李寶明，龍海奎，張超

(烏魯木齊市城市勘察測(cè)繪院，新疆 烏魯木齊 830011)

1 引 言

《國(guó)務(wù)院關(guān)于開展第一次全國(guó)地理國(guó)情普查的通知》中明確:2013年～2015年開展第一次全國(guó)地理國(guó)情普查工作，一是為摸清我國(guó)各普查要素的數(shù)量分布等情況，即全面查清我國(guó)自然地理要素和人文地理要素的基本情況，二是通過(guò)長(zhǎng)期地理國(guó)情普查，特別是對(duì)地理國(guó)情要素的監(jiān)測(cè)，反映國(guó)情要素的數(shù)量、變化趨勢(shì)、規(guī)律等，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、宏觀決策等提供科學(xué)數(shù)據(jù)依據(jù)。

城市是區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展最活躍的地區(qū)，同時(shí)也是土地利用性質(zhì)變化和生態(tài)環(huán)境變化最為劇烈的區(qū)域，對(duì)城市變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，及時(shí)了解城市規(guī)模、城市布局、發(fā)展方向等，為城市規(guī)劃建設(shè)、土地資源管理提供準(zhǔn)確的地理市情，對(duì)科學(xué)決策具有重要意義。因此，如何利用國(guó)情普查數(shù)據(jù)對(duì)城市市情進(jìn)行監(jiān)測(cè)，滿足城市規(guī)劃建設(shè)、土地資源管理的需求，是一個(gè)值得探討的方向。

2 技術(shù)分析

2.1 分析

地理國(guó)情普查以高分辨率遙感衛(wèi)星影像、航空影像、地形圖等資料為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，提取地理國(guó)情普查要素的位置、數(shù)量、屬性等。普查主要內(nèi)容一是地表覆蓋分類信息，主要反映地表自然營(yíng)造物和人工營(yíng)造物的自然屬性或狀況，二是重要地理國(guó)情要素信息，主要反映與社會(huì)生活密切相關(guān)、具有較為穩(wěn)定的空間范圍或邊界、具有或可以明確標(biāo)識(shí)，有獨(dú)立監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)分析意義的重要地物及其屬性［1］。按特定統(tǒng)計(jì)單元為統(tǒng)計(jì)范圍，通過(guò)空間量算、算術(shù)平均、比值分析、極值法、疊加分析、緩沖分析等統(tǒng)計(jì)方法將進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，獲取自然地理要素和人文地理要素的距離、密度、幾何屬性、占比、構(gòu)成比等統(tǒng)計(jì)指標(biāo)［2，3］。

在國(guó)情普查中與城市相關(guān)的普查內(nèi)容主要有地表覆蓋分類中的綠化林地、綠化草地、房屋建筑區(qū)、道路、構(gòu)筑物、建筑工地和水域等，在重要地理國(guó)情要素中，與城市聯(lián)系較為緊密的是道路、構(gòu)筑物、水域、行政區(qū)劃、社會(huì)經(jīng)濟(jì)單元和城鎮(zhèn)綜合功能單元等［2，3］。相對(duì)城市規(guī)劃建設(shè)、國(guó)土資源管理而言，這些指標(biāo)略顯不足，需要在國(guó)情普查內(nèi)容和指標(biāo)基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的延伸和細(xì)化，應(yīng)用于城市規(guī)劃建設(shè)、國(guó)土資源管理工作中。

2.2 技術(shù)思路

城市發(fā)展主要表現(xiàn)在城市土地利用結(jié)構(gòu)、空間格局的變化，尤以城市土地利用、道路交通、建筑物、和綠地等變化為特征，與城市規(guī)劃建設(shè)、國(guó)土資源管理關(guān)聯(lián)密切，要做好與之相關(guān)的重要地理要素的監(jiān)測(cè)工作。

(1)城市建設(shè)用地

在地理國(guó)情普查內(nèi)容指標(biāo)基礎(chǔ)上，對(duì)與城市建設(shè)用地密切相關(guān)的指標(biāo)內(nèi)容進(jìn)行拓展和綜合，提出城市建成區(qū)作為城市建設(shè)用地指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

城市建成區(qū)是指實(shí)際已成片開發(fā)建設(shè)、市政公用設(shè)施和公共設(shè)施基本完備、具備了城市居住條件的區(qū)域。劃定城市建成區(qū)是為了反映一定階段城市建設(shè)用地的規(guī)模、形態(tài)和實(shí)際使用情況，為分析研究用地現(xiàn)狀，合理利用建成區(qū)用地和籌劃城市建設(shè)發(fā)展用地提供基礎(chǔ)。

