加生態用地

上述分析可知，呈貢區靠近滇池，生態效益卻得不到滿足，現階段多數土地被占用卻未產生經濟效益，土地混合度較低，土地資源利用較為不合理，在城市化不斷深入之下，城區土地開發建設步伐加快，在未來呈貢區的土地發展過程中，應發揮呈貢區高原湖泊的區位優勢，增加生態用地，發揮生態屏障功能。

4.2 增加各類用地的覆蓋，城鄉統籌發展

根據前文分析可知，呈貢區各類土地分布不均衡，空間格局不平衡，靠近鄉村的幾個片區發展較為緩慢，土地利用不夠集約，在土地利用率比較高，而現有區域內土地資源不可能增加的現實情況下，可以通過規劃的手段去提高城市內土地利用的集約程度。為了實現城鄉統籌發展，就要統一進行城鄉發展的規劃，堅持城鄉統籌的原則，利用科學合理的規劃手段來促進城鎮經濟發展，保障對土地資源的合理利用。

4.3 城市土地發展方向以西部為主

呈貢區土地在地勢上呈現西低東高的態勢，城市發展主要聚集在西部地區，東部地區少量建筑依山而建，從地勢上看，西部地區更適合呈貢區的建設發展。從呈貢區各類土地的標準差橢圓分析來看也是如此，結合昆明市政府和呈貢區政府的城市發展政策，由西向東大力推動創新發展，未來發展城市發展應向西為主，逐步向東過渡。

4.4 土地混合度提升至75%以上

根據前文分析，當土地利用混合度指數在75%以上時，呈貢區的土地利用最為合理，各類土地類型聚集度較高。因此在統籌安排各種用地的規模面積和對城市功能布局劃分時，協調城市發展中各種用地的需求，將土地混合度提升至75%以上，通過規劃各種用地的面積大小和建設地點，滿足用地需求又協調建設上的管理問題，從而促進城市的進一步發展。

5 結論

本研究基于呈貢區2018年的POI數據，研究了呈貢區土地混合利用的現狀，研究結果表明呈貢區的土地利用在整體上呈現較低的聚集效應，有多中心聚集的分布趨勢；城市功能上呈現由多功能聚集向單一功能轉換的功能布局；除幾個集聚中心之外，其他地區的土地利用密度較低，城市功能較為單一，分布較為零散。經研究分析，當土地利用混合度達到75%～100%時，土地混合利用的核密度較高，空間單元要素呈現“高-高”的聚集方式，說明針對呈貢區，75%以上的土地利用混合度較為合理，對國土空間的利用也較為合理。因此，呈貢區協調城市空間布局的土地決策策略：

(1)發揮生態屏障功能，增加生態用地。

(2)增加各類用地的覆蓋，城鄉統籌發展。

(3)城市土地發展方向以西部為主。

(4)土地混合度提升至75%以上。

本研究在理論上結合了土地利用混合度的概念，方法上運用大數據與地理數據相結合的方法，為后續呈貢區城市發展和土地資源利用與管理做了探索。