基于遥感与GIS技术的深圳市1979-2014年填海动态变化及其影响因素分析

洪宇，周余义，沈少青，周凯

(1.深圳市海洋环境与资源监测中心 深圳 518034； 2.国土资源部城市土地资源监测与仿真重点实验室 深圳 518034； 3.综合开发研究院(中国深圳) 深圳 518034 ； 4.深圳市数字城市工程研究中心 深圳 518034)



基于遥感与GIS技术的深圳市1979-2014年填海动态变化及其影响因素分析

洪宇1，2，周余义3，沈少青1，4，周凯1，2

(1.深圳市海洋环境与资源监测中心 深圳 518034； 2.国土资源部城市土地资源监测与仿真重点实验室 深圳 518034； 3.综合开发研究院(中国深圳) 深圳 518034 ； 4.深圳市数字城市工程研究中心 深圳 518034)

文章以深圳市作为研究对象，利用遥感和GIS技术，对1979-2014年间5个时期的多源数据进行分析，获取了深圳市近35年以来的填海变化数据，并以此为基础，分析深圳市的填海动态变化特征及其驱动因素。研究表明：1979-2014年间，深圳市填海总面积约74.77 km2，其中，西部海域为62.75 km2，占比为83.9%，东部海域12.02 km2，占比为16.1%；从填海规模和发展速度来看，深圳市填海变化具有明显的阶段特征，大致分为起步发展阶段、快速增长阶段、优化扩张阶段和控制增长阶段；影响深圳市填海变化的驱动力，主要来源于社会经济、土地资源、使用价格、政策法规及生态环境等五大因素。最后，文章结合填海变化及驱动因素分析成果，对新时期的深圳市填海活动提出合理性建议。

深圳；填海；驱动力；遥感

近年来，沿海经济的快速发展，使得沿海土地资源稀缺矛盾突出。填海造地因其成本低、价值高，成为我国沿海地区新增土地资源的重要途径。为此，在沿海地区出现了大规模的填海造地活动。填海造地对于拓展城市空间、缓解土地资源压力发挥了重要的积极作用；但由于围填海造地占用了稀缺的海域资源，并把其功能转化为单一的土地功能[1]，在一定程度上造成了生态环境效益的损失；而无序、过度的填海造陆势必影响海岸带地区资源的可持续发展与利用。因此，加强对填海造地的监督与管理具有重要的现实意义。

深圳市作为我国改革开放的“排头兵”和“试验田”，是国内城市化发展最快的地区，也是较早地遭遇了土地资源“瓶颈”，实施填海造陆的地区。开展深圳市填海变化和驱动力的研究，对于系统掌握沿海地区的填海活动规律，加强对填海活动的监控、管理及决策具有重要的参考价值。

1 区域概况及数据分析

1.1 区域概况

深圳位于珠江口东岸，面向南海，拥有海域总面积约1 145 km2，海岸线长约283 km。由于南部与香港接壤，因此形成了东、西两面环海，由“三湾一口”构成的海域格局。东部海域由大亚湾和大鹏湾构成，海域面积约367 km2，岸线长约156 km。西部海域为珠江口和深圳湾，海域面积约778 km2，海岸线长约101 km。2014年，全市土地总面积为1 997 km2，建成区面积为890 km2，常住人口达1 077.9万人。

1.2 数据来源

本文所用数据包括遥感影像数据和非遥感影像数据。遥感影像数据：1979年的MSS影像、1989年和1999年的TM影像、2009年的ETM和SPOT影像、2014年的SPOT和QB影像等5个时期数据。非遥感影像数据包括深圳统计年间相关数据和深圳用海项目矢量数据及野外实地调查勘测等数据，用于作为深圳填海变化的参考资料。

1.3 影像处理与信息提取

1.3.1 影像的几何校正和增强处理

利用ENVI软件的图像处理功能，以1∶5万地形图为参照，对影像进行几何校正。每幅影像选取4个以上地面控制点，均方根误差小于0.15个像元，保证所有影像在同一空间坐标系统内的几何精度。

