城镇空间适宜性评价方法与应用

何丽华，於新国，于胜杰

（1.湖北省地理国情监测中心，湖北 武汉 430071）

2017年，中共中央办公厅、国务院办公厅印发的 《省级空间规划试点方案》要求“全面摸清并分析国土空间本底条件，划定城镇、农业、生态空间以及生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界（以下称“三区三线”），注重开发强度管控和主要控制线落地，统筹各类空间性规划，编制统一的省级空间规划，为实现“多规合一”、建立健全国土空间开发保护制度积累经验、提供示范”[2]，表明“三区三线”划定工作已然成为国土空间规划的核心内容。2019年，中共中央国务院《关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》明确指出“在资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价的基础上，科学有序地统筹布局生态、农业、城镇等功能空间，划定生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界等空间管控边界以及各类海域保护线，强化底线约束，为可持续发展预留空间”[1]，更加凸显了“三区三线”作为管控底线的作用。 2020年，自然资源部办公厅印发的《省级国土空间规划编制指南》（试行）要求“收集整合覆盖陆海全域、涵盖各类空间资源的基础数据，充分利用大数据等信息技术手段进行分析研判，夯实规划基础”[3]。

城镇空间作为国土空间的重要组成部分，分析其资源环境、承载能力、战略区位、交通基础设施等要素情况，评价城镇空间的适宜性程度，可为城镇空间和城镇开发边界的划定提供数据支撑，对城镇空间规划、城镇功能发展、城镇建设引导具有重要的意义，也是“三区三线”划定工作中不可或缺的部分。本文工作以基础地理信息数据、地理国情普查监测数据、土地利用变更调查数据、社会经济统计数据等为基础，通过数据处理、指标计算、分析评价等一系列技术过程，所得到评价数据成果，不仅能展示城镇空间的地理区域、地形地貌、道路交通、水域分布、土地利用等信息，而且可以反映自然资源、生态环境与社会经济发展等要素间的相互关系，是服务城镇空间规划编制及管理的基础性工作。

1 评价指标体系

借鉴《市县空间规划编制技术规程（征求意见稿）》[4]，从资源环境约束性、社会经济发展基础适宜性两个维度构建城镇空间适宜性评价指标体系，城镇空间适宜性评价指标体系包括一级指标2个，二级指标8个，如表1所示。

表1 城镇空间适宜性评价指标体系

2 评价方法

城镇空间适宜性评价以定量方法为主，以定性方法为辅，主要有包括单指标评价、多指标综合评价等环节。开展单指标评价，基于单项评价结果进行多指标综合评价，分析城镇功能适宜性，与现状地表分区数据进行叠加分析，形成城镇空间适宜性评价结果。

2.1 资料收集与处理

收集评价需要的资料，主要为基础地理信息数据、地理国情普查监测成果、多期土地利用现状数据、多期人口经济等统计数据、其他资料等。应保证数据资料的权威性、准确性、时效性。评价资料来源广、格式多，在使用前需进行资料数据年份、属性、内容等的检查，明确资料的使用方法和要求。对统计文本数据需进行数字化、量纲归一化或空间化插值处理等。对空间数据需进行格式转换、坐标转换、数据重构、数据提取处理等。对专题大数据需进行数量化、对象化及数据扩样、清洗、聚类、挖掘等处理。如基于地理国情普查监测成果中地表覆盖的不同种类房屋建筑数据建立回归方程，反演得到人口空间分布结果[5]。当历史系列数据不连续、缺乏其中某些年份的数据时，可根据需要进行推导和插补，数据插补可采用比例法或数据内插法。若因行政区划调整等原因造成历史系列数据统计范围不一致时，应对历史数据进行范围校核，核准并统一到与评价范围相一致。空间数据平面坐标系需统一为CGCS2000国家大地坐标系，格式尽量统一为ArcGIS文件地理数据库或shp数据格式等。

