基于GIS可视化的柳州市城镇建设用地增加 与人口城镇化相关性研究

叶嘉媛　罗国玮

摘  要：以廣西柳州市为例，对其2013—2017年时间段内城镇建设用地增加规模数据和户籍人口城镇化数据实现GIS可视化，结合统计学的回归分析对柳州市各地区GDP数据和城镇化率与进行相关性研究分析。研究对于柳州市的健康城镇化以及开展“人地挂钩”工作有重要意义。结果表明：（1）地理位置上柳州各地区户籍人口城镇化率呈现以城中区为高城镇化率中心点，各地区距离中心点越远户籍人口高度城镇化率相对越低的规律。（2）柳州市各地区城镇建设用地增加规模和人口城镇化率均呈现出了相似的增长趋势并且随时间趋于平稳增长，发展上有着良好平稳的发展趋势。除三江县明显户籍人口城镇化率呈现增长趋势低于城镇建设用地增加规模外柳州市各地区随着城镇建设用地增加规模，户籍人口城镇化率有着相应不同程度增长，三江县的城镇建设用地和人口城镇化发展上还需要多加关注和调控。（3）经线性回归分析柳州市除鹿寨县外整体上各地区GDP与地区城镇化率两要素之间均呈现显著正相关性。

关键词：城镇建设用地增加规模  户籍人口城镇化  城镇化率  GDP  相关性分析

中图分类号：P208                             文献标识码：A                    文章编号：1672-3791（2020）11（c）-0043-07

Research on the Correlation between Urban Construction Land Increase and Population Urbanization in Liuzhou City Based on GIS Visualization

YE Jiayuan  LUO Guowei*

（School of Geographic Science and Planning， Nanning Normal University， Nanning， Guangxi Zhuang Autonomous Region， 530000 China）

Abstract： In this paper， Taking Liuzhou city of Guangxi as an example， GIS visualization is realized on the scale data of urban construction land increase and the data of registered population urbanization in the period from 2013 to 2017， and the correlation research and analysis are conducted on THE GDP data and urbanization rate of all regions of Liuzhou city combined with statistical regression analysis. The study is of great significance for the healthy urbanization of Liuzhou city and the work of "linking people with land". The results show that： （1）Geographically， the urbanization rate of registered population in liuzhou shows the law that the central district is the center point of high urbanization rate， and the farther away each region is from the center point， the lower the high urbanization rate of registered population is. （2）The scale of urban construction land increase and population urbanization rate in all regions of Liuzhou city show similar growth trend and tend to grow steadily over time， with a good and stable development trend. Except the sanjiang county census register population urbanization rate obviously showed a trend of growth is lower than the scale of urban construction land expansion outside liuzhou regions with the increase of urban construction scale， the household register population urbanization rate has a corresponding to different degrees， sanjiang county town construction land and the population urbanization also need more attention and control. （3）By linear regression analysis， the GDP and urbanization rate of all regions in Liuzhou city as a whole， except Luzhai County， presented significant positive correlation.

Key Words： Urban construction land increase scale; Urbanization of registered population; Urbanization rate; GDP; Correlation analysis

我国正处于城镇化的快速发展时期[1]，健康提高城镇化率成了区域和城市发展重点研究的对象，人口城镇化作为地区城镇化的核心关键部分，土地作为城镇化人口和空间的载体[2]，必须重视土地和人口城镇化的协调发展问题，各地方为了更好地迎接城镇化发展的机遇和挑战，开展着人地挂钩机制的探索和落实工作。面对城镇化进展中人口土地发展失衡的重要问题，人地挂钩增加城镇建设用地规模为人口城镇化提供用地保障，构建一种新的土地利用管理模式，解决人地城镇化协调发展时的用地难题[3，4]。各地区城镇化状况、发展趋势各不相同，目前已有许多学者从不同的角度就不同地区的土地和人口城镇化关系展开研究，主要是以不同的方法对土地城镇化相关数据、人口城镇化相关数据进行处理和定义。该研究以广西柳州市为例，采用GIS可视化的方法将人口土地城镇化数据直观展现在图上，揭示其地区的时空发展特征，并结合当地GDP进行相关性分析，得到的结论对推进健康城镇化建设以及经济发展有着重要的意义。

