馬鞍山市空間格局監(jiān)測(cè)探究

摘要：城市是人類活動(dòng)的聚集地，城市的發(fā)展與擴(kuò)張既是產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)壯大的必然，也是人類活動(dòng)的直接作用結(jié)果，有效、定量地監(jiān)測(cè)城市空間格局能夠?yàn)槌鞘械墓δ芏ㄎ弧a(chǎn)業(yè)布局提供理論支撐。文章以馬鞍山市為研究對(duì)象，基于2018、2020、2022年3期遙感影像空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及人口、經(jīng)濟(jì)等專題數(shù)據(jù)，利用GIS空間分析方法，探索構(gòu)建了馬鞍山市城市空間格局監(jiān)測(cè)分析的指標(biāo)體系，旨在明確和分析空間格局變化與空間擴(kuò)展的異質(zhì)性，進(jìn)一步分析馬鞍山市各下轄區(qū)縣的變化情況。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示：城市空間形態(tài)方面，2018—2020年，馬鞍山市下轄各區(qū)縣建成區(qū)形狀逐漸變得復(fù)雜，而在2020—2022年周期內(nèi)，城市的形狀相對(duì)穩(wěn)定；城市空間擴(kuò)展方面，第一階段2018—2020年，馬鞍山市建成區(qū)發(fā)展相對(duì)較快，當(dāng)涂縣擴(kuò)展較為明顯，第二階段2020—2022年，城市整體擴(kuò)展趨緩。

關(guān)鍵詞：空間擴(kuò)展；城市發(fā)展；馬鞍山市

中圖分類號(hào)：TP391文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0引言

城市是人類活動(dòng)的聚集地，而其空間的格局則是反映城市空間擴(kuò)展的直接標(biāo)識(shí)［1-2］；由此對(duì)應(yīng)的城市空間擴(kuò)展則是在地域或地理上反饋的人類改造自然的城市化直接結(jié)果，也是最直接反映城市空間擴(kuò)展的過程，充分顯示城市空間的巨大擴(kuò)展、空間的格局與相關(guān)的演變機(jī)制，是充分識(shí)別城市在發(fā)展過程中，有效認(rèn)知城市發(fā)展的方法［3-5］。隨著城市化的不斷深入，破除城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)，推動(dòng)實(shí)施“新型城鎮(zhèn)化”建設(shè)成為國(guó)內(nèi)外城市發(fā)展研究的熱點(diǎn)，而如何識(shí)別和引導(dǎo)城市空間格局發(fā)展也逐漸成為學(xué)術(shù)界的焦點(diǎn)所在［6-8］。

國(guó)外開展城鎮(zhèn)的體系研究較早，20個(gè)世紀(jì)20年代，業(yè)界學(xué)者就開始針對(duì)城市體系的相關(guān)研究，綜合考慮了如人口、自然災(zāi)害、軍事戰(zhàn)爭(zhēng)等因素。城市規(guī)劃相關(guān)理論和評(píng)價(jià)體系逐漸完善，使得城市或城鎮(zhèn)的體系評(píng)價(jià)手段也變得更為豐富。我國(guó)國(guó)內(nèi)的城鎮(zhèn)研究開始于80年代，從對(duì)長(zhǎng)江三角洲的城鎮(zhèn)發(fā)展、區(qū)域生態(tài)環(huán)境演變的規(guī)律研究［9-10］，到利用GIS，RS等新興技術(shù)對(duì)城市空間的格局進(jìn)行監(jiān)測(cè)與分析，同時(shí)也利用時(shí)空信息梯度網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行城市變遷的測(cè)度。而對(duì)于城市擴(kuò)張的相關(guān)模式、形態(tài)特征、內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)、變化的機(jī)理、地類的變化、驅(qū)動(dòng)因素及相關(guān)機(jī)理，城市群的集聚與變化等重點(diǎn)方面的研究，為城鎮(zhèn)化的歷史演變分析提供了方案，也為城市的具體擴(kuò)張模式和相關(guān)趨勢(shì)提供了空間基礎(chǔ)設(shè)施支撐［11-12］。

