2013—2018年金普新区建成区空间形态扩张规律

闫政新

(辽宁省自然资源事务服务中心 辽宁省基础测绘院, 辽宁 锦州 121000)

0 引言

近年来,我国城市化发展迅猛,城市化水平日趋增长,监测城市化进程成为当下研究的热点话题。目前,已有大量的研究人员对建成区进行分析和监测。王小攀等研究重庆两江新区建成区扩张速率呈“先快速后平稳”的趋势。并强调新区人口规模、经济增长与建成区的扩展趋势基本保持一致,三者具有较强的相关性[1]。徐杰佳[2]等利用夜间灯光数据提取得到东北三省的城市建成区,计算各省及整体灯光重心位置,推断非资源型城市与资源型城市的发展差距逐步加大,且资源型城市整体发展较为缓慢。夏阳[3]等分析了德城区近20年城市用地的时空变化特征,并结合社会经济指标数据,对研究区建成区的扩展变化及驱动力进行了分析,说明政策因素对城市时空形态的演变具有决定性作用。张楠楠[4]对东北地区某城市的建成区空间形态、空间重心指数、空间紧凑度指数、空间形状分形维数以及建成区扩张弹性系数进行了计算和分析,从地理信息角度对建成区空间形态及扩张方面做出综合分析和评价。李敏敏[5]等研究丽江市空间扩展与外部形态演变过程中,对建成区外部形态紧凑度指数和边界维数等进行详细说明。王斐[6]运用质心转移、等扇分析法、移动窗口法对大理城市形态结构演变的动态过程以及内在机理进行系统性分析。大量的研究表明,对建成区空间形态及扩张进行研究,有利于社会、经济和文化的软性规划,同时也是新区规划发展的必然选择。

1 研究区概况

金普新区位于辽宁省大连市中南部,新区三面环海,生态环境优美。范围包括金州新区、普湾新区和保税区3部分,下辖31个街道[7]。目前,金普新区主要围绕发展综合经济实力、辐射带动能力、在国内外影响力,进一步完善基础设施建设,现代产业集群国际竞争力显著增强,生态文明建设取得新进展。金普新区作为第10个国家级新区,围绕“一地一极三区两中心”战略定位,营造和谐稳定社会环境[8]。因此,对该区域建成区进行研究,有利于新区统筹发展,实现“十三五”规划顺利开展。

2 研究内容

2.1 建成区重心指数

建成区空间重心指数是描述建成区空间分布的一个重要指标。它是建成区保持均匀分布的平衡点,可通过对金普新区建成区地块的几何中心坐标值加权平均求得。计算公式是:

(1)

(2)

式(1)、式(2)中,Xt、Yt分别为t时间建成区重心坐标；Xi、Yi为第i个建成区地块的几何中心坐标；Cti为第i个地块面积[4]。

2.2 建成区扩展强度

根据多个时期的重心变化,统计金普新区建成区在东、东南、南、西南、西、西北、北和东北八个方向的空间发展趋势,分析建成区扩张强度。利用函数关系统计不同方向的变化速率并分析建成区发生变化的主要原因。具体统计指标如表1所示[9]。

表1 金普新区建成区8个方向具体统计指标

2.3 建成区范围内各地表覆盖类型相对变化率

相对变化率R是反映地表覆盖类型变化的有效方法,计算公式如下:

(3)

或

(4)

式(3)、式(4)中,Ka为某区域内某一特定地表覆盖类型研究初期的面积;Kb为某区域内某一特定地表覆盖类型研究末期的面积;Ca为全研究区域某地表覆盖类型研究初期的面积;Cb为全研究区域某地表覆盖类型研究末期的面积。如果R>1,则表示该区域这种地表覆盖类型变化较全区域大[10]。

