四川省县级以上城市发展变化监测与分析

谢兵 刘慧娟 代永发

摘 要：本文运用RS与GIS相结合的方法，利用2006-2009年、2011-2014年两期高分辨率遥感影像及相关专业资料，开展四川省县级以上城市发展变化监测，研究全省城市发展、土地利用、空间布局、地域差异等特征。研究结果表明：城市发展主要以外部扩展为主，地域差异显著；四川省县级以上城市发展建设过程中比较重视生态环境以及公共服务设施建设，合理利用空闲土地，重视城市绿化的趋势良好。

关键词：城市发展；变化监测；土地利用；动态分析

0 引言

四川省地域辽阔、人口众多、地表变化频繁，在经济发展的转型期，全省经济建设高速发展，地理省情复杂。建立完整、统一和综合的地理省情监测体系，开展地理省情监测工作不仅具有深远的意义，而且具有重要性、必要性和紧迫性。通过开展四川省县级以上城市发展变化监测，调查全省土地利用与覆盖、城市布局和发展变化等基本状况，通过统计分析其空间范围、分布特征、地域差异等，形成反映各类地理环境要素的分布与关系，及其发展变化规律的监测成果，从地理空间的角度提供客观的监测数据。

1 监测区概况与数据源情况

1.1 监测区域概况

四川省位于中国西南腹地，东经97°21'-108° 31'，北纬26°03'-34°19'之间，地处长江上游，东西最大跨度1075km，南北最大跨度921km。四川历史悠久、风光秀丽、物产丰富，享有“天府之国”美誉。四川东邻重庆市，南接云南省、贵州省，西衔西藏自治区，北连青海省、甘肃省、陕西省；东部丘陵较多，西部山地较多。四川省内河网密布，水系发达，岷江、沱江、雅礱江、嘉陵江纵贯四川。四川人口稠密，气候宜人，经济发展较快，交通干线密集。

1.2 数据源情况

本文选取的数据源包括遥感影像、基础地理信息数据、地理国情普查成果数据和专业资料数据等。其中，遥感影像资料包括：2006-2009年、2011-2014年两期分辨率优于1米高分遥感影像（三州地区优于2.5米）。基础地理信息数据包括：1∶10000 DLG数据，生产时间为2006-2011年；1∶50000 DLG数据，现势性为2003年、2008年。地理国情普查成果数据主要包括：正射影像成果、地表覆盖和地理国情要素数据成果、解译样本数据、外业调绘数据。专业资料包括：规划、国土等部门关于土地类型及城区范围的专题数据，民政、交通等部门的专题数据和四川省统计年鉴等。

2 监测与分析方法

（1）监测数据提取

城市发展变化监测分类体系参考《GB50137-2011 城市用地分类与规划建设用地标准》确定，包括已建成区6个一级类，在此基础上细分了4个二级类，监测内容及定义详见表1。

利用第一期遥感影像，结合参考资料，通过人工目视解译的方式获取全省城市主城区和已建成区范围，并根据分类体系进行分类提取，作为监测本底数据库。

利用第一期本底数据为基础，叠加第二期影像数据，结合参考资料，通过增量更新技术提取一期到二期的城市用地变化监测数据。

（2）监测分析方法

根据两期城市采集的数据成果，统计全省地级市主城区及县级已建成区的城区扩张面积、扩展面积占比等指标，统计各城市已建成区面积变化量、居住、公共管理与公共服务用地建筑区（群）变化量，绿地变化量、城市公共设施用地变化量、水域及水利设施用地变化量、变化率及各地类间的转换信息，分析城市发展变化监测时间段内城市地类转换的主要类别，各地类的分布特征、地域差异等信息。

3 监测结果与分析

3.1 四川省县级以上城市发展变化总体分析

（1）城市扩展面积变化特征分析

本文利用两期遥感影像，在GIS空间分析技术支持下，提取了四川省县级以上城市两个监测时相已建成区范围及各用地类型分类数据，对各种地类的面积、变化量、变化率等进行统计，结果见表2。