監(jiān)測(cè)指標(biāo)主要有:城市建設(shè)用地面積變化幅度、城市建設(shè)用地變化強(qiáng)度、城市建設(shè)用地區(qū)域緊湊度等。其中城市建設(shè)用地區(qū)域面積變化幅度計(jì)算方法為:建成區(qū)變化幅度=建成區(qū)末期值－建成區(qū)初期值，城市建設(shè)用地區(qū)域變化強(qiáng)度的計(jì)算方法為:建成區(qū)變化強(qiáng)度=(建成區(qū)末期值－建成區(qū)初期值)/N，N 為計(jì)算期間的年數(shù)，城市建設(shè)用地區(qū)域緊湊度的計(jì)算公式為:，式中c 指城市的緊湊度，A指城市面積，P 指城市輪廓周長(zhǎng)［4］。

同時(shí)結(jié)合國(guó)情普查中收集到的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和專題資料，進(jìn)行耦合關(guān)聯(lián)分析，揭示城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、規(guī)模擴(kuò)展與城市建設(shè)用地發(fā)展的關(guān)系。

(2)城市道路交通

以地理國(guó)情普查的道路中心線、道路面積、道路起止點(diǎn)等內(nèi)容為指標(biāo)，進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析:

①道路總長(zhǎng)度及其不同時(shí)期變化情況，各監(jiān)測(cè)時(shí)段的道路長(zhǎng)度總和、變化幅度、變化強(qiáng)度;

②道路網(wǎng)密度及其不同時(shí)期的變化幅度、變化強(qiáng)度;

③人均道路長(zhǎng)度及其不同歷史時(shí)期的變化幅度、變化強(qiáng)度。

在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)情普查中收集到的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和專題資料，進(jìn)行耦合關(guān)聯(lián)分析，揭示城市交通發(fā)展與城市道路交通的關(guān)聯(lián)性。

(3)城市建(構(gòu))筑體

在地理國(guó)情普查中房屋建筑區(qū)指標(biāo)基礎(chǔ)上，取消對(duì)房屋建筑區(qū)最小圖斑面積的限制，將城市建(構(gòu))筑體進(jìn)行單獨(dú)區(qū)分，并在屬性信息中增加層數(shù)、結(jié)構(gòu)、是否超高層等信息，進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析:

①不同歷史時(shí)期城市建(構(gòu))筑體分布及其變化幅度、變化強(qiáng)度;

②不同歷史時(shí)期城市建(構(gòu))筑體密度及其變化情況;

③高層、超高層建筑物數(shù)量、密度變化情況。

在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)情普查中收集到的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和專題資料，進(jìn)行耦合關(guān)聯(lián)分析，揭示城市規(guī)劃建設(shè)發(fā)展與城市建筑物變化的內(nèi)在關(guān)系。

(4)城市綠地

以地理國(guó)情普查中綠化林地、綠化草地指標(biāo)為基礎(chǔ)進(jìn)行綜合，形成城市綠地指標(biāo)，并將公園、游園等細(xì)化分離，進(jìn)行專門統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè):

①各監(jiān)測(cè)時(shí)段中城市綠地分布、變化情況、變化幅度、變化強(qiáng)度、斑塊破碎度指數(shù)［5］(城市綠地分布斑塊在研究區(qū)內(nèi)的分散程度，主要用于衡量城市植被覆蓋分布狀況評(píng)價(jià)，采用景觀學(xué)關(guān)于斑塊分離度的定義，具體計(jì)算方法為Ci=Ni/Ai，式中Ci 為景觀i的破碎度，Ni 為景觀i 的斑塊數(shù)，Ai 為景觀i 的總面積)等指標(biāo)內(nèi)容。

②對(duì)各監(jiān)測(cè)時(shí)段內(nèi)公園的公園數(shù)量、總面積、分布均衡性等情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)情普查中收集到的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和專題資料，進(jìn)行耦合關(guān)聯(lián)分析，揭示城市規(guī)劃建設(shè)發(fā)展對(duì)城市綠地變化的影響及相互關(guān)系。

3 應(yīng) 用

3.1 方案

(1)城市建設(shè)用地監(jiān)測(cè)

利用不同時(shí)期的航空影像、衛(wèi)星影像和城市規(guī)劃等資料，獲取城市2000年、2005年、2010年和2012年的城市建設(shè)用地范圍數(shù)據(jù)，以2000年～2005年、2005年～2010年、2010年～2012年和2000年～2012年4個(gè)時(shí)間段，對(duì)城市建設(shè)用地面積變化幅度、變化強(qiáng)度、變化方向、緊湊度、擴(kuò)張模式進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果與城市經(jīng)濟(jì)變化數(shù)據(jù)(以烏魯木齊市國(guó)民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒為準(zhǔn))、土地利用規(guī)劃、城市規(guī)劃等資料進(jìn)行耦合分析研究。

(2)城市交通監(jiān)測(cè)

