景德镇市不透水面的时空变化及驱动力分析

刘金锋

（哈尔滨师范大学，黑龙江 哈尔滨 150000）

1 背景

关于城市边缘区的研究可以追溯到19 世纪, 其中城乡结合部的研究中最为经典的理论为竞租理论思想及其在土地利用配置中的应用[1]最早提出城乡之间过渡带的概念, 后被有关学者加以不断引申和发展。[2]用“城乡结合体”来统称城市与农村之间的过渡地带。[3]城乡结合部，学术界把它定义为“一个或多个增长的城市中心辐射带, 一个以通勤方式与城市保持一定距离的不断扩展的类似同心圆式的外圆城乡结合带, 一个沿着交通干线形成的地域”, 或是“城市建成区与周边广大农业用地融合渐变的地域, 它在空间上的连续性, 土地特征向量的渐变性, 以及社会、经济、人口、土地等方面的复杂性, 使之成为介于城市与乡村之间独立的地域单元”。[4]城市化形式主要分为两种，一种是中心区的再建设，城市中心区高楼林立，城市建设早已饱和或趋于饱和，土地利用基本稳定，另一种则是城市边缘的不断扩张进行，是景德镇市的城市化最主要形式，近年来，景德镇市城市规模不断扩大，景德镇市城市边缘土地的空间结构与土地利用性质剧烈变化，特殊的区位条件也使其成为土地规划和城乡建设规划较为薄弱的地区。如何实现城乡结合部土地集约利用, 业已成为未来土地规划、城乡规划建设关注的重要问题。其中土地利用时空如何变化，影响土地利用的主要驱动力是什么，以及土地资源如何规划，都是值得思考的问题。

2 研究区与数据

研究区，简言之，即景德镇市城乡结合部。数据来源地理空间数据云的美国NASA 的陆地卫星（Landsat4-5TM,Landsat7ETMSLC-on,Landsat8）, 行号40 列号121 区域，2000年，2010 年，2020 年三个时间段的卫星遥感影像。

图1 左起依次00 年10 年20 年景德镇市遥感影像

Landsat 是美国航空航天局与美国地质调查局的联合计划，该计划提供了现有的世界上最长的连续空基观测记录。每天，Landsat 系列卫星都会提供重要信息，以辅助土地管理者和决策者就地球资源和环境做出决策。目前Landsat 已发射八颗，以其数据易得性与成本低，时间覆盖度高，分辨率较高，往往成为科学家对地观测最常用的遥感数据之一。

图2 Landsat 系列卫星

3 研究方法

关于城市不透水面的研究，李苗提出了线性光谱混合分解的方法[5]李涵提出光谱指数的方法[6],詹庆民提出了地理加权回归法[7]，本文研究方法采用罗纳德费雪提出的最大似然法，以遥感数据分析和实地考察验证相结合。最大似然法分类是基于经典统计模式识别理论的监督分类方法之一, 它的实质是基于贝叶斯准则的分类错误最小的非线性分类[8]。最大似然法假设遥感影像中每个波段中的数据都呈正态分布, 把多波段的遥感数据作为多多维正态分布, 从而来构造判别分类函数, 进一步求出每一个像元相对于每个地物类别的归属概率, 通过比较将该像元分到概率最大的地物类别中[9]。遥感数据的分析方面首先将原始数据多波段融合，利用envi 软件RGB 依次选取5，4，3 波段，再从行号40，列号121 的遥感影像中剪裁出景德镇市城区影像，然后在剪裁出的景德镇市城区遥感影像中选取训练样本，接着用Maxium likelihood 方法对样本进行监督分类，最后分别获取景德镇市2000 年，2010 年，2020 年的城市及硬化地面，水域，山林绿化的分布，通过对比，分析景德镇市新世纪以来城乡结合部的不透水面变化。除了遥感数据分析，为了结论的可靠性同时也进行了大量实地考察与走访，获取了景德镇市近年的建设变化与现状。

4 研究结果与分析

2000 年，2010 年，2020 年训练样区分离度报告（roi.separability report）不同地类分离度均大于或约等于1.8,符合要求。2000 年，2010 年，2020 年最大分类结果如图3 所示。从实验结果与实地走访调查可知，2000 年至2020 年景德镇市城乡结合部的土地利用从绿色蔬菜种植区耕作区和较密集居民居住区向不透水面和高密集居民居住区转变，同时绿色蔬菜种植区耕作区和较密集居民居住区的外环不断向外扩大。此区域的绿色区域渐渐转变成不透水面，原有水域被占用，亦转变成不透水面或新的耕植区。二十年来城市规模不断扩大，摩天高楼拔地而起，尤其以2010 年以后摩天大楼的建设特别迅速，城市边缘地区各种新小区高楼，政府机关新大楼纷纷兴建。2000 年时景德镇地区无任何超高层可居住建，到2010 年以前，景德镇市超高层建筑仅集中于城市中央的人民广场周围，高楼数量屈指可数，2010 年以后景德镇市超高层建筑遍地开花，以学校附近，城市中轴线附近，城市公园附近特别集中，其他地区也非常普遍。形成高楼替代矮楼，城进耕退的格局。

