基于呈贡POI的土地利用混合度及土地决策研究

徐 坚， 徐定怡

(云南大学建筑与规划学院，云南昆明 650500)

土地的混合利用影响区域的协调发展，其变化伴随着城镇化的发展。中国处于快速城镇化发展阶段，各种生产要素的流动较快，尤其是土地要素的流动更为显著，主要表现在土地利用的数量和结构的变化2个方面。在城市急剧扩张的过程中，用地数量和面积的增长带来资源环境承载力的压力，同时，城市空间结构变化带来用地结构的调整，土地混合利用的合理性引发思考，寻求土地利用合理性和资源配置合理性是城市转型期的重要话题。

国外对土地混合利用的研究一方面基于模型的建立和研究上[1-2]，另一方面基于城市发展的研究，包括城市体验[3]、城市开发[4]、城市功能[5]、城市空间[6]、城市结构[7]；而国内的研究一方面主要针对土地混合利用的测度，另一方面着重于研究城市的空间特征及其关系研究，包括格局[8]、与出行空间的关系[9-11]、特征[12]、影响[13-14]等。大数据在城市规划领域的应用逐渐增多，目前运用较多的有手机信令数据、夜间灯光数据、公交IC卡刷卡数据等，毕瑜菲[15]、蒋金亮[16]、陈名娇等[17]基于上述城市数据对城市的空间结构和土地利用混合度进行了研究。但是，上述城市数据实时更新速度较慢，获取难度大，数据不够全面，而POI(point of interest)兴趣点数据作为一种开源的数据，包含了空间属性，具有更新速度快、易于获取、数据量大的优点，成为目前的研究热点。国外对于POI数据的运用，主要与旅游相关[18-19]，少部分也研究城市的特性[20-21]；而国内POI数据的应用主要在空间布局上[22-24]，目前，将POI数据应用到土地利用混合度研究的较少。

昆明市是云南省的省会城市，在西南地区省会城市中代表性强，城市发展速度较快，呈贡区作为昆明市新区，是面向南亚东南亚辐射中心的现代化新城，主要以科教、金融、康养医疗和文化旅游为主，现代服务业初具规模。现阶段发展中，呈贡区的城市形象和城市品味显著提升，无论是带动力、影响力还是辐射力都不断增强，目前呈贡区多措并举改善人居环境，强化滇池保护治理，践行绿色发展理念，加强生态系统治理，同时，呈贡新区各项基础设施较为完善，对昆明的城市转型影响较大。因此，本次研究将POI数据的应用引入呈贡区土地利用混合度和土地决策研究中，以探讨呈贡区城市发展的新途径。

1 研究区域与数据

1.1 研究区域

本次研究选取昆明市呈贡区为研究区域(图1)，呈贡区西部面临滇池，中部为丘陵。在生态方面，呈贡区依托丰富的山地资源对整个昆明市起到水源调节、土壤保持等作用，并发展了丰富的现代生态农业和生态旅游业等。在城市转运功能方面，呈贡区分解了昆明老城区的人口、交通压力。因此，整体功能定位为“春城花都展示区、现代科教创新城”。

图1 研究区域

1.2 数据来源与处理

本次研究采用的数据主要来自开放接口获得的2018年的高德地图12 686条POI数据。POI数据针对城市的实体对象，记录了空间属性和相应的地理位置，此次获得的POI数据主要有餐饮、风景名胜、公共设施、公司企业等14类(表1)。

表1 2018年呈贡区高德地图POI数据

本次研究采用专家打分法，参考现行的土地分类标准，对这些POI数据进行筛选，剔除辨识度较低的POI数据以及重复的数据，并进行重分类，得到POI数据点11 596个，土地利用类型5大类(表2)，呈贡区的土地以公共服务和生活服务类型为主，休闲娱乐类土地占比较少。运用ArcGIS10.5软件进行地理配准，将筛选好的POI数据统一转换和编码，构建此次研究所需要的基础数据。