2.2 数据处理

数据处理包括评价基础数据生产和现状地表分区数据编制。基础数据按要素类型分层存储。提取地理国情普查监测成果中地表覆盖、行政区划、水域、交通、区位点等要素数据，挂接各类属性信息。利用处理后的土地利用数据，提取、融合评价需要的多年份土地利用现状数据。按成果属性定义要求，整合、集成形成评价基础数据，确保数据内容完整，位置、属性信息正确，图斑拓扑关系合理，无压盖和空隙等。基于地表覆盖、土地利用等数据，融合形成现状地表分区数据，数据内容与分层如表2所示。

表2 评价基础数据内容及分层表

2.3 单指标评价

分别开展土地资源、水资源、环境、灾害等资源环境约束性指标单项评价，以及人口、经济、城镇建成区、交通优势等社会经济发展基础适宜性指标单项评价。评价模型、方法如下。

人均后备适宜建设用地潜力：

确定坡度分级方法，结合土地利用/地表覆盖数据，根据式1～3，计算人均后备适宜建设用地潜力，并按照＞2，0.8～2，0.3～0.8，0.1～0.3，≤0.1亩/人将后备土地资源划分为丰富、较丰富、中等、较缺乏、缺乏五种类型，分别赋值5，4，3，2，1。

人均水资源开发利用潜力：

根据式4、5，计算人均水资源开发利用潜力，并按照＞100，50～100，20～50，0～20，≤0 m3/人将水资源开发利用潜力划分为高、较高、中等、较低、低 5个等级，分别赋值5，4，3，2，1。

环境胁迫度：

根据式6、7，计算化学需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）、总氮（TN）、总磷（TP）等四类污染物浓度超载指数，并进行加权求和（权重值均为1/4），得到总的水环境污染浓度超载指数。按照＞2、1.6～2、1.2～1.6、0.8～1.2及＜0.8，将环境胁迫程度划分为 高、较高、中等、较低、低五个等级，分别赋值1， 2，3，4，5。资料允许可考虑大气环境纳污能力。

灾害危险性：

利用区域地质灾害易发分区数据，根据地质灾害易发程度，将地质灾害高易发区、中易发区、低易发区、不易发区分别对应灾害危险性较高、中等、较低、低，分别赋值2，3，4，5。资料允许可考虑地震灾害、气象灾害危险性等。

人口集聚水平：

根据式8～11，计算人口集聚水平指标值，其中人口集聚强度指数分级参考阈值如表3所示，并按五等分法，将人口集聚水平划分为高、较高、中等、较低和低五个等级，分别赋值5，4，3，2，1。

表3 人口集聚强度指数值分级参考阈值（人口密度单位：人/km2）

经济综合发展水平：

根据式12～14，计算各评价单元人均GDP及地均经济密度，按照表4对人均GDP和地均经济密度进行分级。其中max、min分别为评价单元人均GDP（地均经济密度）的最大值、最小值。按照表5判定经济综合发展水平为高、较高、中等、较低、低五个等级，分别赋值5，4，3，2，1。

表4 [人均GDP]、[地均经济密度]分级统计表

表5 经济综合发展水平等级的参考矩阵

城镇建成区发展状态：

根据式15、19，计算建成区用地集中度、建成区平均斑块用地规模，近年来城镇建成区用地平均增长速率，确定合适的建设用地图斑平均面积阈值、建成区用地平均增长速率分级标准及赋值，得到城镇建成区发展状态指数，并按五等分法，设置合理分级标准，将城镇建成区发展状态划分为高、较高、中等、较低和低5个等级，分别赋值5，4，3，2，1。

交通优势度：

根据式20、21，评价交通优势度，分析评价单元内高速公路、国道、省道、县道等交通要素网络密度，并按照五等分法得到分级结果，分别赋值5，4，3，2，1。分析机场、港口、铁路车站及各等级公路（城市道路中，快速路按一级公路提取，主干路按二级公路提取）影响范围并赋值，具体赋值方法可结合区域特点，计算交通干线影响并分级，分别赋值5，4，3，2，1。区位优势评价分为内部区位优势评价和外部区位优势评价，计算评价单元政府驻地到区域最高级别政府驻地的交通距离d，并按照≤D，D～2D，2D～3D，3D～4D，＞4D将内部区位优势划分为五个等级（其中D为最高级别政府驻地至评价区域行政边界最远交通距离），分别赋值5，4，3，2，1。外部区位优势评价考虑评价单元至周边政府驻地的车程距离（车程小于 2h）以及周边行政区域经济总量情况。分析周边所有车程小于2h行政区域的GDP，综合考虑经济总量和车程距离两个因子，设置合适的分级标准并得到外部区位优势等级，分别赋值1，2，3，4，5。

