义乌市建设用地空间格局变化及驱动力分析.pdf

第 卷 第 期 年 月林 业 调 查 规 划 :/义乌市建设用地空间格局变化及驱动力分析虞献军岁秀珍朱忠军陈 浩(.义乌市勘测设计研究院浙江 义乌 .义乌市大地数字测绘有限公司浙江 义乌)摘要:依据 年 、年和 年 的 期遥感影像资料运用遥感平台采取面向对象的分类方法获取义乌市近 年建设用地数据采用 空间统计与景观指数分析方法宏观研究义乌市 年建设用地空间格局变化 结果表明 年间义乌市建设用地的变化速度达 /各镇街的面积扩张处于持续增长状态不同镇街的建设用地变化速度和相对变化率不同建设用地的图斑数、最大斑块指数逐步增加 年建设用地的重心转移方向出现先向东北方向后向西南方向偏移的特征 对人口经济政策等因素分析表明人口的快速增长、经济发展的多样化和政策诱导是建设用地变化的主要驱动力关键词:建设用地空间格局驱动力景观指数重心转移义乌市中图分类号:文献标识码:文章编号:()引文格式:虞献军岁秀珍朱忠军等 义乌市建设用地空间格局变化及驱动力分析 林业调查规划():/.():/(.):./.收稿日期:第一作者:虞献军()男浙江金华人工程师 主要从事遥感与 以及数字城市空间框架研究 :林 业 调 查 规 划 .:近年来为了满足经济发展的需要土地利用方式越来越多样化建设用地日益增加成为城市发展的主流 城市规模的扩大化(城市化)已成为经济发展的一个重要标志 在经济快速发展的同时城市规模快速扩展城镇化进程也随之飞速增加目前国内外学者对城市扩展进行了大量的有关研究钱志友等采用 影像对南京市城市扩张特征及其形态演变进行了定量分析魏亚男基于景观格局指数分析主要从类型与景观两个层面对济南主城区变化进行分析王小龙等采用面向对象的支持向量机分类方法对朝鲜建设用地进行时空分析 李国庆等利用 卫星影像以陕西省延安麻塔流域为研究对象采用景观指数评估麻塔流域的景观破碎化程度 本研究在其他学者的研究基础上采用义乌市 年、年和 年遥感影像对影像进行综合加工处理采取面向对象的分类方法获取义乌市近 年建设用地数据提取其建设用地信息的动态变化情况依据义乌市近 年的农转用、供地、人口数据及其它空间属性数据、景观格局指数、空间重心转移模型等采用 空间分析方法及数理统计方法了解义乌市城市化水平发展最快的近 年来的城市建设用地空间变化为义乌市生态环境保护和新型城镇扩张奠定基础同时为义乌市相关学科研究提供参考 研究区概况与数据处理 研究区概况浙江省金华市县级市义乌市位于金衢盆地东部义乌市辖 个镇街地理位置为东经 北纬 东阳市位于义乌市东部南紧邻永康市和武义县西部与金东区和兰溪市接壤浦江县、诸暨市连接义乌市北部 义乌市属于丘陵地带四周环山市域最高山脉为大寒尖高约 最低山脉为位于义乌市大陈江边的瓦摇头 水系发达义乌江是义乌市最长的河流此外还有大陈江、洪巡溪等构成义乌市水网 义乌市交通四通八达公路、铁路与航空运输等承载着义乌市物流运输为义乌市的物流提供了便捷 数据来源及预处理采用的 数据下载于地理空间数据云平台为了避免裸露地物对建设用地的干扰能够较清楚地辨别各类地物下载时所选择的影像拍摄季节选择 月份影像选取时选择无云覆盖或者云覆盖度小于 的时段影像质量相对比较高能够达到研究标准 影像数据来源于 和 前者 影像年份为 年后者 影像年份为 年和 年影像分辨率均为 与 不同的是 还包含一个 的全色波段 为了后期对比分析需将每期影像均定义到相同的基准面上 期影像所包含的预处理包含大气校正辐射定标、色彩均衡影像镶嵌和裁剪等进行波段重组后利用波段、假彩色合成得到 期假彩色影像数据(图)研究方法 建设用地的图像识别提取本研究采用基于面向对象的层次分类方法对建设用地进行提取 影像的分割尺度极其重要选取合适的尺度是为了确保具有相同光谱特征的对象重新组成一个新的对象利用对象组成的光谱特征、几何特征及纹理等特征实现对地物的识别 此外通过分层(树状结构)层层分割一步步细化地物达到目标地物的识别 