本文依托遙感影像，在已有城市界定建成區(qū)邊界識(shí)別原則和明確相關(guān)提取邊界的方法基礎(chǔ)上，有序地提取了馬鞍山市2018，2020，2022年等多個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的城市建成區(qū)空間邊界，構(gòu)建面向馬鞍山市的空間格局監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系，從城市的擴(kuò)展差異、分布監(jiān)測(cè)、總體發(fā)展3個(gè)方面進(jìn)行定量計(jì)算，分析城市空間格局的變化特征以及馬鞍山市城市擴(kuò)展的區(qū)域差異。

1研究區(qū)概況與技術(shù)方法

1.1研究區(qū)概況

馬鞍山是長(zhǎng)江三角洲中心區(qū)城市，處于南京、合肥兩大都市圈，位于安徽省東部、長(zhǎng)江下游，歷來就有“金陵屏障、建康鎖鑰”的說法，現(xiàn)下轄3區(qū)3縣，總面積達(dá)到4049km2。馬鞍山是中國(guó)十大鋼鐵基地之一的馬鋼位置所在，馬鞍山港也是長(zhǎng)江的十大港口之一，同時(shí)是中國(guó)重要的鋼鐵流通基地。

1.2技術(shù)方法

對(duì)于城市的空間監(jiān)測(cè)，首先是建立合理的指標(biāo)體系，充分參考已有的城市、城鎮(zhèn)評(píng)價(jià)體系研究，本文將從以下幾個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.2.1城市空間的緊湊度

城市空間的緊湊度是用于監(jiān)測(cè)在城市不斷擴(kuò)展的過程中，相關(guān)實(shí)體或產(chǎn)業(yè)如人口、資源、資金、交通、技術(shù)等按經(jīng)濟(jì)技術(shù)的特定聯(lián)系，在空間上的重要程度指標(biāo)評(píng)價(jià)。

區(qū)空間密度是區(qū)域單位面積內(nèi)城鎮(zhèn)的面積及其變化情況。城鎮(zhèn)空間密度大的區(qū)域一般是城市化水平更高的區(qū)域，高密度的城鎮(zhèn)布局較為集聚，但也使得有限的土地上承載的壓力較大。

1.3數(shù)據(jù)獲取

研究依托多年份的遙感影像，主要包括2018，2020，2022年3期影像，范圍覆蓋馬鞍山全市。基于3期影像進(jìn)行馬鞍山市建成區(qū)范圍的提取，嚴(yán)格依照城市景觀紋理、城市建成區(qū)擴(kuò)張不可逆等輔助原則，同時(shí)結(jié)合馬鞍山市已有行政區(qū)劃等信息，依次序提取2022，2020，2018年各時(shí)間點(diǎn)的建成區(qū)邊界信息。人口數(shù)據(jù)則來源于馬鞍山市統(tǒng)計(jì)年鑒資料。

2研究結(jié)果

2.1城市空間形態(tài)

2.1.1占地面積

從提取的影像結(jié)果來看，馬鞍山市2018年、2020年、2022年的建成區(qū)面積為99.72，101.50，103.30km2，2020年、2022年分別較上一監(jiān)測(cè)年份增加了1.78km2，1.80km2。就下轄區(qū)縣建成區(qū)變化而言，在2018—2022年監(jiān)測(cè)周期內(nèi)，雨山區(qū)的建成區(qū)面積最大，博望區(qū)的建成區(qū)面積最小。其中，在2018—2020年第一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，當(dāng)涂縣建成區(qū)面積增長(zhǎng)最多，雨山區(qū)建成區(qū)面積增加最小；2020—2022年，建成區(qū)面積仍然是當(dāng)涂縣建成區(qū)增長(zhǎng)最多，花山區(qū)、雨山區(qū)變化較小。