表2 2018年呈贡区各类土地利用POI数据

2 研究方法及流程

研究方法及流程见图2。

图2 研究流程

3 结果分析

3.1 呈贡区的地理特征分析

呈贡区地势上呈现西低东高的特征(图3)，土地发展上具有显著的方向性和集中的特点，呈贡区土地发展方向主要向东北-西南方向倾斜扩展，并且有从北部向南部逐渐扩展的趋势，整体上土地从中部集中逐渐向四周离散化扩张，离心性强。整体上可利用土地较少，东部地区山地较多，城市发展受到局限，西部面临滇池，生态屏障建立也一定程度上阻碍城市的发展，因此，呈贡区的土地利用应该更加集约化，在保障生态功能的同时发展资源优势，分解主城区压力。

图3 呈贡区坡度、坡向

3.2 基于土地利用类型的核密度分析

本次研究采取100 m×100 m,500 m×500 m,1000 m×1000 m 3种栅格单元进行分析，将分析结果进行比对。相关资料显示，500 m为此研究区域的最佳研究尺度，因此，在500 m尺度下进行核密度分析。本次研究利用自然分段法，将土地利用类型密度分为5个等级，分析结果如图4所示。

图4 各类土地核密度分析

3.2.1 各类土地的空间分布格局特征

随着城市的发展以及规划政策的引导，城市各片区内土地混合利用也不均衡，不同片区之间分布差异显著，因此通过对不同土地类型POI进行核密度分析，探索各区域内土地混合利用空间分布格局。

3.2.1.1 公共服务核密度

公共服务类土地分布较为集中，主要集中在斗南片区、龙城片区、乌龙片区和雨花片区，其中以斗南片区和龙城片区聚集为主，少量分布在洛羊片区和大渔片区。公共服务类土地的配建与居住人口规模相对应，该类土地主要为居民服务。斗南片区拥有亚洲最大的鲜切花交易市场，其经济水平高，人流量大，公共服务类型土地的覆盖较广；龙城片区是原呈贡县经济、政治、文化中心，经济发展势头良好，人口汇聚较多，历史文化氛围浓厚，公共服务类型的土地覆盖较为完备；乌龙片区从原斗南街道中分立出来，经济发展势头良好，招商引资项目完成良好，在一定程度上推动了人口的聚集，公共服务类土地分布也较多；雨花片区随着大学城的发展吸引了大量人流和配套设施，公共服务类土地也随之覆盖。总体上看，公共服务类型的土地覆盖较少且不全面，尤其是在七甸片区等其他几个片区，能满足日常需求、城乡基础设施建设需求等。

3.2.1.2 居住核密度

居住类型的土地主要集中在斗南片区、吴家营片区和雨花片区，少量分布在龙城片区，且从现状上看，雨花片区和吴家营片区的居住类土地较为集中，其他片区居住类土地较少且不集中。居住类土地一方面能够有社会保障功能，能改善公民居住环境，提高居民生活质量，另一方面能够增加政府财政收入，土地收入能够推动城市化和城市经济增长，同时能够推动房地产的发展，优化城市布局，推动城市化进程。现状呈贡区居住类土地分布的片区均为经济发展较好的片区，但其他片区的分布不合理，尤其是大渔街道，北临国家级滇池旅游度假区，它的发展目标是以云药主题、居住、休闲为主的综合片区，以特色生态、文化、旅游、医药产品开发利用，高品质居住区、特色生态产业为支柱的未来新昆明休闲之都，其现状居住类土地明显不足。

3.2.1.3 商务核密度

商务类土地类型分布不集中，在斗南片区、龙城片区、洛羊片区和雨花片区呈现散点式布局。现状呈贡区商务类土地包含公司企业、金融保险等用地，其土地利用价值高，商服用地多处于繁华地段，可以产生更高的经济效益。斗南片区作为国内出口最大的花卉基地，商务类型的土地占比较多，但是不够聚集；洛羊片区交通区位资源优势突出、基础设施日趋完善、经济发展势头强劲，是现代新昆明呈贡新城最具大规模开发条件的地区，其商务类土地覆盖较多，但聚集性差，其他片区商务类土地覆盖较少，聚集性更差，尤其是以工厂聚集的七甸片区，其商务类土地更应增加，以达到产销融合的目的。