从表2可看出，2006-2014年间，四川省县级以上城市已建成区扩展面积变化率为52.55%，其中占比最大的为居住、公共管理与公共服务用地建筑区，占总扩展面积的44.41%，其次是其他地类，主要包括施工区、空地等，可见建筑区及施工区的扩展是城市发展的主要推动力。

根据建设部《城市用地分类与规划建设用地标准》，居住用地25%-40%，公共管理与公共服务用地5%-8%，道路与交通设施用地10%-25%，绿地10%-15%，这四类用地综合占比为50%-88%。通过监测数据分析发现，城市绿地占比虽有所增加，但仍低于国家标准；2014年，城市公共设施用地占比达到8.47%，相比国家标准仍处于较低水平，需要进一步加强土地资源管理、注重土地利用结构调整与布局优化。

（2）单一土地利用动态度分析

由图1可知，四川省县级以上城市已建成区范围内，城市绿地的增加速度最快，年变化率达到21.29%；其次是城市公共设施用地；增加最慢的地类为水域及水利附属设施用地。

（3）双向土地利用动态度分析

从表中可以看出，其他地类变化最为活跃，转出率最高，转入率位居第二；转入率最高的是城市绿地，转入率较高的是城市公共设施用地、建筑区，分别为转出率的12.36、5.06倍。

3.2 四川省县级以上城市用地类型变化分析

（1）原城区用地类型的转换分析

本文通过对比两期分类数据，分析原城区范围内的土地转换情况。数据统计结果显示，监测时段四川省县级以上城市在原城区范围内建筑区、城市绿地、城市公共设施用地分别增加105.470 km2、26.624 km2、28.084 km2，而其他地类减少159.819 km2，占上述三类用地面积增加的99.78%，是三类用地面积增加的主要来源，其他地类主要包括在建工地、空地和草地等。建筑区增加的面积最为突出，占全省建成区总转换地类面积的54.33%。城市绿地和城市公共基础设施用地增加面积相对较小。

由图2可知，原城区范围内除其他地类外各城市用地类型面积变化总体不大，建筑区、城市绿地、城市公共设施用地、水域及水利设施和其他地类保持不变的面积占一期各地类面积比分别为91.44%、87.36%、95.54%、97.03%、56.78%，由此可见，除其他地类变化较大外，各城市用地类型面积变化均较小。

（2）扩展区域用地类型情况分析

为进一步研究四川省县级以上城市城区扩展对土地利用的影响，本文对扩张主要占地类型情况进行了分析，得到扩展区域内各地类转换图，如下图所示：

监测时段四川省县级以上城市城区扩展主要占地类型包括耕地、村镇居民点及其他建筑用地和林地，其中以使用耕地为主，面积达到486.4217 km2，占全省城区总扩展面积的47.48%；使用村镇居民点及其他建筑用地和林地面积分别为155.6426 km2、169.0105 km2，分别占全省城区总扩展面积的16.5%、15.19%。全省城区扩展利用绿地、道路及附属设施用地、水域用地较少，仅占全省城区扩展面积的0.80%、3.17%、6.65%。

全省城区扩展占用地类主要转化为建筑区（群）和在建工地、空地和草地等其他地类，面积分别为349.9901 km2、496.6881 km2，分别占全省扩展总面积的34.17%，48.49%。

3.3 城市发展变化的地域差异分析

（1）四川省21市州城市发展用地类型对比分析

为了直观的对比21个地级以上城市间的地域差异，对两监测时相间已建成区变化量、变化率用柱状图叠加折线图表示。

由圖4可知，面积变化量与变化率之间存在一定的相关性，但不是正相关关系。面积变化量最大的成都市，由于基期面积较大，故变化率并不是全省最大的，而巴中市已建成区面积扩展量17.314 km2，排全省16，变化率却居全省第2。

