建设用地空间变化及驱动力分析——以西宁市中心城区为例

第3 期
邱春辉等： 建设用地空间变化及驱动力分析
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2. 2 研究方法与分析
土地利用变化的速度可以通过土地利用类型动
态模型进行度量，它既可以表征单一土地利用类型
的时间序列变化，也可以对区域土地利用动态的总
体状况及其区域分异进行分析。这里我们引用如下
模型进行分析［10］，
K = Ub － Ua × 1
Ua
T
× 100% ，
式中： K 为研究时段内某一种土地利用类型动态
度； Ua ，Ub 分别为研究期初与期末某一种土地利用 类型的数量； T 为研究时段长度； 当 T 的时段设定
为年时，则 K 表示该研究区中某种土地利用类型的
年变化率。
由图 2 及相关资料分析可知，中心城区由于受
四周地形地貌等自然因素的条件限制，在近 10 年
引用格式 ： 邱春辉，多美丽，乔陆印，等． 建设用地空间变化及驱动力分析： 以西宁市中心城区为例 ［J］． 资源与产业， 2012，14（ 3） ： 123 － 127 Qiu Chunhui，Duo Meili，Qiao Luyin，et al． A case study on downtown of Xining city： drives to spatial changes in construction land use［J］． Resources ＆ Industries，2012，14（ 3） ： 123 － 127
间主要向城北和城西方向快速发展。自 1999 年以
来，西宁市中心城区建设用地面积快速增长，1999
年城区建设用地面积只有 5 964. 78 hm2 ，到 2009 年
时已 经 增 至 7 288. 56 hm2 ，增 幅 达 到 了 22. 19%
（ 表 1） 。中心城区在 2003—2009 年这个阶段城镇建
QIU Chun-hui，DUO Mei-li，QIAO Lu-yin，ZHOU Wei*
（ School of Land Science and Technology，China University of Geosciences，Beijing 100083，China）
Abstract： Expansion of urban construction land use is a complicated dynamic process which is limited by many factors． This paper，based on case study on the downtown of Xining city，Qinghai province，uses 1999，2003 and 2009 Landsat images to study the land use information and uses GIS technology to analyze the ten-year's construction land use change，and calculates the areas and distribution of construction land use occupied from farmland，grass land and other land，and then discusses the drives to spatial changes in construction land use from population change，economic growth and policies． This study indicates that population and economy are two major drives to urban construction land expansion，and that policies play a directing role in urban development． Key words： Landsat TM； construction land； drives； Xining city； downtown
目前我国学者对城市建设用地扩展的研究主要 集中在一些经济发达的大城市，对中小型城市研究 较少，尤其像西部的一些中小型城市。陈琼等通过 西宁市主城区的土地面积和空间变化揭示了地形和 河流对城市建设和发展的控制性作用［6］。伏洋等通 过 Markov 过程模拟与预测，揭示在人类活动加剧 的大背景下，实施生态建设对城市与农村及其农牧 业土地利用格局、生态环境效应、社会经济状况等 产生的驱动机制［7］。通过检索发现其他研究西宁市 的土地利用变化的文献较少，本文以西宁市中心城 区 1999 年、2003 年和 2009 年 3 期 Landsat 影像作为 数据源。通过 RS 和 GIS 技术，获取研究区建设用地 变化的动态信息，进而分析 10 年来建设用地的扩张 趋势。根据城市建设用地变化过程，从人文、经济 等角度探讨其驱动力机制，从而为西宁中心城区合 理利用土地、保护生态环境和制定土地可持续性管 理政策提供科学依据［8］。
第 14 卷第 3 期 2012 年 6 月
资源与产业
RESOURCES ＆ INDUSTRIES
http： // www． resourcesindustries． net． cn zycy@ cugb． edu． cn
Vol. 14 No. 3 Jun. 2012
建设用地空间变化及驱动力分析
———以西宁市中心城区为例
0 引言
机制研 究 是 当 今 全 球 变 化 研 究 的 热 点 和 前 沿 问 题［1］，2005 年，“国际地圈和生物圈计划” （ IGBP）
和 “全球环境变化的人文领域计划” （ IHDP） 在之
土地利用 / 土地覆盖变化 （ LUCC） 及其驱动力 前提出的 “土地利用 / 覆被变化” 研究计划的基础
中图分类号： F205； F301
文献标识码： A
文章编号： 1673 － 2464 （ 2012） 03 － 0123 － 05