3.2.1.4 生活服务核密度

生活服务类型的土地分布较为分散，主要分布在斗南片区和龙城片区，吴家营片区和雨花片区少量聚集。斗南片区和龙城片区的发展得益于斗南花卉市场和长水机场的发展，市场的繁荣带动了花卉相关产业的发展，促进了农村小城镇建设。近年来，斗南花卉市场一方面充分发挥了引导示范作用，对云南乃至我国花卉产业的发展有了较为显著的推动，并且其产业结构的优化也对花卉产业的发展起到了示范作用，另一方面对农村经济的发展起到了辐射带动作用。因此2个片区的生活服务设施配备较为完备，用地覆盖也较广。昆明南站在吴家营片区中，其是西部地区大型综合性交通枢纽之一，其发展对周边的轨道交通起到了辐射带动作用，也在一定程度上带动了云南旅游产业的发展，昆明南站还是国家“一带一路”规划中辐射东南亚的重要基础设施，无论是对内还是对外，昆明南站都处于不容忽视的优势地位，大量的人口聚集于此，生活服务类土地逐渐配备发展，雨花片区因有大学城的建设，也配有部分生活服务设施，生活服务土地覆盖较广。生活服务设施的布置要便于居民使用，其他片区的生活服务类土地覆盖明显不足。

3.2.1.5 休闲娱乐核密度

休闲娱乐的土地类型分布较为分散，其中斗南片区和雨花片区分布较多，能基本满足该片区内的休闲娱乐功能需求，但是其他片区的休闲娱乐类型的土地分布较少或几乎没有。该类土地主要为市民提供休闲娱乐的公共空间与活动的场所，一般具有休闲、集会、体现城市风貌等功能，其建设是城市精神文明建设的缩影，能完善城市的服务功能。休闲娱乐类设施作为一文化载体将跟随时代的进步不断发展，在不同时期不断挖掘其作为文化载体的新功用，将为城市发展注入新的生命力，提升其在社会、经济、文化方面的影响力、辐射力和竞争力。

3.2.2 基于核密度的土地总体分布格局特征

从总体上看，呈贡区的土地类型分布不均衡，空间上呈现“西密东疏”的分布，呈贡区的土地连片式聚集，分布上呈现多中心发展的格局(图5)。其中斗南片区、龙城片区、雨花片区和乌龙片区、吴家营片区(以下称老城区)具有明显的规模优势，混合类型的土地分布密度要远远大于其他区域，土地类型混的度较高，呈现连片分布的特征；而其他区域的土地类型则为点状聚集，规模相对较小，只集中于特定地段的小范围区域。

图5 呈贡区土地利用混合度核密度

3.2.2.1 土地混合利用空间分布格局极不均衡

老城区的混合度远远大于其他区域，大规模的土地混合利用在这几个区域连片聚集，老城区外围和其他区域分散独立。老城区的土地混合利用集聚中心，是呈贡区生活服务能力、经济水平最强的区域，随着呈贡区经济与人口的发展，呈贡中心城区进一步扩大，加之政策的引导，该区域居住、商业、教育等配套体系搭配完善，以住宅小区为主的土地混合区域在老城区形成高度集聚，并且该片区交通便捷，其大量的人群流动为城市片区发展创造了有利条件。

相比较而言，其他区域混合土地则分布于范围较小的特定地段，规模较小，为单中心分布点状聚集。未来还需要加强对新城区的建设，不断缩小与这几个区域的差距，建立相对均衡完善的城市生活服务功能，进而缓解传统区域人口与交通压力。

3.2.2.2 老城区土地混合利用空间分布格局也存在不均衡现象

表现为北部分布密度高于南部，尤其是以斗南片区与其他区域的差距最为明显，也就是说，即使是传统区域，也存在土地混合利用分布密度较低的区域。整体上呈现多中心的空间布局形式，各个中心的土地利用类型密度较高，其余区域的土地利用类型密度较低；除几个聚集中心以外，其余地区的土地利用混合密度较低，且零散分布。总的来说，整个呈贡区的土地混合密度都不高，反映出土地利用的不合理。

3.3 基于土地利用类型的标准差椭圆分析

3.3.1 不同类型土地的空间分布方向特征

标准差椭圆主要用来分析空间分布方向性特征。基于呈贡区的POI数据，对呈贡区不同的土地类型进行标准差椭圆的分析(图6)。

图6 各类土地标准差椭圆分析

3.3.1.1 公共服务标准差椭圆

呈贡区公共服务类土地呈现龙城片区至雨花片区的垂直方向发展，且标准差椭圆的长短轴相差较小，说明公共服务类型的土地发展方向性较弱，整体上较为聚集且功能用地辐射范围较小。