1  研究区域与数据源

1.1 研究区概况

柳州市是中国西南地区重要的交通枢纽城市，位于广西壮族自治区中北部。柳州不仅是重要的中转城市，还是西部大开发战略中西江经济带发展的关键城市，柳州市的GDP发展有着良好的增速，具有良好的经济发展趋势同时面临着机遇和挑战。柳州市还是我国首批新型城镇化选取综合试点地区，具有城镇化代表性的研究意义。目前柳州市正在建立人地挂钩机制，制订相关实施意见、细则，从规划管理、用地规模、用地节约集约利用计划安排、土地利用供应结构优化、土地利用效率提升等方面，实施关于柳州市各地区城镇建设用地增加规模挂钩吸纳农业转移人口落户数机制，进一步促进柳州市城镇化的健康有序发展。

1.2 数据来源及数据处理

根据需要向国土资源局收集柳州市各地区土地利用现状数据，据《广西统计年鉴》和《柳州统计年鉴》整理统计得到2013—2017年柳州市各地区的常住人口、户籍人口、GDP相关数据。

该研究土地城镇化进展使用建设用地增加规模数据表示，人口城镇化数据根据不同情况分常住人口城镇化和户籍人口城镇化数据表示。该文城镇化率依照国家统计局相关规定使用常住人口相关数据，与城镇建设用地增加规模一起实现GIS可视化的人口城镇化率使用户籍人口城镇化数据。目前中国存在显著的户籍人口城镇化率滞后于常住人口城镇化率现象[5]，常住人口城镇化率反映的是中国城镇化速度的基本指标，户籍人口城镇化率更能体现实施建立城镇建设用地增加规模和吸纳农业转移人口落户数挂钩机制政策的人口城镇化工作，相比较更能直接反映人口城镇化的健康程度，更能体现人口城镇化质量[6]。

（1）建设用地增加规模测算方法。

根据地区土地利用现状数据，使用时间段结束时建设用地利用面积减去时间段初始时建设用地利用面积得到所需统计时间段内建设用地面积增加数量，计算建设用地增加数量占建设用地面积之比得到建设用地增加规模。计算公式：

公式中，M为建设用地增加规模;Ma为计算时间段内初始建设用地利用面积;Mb为计算时间段内结束时建设用地利用面积。

（2）常住人口城镇化率测算方法（城镇化率测算方法）。

城镇常住人口占地区常住人口之比计算百分比。计算公式：

公式中，PA为常住人口城镇化率，Pb为城镇常住人口，Pc为地区常住人口。

（3）戶籍人口城镇化率测算方法。

城镇户籍人口数据占年末总人口（户籍人口）之比计算百分比。计算公式如下：

公式中，Ph为户籍人口城镇化率，Pd为城镇户籍人口，Pe为地区年末总人口（户籍人口）。

2  研究方法以及技术路线

2.1 意念地图可视化法

柳州市各地区分布具有市辖区与县区面积差异大且市辖区分布相对集中的特点，按照常规制图方法容易造成视觉效果不佳，为了更好地研究柳州市不同地区的差异和特征，在ArcGIS软件技术的支持下，研究选择使用Cartogram工具制作关于柳州市各地区城镇建设用地增加规模的变形图。

Cartogram依照一定的数学法以对象尺寸来对地理要素进行转换变形，注重空间数据的属性信息的表达取代真实地理面积表达，利用新奇夸张而生动的表现方式达到直观地传达信息的方法[7，8]，解决了地理空间面积差异造成的大区域占主导显示与专题图统计数据表达差异问题，符合柳州市各地区分布和面积差异等状况所需。