图3 分类结果

4.1 经济发展是土地利用变化的第一驱动力

2000 年以来，景德镇市旅游区新建与扩建了许多旅游与旅游服务设施。与此同时产业的发展也带动了人口的激增，这些产业的发展所带来的大量人口带动了房地产居民居住区及城市居民生活服务设施的迅速扩张。此外国家积极推动的高铁网建设和市府积极推动的棚户区改造也较大程度改变了影响了景德镇市城乡结合部土地利用的格局。无论产业的发展带来的人口激增从而导致的居民居住区面积扩大，还是国家积极推动的高铁网建设，市府积极推动的棚户区改造政府推动的城市建设带来的土地利用变化，这些产业的用地因为城市中心的高度建设，其过程主要发生在城市的边缘，即城乡结合部。显然，经济的发展对用地的需求是景德镇市城乡结合部土地利用变化的最主要原因。城乡结合部是未来的城市，是城市的未来，是经济发展的新的增长极，是城市建设的活跃区，土地利用的剧烈变化带。

4.2 房地产开发和城市基础设施建设是土地利用变化的主要因子

随着经济的发展，产业的兴起，周边大量农村地区人口涌入，景德镇市人口激增，人们对住房的需求越来越大。正所谓哪里有人口，哪里就有住房。城市大量新增的人口对住房的需求与城市居民对更好居住环境的需求共同推动了景德镇市房地产的建设与发展。进入21 世纪以来，景德镇市常住人口数量从2000 年的不足三十万，截止2017 年景德镇市常住人口已突破60 万，增长两倍以上。这些人口的激增必然导致常住人口对住房的需求，进而推动景德镇市房地产的发展与城市空间规模的扩大。此外距离景德镇城区极近的浮梁县城（原景德镇市浮梁区）中心区近年来高层建筑拔地而起，主要是居民居住的房地产开发建设用地。房地产的开发与兴建带来一系列的生活基础设施的兴建，如道路，广场，医院，学校，商场等随之而兴起。这些地区因为处于城市的边缘地区土地价格比较低廉，备受房地产商青睐。

图4 2000-2020 景德镇市不透水面面积变化

4.3 城乡结合部土地集约利用的导向是“变无序为有序”

城乡结合部因为处于城市的边缘地带，往往面积较大且人口密度与中心城区相比稍低，城市在此投入的人力，资金，设施等管理资源往往较少，因而在管理上成为城市比较薄弱的环节，早年因为景德镇市城乡结合部管理制度的不健全，对居民自建房缺乏有效管理，当地居民自己建设了大量的居民自建房，这些居民自建房往往缺乏统一规划，建设较为无序甚至混乱，成为景德镇市城乡结合部未来进一步发展的难题与瓶颈。总的来说，这部分已经建设的居民自建房占整个城乡结合部的比例不大，目前对城市边缘地区居民自建房的统一规划与管理仍处于大有可为的阶段。我们城市的管理人员对城乡结合部的土地管理务必要有一个重视的态度，城乡结合部就是未来的城市，城市的未来。怎样对景德镇市城乡结合部的土地资源实行有效地管理呢？首先，对于政府手里的土地资源做到统一规划，合理布局，然后对居民的自有土地实行上报原则，待专业人员认真评估以后方可对土地利用的类型进行变更，政府出台相关政策规定，严格执行。目前从不同区域看，景德镇市高铁站附近的城市北郊对土地规划较好，无论是政府主导的住房建设，绿化，高铁站，道路规划还是房地产商推动的房地产开发规划与建设均较为合理且较少有居民自建房，总体来说，布局合理，密度适中，规划优质。而昌江区的景德镇市西南盆地一带因为本来就拥有较大外来务工人口与当地人口，目前存在较多的无序居民自建房，这一地区的土地利用监控有待进一步加强和提高。浮梁县城（原景德镇市浮梁区）与景德镇城区地理极近连为一片，实际上也可以看作景德镇市城乡结合部的一部分。未来景德镇市城乡结合部的土地资源管理工作可以和浮梁县城共同合作，统一规划，协同建设。

4.4 充分发挥地理信息系统在国土规划和规划中的作用

GⅠS 技术最优越的实践表现是在国家土地资源规划信息系统的应用。无论是在信息采集、处理、分析、监控等环节都可以有效提升工作效率, 使我国土地规划水平实现质的飞跃。[10]因此在复杂的城市土地规划与规划问题之中，我们要积极发挥地理信息系统的作用，充分利用现代化手段对土地资源进行有效低成本的规划与规划。要实现景德镇市城乡结合部的土地资源的有效规划和规划，首先的任务是对土地资源进行土地评估。

