多源数据支持下广佛边界地区“三生空间”时空分异特征研究——以“白云—南海”试验区为例

王成芳 高富丽 周健莹

2012年中共十八大报告提出以优化“三生空间”为要求的国土空间开发格局，2013年十八届三中全会划定三生空间开发管制界限。2019年《关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》提出科学布局生产空间、生活空间、生态空间。上述文件标志着国土开发方式将从以生产空间为主导转向生产、生活、生态空间相协调（黄金川等，2017）[1]。国内不少学者曾开展“三生空间”相关研究，如“三生空间”分类及影响因素研究等（刘继来等，2017；朱琳等，2018）、“三生空间”功能识别（李广东等，2016；曹根榕等，2019；黄安等，2020）、“三生空间”乡村聚落演变及优化管控等（李伯华等，2018；王成等，2018；张云路等，2019）相关研究及国土空间规划编制研究（扈万泰等，2016；周劲等，2019）[2-11]等方面，其相关研究思路的科学性和可行性得到较好印证。

广州和佛山两城毗邻，文化同根同源，广佛同城是国内跨边界一体化发展的重要示范区。1982年广州市总体规划就提出荔湾区和南海区是首先实现规划互动对接的地区。2019年2月《粤港澳大湾区发展规划纲要》发布意味着大湾区发展已成为国家议题，在湾区几座跨海大桥建设及各核心城市集聚功能不断增强的背景下，珠江西岸城市群具备明显极化优势，因此广佛同城发展被提上更高的战略地位（庄筠， 王成芳等，2019）[12]。广佛交界地带由于区域交通割裂、集体经济发展模式受限、现状空间破碎，半城市化特征明显。有不少学者针对广佛区域合作、交通一体化发展曾开展若干讨论（李晓晖，肖荣波等，2010；刘超群，李志刚等，2010；吴蕊彤，李郇等，2013；魏宗财等，2014；林雄斌等，2014；袁奇峰等，2019）[13-18]。目前，广佛发展正从同城对接走向广佛融合，探索制度共建与要素共享是大势所趋，2019年《共建广佛高质量发展融合试验区备忘录》提出广佛两市共建“1+4”高质量融合发展试验区（图1），也正表明广佛同城化发展已逐步进入融合阶段。因此，本文尝试以广佛边界地带的“白云—南海”试验区（下文简称“试验区”）作为样本研究区，从“三生融合”视角探讨构建跨边界地区协同发展模式，这对探索跨边界地区产业协同创新机制、基础设施共建、生态保护机制等具有重要意义，同时也为大湾区一体化建设提供参考借鉴。

图1 广佛“1+4”融合发展格局

1 研究区概况

如图1所示，“白云—南海”高质量发展融合试验平台为广佛两市共建“1+4”高质量融合发展试验区中其中之一，东侧为广州白云石门片区，西侧为佛山南海里水片区部分区域，其间为珠江西航道相隔。从图2可以看出，东侧城市功能相对混杂，西侧多为工业用地和生态农业用地。

图2 “白云—南海”试验区范围

2 研究思路与数据处理

2.1 研究思路

实现跨区域两地的可持续发展，要从社会、经济、生态可持续发展入手。“三生空间”包涵的生活、生产、生态空间与上述三个方面正好可以形成良好的呼应关系。本文研究分为两个层次：第一是基于POI（兴趣点，Point of Interest的简称）大数现状三生空间分布格局分析；第二是从时空维度切入分析两地用地空间变化。一方面，基于多时相卫星影像的试验区建设用地变迁分析两地之间融合发展情况；另一方面，基于2007和2017年白云西部土地利用GIS数据，梳理三类空间前后空间分布和规模变化特征。技术思路见图3所示。

图3 “三生空间”分类分析思路框架

2.2 数据来源与处理

本文研究数据主要包括POI大数据、多时相卫星影像数据、土地利用现状GIS数据库等。其中广佛两市2019年高德电子地图POI数据大约210万条，每条POI数据包含经纬度、名称、大中小类、所在行政区和道路等8个属性；对数据进行除噪清理后，如图4所示对POI数据进行分类，“生产空间”指满足人们生产经营管理目的所占用的空间，可对应公司企业、金融保险服务、政府机构及社会团体、道路附属设施、交通设施服务、商务住宅（除中类为住宅区）等6大类POI数据；“生活空间”指满足人们日常居住、消费、游憩和娱乐休闲等空间，可对应餐饮服务、购物服务、生活服务、医疗保健服务、科教文化服务、体育休闲服务、住宿服务、汽车服务、公共设施、商务住宅（中类为住宅区）等10大类POI数据；“生态空间”指提供人绿色自然的空间，可对应风景名胜类POI数据。