结合Cartogram制图法则，实现依据城镇建设用地增加规模这一属性对柳州市行政区划图进行扭曲、变形，在保持原有的邻接拓扑关系下用城镇建设用地增加规模值大小取代柳州市各地区的真实面积，达到夸张的效果，直观地反映数量特征。

2.2 线性回归分析方法

该文关于柳州市各地区城镇化率和GDP之间相关性选取线性回归分析法。通过构建回归模型，确定变量间相互依赖的关系，是研究地理要素间数量关系的一种常用方法[6]。

根据统计学相关性分析法将柳州市各地区的GDP、城镇化率两要素进行线性回归分析，借助GDP数据作为衡量当地经济增长指标，检验柳州各地区城镇化率和经济增长相关性，有效检验柳州市各地区的城镇化工作与经济发展成果的相关程度。首先以GDP为自变量X，城镇化率作因变量Y制作散点图，构建趋势线得到线性回归方程，初步得到拟合程度判定系数（R2）、回归系数、截距等数据，判断线性回归方程拟合的优劣程度和要素间的正负相关性以及其趋势。然后对两要素数据进行数据分析得到数据回归分析结果以及方差分析表，得到相关系数、回归方程的拟合程度等回归效果检测数据，进一步判断构建的线性回归方程是否符合统计学上公认的概率水平或是达到一个如何显著的水平。通过了回归效果精度检测数据，可以得出有效的相关性结论，再依据线性回归方程趋势可以粗略地预测两要素的未来发展趋势。

2.3 技术路线

该研究相关处理主要分为两个部分，基于GIS的柳州市城镇建设用地增加规模与人口城镇化时空可视化部分，由处理城镇建设用地数据和人口城镇化数据，得到的城镇建设用地增加规模经cartogram变形叠加户籍人口城镇化率制作专题图完成。城镇化及GDP相关性分析部分由收集到的GDP数据及常住人口城镇化率经线性回归分析法得到。技术路线见图1。

3  结果与分析

3.1 柳州市城镇建设用地增加规模与人口城镇化的GIS时空可视化

经过数据的收集和公式（1）处理，得到柳州市各地区城镇建设用地增加规模数据，具体见图2。

根据柳州市地形及城镇建设用地增加规模状况数据，柳州市存在市辖区发展度高、所占区域面积小且相对集中，附近县区所占区域面积大的情况。使用ArcGIS的Cartogram工具制作关于柳州市城镇建设用地增加规模的变形地图，符合柳州市各地区分布及城镇建设用地增加规模等状况所需，能更好地研究基于GIS的柳州市各地区的城镇建设用地增加规模。

在Cartogram工具中的“Value Field of the Original Features”中选取数据库中加入的柳州市各地区的城镇建设用地增加规模得到相关变形地图，具体见图3。

结合Cartogram制图法则，实现依据城镇建设用地增加规模这一属性对柳州市行政区划图进行扭曲、变形，在保持原有的邻接拓扑关系下用城镇建设用地增加规模值大小取代柳州市各地区的真实面积，达到夸张的效果直观地反映数量特征。观察柳州市的行政区划轮廓和Cartogram变形图对比，可以明显观察到柳州市各地区的城镇建设用地增加规模之间的区别关系。鱼峰区、城中区、柳北区、柳南区因为城镇建设用地增加规模相对较大在地图上发生了所在区域发生了夸张的放大变化，而邻接的柳城县、鹿寨县以及柳江区因为城镇建设用地增加规模相对较小和邻接地区变形放大的关系产生了地图上所占面积的减小以及相应的形变。

2017年据国家统计局发布数据我国大陆户籍人口城镇化率为42.35%，柳州市整体户籍人口城镇化率达到我国2017年户籍人口城镇化水平，柳州市的市辖区地区均达到国家2017年户籍人口城镇化水平。数据显示，柳州市各地区户籍人口城镇化率在2013—2014年间有了跨越式的发展，市辖区各地区一直保持户籍人口城镇化高水平趋势，市辖区除了鱼峰区在2014—2016年有一次较大波动其余地区均保持平稳发展趋势，鹿寨县在2015—2016年间有了再一次的小跨越式发展，其他各地区在趋势上保持平稳的增长。