3.3.1.2 居住标准差椭圆

呈贡区的居住类型土地分布方向性较为明显，由洛羊片区至雨花片区垂直分布，但整体上聚集性较差，呈现各片区散点式分布，各个片区之间居住整体性差。

3.3.1.3 商务标准差椭圆

呈贡区商务服务类型的土地呈现东北-西南方向发展，标准差椭圆短轴较短，说明商务类型的土地方向性较为明显，范围主要集中在斗南片区至雨花片区，聚集作用较为明显，呈现以斗南、洛羊、洛龙片区向四周扩散的趋势。

3.3.1.4 生活服务标准差椭圆

呈贡区的生活服务类用地分布主要集中在斗南片区至雨花片区，呈现垂直方向上的分布，其余片区分布较少且聚集性差，整体上生活服务类用地较为缺失。

3.3.1.5 休闲娱乐标准差椭圆

呈贡区休闲娱乐类型的土地分布较散，主要朝着东北-西南方向发展，标准差椭圆较大，说明聚集性差，整体上辐射作用不强。

3.3.2 基于标准差椭圆的土地总体分布方向特征

整体上，呈贡区土地混合利用空间分布主要朝着西北-东南方向发展，其空间分布过于集中在人口密度较大和经济水平较高的传统区域(龙城、洛龙、乌龙、雨花片区)，依托商业中心以及住宅区形成集聚中心(图7)，但随着城市“多中心”空间结构的形成与发展，传统区域人口与经济不断向新区转移，土地混合利用面临着空间布局的调整。其次，不同区域土地混合利用空间分布方向不同，大片区域土地混合利用空间分布密度低、特点不突出，生活服务能力有待加强。呈贡区土地混合利用空间分布方向反映了混合土地的分布并非完全受政策影响，而历史区位、传统文化以及市场经济均对其有一定影响。

图7 呈贡区土地标准差椭圆分析

3.4 基于等距法的土地利用混合度指数分析

根据土地利用混合度指数的计算结果，按照等距法将土地利用混合程度分为5级：0为非混合，0%～25%为低度混合，25%～50%为较低度混合，50%～75%为中度混合，75%～100%为高度混合。

土地利用混合度较高的区域代表着城市活动的热点区域，同时对城市发展空间布局、城市综合影响力与竞争力有重要影响。为进一步验证分析结果，采用莫兰指数法探究呈贡土地利用的混合程度(图8)，由图可知，莫兰指数均大于0.4，呈现一定的空间聚集效应，在500 m比例尺下，几个片区呈现较高度混合和高度混合的空间集聚，并且形成由中心向外围降低的离心式结构。

城市土地类型的混合依托于城市空间发展结构，呈贡区与昆明市一样，选择了“多中心，多组团”的空间结构，并且已初步形成。但莫兰指数分析结果表明，城市传统区域(洛羊、斗南、龙城、乌龙、洛龙、吴家营、雨花片区)与新城区(七甸、大渔、马金铺片区)之间的土地混合利用差异明显，传统区域人口密度大、交通便捷、可达性强，是城市空间发展的核心区，具备良好的经济基础，是城市活动最频繁、最活跃的区域；新城区受政策影响，城市土地混合利用聚集规模相对较小，并且受人口数量和自然条件等影响的制约，混合土地在规模与数量上与传统区域存在明显差异。

结果表明，不同尺度下的土地利用混合程度不相同，100 m的研究尺度下，土地利用混合度的相对差异最大，非混合的数量占80%，而高度混合的数量仅占8%；而1 000 m的研究尺度下，土地利用混合度的相对差异较小，各等级的土地利用混合度占比较为均衡，不利于研究比较；500 m的研究尺度下，土地利用混合度的差异较为合理，所以选择500 m为本次相关性分析的研究尺度。无论何种研究尺度，Moran′I指数均大于0.4(图8)，通过显著性(0.01)检验，可以说明土地的混合利用有空间自相关性且较为明显；整体上看，等级较高的土地混合利用区域与核密度较高的区域吻合，都以雨花片区、吴家营片区和斗南片区为中心向四周降低。

