基于遥感和GIS的杭州城区用地空间演变分析

基于遥感和GIS的杭州城区用地空间演变分析

摘要：在过去的几十年中，杭州城市土地利用逐年增加，土地利用的集约度直接影响到城市的发展。本研究利用1978年至2009年不同年份的遥感数据，对市区土地利用状况进行反演，比较建成区面积、人口和经济数据，运用GIS技术对杭州城区用地的动态演变过程及土地利用集约化状况进行分析，得到杭州城市用地发展的内在机制和发展趋势。研究为该区域土地的集约化发展提供科学依据，也为杭州下阶段的总体规划提供参考。

关键词：土地利用遥感动态演变集约化

Abstract: in the past few decades, hangzhou city land use increase year by year, the intensive land use for direct influence to the development of the city. This research use 1978 to 2009 different years of remote sensing data, to the urban land use status inversion area is compared, population and economic data, using GIS to use the land for urban area of hangzhou dynamic evolution and intensive land use status are analyzed and hangzhou city land development intrinsic mechanism and development trend. Research for the region to land intensive development, provide scientific basis, the next stage for hangzhou the overall plan of the reference.

Key words: intensive land use remote sensing dynamic evolution

1．引言

近年来，由于杭州工业化、城市化的快速推进，建设用地急速扩展，空间格局正经历着变革性的演变：从“西湖时代”走向“钱塘江时代”，“一主三副六组团、双心双轴”的空间结构。在这过程中，杭州面临着诸如土地利用浪费、空间盲目增长、生态控制薄弱等突出问题。本次研究从宏观的角度，以近三十年来的遥感影像为基础，研究城市建设用地、人口、经济等数据，探索城市用地增长的历史演变、内在机制和发展趋势，为杭州城市的总体发展提供科学依据。

2．遥感信息的提取及圈层的划分

杭州地处中国东南部，中心位置地理坐标约为东经120.2°，北纬30.3°。作为浙江省省会，它是浙江省政治、经济、文化中心，中国东南重要交通枢纽，在中国长江三角洲的经济发展中发挥着重要的作用。本次研究运用遥感影像提取历年来杭州市城市用地信息，用目析解译的方法获得用地范围边界，结合杭州市的人口、经济数据，根据用地发展状况来划分其圈层。

2.1 提取各年份的遥感影像数据

本论文的研究区域为1978、1991、2000、2009年的杭州城市建成区，具体为利用美国政府全球遥感信息平台()提供的卫星图（见图1），根据遥感影像判读，结合其他土地综合数据，运用监督分类、人工修正的方式获取历年的城市用地信息。

2.2 城市圈层的划分

根据遥感影像数据，对应1978-2009年杭州城区土地空间圈层生长特点，本次研究将研究区域的空间地域划分为以下三个圈层：中心区、近郊区和远郊区，分别代表着杭州城区从萌芽、发展到优化稳定的过程。将中心区界定为上城区和下城区，他们作为杭州市最早的建成区范围，反映了杭州城市围绕西湖点状紧凑发展的萌芽阶段；将近郊区界定为西湖区和拱墅区，他们作为杭州市建成区向外拓展的范围，反映了杭州城市沿西湖和京杭大运河带状发展的发展阶段；将远郊区界定为江干区和滨江区，他们作为杭州市建成区不断向外扩张的范围，反映了杭州城市沿钱塘江纵深发展的优化稳定阶段。

3．用地面积与人口、经济信息

根据遥感影像目析解译结果和GIS计算，以及杭州市统计年鉴等相关资料，得出各个年段杭州市区建成区土地、人口、经济数据如表1所示。

表1各年份人口—建成区面积

4．城市用地动态演变分析

4.1 以时间为轴线

本节研究分析各个时间点和时间段的用地—人口、用地—经济状况，分析单项指标增长率的时间演变情况，以反映1978-1991、1991-2000、2000-2009期间这三个时间段的变化率绝对量和1978～2009年期间的整体发展趋势。

（1）以人口为指标分析

比较建成区和人口从1978年到2000年的资料，建成区面积增长和人口增长基本保持平衡，而从2000年至2009年，建成区增长的速度明显高于人口（见图2）。

图2

从建成区面积变化率和建成区人口变化率看，说明了这两个指标在1978-2000年间两者以相差不大的变化率变化，但在2000年以后，杭州周边的城市郊区和农村地区的大片农田入侵和占领了城市建设，人口密度（人口对单位市区）趋于不密集。用地面积年均增长率远远大于建成区人口年均增长率，城市人口—土地的集约性程度不高。

（2）以经济为指标分析

从表1综合分析可知，1978年到2009年杭州市城区范围内的国民生产总值一直处在高速增加中。地均生产总值也出现了明显的变化，从1978年的0.71亿元每平方千米增长到了2009年的5.58亿元每平方千米。由图可知1991年后GDP 数值取得了飞跃式的发展，地均GDP也突飞猛进，杭州城市用地地均生产效益逐年增加，城市经济—土地趋向集约发展。

4.2 以空间为轴线

杭州作为省会城市，是浙江省的政治，经济和教育中心。在长江三角洲经济圈层中发挥着极其重要的作用。由于城市化加速发展，建成区总面积逐年增加。

图3分别为1978、1990、2000、2009年杭州市建成区地图。

其中红色为中心圈层，黄色为近郊圈层，蓝色为远郊圈层。

在本章节以空间为轴线的演变分析当中，我们将以2009年杭州市市区的行政区划范围来作为一个基准数，然后将不同时期是建成区与之形成比较，通过这样的对比来反应杭州市市区用地的扩张进程。下文中对各圈层的分析亦是如此，即为以各区在2009年的行政区划范围为基准。

（1）中心圈层：上城区、下城区