新郑市龙湖镇土地利用总体规划实施评价

马昱伯，张俊峰，丁聪

（华北水利水电大学建筑学院，郑州 450000）

地区的长期可持续发展离不开合理的土地利用总体规划，土地是城镇最重要的资源，站在城镇化快速发展的浪尖上，研究者更应该关注土地在利用过程中和规划落地之后所带来的实际效果。适逢国土空间总体规划编制启动年，对当前城镇进行土地利用总体规划实施评价就更加具有现实意义。

土地利用总体规划评价方面的研究已有许多先例。郑新奇等［1］、张宇等［2］、程远［3］对中国的土地利用总体规划实施评价类型和方法进行了研究总结，桑玉昆等［4］从规划方案评价层面构建功能用地适宜性空间定量模型，并对6种规划方案进行评价，进而选择出最优规划方案；罗震东等［5］从政府运行的视角探索具有可操作性的规划实施过程评价方法；孙玉杰等［6］利用环形系统等3个空间模型对研究区土地利用总体规划的空间实施效果进行评估；鲁志书等［7］通过建立评价模型对县级土地利用规划的实施效果进行评价，分析规划中产生的问题，提出建议；童之杰等［8］构建土地利用总体规划实施绩效评价指标体系，对研究区的土地利用总体规划进行评价；Khademi等［9］选择可持续性指标，采用核密度分析和层次分析法，评估不同地区土地持续性状况以评价土地利用规划成果；Bielecka［10］认为基于GIS的土地利用变化模型分析是一个多学科和跨学科的研究主题。总体来看，国内外学者从不同的视角对土地利用总体规划评价进行了大量研究，但多着重现状与规划目标的一致性而忽视动态变化与规划目标的一致性，计算过程和结果的量化程度、不一致现象产生背景和原因的分析深度等方面还可进一步提高。

新郑市龙湖镇于2010年编制了土地利用总体规划，规划水平年为2020年。为分析规划实施过程、规划实施结果与规划目标的一致性，本研究以龙湖镇2009年土地利用现状数据为基准年，2018年土地利用现状数据为评价年，利用GIS的空间分析功能，构建空间吻合度模型和空间重心偏移模型，并以此为基础，深度分析不同阶段龙湖镇土地利用现状与规划不一致现象出现的背景和原因，从而为国土空间规划的顺利编制和后期评价提供理论指引及技术支持。

1 研究区概况、数据来源和研究方法

1.1 研究区概况

新郑市龙湖镇北靠郑州市，总面积98 km2，辖28个行政村，是新郑市面积最大的乡镇，位于东经113°35′—113°44′，北纬34°33′—34°39′，如图1所示。龙湖镇地理位置优越、交通通达，是郑州市南向对外交往的门户，素有郑州市南大门之称，郑新快速路、G107纵贯南北。《郑州都市区总体规划》定义龙湖镇为区域商贸物流中心、教育科研基地，近年来龙湖镇依托综合商贸物流中心华南城、大型演艺公园黄帝千古情景区等，经济文化产业发展迅猛，已连续4年跻身全国综合实力百强镇。

图1 龙湖镇区位

1.2 数据来源

本研究所采用数据主要由新郑市自然资源和规划局提供，包括龙湖镇土地利用总体规划数据、2009年和2018年土地利用现状数据、新郑市年鉴（2019年）、新郑市城乡总体规划（2018—2035年）文本和图件、新郑市土地利用总体规划（2010—2020年）调整方案等，其中各类空间数据多为图片格式，需先采用几何校正、地理配准、交互式矢量化等方式统一地理空间数据基础并得到相应空间数据。从历年土地利用现状数据来看，龙湖镇农用地面积占比均稍大于建设用地面积占比，未利用地面积占比较小，如2018年，全镇土地总面积为9 800.75 hm2，其中农用地面积为5 207.51 hm2，占全镇总面积的53.13%；建设用地总面积为4 464.12 hm2，占全镇总面积的45.55%；未利用地总面积为129.12 hm2，占全镇总面积的1.32%。农用地中耕地占地面积最大，占农用地总面积的67.45%；建设用地中住宅用地占地面积最大，占建设用地总面积的88.37%；未利用地中草地占地面积最大，占未利用地总面积的98.16%，各类土地利用面积如表1所示。