如图所示，建筑区占比最大的是凉山州61.82%，最小的为巴中市35.59%；城市绿地占比最大的是成都市6.40%，最小的为甘孜州仅0.8%；公共设施用地占比最大的是广安市10.08%，最小的为泸州市6.02%；水域及水利设施占比最大的是乐山市21.47%，占比最小的成都市为2.86%；其他地类占比最大的遂宁市44.42%，最小的雅安市为21.36%。与国家标准（GB 50137-2011）对比发现，城市绿地和公共设施用地两地类占比均小于规划结构比重，其他地类占比相对较大，遂宁市、巴中市尤为明显，建成区内空闲地平均占建成区面积的20%以上，未来城市规划建设需注意调控土地利用，合理安排土地投放的数量和节奏，改善建设用地结构、布局，挖掘用地潜力，提高土地配置和利用效率。

（2）用地类型转换区域差异分析

成都市地类转换总面积为166.167 km2，占基期已建成区面积的24.56%，占全省21个市州地类转换总面积的48.72%；德阳市、绵阳市、南充市转换面积相对较大，均在15 km2以上，对应的地类面积占基期已建成区面积比分别为20.03%、19.77%、16.56%。这些城市或由于靠近成渝，受到成渝经济圈、成都平原城市群等重大战略的辐射带动，发展较好。广元市、遂宁市、资阳市和雅安市由于基期已建成区面积较小，地类转换面积占比相对较高，均在15%以上。乐山市由于基期已建成区面积较大，地类转换面积占比相对较小，仅为10.27%。攀枝花市地类转换面积占比4.60%，在21个市州中占比最低。

（3）扩展占地类型区域差异分析

成都市各区县扩展面积最为突出，占全省扩展总面积的40.16%。各市州扩展过程中，主要用地类型为耕地、林地、村镇居民点及其他建筑用地，而绿地、道路及附属设施用地面积均较小。其中15个市州耕地面积占扩展区域比例均在40%以上，内江市、德阳市高于60%，攀枝花最少，仅为13.88%；其次为林地和村镇居民点及其他建筑用地，二者占比最大的均为攀枝花市，可能与自身地形等原因有关；甘孜州、阿坝州均属于川西高原地区，城市发展缓慢，城区扩展面积较小，加之草原植被覆盖率较高，因此扩展区域主要用地类型为施工区、草地及其他用地类型，分别占扩展区域面积比为51.07%、27.48%。广元、乐山等市，由于市域内水域面积较大，因此城区扩展使用水域用地占比较大。

4 结束语

本文利用2006-2009年、2011-2014年两期高分辨率遥感影像及相关专业资料，开展四川省县级以上城市发展变化监测与分析，研究表明：

（1）四川省县级以上城市发展建设过程中比较重视生态环境及公共服务设施建设，合理利用空闲土地，重视城市绿化的趋势良好。

（2）截止2014年，四川省县级以上城市的城市绿地、城市公共设施用占比仍低于国家标准，需要进一步加强土地资源管理、注重土地利用结构调整与布局优化。

（3）城市发展主要以外部扩展为主，原城区内部各用地类型间转换并不剧烈，扩展区域占地类型中耕地最多，其次为林地、村镇居民点及其他建筑用地。

（4）城市发展的地域差异显著。建议未来城市规划建设需注意调控土地利用，合理安排土地投放的数量和节奏，改善建设用地结构、布局，挖掘用地潜力，提高土地配置和利用效率。

参考文献

[1] 郑明辉，王海云，李灿，等.基于地理国情监测的清远县开发区土地利用时空演变分析[J].地理信息世界，2015，22（5）：27-32.

[2] GB 50137 - 2011，城市用地分类与规划建设用地标准[S].

[3] 康红梅.城市基础设施与城市空间演化的互馈研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2012.

[4] 刘艳芳，刘海江，刘殿锋，等.区域城镇化发展水平监测与评价[J].地理信息世界，2015，22（5）：14-20.

作者简介：

谢兵（1968-）；男；重庆大足区人；工程师；大学专科；主要从工程测量、地理信息数据库建设等工作；单位：四川省第一测绘工程院。