图4 三生空间与POI数据分类对应

同时，基于Google地图历史影像工具收集试验区不同时期卫片，观察建设用地图斑的变化，并解析空间生长点、生长轴等信息；同步结合2007年数字总规调研数据、2017年白云区土地利用现状调研GIS数据库（基于第二次全国土地调查数据和实地调研进行更新）等，综合分析十年前后试验区“生活、生产、生态”三类空间的用地变迁情况。

3 基于POI大数据的 “三生空间”分布特征解析

3.1 “生产空间”现状分布格局解析

从核密度分析图看出（图5），生产空间主要分布在白云区西南部和南海区东南部，呈现连片发展形态，与工业园、商贸园、办公区用地分布大致一致。从试验区范围来看，生产空间并未形成连续发展空间，主要集中在里水镇西侧、南侧和石井街道东侧、白云湖街道南侧。结合试验区产业物流用地分布情况可知，产业空间分布广泛，集中分布与零散分布结合（图6）。这样明显不利于土地资源整合和连片整备开发，制约重点项目快速落地，产业空间亟待优化整合。从图5和6对比来看，核密度图分析结果与实际产业空间分布所占范围并不太吻合，主要原因是因为该范围产业空间低端粗放、发展不集约所致，简单说就是一个POI设施点所对应的产业空间较大，范围内POI总数量相对于城市密集建设区较少。

图5 生产空间核密度

图6 “白云—南海”试验区产业物流用地分布图

通过实地调研也发现，试验区内企业数量较多的行业包括生产性服务业和制造业，其中生产性服务业多为批发和零售业、科学研究和技术服务业交通运输、仓储和邮政业租赁和商务服务业。此外，企业规模小，税收贡献较少，缺乏规模大、效益好的龙头企业带动。

3.2 “生活空间”现状分布格局解析

从区域层面分析，可通过2016年百度开放平台数据探究广佛就业—居住特征。交通设施不仅与生产紧密相关，与人们日常通勤也密不可分。如图7所示，在上班早高峰期间，从佛山南海区出发的人群主要前往广州荔湾、白云、番禺和越秀区；在下班晚高峰期间，则是相反情况。这也侧面反映出通勤人流多为佛山居住并在广州工作的特点，在其他学者研究里也得到了印证[12]。

图7 广佛之间跨城出行的起讫点分布

结合生活空间核密度分析图可发现，生活空间与生产空间紧密联系，呈现连片发展形态。但从试验区范围来看，生活空间并未形成连续发展空间，而是主要分布在里水镇中心镇区、白云湖南侧（图8）。当然，数据上不排除POI数据存在局限（如农村宅基地未纳入），一般城镇与农村居住用地分布主要与工业物流用地镶嵌，部分村庄散落分布在农田中。

3.3 “生态空间”现状分布格局解析

从图9核密度分析图看，生态空间总体呈点状分布，分布最集中的区域为西樵山森林公园、白云山风景名胜区和龙洞森林公园，这些生态空间规模相对较大。同步结合图10三大地类现状分布图看，以风景名胜类POI为代表的生态空间核密度较低，考虑到此类POI只是包括了公园广场、旅游景点等类型，并没有考虑非建设用地的位置。因此，结合三大地类现状分布图可发现建设用地与非建设用地相互交错，珠江西航道滨江地区生态空间破碎化较为严重。

图9 生态空间核密度

图10 “白云—南海”试验区三大地类现状分布图

4 基于RS和GIS的“三生空间”用地变化解析

4.1 基于多时相卫片解读试验区空间形态生长特征

RS是Remote Sensing（遥感）的简称，近二十年来，试验区范围内用地及交通等建设发生较大变化，如图11所示，通过对2000年以来每隔五年的多时相卫片进行目视解译可以观察该地区的空间形态生长特征。一般空间形态的生长包括“生长点”和“生长轴”（段进等，2011）[19]，通过对试验区用地和空间形态演变发现，其生长轴主要以主要交通为重要导向，各类建设用地围绕生长点发展，同时与生长轴紧密联系，同时也发现广佛相隔的珠江西航道一直成为两地联系发展的最大障碍。

图11 基于多时相卫片解读“白云—南海”试验区城市空间形态演变及生长特征分析

4.2 基于GIS平台解析试验区十年前后“三生空间”时空分异

以土地利用为出发点与归属点，基于ArcGIS平台针对2007年和2017年试验区土地利用现状引入时间维度从“三生空间”视角剖析十年土地利用变化。其中由于缺失佛山里水试验区前后十年用地信息，本文主要对比白云试验区的用地变化（土地利用数据经过多轮内部校核①，具体数据处理过程限于篇幅不做赘述）。