表1 2018年龙湖镇土地利用现状

1.3 研究方法

为提高评价结果的准确性和科学性，借助GIS的空间分析工具，构建空间吻合度模型和空间重心偏移模型，定量分析规划实施过程、规划实施结果、建设用地空间重心偏移等与规划方案的一致性。在具体计算过程中，为统筹考虑用地现状与规划方案在一级地类和二级地类的一致性，本研究从功能区和地类图斑2个层面计算空间吻合度，同时，以建设用地为例，利用地类重心偏移和标准差椭圆进一步分析用地现状与规划方案的偏移方向和程度。

需要说明的是，空间一致性评价结果与分析尺度密切相关，如某一地类图斑在规划方案中为耕地，现状变成了林地，则该图斑本身不符合规划要求，但若评价农用地现状与规划的一致性，因耕地和林地均为农用地，该图斑将被纳入一致范围。

1.3.1 规划实施过程空间吻合度评价规划实施过程的空间吻合度指规划评价年相对于规划基准年在土地性质、面积等方面的变化与规划方案的一致程度［11］。空间解释模型如图2所示，假设只有农用地和建设用地2类，A、B分别表示基准年与评价年的土地利用类型，利用空间叠加分析功能，可归纳得出A到B的4种土地利用类型变化情况，其中，农用地转变为建设用地和建设用地转变为农用地需进一步与规划方案进行对比，分析是否符合规划要求。

图2 规划实施过程空间吻合度模型解释

1）规划实施过程的地类图斑空间吻合度。

式中，Pj为地类图斑吻合度；j为图斑类型编号；Cmj为基准年和评价年之间j类图斑变化的地块中不符合规划方案的地块面积；Cj为j类图斑的总规划面积。Pj为0˜1，其值越大表示空间吻合度越高。考虑到矢量数据误差，本研究将Pj≥0.95判定为符合规划。

2）规划实施过程的功能区空间吻合度。

式中，Pi为功能区吻合度；i为功能区类型；Cki为基准年与评价年之间i类功能区变化的地块中不符合规划方案的地块面积；Ci为i种功能区的总规划面积。Pi为0˜1，其值越大表示空间吻合度越高。同样考虑到矢量数据误差，本研究将Pj≥0.95判定为符合规划。

1.3.2 规划实施结果空间吻合度评价规划实施结果的空间吻合度指评价年相对于规划目标年在土地性质、面积等方面的变化与规划方案的一致程度［11］。其空间解释模型如图3所示，以建设用地为例，评价年现状与规划年目标的对应关系有3种：①符合规划（包括评价年现状用地类型与规划年目标一致且位置未发生改变、用地类型发生变化但符合规划调整方案2种情况）；②不符合规划（评价年现状用地类型发生变化且不符合规划调整方案）；③规划未实施（评价年现状用地类型未随规划方案而调整）。空间吻合度计算公式如下。

图3 规划实施结果空间吻合度模型解释

1）规划实施结果的地类图斑空间吻合度。

式中，Pj为功能区吻合度；xj为规划年j类图斑的面积；Cmj为评价年j类图斑调入部分中与规划方案不符的面积；NCj为评价年j类图斑未实施的面积；Cj为j类图斑的总规划面积。Pj为0˜1，其值越大表示空间吻合度越高。考虑到矢量数据误差，本研究将Pj≥0.95判定为符合规划。规划实施结果的空间吻合度应随着与规划目标年的靠近而越来越吻合。

2）规划实施结果的功能区空间吻合度。

式中，Pi为功能区吻合度；xi为规划年i类功能区的面积；Cmi为评价年i类功能区调入部分中与规划不符的面积；NCi为评价年i类功能区未实施的面积；Ci为i类功能区的总规划面积。Pi为0˜1，同样考虑到矢量数据误差，本研究将Pj≥0.95判定为符合规划。规划实施结果的空间吻合度应随规划目标年的靠近而越来越吻合。

1.3.3 建设用地重心偏移路径用地重心是指一定区域内该土地利用类型的平衡点，是描述地理对象空间分布位移的一个重要指标，它可以显示出空间要素分布的“倾向性”［12］。人口的不断增长会增加城市建设用地的需求，分析建设用地空间重心的偏移路径不仅可以用来考察城镇开发边界的约束作用，还能评价建设用地在若干年份内的发展方向。在获取基准年、评价年和规划年3个年份建设用地空间重心之后，依次相连便可获取建设用地在这个时间段的发展轨迹，将其与总体规划要求的发展方向对比，就可看出现状建设用地与规划目标在空间重心偏移上的一致性。建设用地重心计算公式如下。

