基于空间大数据的城市发展方向分析——以天门市为例

文｜湖北省天门市城乡规划局 孟宽 张碧波；洛阳众智软件科技股份有限公司 沙丽红 史先贵 杨健祥

1 引言

城市经济快速发展导致了对城乡规划引导城市发展提出了更高的要求。城乡用地发展方向的选择，是城乡发展战略规划的重要内容，是提出城乡规划区范围与引导城乡规划用地布局的重要前提。本文基于空间大数据，根据可能作为城市发展用地的各类条件，对其作出综合评价，为合理选择城市发展方向提供依据。

2 研究区域及分析方法

2.1 天门区域概况

天门市位于湖北省中南部，江汉平原北部，总面积2622平方公里。东与汉川、应城接壤，北与京山、钟祥毗邻，南面和西面隔汉江与仙桃、潜江、荆门相望。整个地势自西北向东南倾斜，形成低丘、岗状平原和河湖平原三种地貌。市域范围内，海拨最高191.5米，最低23.2米，其他一般为28～34米。境内县河、汉北河等29条河流纵横交错，多个湖泊密布。天门是湖北省直辖市之一，属于武汉市8+1城市圈，承接着产业扩散与转移，经济发展速度快。

图3-1 1990年-2015年中心城区空间发展演变示意图

2.2 分析方法

本次规划研究的评价体系采用“自然一经济一社会”评价体系，评价因子来源于的空间大数据包括基础地理信息数据、多规专题数据和三维模型数据。通过天门市各区域的管控边界、生态保护和基本农田等信息，获得禁止建设因子；通过天门市各区域的资源承载力、交通设施、项目投入等信息，获得适宜建设因子。在此基础上建立适宜性评价模型，并进行加权计算，获得用地综合评价。参照《城乡用地评定标准》，本文将城乡用地的建设适宜性等级划分为四级：适宜建设用地、可建设用地、不宜建设用地和禁止建设用地。最后针对城市各个发展方向进行综合评估并提出建议。

3 天门市用地现状

天门市建设用地主要集中在中心城区，该区域用地扩张迅猛，城镇空间演变主要表现为各城镇沿交通干道向周边扩展，并逐渐呈现连片发展的势。例如，黄潭镇沿106省道向东扩展，逐步对接中心城区；白茅湖农场向东发展,现有多条交通干道与老城区联系，杨林办事处向西发展成为中心城区的重要部分。

天门市目前已经使用了70%的用地指标，平均每年使用指标3.5平方公里，并且用地需求逐年递增。近5年新增约14平方公里城镇建设用地，绝大部分集中于中心城区和三大产业园，中心城区总计占63.48%，三大产业园占28.74%，5个重点镇仅占2.66%，其余14个一般镇仅占5.11%。

图3-2 2009-2014年天门市全域城镇工矿用地空间增长示意图

图3-3 天门市2010年-2014年城镇建设规模对比图（单位：公顷）

图3-4 天门市2011年-2014城镇建设规模增量对比图（单位：公顷）

4 天门市用地适宜性评价

4.1 评价因子

在分析天门市诸多元素的基础上，遵循因子的主导性、科学性、可计量性和可实施性原则，选取农业空间、生态保护空间作为禁止建设因子，选取建设用地、产业项目、交通设施、城镇空间作为适宜建设因子。

1.农业空间因子

农业空间是指以农业生产和农村居民生活为主题功能，保障国家粮食安全的核心区域。天门市农业因子主要包括基本农田和永久基本农田保护红线，以及少量农村居住点。

2.生态空间因子

生态空间是指维护区域生态系统安全，保护自然自然，保护水资源安全、保全生物多样性、维护自然生境的核心区域。天门生态空间因子主要基于水源涵养、雨洪防护，包括市级生态建设保护区、3处公益林场。其中45处主要湖泊。

3.建设用地因子

建设用地包括城乡住宅和公共设施用地，工矿用地等，是评估一个区域经济承载力的重要因素，同时也是该区域经济发展潜力的重要考量。

4.产业项目因子

产业项目因子主要来源于天门市“十三五”规划和发改委的国民经济和社会发展规划。其中包含了重点项目的用地规划和经济投入规模，可对未来的财政投融资和招商引资进行较为清晰的取舍判断。

5.交通设施因子

天门辖区内有多条高等级交通干道穿越，包括高铁、高速公路、国道、省道和县道等，对区域内的社会发展有较强影响，同时对经济发展的有极强的导向性，对城市发展方向和空间格局产生重大的影响。

6.城镇空间因子

城镇空间因针对城镇开发边界而言，以制止各地城市无节制扩张规模的"摊大饼"现象，控制了城镇发展的总体规模，是衡量天门各区域发展潜力的重要评价因素。

4.2 评价模型

1.分级与权重

经过对自然和社会经济条件的综合调查，本文将城乡用地的建设适宜性等级划分为四级：适宜建设用地、可建设用地、不宜建设用地和禁止建设用地。对应影响的赋值分别为10、6、3、1。