运用GeoDa软件对土地利用混合情况的空间自相关性进一步进行分析(图9)，结果表明：“高-高”聚集这类空间的数量占据主导地位，而且这类空间点都较为分散；其余类型的空间聚集数量占比较少。“高-高”这种空间聚集类型表示该空间单元的土地利用混合度高，而且周围都是土地混合利用较高的空间单元，表明他们之间的差异性小，分布较为均由，聚集程度高；而这些区域是核密度较高的区域，土地利用混合度较高，基础设施的建设对土地的混合利用有一定推力，这些片区也为周边片区起到了辐射带动作用；“高-高”的周围较多为“低-低”，表明这类混合利用的土地边缘性较强；其他程度的聚集类型分布较为零散，空间相关性较低。因此，当土地利用混合度指数在75%～100%时，呈贡区各类土地类型聚集度较高，此时土地利用最为合理。

图9 呈贡区土地混合利用局部空间自相关

4 土地决策策略

基于前文对呈贡区土地聚集度、发展方向和空间格局的研究，得出呈贡区土地利用存在不合理，空间结构需要完善的结论，因此提出4个方面的建议，以期对呈贡区的发展和土地资源利用与管理提供建议。

4.1 发挥生态屏障功能，增加生态用地

上述分析可知，呈贡区靠近滇池，生态效益却得不到满足，现阶段多数土地被占用却未产生经济效益，土地混合度较低，土地资源利用较为不合理，在城市化不断深入之下，城区土地开发建设步伐加快，在未来呈贡区的土地发展过程中，应发挥呈贡区高原湖泊的区位优势，增加生态用地，发挥生态屏障功能。

4.2 增加各类用地的覆盖，城乡统筹发展

根据前文分析可知，呈贡区各类土地分布不均衡，空间格局不平衡，靠近乡村的几个片区发展较为缓慢，土地利用不够集约，在土地利用率比较高，而现有区域内土地资源不可能增加的现实情况下，可以通过规划的手段去提高城市内土地利用的集约程度。为了实现城乡统筹发展，就要统一进行城乡发展的规划，坚持城乡统筹的原则，利用科学合理的规划手段来促进城镇经济发展，保障对土地资源的合理利用。

4.3 城市土地发展方向以西部为主

呈贡区土地在地势上呈现西低东高的态势，城市发展主要聚集在西部地区，东部地区少量建筑依山而建，从地势上看，西部地区更适合呈贡区的建设发展。从呈贡区各类土地的标准差椭圆分析来看也是如此，结合昆明市政府和呈贡区政府的城市发展政策，由西向东大力推动创新发展，未来发展城市发展应向西为主，逐步向东过渡。

4.4 土地混合度提升至75%以上

根据前文分析，当土地利用混合度指数在75%以上时，呈贡区的土地利用最为合理，各类土地类型聚集度较高。因此在统筹安排各种用地的规模面积和对城市功能布局划分时，协调城市发展中各种用地的需求，将土地混合度提升至75%以上，通过规划各种用地的面积大小和建设地点，满足用地需求又协调建设上的管理问题，从而促进城市的进一步发展。

5 结论

本研究基于呈贡区2018年的POI数据，研究了呈贡区土地混合利用的现状，研究结果表明呈贡区的土地利用在整体上呈现较低的聚集效应，有多中心聚集的分布趋势；城市功能上呈现由多功能聚集向单一功能转换的功能布局；除几个集聚中心之外，其他地区的土地利用密度较低，城市功能较为单一，分布较为零散。经研究分析，当土地利用混合度达到75%～100%时，土地混合利用的核密度较高，空间单元要素呈现“高-高”的聚集方式，说明针对呈贡区，75%以上的土地利用混合度较为合理，对国土空间的利用也较为合理。因此，呈贡区协调城市空间布局的土地决策策略：

(1)发挥生态屏障功能，增加生态用地。

(2)增加各类用地的覆盖，城乡统筹发展。

(3)城市土地发展方向以西部为主。

(4)土地混合度提升至75%以上。

本研究在理论上结合了土地利用混合度的概念，方法上运用大数据与地理数据相结合的方法，为后续呈贡区城市发展和土地资源利用与管理做了探索。