基于CA的城市用地扩张分析与农业生产协调布局——以泰国为例

陈晓宇 陈燕诗 杨晓雯 甘春燕 黄浚蝉

广东财经大学18级人文地理与城乡规划1班 广东 广州 510000

1 引言

近年来,随着“一带一路”的深入发展,东南亚各国成为投资热区,其中泰国凭借庞大内需市场、高经济发展速度、丰富旅游资源等因素,成为各国投资者不可忽视的热点国家,发展势头十分迅猛。

对于城市无序扩张所带来的生态环境破坏、耕地面积锐减等问题,可以根据底线用地指标,通过科学、因地制宜的方法进行永久基本农田和城市开发边界的划定,在一定程度的预防和化解用地无序扩张的问题[1]。在之前关于城市开发边界研究中大多是偏向于城市空间形态的研究[2],或从生态环境的角度出发,进行城市开发边界划定；蔡庚洋等[3]选取“生态保护优先”。

目前,相关研究中对城市开发边界与耕地质量、永久基本农田划定工作相结合的研究相对缺乏,本研究将城市开发边界与永久基本农田划定结合,使用ArcGIS、以及CA模拟工具进行泰国耕地综合质量评价、空间自相关分析、城市用地扩张模拟等相关操作,同时结合泰国城市发展方向及模式、耕地利用等级进行永久基本农田划定和城市开发边界划定。

2 方法与数据

基于逻辑回归CA的城市土地利用变化模型原理如下：根据逻辑回归模型计算的元胞土地利用类型转变概率为：

Pg(Sij=urban)表示栅格空间中位于ij位置的元胞转变为城市用地状态的概率,取值范围为0-1.z描述了影响土地利用变化的各类因子所产生的影响,其构成如下：

其中α为回归常数,bk为逻辑回归模型的系数,xk代表了ij位置元胞第k个影响因子的值。

3 分析与讨论

3.1 城市用地扩张模拟结果

图2 2005-2015年泰国的城市用地图

本文模拟了2005-2015年泰国的城市用地扩张情况,通过输入各个空间变量,设置了转换总量,迭代次数等程序后,软件开始模拟,由图可看出,城市用地总量呈现正增长的情况,城市用地增长呈散点状,新增城市用地大部分在原有旧城区的周围,向外扩张。整体上看,城市用地呈现散点状,局部聚集成块状。

3.2 用地转移局部分析 从图中可以看出,泰国在2005年-2015年间,各个行政区城市用地面积都有所增长,但增长面积不同,其增长面积较大的区域在曼谷湾沿岸一带城市,如曼谷、芭提雅等,增长面积大多在1000km2以上,这些城市有着较好的城市发展基础,基础设施完善,特别是曼谷,大城市极化效应大,对于人口、资金各方面要素有强大吸引作用。因为土地总量是固定的,城市用地面积的扩展必然会侵占其他土地利用类型。

3.3 景观格局指数分析 表1表明,在2005-2015年期间,泰国的景观破碎化程度较大。斑块密度(PD)的变化趋势与斑块数(NP)相似,2005年的斑块密度(PD)为0.0554,到2015年,斑块密度(PD)上升至0.0604,而模拟结果为0.0542。这表明,在2005-2015年间,泰国的景观生态的过程趋于活跃。

表1 斑块类型水平上的景观格局分析

各斑块类型的各景观指数计算结果如表2所示。

(1)在2005-2015年,农用地景观的斑块数(NP)、斑块密度(PD)和聚集度(AI)的值都减小,这表明了在2005-2015年间农用地景观的破碎化程度减少；生态用地景观的斑块数(NP)、斑块密度(PD)的值减小,而聚集度(AI)的值增大,表明了随着时间的变迁,生态用地景观趋于集聚；与之相反,城市用地景观的斑块数(NP)、斑块密度(PD)都增大,而聚集度(AI)的值减小；而未利用景观的斑块指数(NP)、斑块密度(PD)和聚集度(AI)的值得变化不大。

(2)由表1得出,在2005-2015年间,农用地景观与生态用地景观的聚集度(AI)最高,且变化不大,表明了泰国的农用地景观与生态用地景观均由团聚的大斑块组成；且农用地景观的斑块数(NP)与斑块密度(PD)均小于生态用地景观,而聚集度(AI)较于生态用地景观大,从而得出农用地景观的平均斑块指数大于生态用地景观。

4 结论

泰国是农业大国,在发展中协调农业用地、生态用地以及城市用地的关系尤为重要。为更好地展示泰国的城镇化过程,本研究使用逻辑回归的CA模型预测并模拟泰国全域的城市扩张过程。本文针对当前土地资源里已经确,城市无序扩张的问题,探讨泰国用地的分布格局以及转换规律,并提出一种提出了一种对城镇发展空间与农业生产空间进行协调优化的方法,在以后的发展规划中能够起到一定的参考作用。