按式22计算区位优势评价结果f区位优势。

式中，f外部区位为外部区位分值；f内部区位为内部区位分值。

对交通网络密度、交通干线影响度和区位优势度3个要素指标评价结果进行无量纲处理（值介于 0～1 之间），并等权重加权求和，按照0～0.2，0.2～0.4，0.4～0.6，0.6～0.8，0.8～1.0，将交通优势度划分为低、较低、中等、较高和高5个等级，分别赋值1，2，3，4，5。

2.4 多指标综合评价

采取等权重对各指标的评价结果进行加权求和，并进行四等分处理，将多指标综合评价结果划分为“一级”、“二级”、“三级”、“四级”4个等级，得到多指标综合评价结果。结合空间开发负面清单、现状建成区及过渡区数据，根据空间开发负面清单禁止开发、生态为主的过渡区开发适宜性降级等原则，划分评价区域城镇空间适宜性为一等（最适宜）、二等（较适宜）、三等（较不适宜）、四等（不适宜）4个等级。

3 应用实例分析

选取某研究区域，利用本文提出的评价方法对区域城镇空间适宜性开展评价。研究区地形为岗地、平原，总面积为3 667 km2，现状地表分区中空间开发负面清单、现状建成区、Ⅰ型过渡区、Ⅱ型过渡区、Ⅲ型过渡区面积分别为2 221 km2、171 km2、885 km2、388 km2、2 km2。

对区域土地资源、水资源、环境、灾害等资源环境约束性指标，以及人口、经济、城镇建成区、交通优势等社会经济发展基础适宜性指标进行定量分析，其中统计各等级土地可利用度评价值土地面积，结果如表6所示。

表6 研究区各等级可利用程度土地面积统计表/km2

叠加资源环境约束性、社会经济发展基础适宜性单项评价结果，并进行分级处理，得到多指标综合评价结果，统计多指标综合评价各等级土地面积，结果如表7所示。

表7 研究区多指标综合评价各等级土地面积统计表/km2

叠加现状地表分区结果分析，区域城镇空间适宜性评价结果为最适宜（一等）土地面积为45 km2、较适宜（二等）面积为59 km2、较不适宜（三等）土地面积为617 km2、最不适宜（四等）土地面积为2 946 km2，分别约占评价区域总面积1%、1%、18%、80%。从评价结果来看，城镇空间适宜性评价结果为最适宜、较适宜的区域主要分布在重点集建区附近，与区域实际情况基本一致，该区域城镇承载能力较高，基础设施和区位优势较好。应用实例分析结果也验证了本文提出的评价方法可行。

4 结 语

本文提出的城镇空间适宜性评价方法主要是基于资源环境约束性和社会经济发展基础适宜性两方面开展的，其指标体系、评价方法与现行的《资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价指南（试行）》[7]存在较大差异，已不能适应当前城镇空间适宜性评价工作的要求。但该方法具有评价指标设置更聚焦城镇发展评价、空间分析方法应用科学合理、技术要求明确且可操作性强、评价结果用图形化方式展示更直观等特点。同时也存在评价指标考虑还不全面、评价因子权重设置不够合理、分析评价建模方法研究还不完善、新技术和新方法应用不多等不足。在今后的工作中，我们不仅要拓展利用大数据等方法，继续探索城镇空间适宜性评价中的指标构建、权重设置、模型选取等技术方法。还要不断地进行各类数据分析的实践探索，努力形成相应的数据分析技术体系，为“三区三线”划定工作提供有力的基础数据服务。