对完成几何校正的影像，在ENVI软件中采用线性拉伸、滤波增强、信息融合、假彩色合成等方法，使处理后的影像清晰、自然，以利于人工目视解译。

1.3.2 填海专题信息的提取

在反复比较各种合成处理方案后，为突出反映土地及海岸线信息，本文对MSS、TM、OLI影像选取近红外、红、绿波段作假彩色合成，以此作为遥感解译底图。同时，结合深圳高精度地形图，在ArcGIS平台中提取岸线形态、位置信息；并在填海信息的提取过程中，将岸线数据与深圳用海项目矢量数据进行叠加，获取出填海造地属性的数字化数据。在完成了岸线和填海的空间信息提取后，使用ArcGIS中的计算几何工具，分别计算出分区域的填海面积，然后将信息导出，使用SPSS软件对填海面积进行统计分析。

2 深圳市填海动态变化及驱动力分析

遥感图像解译结果与GIS数据分析结果显示：1979—2014年间，深圳填海造地总面积约74.77 km2，年均填海面积为2.14 km2。其中，西部海域为62.75 km2，占比为83.9%；东部海域12.02 km2，占比为16.1%。结合深圳市填海遥感解译结果、城市发展特征及填海的驱动力分析，近30多年来深圳市填海动态变化具有明显的阶段特征，其大致可分为：①起步阶段。城市发展特征为商贸业和建筑业率先发展，工业发展刚起步，城市空间主要集中于罗湖等离香港相对较近的区域。填海核心驱动力是港口建设。②快速扩张阶段。城市发展特征为工业加速发展，推动产业结构快速调整，城市功能逐步完善，城市空间由关内向关外地区快速扩张。填海核心驱动力是机场、工业、居住、港口等建设。③优化扩张阶段。城市发展特征为工业与服务业协同发展，产业结构保持相对稳定，城市发展逐步由外延式扩张向内涵式增长转变。填海核心驱动力是高地价、高产出的现代都市空间建设。④控制增长阶段。城市发展特征为现代服务业快速发展，并向滨海地区集聚，形成都市功能核心区，城市发展以集约、节约用地为主。填海核心驱动力是新型产业空间载体建设(表1)。

表1 1979-2014年深圳填海阶段划分 km2

2.1 起步发展阶段(1979-1989年)

该时期正是深圳特区成立和发展初期，也是深圳城市空间形成和发育的初级阶段，因此，填海需求弱，规模相对较小。期间，深圳填海的总面积为7.79 km2，年均填海面积约0.78 km2。在特区成立之初，深圳的经济发展基础十分薄弱，但凭借邻近香港和特区政策的双重优势，商贸业率先发展，并带动建筑业起飞，共同推动深圳城市发展。此时深圳的城市空间主要集中于罗湖、蛇口等离香港相对较近的“内陆区域”。之后，随着上步、蛇口、南头等工业区的建设，深圳的加工贸易快速崛起，并带动了蛇口、赤湾、东角头、妈湾等港口及配套设施的建设，拉开了深圳城市空间逐渐向海延伸的序幕。西部海域的港口建设是此阶段深圳填海造地的核心驱动力。

2.2 快速扩张阶段(1990-1999年)

进入20世纪90年代以后，深圳的工业化和城市化发展步伐明显加快，城市空间快速扩张。同时，由于产业结构的快速调整和城市功能的逐步完善，填海新增土地用途快速趋向多元化，填海规模和填海热点区域也迅速增加，使深圳的填海空间格局发生了极大的改变。期间，深圳填海总面积为34.44 km2，年均填海面积达3.44 km2，是起步发展阶段的4.4倍；填海范围由赤湾、蛇口、妈湾港区扩展到了深圳河口的福田保税区、南头半岛东侧沙河和粤海街道的滨海地区、宝安机场及西乡、新安集中填海区和盐田港区等地。机场、工业、居住、港口等建设用地需求成为深圳这一时期内填海新增用地的主要动力来源。

2.3 优化扩张阶段(2000-2009年)

进入21世纪以后，深圳的土地资源“瓶颈”日益显现，土地价格快速攀升，城市发展逐步由外延式扩张向内涵式增长转变。同时，由于国家对围填海的严格控制，深圳的填海速度出现明显回落，填海方式以现有填海区功能优化、调整的镶嵌式为主，填海空间相对集中。这一时期，深圳填海总面积为29.64 km2，年均填海面积约2.96 km2。其中，西部海域在后海、前海、大铲湾港区、机场二跑道、西部通道等重大填海工程项目的推动下，填海面积仍然较大，占该阶段填海总面积的比重为75.7%；东部海域由于盐田港区三期及东港区填海工程的建设，填海面积快速增加，达到7.19 km2，占比达24.3%。随着深圳由工业化后期向后工业化时期的转变，金融、物流、信息等现代服务业快速发展，以前海、后海为代表的高地价、高产出的现代都市空间建设成为该阶段填海造地的核心驱动力。