汇总处理后柳州市城镇建设用地增加规模与人口城镇化数据得到2013—2017年柳州市各地区城镇建设用地增加规模和人口城镇化专题图，具体见图4。

通过图4可知，2013—2017年柳州市各地区城镇建设用地增加规模和人口城镇化专题图实现了GIS时空数据的可视化。成果显示，柳州市各地区城镇建设用地增加规模和人口城镇化均呈现出了相似的增长趋势并且越来越趋于平稳，除三江县明显户籍人口城镇化率呈现增长趋势低于城镇建设用地增加规模外柳州市各地区随着城镇建设用地增加规模，户籍人口城镇化率有着相应不同程度增长。柳州市各地区中城镇建设用地增加规模相对较大的是鱼峰区、三江县以及城中区、柳北区，依次为柳南区、融安县，其他地区城镇建设用地增加规模相对较小。柳州市城镇建设用地增加规模相对大的除三江县外均是占地面积较小的市辖区地区，而城镇建設用地增加规模相对较小多为柳州市中所占地面积较大的边界位置的县区。柳州市各地区中户籍人口城镇化相对较高的是城中区、柳北区、柳南区和鱼峰区，地理位置上柳州各地区户籍人口城镇化率呈现以城中区为户籍人口高度城镇化率中心点，各地区距离中心点越远户籍人口城镇化率越低的规律。城镇建设用地增加规模较大和人口城镇化较高的主要是柳州市的城中区、柳北区、柳南区、鱼峰区4个市辖区，其他地区或存在起点低或各种原因下发展慢的问题仍有很大的发展空间。虽然柳州市各地区城镇建设用地增加规模和户籍人口城镇率增长上地区排名上排序没有一一对应，但是整体上观察除了三江县的数据上各地区都相对协调，所以可以看出柳州市整体上的土地城镇化和人口城镇化发展上有着良好平稳的发展趋势。三江县的人口城镇化相比较城镇建设用地增加速度进展较慢，依照趋势发展容易出现单位城镇建设用地上人口少，土地闲置粗放利用率低造成的不必要浪费，还易造成地区产业发展力不足等影响。

3.2 柳州市城镇化与GDP相关性分析

此次相关性分析城镇率依照国家统计局相关规定使用常住人口城镇化率数据。考虑到2017年柳州市的市辖区数据加入了2016年撤县设区的柳江区数据可能对回归分析时构建回归方程有影响，相关性分析部分2017年市辖区数据依照2013—2016年这4个市辖区，统一采用分出柳江区，单作柳江县数据处理。得到2013—2017年柳州市各地区城镇化率，具体见图5。

在数据上可以看到柳州市城镇化率总体均呈平稳增长模式。2017年，我国城镇化率为58.52%，柳州市整体城镇化水平在国家水平以上除了柳州市辖区均呈现出高度城镇化率其他县区都没有达到2017年我国城镇化率水平。2016年撤县设区的柳江县数据上也呈现了良好的发展趋势，除了地理位置上靠近市辖区从数据上可以看到柳江县城镇化率起初虽然没有市辖区的高度城镇化在柳州市也是上游水平且达到2017年我国城镇化率水平。柳城县、鹿寨县、融安县这3个县的城镇化率也得到了很好的发展，融水县、三江县这两个自治县的城镇率起点比较低也取得了很可观的发展。在空间地理位置上分析显示位于市辖区附近的县区城镇化率相对较高，而柳州北部离市辖区距离较远的融水县、三江县这两个自治县和融安县城镇化率相对较低。

经处理得到柳州各地区GDP和城镇化率相关性分析结果，具体见表1。