式中，Mi为第i块建设用地的面积；xi、yi为第i块建设用地的中心坐标。

1.3.4 建设用地重心分布方向标准离差椭圆法可以衡量各个要素间分布的方向性，计算得出的椭圆可以完整地表现出空间要素的分布方向；椭圆的长轴表示要素空间分布最多的方向，椭圆的短轴表示要素空间分布最少的方向；椭圆面积大小可以衡量要素的离散程度，面积越小意味着各要素的分布越接近中心位置。在获取基准年、评价年和规划年3个年份建设用地空间重心之后，利用空间统计标准差椭圆法，分别得出3个年份的标准差椭圆的三要素：转角、长轴和短轴长度，若评价年长轴与短轴的比值处于基准年和规划年的比值范围内，则被认为是符合规划。其计算公式如下。

2 结果与分析

2.1 空间吻合度评价

2.1.1 规划实施过程空间吻合度评价以2009年为基准年，2018年为评价年，2020年为规划年，根据式（1）、式（2），通过叠加分析分别计算规划实施过程中地类图斑和功能区的空间吻合度，统计得出龙湖镇2009—2018年发生变化的地块以及其中不符合规划的面积，结果如表2、表3、表4所示。

表2 2009—2018年龙湖镇土地利用数据变化 （单位：hm2）

表3 2018年龙湖镇规划实施过程地类图斑空间吻合度

表4 2018年龙湖镇规划实施过程功能区空间吻合度

从计算结果来看，地类图斑和功能区的空间吻合度均小于1，说明2009—2018年龙湖镇各用地类型在发生变化的地块中都存在不符合规划的现象。

从地类图斑空间吻合度来看，空间吻合度≥95%的只有林地、建设用地（建制镇、村庄）、水工建筑用地、保留地和其他用地。其中以保留地空间吻合度最高，独立工矿区空间吻合度最低。从面积总量来看，2018年相比2009年，耕地减少了735.96 hm2，园地减少了83.28 hm2，林地减少了137.5 hm2，工矿用地减少了10.65 hm2；村庄用地增加了26.77 hm2，建制镇用地增加了800.17 hm2。从地类图斑总面积增减情况来看，村庄和建制镇新增建设用地都有增加，其中以建制镇用地增幅最大。新郑市总体规划中农用地调整方案要求严格保护耕地、合理保护园地和林地。根据数据处理结果可以看出，当地更倾向于发展工业化、城镇化，而耕地保护力度不够，非粮化比例大，在耕地占补平衡方面做得还不够完善。

从功能区空间吻合度来看，只有未利用地的吻合度大于95%，建设用地和农用地的空间吻合度均较低。从面积总量来看，2018年相比2009年，农用地减少了956 hm2，建设用地增加了826.88 hm2，其中村庄用地仍有少量增加，说明农村居民点土地集约化利用水平仍需提高。现阶段城市化发展迅猛，在城市建设用地急速扩张中，耕地侵占、建设用地选址不合理等问题频发，土地利用规划目标与执行结果往往存在较大差异。

2.1.2 规划实施结果空间吻合度评价以2009年为基准年，2018年为评价年，2020年为规划年，根据式（3）、式（4），通过叠加分析，分别计算规划实施结果中地类图斑和功能区的空间吻合度，统计得出龙湖镇2018—2020年调入地块中不符合规划的面积和未实施规划的面积，结果如表5、表6所示。

表6 2018年龙湖镇规划实施结果功能区空间吻合度

从计算结果（表5）来看，除水工建筑用地和独立工矿区外，评价年地类图斑空间吻合度和功能区空间吻合度均小于1，未实施规划的地块面积和调入地块中不符合规划的面积较多，这说明评价年现状与规划年目标仍然存在较大的差距。

表5 2018年龙湖镇规划实施结果地类图斑空间吻合度

从地类图斑空间吻合度来看，水工建设用地和独立工矿区空间吻合度最好，空间吻合度都为100%，其次为特殊用地和其他用地，空间吻合度都大于95%；空间吻合度最低的是交通用地和建设用地，均在80%左右。从面积总量来看，除建设用地外，2018年耕地（基本农田保护区、一般农地区）的总面积已经达到规划年要求，并且超出424.03 hm2，林地也达到规划年要求，并超出62.41 hm2，虽然总量已达到并超出规划要求规模，但空间吻合度并不高，这说明在规划实施过程中出现了规划用地类型侵占其他用地类型的现象。而风景名胜用地及特殊用地、水工建筑用地和独立工矿用地虽未达到规划年面积要求但吻合度均较高，这说明在规划实施过程中该用地类型规划落地准确，但建设速度较慢。