就兩個(gè)監(jiān)測(cè)周期而言，馬鞍山市各轄區(qū)（縣）建成區(qū)面積增長(zhǎng)變化不明顯，增長(zhǎng)較大的地區(qū)主要是以下轄縣及主城區(qū)外圍為主，而下轄的雨山、花山兩個(gè)老城區(qū)變化較小。

2.1.2城市空間緊湊度

從城市的空間緊湊度監(jiān)測(cè)指標(biāo)來看，2018，2020，2022年3個(gè)時(shí)間點(diǎn)內(nèi)，馬鞍山市的建成區(qū)緊湊度分別為0.09，0.08，0.07，監(jiān)測(cè)指標(biāo)的緊湊度指數(shù)相對(duì)較低，表明城市的空間分布情況越來越復(fù)雜，空間分布也越來越離散。

從下轄區(qū)縣來看，2018年馬鞍山市各下轄區(qū)縣空間緊湊度最大的為當(dāng)涂縣，為0.24，花山區(qū)的空間緊湊度最低。在2018—2020年第1階段周期內(nèi)，當(dāng)涂縣、和縣、含山縣、博望區(qū)4個(gè)縣（區(qū)）的緊湊度指數(shù)下降較為明顯，其余區(qū)的空間緊湊度指數(shù)變化不明顯；在2020—2022年第2階段周期內(nèi)，當(dāng)涂縣、含山縣空間緊湊度變化較大，其余區(qū)縣變化不明顯。

2018—2020年，馬鞍山市建成區(qū)空間緊湊度相對(duì)較低，且呈現(xiàn)下降的總體趨勢(shì)，說明城市的空間格局相對(duì)變得離散，形態(tài)也逐漸變得相對(duì)復(fù)雜。從各下轄縣區(qū)角度來看，花山、雨山兩區(qū)的建成區(qū)相對(duì)較為成熟，所以城市建成區(qū)的緊湊度變化不明顯。

2.1.3空間分維數(shù)

馬鞍山市在2018，2020，2022年的空間分維數(shù)指標(biāo)分別為1.83，1.87，1.89，說明馬鞍山市邊界形狀較為復(fù)雜，同時(shí)建成區(qū)的擴(kuò)展以外部擴(kuò)展為主。從馬鞍山市下轄區(qū)縣來看：2018年，所有區(qū)縣的空間分維數(shù)指標(biāo)都大于1.5，說明各區(qū)縣的建成區(qū)邊界形狀相對(duì)復(fù)雜；2020年，當(dāng)涂縣、和縣、含山縣建成區(qū)空間分維數(shù)指標(biāo)增加較多，其余兩區(qū)變化相對(duì)較少；2022年，整體各區(qū)縣空間分維數(shù)指標(biāo)變化不大，可以認(rèn)為馬鞍山整體發(fā)展進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定的階段。

2.2城市空間擴(kuò)展

2.2.1空間擴(kuò)展強(qiáng)度

2018—2020年，馬鞍山市空間擴(kuò)展的強(qiáng)度為3.9%，從各下轄區(qū)縣來看，建成區(qū)的空間擴(kuò)展強(qiáng)度最大的區(qū)縣為當(dāng)涂縣（12.3%），花山、雨山兩個(gè)區(qū)變化相對(duì)較小。說明在第1階段周期內(nèi)，馬鞍山市建成區(qū)空間擴(kuò)展強(qiáng)度較大的區(qū)域仍然是以主城區(qū)周邊地區(qū)為主，主城區(qū)擴(kuò)展相對(duì)較小。

2020—2022年，馬鞍山市空間擴(kuò)展強(qiáng)度為2.7%，下轄區(qū)縣的建成區(qū)空間擴(kuò)展強(qiáng)度較為明顯的為當(dāng)涂縣（8.9%），花山、雨山的擴(kuò)展強(qiáng)度變化較小。說明在第1階段周期（2018—2020年），馬鞍山市整體建成區(qū)擴(kuò)展呈現(xiàn)高強(qiáng)度擴(kuò)展；在第2階段周期（2020—2022年），馬鞍山市整體建成區(qū)相對(duì)平穩(wěn)擴(kuò)展。