2.4 控制增长阶段(2010-2014年)

2010年，迈过了特区建立30年的历史节点，深圳的城市发展逐渐进入了以集约、节约用地为主的新阶段。同时，在市场调节和新一轮城市规划引导的双重作用下，越来越多的高端产业和城市功能空间加速向滨海地区聚集，使滨海地区的填海造地压力进一步增强。但由于受累计填海所造成的填海空间限制以及海域生态环境和海域使用管理政策法规的约束，实际填海规模明显萎缩。期间，深圳填海总面积为2.9 km2，年均填海面积仅0.58 km2，填海速度明显低于前期各阶段。其中，西部海域受近岸海域填海潜力限制和累计环境压力影响，填海面积仅为0.98 km2，东部海域由于坝光填海区的启动，填海面积达1.92 km2。从填海驱动力来看，由于土地资源紧缺，导致深圳在进行生命健康、海洋、航空航天、智能装备等新一轮重大产业布局时的空间十分有限，因此，新型产业空间载体建设是当前和未来深圳填海造地的核心动力，大空港地区及坝光片区是填海造地的核心区。

3 深圳市填海造地的影响因素分析

填海造地规模是用地市场需求与各类影响因素共同作用的结果。综合分析来看，深圳填海造地的影响因素主要包括社会经济、土地资源、使用价格、政策法规及生态环境5个方面。

3.1 社会经济因素

在改革开放和全球化的大背景下，深圳凭借邻近香港的区位优势，获得了社会经济发展的强大集聚力，以“深圳速度”创造了世界经济发展史上的奇迹。1979-2014年间，深圳常住人口由31.41万人增加到1 077.89万人，经济总量由1.96亿元发展到1.6万亿元，年均增速分别为10.6%和23.9%。在此推动下，深圳的建成区面积由2.9 km2扩展到890 km2，年均增速达17.8%。城市空间的快速扩张，产生了对填海造地的强烈需求。因此，社会经济快速发展形成的集聚效应不仅是深圳城市发育和壮大的直接动力，也是诱发深圳填海造地的核心因素。

3.2 土地资源因素

城市土地资源数量、质量的差异，及其在各行业的分配不同，给城市带来不同的经济效益、社会效益和环境效益[2]。深圳土地面积狭小，且由于社会经济发展速度快，因此较早地遭遇了土地资源“瓶颈”。进入21世纪以后，经过了以大规模工业区建设为主的粗放式的城市化发展以后，深圳尤其是特区内的可利用土地资源变得日益紧缺。而1979-2014年间，深圳累计填海造地总面积约74.77 km2，占全市建成区总面积的比重约8.4%(表2)。可见，填海造地对于缓解深圳的城市土地供需矛盾的发挥了重要作用。因此，土地资源紧缺也是深圳填海造地的重要驱动因素。

表2 深圳累计填海造地面积占建成区面积比重

3.3 使用价格因素

导致填海的最直接因素是土地价值带来的经济利益和海岸自然条件适宜性下填海成本之间的利润差[3]。通过填海形成的土地所获取的出让金远远高于建设填海造地用海的海域使用金征收标准。巨大的成本利益差成为推动填海造地规模扩大的重要诱因。随着深圳城市经济的发展，土地供需矛盾继续升级，土地价值将进一步高涨，使海域使用价格与填海新增用地价格之间形成的“剪刀差”将呈扩大之势。这种价格差无疑是影响深圳当前及未来填海造地规模的重要因素。

3.4 政策法规因素

从我国填海造地的发展进程来看，早期由于海洋管理相关法规的缺位，填海造地长期处于无序、无度、无偿的“三无”状态。而《土地管理法》确定的国有土地资源有偿使用制度，使加大填海力度成为深圳这个滨海城市的不二选择，形成了深圳填海持续了10多年的高峰期[4]。到2001年，《海域使用管理法》出台以后，各项制度的确立，尤其是海域有偿使用制度的实施，为我国使用经济手段调控围填海造地提供了法律依据，对填海造地形成了明显的约束，有效降低了深圳的填海热度，尤其是在优化扩张阶段和控制增长阶段，深圳的年均填海规模呈现明显下降趋势。因此，政策法规因素是深圳填海造地规模控制的重要手段。