从功能区空间吻合度来看，农用地的空间吻合度最高，但仅为94%，空间吻合度最低的是建设用地，空间吻合度仅为82%。从面积总量来看，农用地未实施规划的地块面积为109.44 hm2，建设用地未实施规划的地块面积为173.71 hm2，2018年仍存在较多未实施的地块且各功能区空间吻合度不高，说明部分功能区规划不适应经济社会发展，应及时做出规划调整。未利用地空间吻合度只有91%，这说明存在着保留地的非法侵占现象，后续应以三调的成果为依据对地类进行精确分类、归并和纠正，加大保护未利用地的力度。根据《自然资源办公厅关于进一步做好村庄规划工作的意见》内容，做到村庄规划要避免脱离实际的规划全覆盖，严格执行耕地保护政策细化到图斑地块。

3.2 建设用地重心偏移

3.2.1 建设用地重心偏移路径为分析建设用地现状与规划方案的偏移方向和程度，计算每个建设用地图斑的重心x、y坐标，再利用式（5）分别计算龙湖镇在基准年（2009年）、评价年（2018年）、规划年（2020年）的建设用地空间综合重心坐标，将3个年份的建设用地空间重心相连得到建设用地在该时间段内的偏移路径（表7）。如图4所示，假设建设用地空间重心的偏移是匀速的，以基准年建设用地空间重心为圆心，以基准年和规划年建设用地空间重心连线为主轴并将其分成五等分，以等分距离为半径做同心半圆，将整个空间按30°间隔划分为28个区域（包括26个扇形区域和2个非扇形区域）：将0°˜ 180°非扇形区域定为不符合；180°˜360°区域定为极不符合；将60°˜120°扇形区域定为极符合；根据重心移动距离和角度不同，将0°˜60°和120°˜180°扇形区域分为较符合和符合2种评价标准，模型共有5种评价标准。

表7 龙湖镇2009、2018、2020年建设用地重心坐标

在图4中，2009—2018年龙湖镇建设用地空间重心移动轨迹与2009—2020年移动轨迹约成22°的夹角并向东北方向移动，轨迹点落在规划轨迹扇形内，且未超过判断模型中的“极符合”范围和距离，说明龙湖镇建设用地现状与总体规划吻合度较高。龙湖镇作为新郑市北部临郑组团的中心镇，依托107国道、郑新快速路等主要交通干线连接孟庄镇、郭店镇实现了三镇联动集聚，建设用地重心偏移顺应了郑州市主城区南向延伸的趋势，从而有利于扩大郑州市主城区的承载空间。

图4 2009、2018、2020年龙湖镇建设用地空间重心偏移路径分析

3.2.2 建设用地重心分布方向为分析对比建设用地现状与规划目标的分布方向和离散趋势，采用标准差椭圆法得到龙湖镇基准年（2009年）、评价年（2018年）和规划年（2020年）3个年份的标准差椭圆，利用式（6）计算出转角、长轴、短轴的长度。将评价年的转角和长短轴比值与基准年和规划年进行比较，判断现状建设用地的分布方向和离散趋势是否符合规划目标，计算结果如表8、图5所示。

由图5可知，3个年份的标准差椭圆长轴都是呈东北—西南方向，且有向东北方向延伸的趋势，这也与上述建设用地空间重心偏移路径分析结果一致。椭圆的面积越小，意味着建设用地更加接近中心位置，从基准年、评估年、规划年3个年份的椭圆面积变化可以看出，建设用地呈从集聚到分散的趋势，这也符合城镇发展的趋势。从表8可以看出，评价年长短轴比值为1.35，旋转角度为70.03°，该2项数值都处于基准年2009年和规划年2020年对应比值之间，因此，判断评价年建设用地的分布方向和离散趋势符合规划要求。

表8 龙湖镇2009、2018、2020年建设用地标准差椭圆各项数值

图5 2009、2018、2020年龙湖镇建设用地空间重心标准差椭圆

4 小结

本研究运用空间吻合度模型和重心偏移模型分析方法，从规划实施过程和实施结果2个层面定量计算了规划与现状的一致性，得出龙湖镇土地规划实施过程与实施结果的空间吻合度均较高，但存在建设用地引导不善和未利用地分类保护不到位的问题，建设用地分布方向、重心偏移方向和距离符合规划目标，并呈向东北方向发展的趋势；所采用的思路和方法可为国土空间规划的顺利编制和后评价提供理论指导和技术支持。本研究考虑了空间形态方面的一致性评价，未能考虑到诸如平均出行距离、生态连接度等城市经济、生态方面的一致性评价，所以评价体系还有待进一步完善。