3 试验结果

3.1 建成区重心指数变化

建成区占据着一定的地表空间,并在各种自然、人为因素的制约和影响下,形成一定的用地轮廓形态。目前,金普新区建成区空间形态模式为组团型,共包括五部分,分别为:金州新区建成区、普湾新区建成区、金石滩建成区、炮台建成区和二十里堡建成区。通过计算统计出金普新区五个建成区的中心坐标变化情况如表2所示，空间重心变化如表3所示。

表2 2013—2018年金普新区五个建成区的中心变化情况

表3 2013年-2018年金普新区空间重心变化变化情况

通过计算2013—2018年金普新区建成区重心指数可以看出,普湾新区在2013年至2016年的坐标变化较其他建成区变化明显,但从整体来看,新区建成区重心坐标变化不大。其中2013—2017年,建成区重心向东北方向不断转移;2017—2018年,建成区重心向东南方向有微小转移。综合2013—2018年建成区重心指数数据的变化情况,说明新区建成区范围扩张,重心指数不断变化,目前有向东南方向发展的趋势。

3.2 建成区扩展强度

为详细分析建成区的空间扩展方向特征,采用扇形分析法,以建成区几何中心为原点,将建成区划分为8个方位(正东、正南、正西、正北、东北、东南、西北、西南),空间叠加2016年、2017年两期建成区范围,计算各个方位上新增或缩减的建成区面积及其占比,分析建成区空间变化差异。变化面积越多、占比越大,表示该方位建成区扩展越强,则该方位为建成区扩展的主要方向。由于炮台建成区与二十里堡建成区变化较小,只研究金州新区建成区、普湾新区建成区、金石滩建成区的空间扩展强度,并通过雷达图直观表达出各个方位空间扩展的情况。具体统计情况如图2所示。

由图2可以直观地看出金州新区建成区、普湾新区建成区和金石滩建成区的扩展方向和程度。其中,金州新区在正东方向扩展最大,正南、西南和正北也有一定程度的扩展。普湾新区在正北方向扩展最大,西南和西北方向扩展也较大。金石滩建成区在西北方向扩展最大,正北和西南方向也有一定程度的扩展。建成区空间扩展趋势具体情况如表4所示。

表4 2013—2018年金普新区建成区空间扩展趋势方向

图2 不同方位的扩展强度统计图

3.3 建成区内地表覆盖类型相对变化率

对金州新区建成区范围内的地表覆盖类型按照种植土地、林草覆盖、房屋建筑(区)、道路、构筑物、人工堆掘地、荒漠与裸露地表、水域的一级类进行分类,统计2013—2018年的变化情况,并分析各类型在不同方向的相对变化率,说明各建成区范围内的土地类型扩展在建成区的空间变化,地表覆盖类型相对变化率如表5所示。

表5 2013—2018年金州新区建成区地表覆盖类型相对变化率 单位：%

4 研究结论

(1)综合2013—2018年建成区重心指数数据的变化情况可知,新区建成区范围不断扩张,重心指数不断变化,目前有向东南方向发展的趋势,但新区建成区重心坐标变化不大。

(2)金州新区建成区向正东方向扩张面积最大,正南、西南和正北也有一定程度的扩展。普湾新区在正北方向扩展最大,西南和西北方向扩展也较大。金石滩建成区在西北方向扩展最大,正北和西南方向也有一定程度的扩展。

(3)金州新区内地表覆盖类型相对变化率有明显分化趋势,东北方向的变化最为显著,房屋建筑(区)、构筑物和人工堆掘地的相对变化率较其他方向的地表覆盖类型的变化大;而正东方向的地表覆盖类型几乎没有变化,相对变化率只为1%。

5 结束语

建成区形态是城市化的重要体现与结果,城市空间形态的研究,是城市规划设计和管理的重要基础。研究城市建成区的变化形态能够清晰地掌握城市发展的脉络,有利于对城市未来发展进行预测及控制,优化建成区地表覆盖类型的空间形态及相对变化率,可引导新区建成区健康平稳发展。