各评价因子对用地的影响力不同，通过构建比较判断矩阵，利用AHP方法获得权重值。

2.评价计算公式

采用加权叠加的方法构建评价值系统，求得用地综合评价，算法公式如下：

S为评价单元的总得分，Si是第i中评价因子的得分，Wi是第i种评价因子的加权系数，n为评价因子的总数。

4.3 评价结果

1.天门市基本农田面积总面积为1308.4平方公里，永久性基本农田控制线面积99.75平方公里，主要分布于中心城区周边。东北面、东南面，有较大连片的非农业用地，约束相对较小。在西北方向，农业用地占比较大。

2. 伴随城镇和农业扩展，天门原有的生态、农业空间被相应挤占，从1990年与2016年的卫星图对比，中心城区周边的湖泊、湿地等正逐步减少。梳理天门及其周边县市的整体地形地貌，分析大范围内的水系流动情况，天门具有五大水源涵养区和四大雨洪防护区。其中五大水源涵养地主要位于天门市北部的多山丘陵地带，四大雨洪防护片区位于汉北河、沉湖、渔薪、蒋湖农场等区域。

3.天门市在划定了2020年的城镇建设规模控制线，共计95.75平方公里，其中中心城区占比超过50%。全市划定建设用地规模控制线77.36平方公里，形成四大工业集聚区，分别位于天门市中心区、东北方和东南方向。其中，高新园工业聚集区54.82平方公里，岳口工业园工业聚集区5.66平方公里，皂市工业聚集区0.22平方公里，工业园工业聚集区16.66平方公里。

4.天门市中心城区2020年规划面积48.08平方公里，预留发展备用地26.85平方公里。 以岳口、皂市、天门工业园为副中心，建设3个卫星镇， 4个区域中心镇，打造三条城镇带，构建吸纳百万城镇人口规模的城市体系。市“十三五”期间共有100余项重点建设项目，通过引导重点项目向三大城镇发展带集聚，是未来天门产业发展主要方向。

5 天门城市发展方向选择

5.1 各发展方向评价分析

1.中心城区发展评价

中心城区周边有永久基本农田，但是在产业项目、用地、交通上具有显著的优势，应进一步提升发展能级，提升对周边地区的辐射带动效应，缩小发展差距。同时，中心城区湖泊、湿地消失速度过快，在经济发展的同时，要加强生态环保建设。

2.东北方发展评价

在天门市东北方向有天门站和高速公路、省道，具有较大的发展潜力，应加强天门市北部的皂市镇（龙尾山工业园）的发展，积极联动纵向发展轴上的随州市、京山市等地区，融入区域发展。

3.东南方发展评价

天门市内高铁天门南站位于东南方，紧邻仙桃城区，产业投入比重大，依托高铁红利，是承接武汉产业转移的的重要节点。该区域建设用地指标充足，以天门工业园为中心，打造天门发展的第二级。同时，该区域也是雨洪防护生态安全基地，必须寻求生态与经济的共进。

4.南方发展评价

天门南方向与潜江市、仙桃市组成了天仙潜城镇密集区，天门市南方应提升岳口镇（岳口工业园）的发展能级，打造对接区域门户节点，从而融入区域城镇发展带。

5.北方发展评价

天门市是面向鄂西生态文化旅游圈的重要门户，北方向的生态和旅游资源丰富，可因地制宜发展文化旅游产业。该区域是天门市生态控制线规划重点，有全部的五大水源涵养生态安全基地（拖市、佛子山、石河镇、长寿林场和皂市），是天门市生态环保的重中之重。

6.西方发展评价

天门市域西方向是重要的农业区，各农村居民点布局分散而众多，人口空心化现象较为严重，不利于农业规模化种植。可结合城乡空置宅基地逐渐退出的政策，引导人口向重点中心村镇逐渐集中，优化居民点布局，实现农业规模化生产。

根据各方向的评价因子分值和权重进行矩阵计算，得到总得分，如表2.

5.2 天门城乡空间发展建议

从整体上看，天门市城镇发展势头迅猛，“城强乡弱”趋势明显。根据各个方向的用地适宜性评价的综述评分，建议“中强、东扩、西稳、南进、北控”的城乡发展战略。在现有的发展方向上，在中心城区做大的基础上进一步做强；同时利用东北和东南方向的交通优势和产业投入，抓住机会大规模进行开发建设；在西方向稳住农业生产，通过集中化、规模化，确保农业生产趋稳趋强；在南方向，通过天仙潜一体化，吸纳仙桃和潜江的人口和资本流动，促进该区域村镇的不断发展；在北方向，守住天门的生态红线，针对五大水源涵养地，规划建议强化其范围内的保护管理，严格控制城镇建设行为，减少对水源涵养地区的破坏，保障水资源安全；在环保前提下，因地制宜发展文化旅游等产业。

6 总结

本次规划研究在天门市现有的空间大数据基础上，选取影响城乡发展用地适宜性的评价因子，最后通过建立的评价模型，定量评估各方向的发展，最后提出科学的城乡空间发展建设，为制定科学的发展战略，也为城乡总体规的编制工作提供了一种思路和方法。

图4-1 天门市农业空间图

图4-2 天门市生态空间图

图4-3 天门市城镇建设规模控制图

图4-4 天门市“十三五”规划项目库布局图

图4-5 天门市工业集聚区控制图

图4-6 天门市交通专题图

表2 天门市发展方向评价表