3.5 生态环境因素

生态环境因素对填海造地的驱动表现为正、反两个方面。在工业化和城市化发展早期，特殊的生态、景观条件使滨海地区的价值尤为突出，以填海造地谋求向海发展成为沿海城市扩张的重要方向。但随着填海规模的不断扩大，近岸海域的自然生态环境逐渐恶化，生态环境因素对填海造地的倒逼作用逐渐加强。近年来，珠江口海域生态环境的持续恶化也是促进深圳合理控制填海造地速度和规模的重要影响因素。

4 结论与建议

1979-2014年期间，深圳市填海造地总面积约74.77 km2，其中，西部海域填海面积远高于东部海域。深圳市实施填海造地并不完全是由于土地资源紧缺，在土地资源充裕的初始阶段也一样有着填海活动。填海的影响因素主要包括社会经济、土地资源、使用价格、政策法规及生态环境5个方面，并且不同要素在填海各阶段的作用存在明显差异。填海造地对于促进深圳社会经济发展、优化城市空间结构、创造土地增值效应起到了良好的正面推动作用，但同时也对填海热点区近岸的海域生态环境造成了巨大压力。因此在新时期的填海过程中需要注意以下几个方面：①严格控制填海规模，加强海域使用综合评价，科学制定填海控制线；②建立海域使用权市场化机制，合理提高填海造地用海的海域使用金征收标准，有效利用经济手段，加强对填海行为的管控；③完善海域监视监测体系，强化对填海热点区的实时监测，禁止不合理、不合法的填海造地活动；④创新填海造地方式(如，离岛式填海等)，有效缓解填海对海域的生态环境影响，增加可填海面积。

[1] 李京梅，刘铁鹰，周罡.我国填海造地价值补偿现状及对策探讨[J].海洋开发与管理，2010，27(7)：12-16.

[2] 秦鹏，陈健飞.香港与深圳土地集约利用对比研究[J].地理研究，2011，30(6)：1129-1136.

[3] 赵梦，张静怡.我国填海造地的驱动因素及对策分析[J].海洋开发与管理，2013，30(5)：1-4.

[4] 于海波，莫多闻，吴健生.深圳填海造地动态变化及其驱动因素分析[J].地理科学进展，2009，28(4)：584-590.

On Dynamic Changes of Reclamation and Its Causes in Shenzhen during 1979 and 2014 Based on Remote Sensing and GIS Technology

HONG Yu1,2, ZHOU Yuyi3,SHEN Shaoqing1,4, ZHOU Kai1,2

(1.Key Laboratory of Urban Land and Resources Monitoring and Simulation, Ministry of Land and Resources, Shenzhen 518034，China; 2.Shenzhen Marine Environment and Resources Monitoring Center，Shenzhen 518034，China; 3.China Development Institute，Shenzhen 518034，China; 4.Shenzhen Research Center of Digital City Engineering，Shenzhen 518034，China)

This paper had made a comprehensive analysis of land reclamation of Shenzhen in the recent 35 years based on satellite images acquired at 5 different periods from 1979 to 2015 by using RS and GIS technologies. The characteristics of reclamation changes and the driving factors were systematically analyzed. From 1979 to 2014, the total reclamation area was about 74.77 km2, 83.9% of which was in western coast with an area of 62.75 km2, and the eastern coast was 12.02 km2, accounting for 16.1%. According to the characteristics of reclamation scale and developing speed, the history of land reclamation in Shenzhen could be divided into 4 phases involving the initial stage of development, the rapid growth stage, the optimization of expansion stage and the controlled growth stage. The driving force of reclamation in Shenzhen city mainly lies in five factors, including social economy, land resources, price, policies and regulations as well as ecological environment. At last, this paper put forward reasonable suggestions on the Shenzhen reclamation in the new period, based on the analysis of the changes of the land reclamation and the driving factors.

Shenzhen city， Land reclamation， Driving forces，Remote sensing

国土资源部城市土地资源监测与仿真重点实验室开放基金项目(KF-2015-01-030).

洪宇，工程师，硕士，研究方向为地理信息系统、海域使用动态监管，电子信箱：hongyu@szpl.gov.cn

P208；F301.23

A

1005-9857(2016)03-0089-05