利用不同時(shí)期航空影像、衛(wèi)星影像、地形圖和道路普查成果數(shù)據(jù)等資料，提取2005年、2008年、2010年和2012年城市交通道路數(shù)據(jù)庫(kù)，屬性包括:道路名稱、道路等級(jí)、道路長(zhǎng)度和道路平均寬度，以2005年～2008年、2008年～2010年、2010年～2012年、2005年～2012年為監(jiān)測(cè)時(shí)段，對(duì)道路長(zhǎng)度、面積、密度、人均長(zhǎng)度等指標(biāo)的變化幅度、變化強(qiáng)度進(jìn)行分析，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果與城市經(jīng)濟(jì)變化(以烏魯木齊市國(guó)民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒為準(zhǔn))、土地利用規(guī)劃、城市規(guī)劃資料進(jìn)行耦合分析研究。

(3)城市建筑物監(jiān)測(cè)

利用不同時(shí)期航空影像、地形圖和建筑物數(shù)據(jù)等資料，提取2005、2008、2011、2013 四個(gè)時(shí)期城市的建筑物數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)構(gòu)、層數(shù)屬性在已有地形圖資料為準(zhǔn)，無(wú)歷史地形圖資料時(shí)，結(jié)合航空影像等資料進(jìn)行判斷提取。以2005年～2008年、2008年～2011年、2011年～2013、2005年～2013年為監(jiān)測(cè)時(shí)段，對(duì)建筑物的變化幅度、變化強(qiáng)度，建筑密度變化情況，高層、超高層數(shù)量密度的變化情況，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果與城市經(jīng)濟(jì)變化(以烏魯木齊市國(guó)民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒為準(zhǔn))、土地利用規(guī)劃、城市規(guī)劃資料進(jìn)行耦合分析研究。

(4)城市綠地監(jiān)測(cè)

利用不同時(shí)期衛(wèi)星影像、航空影像、地形圖和城市荒山綠化成果等資料，提取2005、2008、2011、2013年四期城市綠地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，并將公園、游園、水體單獨(dú)統(tǒng)計(jì)。以2005年～2008年、2008年～2011年、2011年～2013、2005年～2013年為監(jiān)測(cè)時(shí)段，對(duì)城市綠地分布、變化情況、變化幅度、變化強(qiáng)度、斑塊分離度指數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，并對(duì)公園數(shù)量、總面積、分布均衡性等情況進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。

3.2 評(píng)價(jià)

方案提出的城市建設(shè)用地、城市交通、建筑物和城市綠地等指標(biāo)反映了城市變遷的監(jiān)測(cè)內(nèi)容，是城市重要地理要素監(jiān)測(cè)的實(shí)踐，是國(guó)情普查工作在城市的有益嘗試，也是國(guó)情普查中的重要成果。不僅避免了數(shù)據(jù)重復(fù)生產(chǎn)，而且拓寬了國(guó)情普查數(shù)據(jù)的利用。在監(jiān)測(cè)指標(biāo)上選用了變化量、變法強(qiáng)度、變化幅度等，同時(shí)提出了緊湊度、破碎度等生態(tài)景觀學(xué)概念。

方案將監(jiān)測(cè)結(jié)果與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、規(guī)劃建設(shè)和相關(guān)專題資料進(jìn)行耦合分析，在揭示城市發(fā)展變化的同時(shí)，對(duì)城市變化的主要原因進(jìn)行了分析論證。

4 結(jié) 語(yǔ)

城市發(fā)展日新月異，城市重要地理要素變化的監(jiān)測(cè)，對(duì)城市規(guī)劃建設(shè)、國(guó)土資源管理工作具有重要的意義。通過(guò)對(duì)國(guó)情普查數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)化和綜合，提出對(duì)城市建設(shè)用地、城市交通、城市建筑物和城市綠地等重要地理要素的監(jiān)測(cè)，適應(yīng)城市城市規(guī)劃建設(shè)、國(guó)土資源管理工作對(duì)地理國(guó)情的基本需求，拓寬地理國(guó)情普查成果的應(yīng)用領(lǐng)域。

［1］國(guó)務(wù)院第一次全國(guó)地理國(guó)情普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室．地理國(guó)情普查內(nèi)容與指標(biāo)［M］．北京:測(cè)繪出版社，2013，1．

［2］國(guó)務(wù)院第一次全國(guó)地理國(guó)情普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室．地理國(guó)情普查基本統(tǒng)計(jì)技術(shù)規(guī)定［M］．北京:測(cè)繪出版社，2013，1．

［3］國(guó)務(wù)院第一次全國(guó)地理國(guó)情普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室．地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)規(guī)定與采集要求［M］．北京:測(cè)繪出版社，2013，1．

［4］白永平，狄保忻，張鵬龍等．隴海－蘭新－北疆鐵路沿線城市緊湊度及其影響因素研究［J］．經(jīng)濟(jì)地理，2012(7):37～42．

［5］馬雪梅，張友靜，黃浩．城市熱場(chǎng)與綠地景觀相關(guān)性定量分析［J］．國(guó)土資源遙感，2005(3):10～13．