2.2.2城市面積-人口資源彈性系數(shù)

2018—2020年，馬鞍山市下轄各區(qū)縣的城市面積-人口彈性系數(shù)均高于經(jīng)驗(yàn)值1.12，表明馬鞍山市建成區(qū)的擴(kuò)張明顯快于人口增長(zhǎng)的速率；而雨山、花山作為老城區(qū)，城市建成區(qū)擴(kuò)張潛力有限，主要側(cè)重于城區(qū)的結(jié)構(gòu)調(diào)整與相對(duì)優(yōu)化，因而城市面積-人口彈性系數(shù)指標(biāo)值較低。

2.2.3空間密度

2018—2022年，當(dāng)涂縣、和縣、含山縣、博望區(qū)的城鎮(zhèn)空間密度高于馬鞍山市均值，其中，雨山、花山兩個(gè)老城區(qū)的城鎮(zhèn)空間密度較高，2020年，兩個(gè)城區(qū)的空間密度達(dá)到22平方千米每100平方千米以上，而雨山、花山兩區(qū)的建成區(qū)空間密度變化較小，如表1所示。

綜合來看，城市必須改變“粗放式”的發(fā)展，一方面，要以系統(tǒng)性的思維進(jìn)行各類資源的管控與空間布局，綜合統(tǒng)籌土地資源配置，提升土地利用效率，滿足城市發(fā)展需求；另一方面，加快重點(diǎn)區(qū)域發(fā)展，保護(hù)生態(tài)本底的特色，多視角、多領(lǐng)域發(fā)揮馬鞍山市特色，同時(shí)也為后期發(fā)展預(yù)留相應(yīng)的空間，確保城市健康穩(wěn)定發(fā)展。

3結(jié)語(yǔ)

城市空間格局是對(duì)城市發(fā)展的有效評(píng)價(jià)與分析。本文基于多源空間數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)，利用GIS探索性空間分析方法，構(gòu)建城市空間格局指標(biāo)體系，對(duì)馬鞍山市2018—2022年城市空間格局進(jìn)行探索性分析，旨在為馬鞍山市城市規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)布局提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐依據(jù)。

從對(duì)馬鞍山市城市空間格局監(jiān)測(cè)的結(jié)果來看，主要結(jié)論如下。

（1）城市空間形態(tài)方面，在建成區(qū)緊湊度方面，2018—2020年，馬鞍山市整體緊湊度指數(shù)降低，城市的擴(kuò)展形態(tài)逐漸復(fù)雜，而在2020—2022年，緊湊度指數(shù)變化不明顯，城市的形態(tài)相對(duì)穩(wěn)定。這個(gè)結(jié)論也從空間分維數(shù)監(jiān)測(cè)指標(biāo)有所體現(xiàn)，在2020—2022年，馬鞍山整體進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定的發(fā)展階段。

（2）城市空間擴(kuò)展方面，2018—2020年，馬鞍山市的建成區(qū)空間擴(kuò)展以當(dāng)涂縣及主城區(qū)外圍為主，而在2020—2022年，城市的整體擴(kuò)展有所趨緩。此外，在擴(kuò)展強(qiáng)度方面，第一階段2018—2020年，指標(biāo)數(shù)值相對(duì)較大，第二階段2020—2022年，數(shù)值相對(duì)較小，明顯趨緩。

從2018，2020，2022年馬鞍山市城市空間格局的分析結(jié)果可以看出，馬鞍山市主城區(qū)的城市擴(kuò)展不明顯，城市發(fā)展逐漸步入穩(wěn)定時(shí)期，因而保護(hù)老城、調(diào)整結(jié)構(gòu)成為主城區(qū)發(fā)展的重要方向。

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（編輯：李春燕）