通过对比分析发现（图12）：土地利用现状发生变化的区域主要集中在道路沿线用地，流溪河、许广高速、江府路沿线以南区域变化较为明显；十年来用地性质发生变化的建设用地面积为3912.1hm2。对比2007年和2017年建设用地变化，图片斑块越密集的区域该片区开发强度越大，可以发现沿流溪河、许广高速、江府路沿线以南的区域建设用地变化较为明显；排除面积小于0.1hm2的散点型分布误差，十年来白云范围内建设用地增加约717hm2，总量增加有所，但城乡用地结构变化并不大，公共服务、仓储等占建设用地比例几乎没变，仅工业用地减少和交通用地增加，居住用地和商业服务用地略有增长。

图12 2007年和2017年城乡建设用地面积占比

结合三生空间的内涵进行对应的用地划分（图13），基于GIS平台将三类空间用地分布十年前后的变化进行对比分析，列出各类用地的变化情况。

图13 2007年和2017年三生空间各类用地变化

通过2007年和2017年各类用地数据的量化比对，发现三生空间变化特征如下：

①生产空间整体优化，部分有待提升。商业服务业设施用地近十年总规模增长180hm2，商圈主要分布于松洲街道、同德街道和新市街道；同时，十年来工业用地规模有所减少，主要减少M2及M3类工业，原本分散的工业进一步向现代产业园区集聚；其中，2007年小面积村工业斑块大部分转化为村庄建设用地；道路与交通设施由于2007年数据没有对区域性道路交通设施单独分类，为减少误差，本文将道路与交通设施用地和区域交通设施用地作为一个大类进行对比，可以发现十年来区域道路交通设施用地增加4%，路网加密，但也发现城市节点间缺乏新的主次干路级别的联系，综合交通体系有待提升；十年前的两片集聚状态的物流仓储用地也转化为交通设施用地。

②生活空间整体变化不大，局部略有变动。居住用地主要分布在流溪河以南区域。增加的居住用地主要分布在石井街道、新市街道一带及金沙洲一带，居住区开发以小楼盘开发为主，大规模开发主要分布在金沙洲片区并呈点状分布；村庄建设用地散点分布在整个用地区域，变化较小，流溪河以南石井街道、新市街道存在部分用地减少的情况；公共管理与公共服务设施用地空间上呈散点式分布，十年来无新增大型用地；随着城市水源地迁移和污水处理用地迁移，市政用地总量减少，但十年来零散增加了几处公用设施用地，生活相关配套设施有所改善。

③生态空间整体呈破碎化趋势。新增绿地与广场用地主要分布在白云湖公园及金沙洲居住片区周边；水域面积基本无变化，农林用地依旧主要集中在流溪河以北地区；白云西部南端农林用地已逐步转为建设用地。整体来看，流溪河以北地区生态类用地较为完整，南部被蚕食严重，呈破碎化趋势。

结语

本文基于时空维度对三生空间发展特征进行总结，广佛边界地区作为典型的跨行政区域具有很好的借鉴参考。通过针对试验区POI、卫星影像数据、土地利用现状调查等多源数据时空分布特征发现：结合POI大数据分析和城市规划相关辅助数据联合解读，可以对跨边界区域“三生空间”现状分布特征有快速扫描、体检的作用；通过多时相卫片数据对比和分析，可以总结发现跨边界区域空间形态生长特征由于行政边界存在自然障碍和行政管制，和普通城乡结合部地区蔓延式发展是有区别的；同时，引入时间维度，通过十年前后白云试验区土地利用GIS数据库对比分析发现三生空间变化并不显著，整体用地结构变化不大。

因此，基于粤港澳大湾区广佛城市协同发展大背景下，“白云—南海”试验区未来同城化建设思路需要从“三生空间”共建共享共融入手。生产空间方面，需要产业协同发展，加强联系两者之间的交通联系，充分利用“边界”区位依托交通干线寻求两地产业协作分工发展；生活设施方面，需要优化地区骨架路网实现与枢纽站点及中心城区及周边城区的快速交通联系，且客货分离分流过境交通提高地区交通通行效率，同时基于居民对生活服务的需求和出行的便利度形成不同层级的生活圈；生态建设方面，需要依托现状河流水系以珠江西航道为纽带通过碧道规划统筹建设绿色基础设施，探索跨界区域河流共治共享生态补偿政策等。

资料来源：

图1～2，6：《“白云-南海”高质量发展融合实验平台建设总体规划》征求意见稿，2019.8；

图8：作者自绘，基于2016年百度地图开放平台研究跨城通勤的起讫点分布与人口流动特征；

图10：作者基于土地利用现状图整理绘制；

其余图片均为作者绘制。

注释

① 由于国标用地分类有差异，将2007年的数据与新用地类型划分标准进行置换，并根据2007年卫星图对缺失数据的用地进行补充。2007年的用地现状图用地代码为旧版国标，2017年的用地现状图用地代码为新版国标，无法直接进行比较，因而需要将旧版国标数据与新版国标数据进行对接。