另外通过分层的谱系关系逐步分割、细化类型以多尺度的对象拟合进行目标识别(建设用地提取采用 公司 图像处理软件影像分割尺度)为减少分类误差建设用地决策树建立采取最短建树、最大类型划分的原则指标的选取以地物的提取为目的选取、等利用分层决策树不断过滤非建设用地信息达到提取建设用地纯信息(图)建设用地的空间结构变化研究 建设用地的变化速度为了将某种土地利用类型的变化速度定量化引入了土地利用动态度其在预测将来土地利用发展趋势和土地利用变化在某一区域上的差异具有重要意义 建设用地的动态度可表达某特定区域第 卷虞献军等:义乌市建设用地空间格局变化及驱动力分析图 义乌市、年假彩色影像 图 建设用地提取流程 特定时间范围内建设用地变化情况公式表达为:()式中:、分别为建设用地分析初期及分析末期的数量 为研究时间区间长度 当 表达为某一年时 为研究时间区间段内建设用地的数量变化度 建设用地利用的相对变化率在某一特定区域为了将该区域某一土地利用类型数量变化体现出来可以引入土地利用类型相对变化率 某一区域某一特定土地利用类型相对变化率可表示为:()式中:、分别为建设用地分析期初及分析期末的面积、分别代表研究区某特定土地利用类型分析期初及分析期末的面积 建设用地的空间变化模型以建设用地重心变化情况来衡量建设用地在时间空间上的动态变化情况 第 年建设用地分布重心计算公式为:()()()()式中:、分别表示第 年建设用地分布的重心坐标表示第 个图斑的面积、分别表示第 个图斑几何中心坐标 表示研究区内图斑个数的总和 通过比较研究期初和研究期末建设用地的分布重心可以得到研究时段内建设用地的空间变化规律 景观格局指数景观格局指数是一种统计指标主要反映受城市化影响所导致的类型的演变是重要的分析手段为定量分析义乌市建设用地景观格局变化的原因在已有研究的基础上按照一定的规则选取景观指标 利用 进行下述指标计算:)图斑个数():所有建设用地斑块个数当 时则体现该类型建设用地只有一个图斑第 期林 业 调 查 规 划组成 计算公式为:()斑块密度():衡量每个单位面积的图斑个数方便在不同大小景观之间进行对比分析 计算公式为:()()()式中:为某一类型景观总面积)最大斑块指数():表示最大图斑对所有景观的影响程度代表建设用地在城市中的主要影响 计算公式为:()()()()景观形状指数():对景观元素形状的不规则情况进行描述当 时则表示景观中只含有一个图斑形状比较规则图斑的个数越多形状就越复杂化结果也相对比较大 计算公式为:()建设用地空间格局变化与驱动力因素分析 建设用地变化空间分布特征义乌市建设用地空间分布特征见图 建设用地总量统计见图 图 义乌市建设用地空间分布 图 义乌市建设用地总量统计 通过面向对象()的提取方法得到 期不同的义乌市建设用地空间分布数据(图)义乌市 年建设用地面积约为 年约为 年约为 从图 可以看出建设用地的分布是以稠城街道为辐射中心向其他镇街外延扩张由于稠城街道是老城区辖区范围小故稠城街道建设用地总量与其他镇街相比总量相对比较小从图 可以看出在 年中 个镇街建设用地总量有一定规律与年份成正比例关系 建设用地总量占比相对比较大的镇街为北苑街道、江东街道建设用地总量占比相对比较小的镇街为赤岸镇、大陈镇这与每个镇街所处的地理位置有很大关系大第 卷虞献军等:义乌市建设用地空间格局变化及驱动力分析陈镇、赤岸镇分布在义乌市最北端和最南端多为山区地带不利于土地开发利用义乌市建设用地 年相对变化比较大(图)义乌市 年建设用地增加总量约为 年建设用地增加总量约为 随着时间推移特别是近几年义乌市处于有机更新状态建设用地的增加速度有所减缓(图)图 义乌市建设用地变化空间分布 图 义乌市建设用地变化总量统计 从图 可以看出 年建设用地变化最大的镇街为福田街道、其次为苏溪镇变化最小的为稠城街道其次为上溪镇 年建设用地变化最大的为佛堂镇变化最小的依然是稠城街道 随着外来人口的迁入、城市居住环境的改善以及政策诱导等导致建设用地呈现不同的变化 