4.4.1 当下城乡的生态环境主要受到来自城市无控制的扩张和城乡内部工业区的不断建设的影响, 有必要思考和寻求一种良性的开发利用方式，有些区域当严禁开发，例如景德镇西北边缘区的昌江河上游段事景德镇市城市水源地，景德镇自来水厂取水地，这里的水的质量直接影响景德镇城区六十多万人的饮水与生活。因此对水源地的保护十分重要。贵州毕节市保护水源地方法是，建立饮用水源地保护名录, 对未划分保护区的饮用水水源地以及规划的饮用水水源地确定保护区划分方案。对已受到污染, 现状存在水质问题并影响饮用的水源地, 提出有针对性的治理和保护措施;对于现状水质良好的水源地本着预防为主的原则, 因地制宜, 采取水源涵养、移民搬迁、规范设置标志标牌、实施隔离防护工程、垃圾收运、污水收集等污染源综合整治工程保护措施, 进一步保障水源地水质水量达标。我们可以在昌江河区域利用地理信息系统空间分析的设立一定宽度缓冲区的方式来确定严禁开发的地区以保护水源地不受污染。昌江河水源地缓冲区宽度不必都一致，根据需要可以适当调节，例如昌江河支流西河可以和昌江河干流设置宽度不一致的线缓冲区。干流可以稍宽，支流可以稍窄，但必须都得足够的宽度。特殊的地方宽度可以稍宽。例如景德镇市自来水厂周边的昌江河段的缓冲区可以设置得略宽一点，差别化的设置缓冲区宽度最终的目的在于既能够最大的利用珍贵的城乡结合部的土地资源，又能对城市水源地的生态环境较好的保护。

4.4.2 有些区域要限制开发，例如景德镇市罗家机场，位于景德镇市西北郊，处于距离城市中心不太远的城市边缘地区。此地区人口密度低于城区人口密度，但也远高于农村地区人口密度。若是在机场周边地区严禁一切土地开发并不妥当，附近的一些低层建筑的建设对飞机的起飞着陆无任何影响，低层的定义是什么可以经过物理科学的评估，在此不作细论。这些低层建筑容纳了一定的城乡结合部的人口，疏散了城市人口的压力，并且为机场旅客提供住宿餐饮服务，形成机场经济，为进一步建设城乡结合部新型航空城镇服务。机场限制开发的地区的确立亦可利用建立空间分析中缓冲区的方法，缓冲区宽度的设置条件为只要不影响机场正常运作且为其预留较大空间即可。

完成禁止开发区与限制开发区的缓冲区建设之后，将禁止开发缓冲区与限制开发缓冲区做空间叠加分析，禁止开发缓冲区的优先级比限制开发缓冲区高，也就是说，当禁止开发缓冲区与限制开发缓冲区重叠时，重叠部分均视为禁止开发区。

4.4.3 除严禁开发区与限制开发区以外地区均为可允许开发区，与禁止开发区与限制开发区相比，可允许开发区开发条件比较宽松，没有特别的限制，但是这不意味可允许开发区就可以没有规则的随意建设，这一区域的建设仍然需要缜密的规划，细致的研究，科学的布局。例如城市公园的建设，尽可能建设在所有小区居民区的较中央位置，使得该地区居民能比较方便到达公园，充分发挥城市公园作用。城建率不宜过高，保持较好水平的植被绿化等问题都是这一区域需要重视的

5 结论

根据2000 年至2018 年遥感影像处理结果与实地考察，过去十几年来，景德镇市城乡结合部土地利用急剧变化，人口迅猛增长，城市建设日新月异，规模不断扩大，硬化率一直在快速增长，产业发展用地稳定增长，房地产建设蓬勃，超高层建筑遍地开花。城市边缘地带的规划与管理面临一系列问题。我们提出了土地集约利用的导向“变无序为有序”的原则，充分发挥地理信息系统在城乡结合部土地管理中的作用，对不同地方土地区别化管理，以地学的角度提出建设严禁开发区缓冲区与限制开发区缓冲区的想法，既能够充分利用宝贵的土地资源，又能够实现特殊目的。严禁开发区与限制开发区我们分别例举了三个例子，几乎囊括景德镇市影响较大典型常见比较重要的地方，包括昌江河水源地，地质灾害易发山体，化工厂建立禁止开发缓冲区的例子，景德镇罗家机场，三贤湖建立限制开发缓冲区的例子。磨刀不误砍柴工，城市化是人类历史上最伟大的事之一，城市建设是未来国家发展的重点，城市建设之前的规划与管理更是重中之重，相关人员应当给予其非常的重视，才能建设好城市的未来。