A CASE STUDY ON DOWNTOWN OF XINING CITY： DRIVES TO SPATIAL CHANGES IN CONSTRUCTION LAND USE
设用 地 增 长 趋 势 明 显， 增 加 了 912. 58hm2 ， 比
1999—2003 年这个发展阶段有大幅的增加，土地利
用动态度也增加了一倍多 （ 表 1） 。这跟西部大开
发战略和 《国务院关于支持青海等省藏区经济社会
发展的若干意见》 的深入实施以及相应配套资金的
大力支持有着密切的关系。
表 1 中心城区建设用地变化幅度
析 10 年间建设用地变化的动态信息，得到建设用地扩展侵占耕地、草地、其他用地的面积及空间分布，然
后从人口变动、经济增长、政策制定 3 方面分析对西宁市中心城区建设用地扩展产生的驱动作用。研究表
明，人口和经济因素是城市建设用地向外扩张的主要因素，政策因素在城市的发展过程中起着导向作用。
关键词： Landsat TM； 建设用地； 驱动力； 西宁市； 中心城区
年份 建设用地总量 / hm2 建设用增量 / hm2 动态度 /%
1999 5 964. 78
— —
2003 6 375. 97
411. 19 1. 72
2009 7 288. 56
912. 58 3. 58
1999—2003 年和 2003—2009 年这两个时间段 内，向外扩展所占用耕地的面积分别为 240. 56 hm2 和 367. 65 hm2 、草地分别为 120. 36 hm2 和 412. 02 hm2 ，占到城镇建设用地侵占各类用地的 87. 77% 和 85. 43% （ 表 2） ，说明中心城区的向外扩展主要侵 占城市 周 边 地 势 平 坦、 交 通 较 为 便 利 的 耕 地 和 草 地。根据 最 新 一 期 西 宁 市 城 市 规 划 和 土 地 利 用 规 划，西宁市准备将城北区打造为青海省先进一体化 的物流园区，将城市的西部打造成为政治、商住、 娱乐一体的全新区域。在规划实施过程中，切实保 护好耕地又不影响城市发展，需要我们进一步研究 和探索。
图 1 技术流程图
本文在对影像进行分类时，采用的土地分类标 准是全国土地分类的一级分类系统。根据土地的自 然生态 和利用属性，分为耕地、草地、建设用地、 水域和未利用土地这 5 类。区域土地利用变化包括 土地利 用 类 型 的 面 积 变 化、 空 间 变 化 和 质 量 变 化。 面积变化首先反映在不同类型的总量变化上，通过 分析土地利用类型的总量变化，可了解土地利用变化 总的态势和土地利用结构的变化［9］。使用 GIS 中的空 间分析模块对这 3 期数据进行统计分析，在此基础上 来分析西宁市中心城区的建设用地时空变化过程。
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资源与产业
2012 年
上又提出了 “城市化计划” （ urbanization project） 和 “全球土地计划” （ globalland project） ［2］。在土 地利用 变 化 中， 城 市 建 设 用 地 的 空 间 扩 张 最 为 剧 烈，对城市建设用地扩展的研究已经成为 “城市化 计划” 的核心内容之一。通过研究城市建设用地空 间变化和分布，可以正确认识城市化的发展过程和 特征。城市建设用地变化的驱动因素是学者研究的 主要问题。深入研究城市建设用地变化和驱动因素 的关系，将对城市化土地利用时空演化规律具有重 要的学术意义和实践价值［3 － 5］。
收稿日期： 2011 － 09 － 19； 修订日期： 2012 － 02 － 29； 责任编辑： 车遥。 第一作者简介： 邱春辉 （ 1987— ） ，男，硕士生，主要从事土地信息技术与应用研究。E-mail： qiuchunhuimax@ 163. com * 通讯作者： 周伟 （ 1974— ） ，男，博士、副教授，主要从事土地利用与生态遥感监测研究。E-mail： zhouw@ cugb. edu. cn
邱春辉，多美丽，乔陆印，周 伟*
（ 中国地质大学 土地科学技术学院，北京 100083）
摘 要： 城市建设用地的扩张是一个复杂的动态性过程，受多种因素的影响。以青海省西宁市中心城区为
例，根据 1999 年、2003 年、2009 年 3 期的 Landsat 影像数据提取了研究区的土地利用信息，通过 GIS 技术分
2 数据处理与研究方法
2. 1 数据处理
本文所采用的遥感影像数据成像时间分别为 1999 年 4 月 26 日 和 2003 年 5 月 29 日 Landsat7 ETM + 以及 2009 年 4 月 6 日的 Landsat5 TM 影像。 数据采 用 横 轴 墨 卡 托 投 影 （ Transverse Mercator） ， 无云层覆盖，分辨率为 30 m。本文以 Envi4. 2 为软 件平台对这 3 期影像的数据进行处理。具体流程 （ 图 1） ： 1） 对获取的影像数据进行波段合成； 2） 利用 1∶ 10 000 的土地利用现状图和地形图对影像 进行几何校正及配准； 3） 使用获取的行政区划图 对影像进行感兴趣区域裁剪； 4） 对影像色彩增强 处理； 5） 完成后对影像进行监督分类 （ 使用分类 方法为最大似然法） ； 6） 提取分类后的图层信息。
1 研究区概况
研究区为西宁市中心城区。西宁市是我国青海 省的政治、文化和经济中心。在近十几年来，随着 我国国民经济建设的高速发展，西宁市区及周围城 镇建设都发生了巨大的变化，研究区所在位置为西 宁市建 成 区 的 中 心 区 域， 所 属 区 域 包 括 城 东、 城 中、城西和城北 4 个行政区。根据土地变更数据显 示，2005 年西宁市中心城区总面积34 605 hm2 ，占 全市 总 面 积 的 4. 66% ， 而 人 口 却 占 全 市 人 口 的 49. 88% 。西宁市中心城区Байду номын сангаас要在湟水上游的西宁 盆地之中，四面环山，城区内湟水干流及其支流北 川河、南川河呈十字型相交，属于典型的枝状半开 放型、河谷型城市［5］。