建设用地变化速度、相对变化率及空间重心转移根据公式()计算义乌市建设用地变化速度达 从图 可以看出 年间赤岸镇、大陈镇建设用地的变化速度大于其他镇街 由于城市内部建设用地基本处于饱和状态只能开发其他镇街来满足城市发展需要反之稠城街道建设用地变化速度最小这主要是由于稠城街道属于老城区在这 年间能够新增的建设用地比较少根据公式()计算出建设用地相对变化率稠城街道、北苑街道的相对变化率最大从图 中明显可见建设用地的变化速度与建设用地的相对变化率呈负相关关系 义乌市建设用地主要呈郊区城市化和向其他镇街蔓延两种增长形式从 年建设用地重心空间位置可以看出(图)义乌市建设用地重心在这 年间波动不大建设用地的重心始终围绕市政府移动 年建设用地重心距市政府约 年间义乌市发展方向集中在福田街道和苏溪镇导致建设用地的重心向东北方向偏移 年义乌市的发展向稠江街道和城西街道方向导致建设用地重心又向西南方向偏移 第 期林 业 调 查 规 划图 建设用地变化速度和相对变化率 图 年建设用地重心分布 建设用地景观格局变化义乌市 年建设用地景观指数分析如表 所示表 年、年、年景观指数变化 年份景观指数图斑个数()斑块密度()最大斑块指数()景观形状指数()年 年 年 年、年、年这 个年份不同的景观指数分别呈现不同的变化趋势 图斑个数反映出建设用地破碎化程度从表 中可以看出受人类活动的影响随着时间的推移建设用地的破碎化程度越来越大 斑块密度大小即建设用地密度大小与图斑总数和建设用地总面积有一定关系 年建设用地密度和建设用地景观形状指数要大于其他年份 最大斑块指数呈逐渐上升趋势表明建设用地总面积越来越大主城区面积越来越大建设用地的主导地位处于上升趋势 建设用地变化的驱动力因素分析 人口因素近 年来义乌市经济的快速发展吸引了大量外来人口的流入常住人口增加 万余人增长速度达 处于浙江人口总量第一大县级市的第 卷虞献军等:义乌市建设用地空间格局变化及驱动力分析地位 为了人民生活水平的提高生活的便利必然会刺激建设用地的大量增加 经济因素 年间农地转为建设用地总面积约为 供地总面积约为 这些土地通过占用农地转为建设用地多用于经济发展国民生活水平得到提高如交通运输、住宅用地、公共设施等 由于产业结构的调整工业化进程加快建设用地的产出效益远远大于其他类型土地必然导致建设用地数量越来越大 政策制度政府的决策制度在建设用地变化中起着重要作用其影响并引领社会经济活动并进一步影响着土地开发利用方式 为了改善居民生产生活水平、生态空间环境、集约利用土地政府出台城市有机更新政策老城区有机更新农村有机更新的实施导致建设用地内部结构发生很大变化使得义乌市建设用地的扩张速度和强度呈先快速增加后缓慢扩张的局势 结 论在 年、年、年的 影像的基础上研究了义乌市建设用地的空间格局并进行了驱动力因素分析得出如下结论:)义乌市建设用地的扩张速度和强度呈先快速增加后缓慢扩张局势 年建设用地增加量达 年建设用地变化最大的镇街为福田街道 年建设用地变化最大的镇街为佛堂镇变化最小的镇街为稠城街道)义乌市 年来建设用地变化速度达 /建设用地的变化速度出现明显的区域差异 年间赤岸镇、大陈镇建设用地变化速度大于其他镇街的变化速度 建设用地的变化速度与建设用地的相对变化率呈负相关关系 由于经济发展区域性差异导致建设用地的重心始终围绕市政府移动先向东北方向移动后向西南方向移动)对义乌市建设用地 个年份景观指数分析结果义乌市建设用地斑块越来越多最大斑块指数越来越大表明建设用地的破碎化程度越来越大建设用地总面积越来越大主城区的面积越来越大建设用地的主导地位处于上升趋势)建设用地的变化受人口、经济、政策制度 方面的影响人口的增加、经济的快速增长和政策制度的诱导促进了义乌市建设用地的变化参考文献:牛方曲刘卫东宋涛等 城市群多层次空间结构分析算法及其应用 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