城市化空间格局对土地利用_覆盖变化的影响分析
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对于城市化水平通常采用城市人口占总人口比 重作为度量指标，它表征性强，便于统计和比较， 因此被广泛采用。城市发展是特定地域空间系统的 一种复杂的社会过程，它既包括了人口和非农业活 动在不同规模城市环境中的集中过程，同时还包括 了乡村景观转变为城市景观的地域推进过程[2-3]。研 究城市的发展过程及其形成机制，不仅要研究城市
第 40 卷 第 8 期 2009 年 8 月
东北农业大学学报 Journal of Northeast Agricultural University
40(8): 48~52 Aug. 2009
城市化空间格局对土地利用/覆盖变化的影响分析
董 隽，郭 红
（哈尔滨学院地理系，哈尔滨 150086）
摘 要：以大庆市为例，利用大庆市 1988、1996、2006 年矢量数据，运用遥感（RS）和地理信息系统（GIS）空
间分析技术，分析了城市化驱动下大庆城市用地的变化及其空间分布特征，结果表明，大庆市城市用地的面积增
加迅速，主要集中在人口密集和工业发达城区和城乡过渡区。
关键词：城市化；城市空间格局；土地利用/覆盖；大庆
中图分类号：F301.2
文献标识码：A
文章编号：1005-9369（2009）08－0048－05
1988 1996 2006
耕地 林地 高密度城镇用地 中低密度城镇用地 牧草地 水域 总和 耕地 林地 高密度城镇用地 中低密度城镇用地 牧草地 水域 总和 耕地 林地 高密度城镇用地 中低密度城镇用地 牧草地 水域 总和
0.70 6.02 63.02 21.30 0.00 8.86 100.00 0.00 2.02 71.02 19.25 0.00 7.91 100.00 0.00 0.00 77.03 20.07 0.00 2.90 100.00
Impact of land use cover on urban spatial structure/DONG Jun, GUO Hong
(Department of G eography, Harbin Univers ity, 150086, China )
Abstract: Ba s e d on the da ta during thre e pe riods of 1988, 1996 a nd 2006 in Da qing city,northe a s t
and area in Daqing city
45 40 35 30 25 20 15 10
5 0 ■◆ 1979
◆ 非农业人口/万人 Population of urban ■ 建成区面积/hm2 Ten thousand the area of city
◆ ◆
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1983
图2
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1987
◆ ■◆
1 研究方法
根据 1986～2006 年大庆市统计年鉴的统计数 据，使用统计分析软件 SPSS 11.0，分析大庆市区
的城市建成区和城市人口之间的相互关系，建立城 市化水平对土地利用的驱动关系，借以说明城市化 水平对土地利用（城市建成区面积）的驱动关系的发 展过程，采用 ARCGIS 9.0 对研究区内土地利用类 型空间格局进行动态分析，进而揭示城市化水平相 对区域土地利用覆盖的影响。
第8期
董 隽等：城市化空间格局对土地利用 / 覆盖变化的影响分析
· 49 ·
化。这为我们提供了一个认识和理解中国改革开放 背景下城乡过渡区土地利用/覆盖变化的过程和机 制的有效平台[6-7]。为此，我们建立了大庆北部地区 以“龙凤区－萨尔图区－让胡路区－喇嘛甸镇”一线为 中心，东西长约 50 km，南北宽 3 km 的带状区域， 试图通过典型样带和样点相结合的研究方法，在多 时段遥感数据和实测调查数据的支持下，揭示土地 利用/覆盖变化的驱动机制。
Key words: urba n; urba n s pa tial s tructure; la nd us e cove r; Da qing city
土 地 利 用/覆 盖 变 化（Land Use Cover Change, LUCC）是全球环境变化研究的一个重要方面。短时 期（几年或几十年）的土地利用变化，主要受社会经 济因素的驱动约束。城市是一类特殊的土地利用类 型，聚集了高密度人口和各社会经济活动的特殊地 理单元，是人类对自然环境干预最强烈的地方[1]。 城市化过程驱动着区域的变化，在某种程度上意味 着城市用地扩展会以牺牲其他用地为代价。
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◆◆◆
0 1977 1980 1983 1986 1989 1992 1995 1998 2001 2004 2007
年份 Year
图 1 大庆市区非农业人口与建成区面积动态
Fig. 1 City resident and the area in Daqing city
人口、面积增长率（%） Rate of increase of the population
表 1 大庆市市区土地利用/覆盖变化 Table 1 Change of land use cover in Daqing cBaidu Nhomakorabeaty
年份 Year
土地利用类型 Type of land use
市中心至 5.8 km
From city center to 5.8 km
5.8 km 至 24.5 km From 5.8 to 24.5 km
2 模型构建与指数划分
统计分析表明，研究区的城市建成区面积和城 市人口之间的相关系数达到 0.956，显著性程度相 当高，说明两者之间具有高度的相关性。大庆市区 非农人口与建成区面积变化动态及速率见图 1、2。
非农业人口（万人）建成区 Population of urban/ten thousand the area of city (hm2)
收稿日期：2009-03-17 基金项目：国家自然科学基金项目（40271044）；黑龙江省教育厅人文社会科学项目（11524044） 作者简介：董隽（1971-），女，黑龙江人，讲师，博士，研究方向为土地利用/覆盖变化、景观生态学及地理信息系统应用与开发。Email:djlili@yeah.net
■
1991
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1995
◆
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1999
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2003
年份 Year
大庆市非农业人口和建成区面积变化速率
Fig. 2 Change of city resident and the area in Daqing city
◆ ■
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2007
从数据所反映的直观图形中也可以看出同样 的结果，由图 1 可见，中两条曲线呈现极好的同 方向同步增长趋势，其间距基本保持不变，且没 有太大的波动。图 2 中表示了城市建成区面积和 城市人口的年际变率之间的关系，发现两者的变 化趋势从总体上来看保持基本一致，但是两者之 间变化的幅度和时间上却有着明显的差别，例如 1986～1987 年间 ， 城 市 人 口 的 增 长 率 持 续 增 长 ， 建成区面积增长率却大幅度降低，形成剪刀差； 1989～1991 年间，趋势保持一致，但是建成区面
积的增长要大于城市人口的增长率。由此可见， 非农业人口和城市建成区面积之间存在非常紧密 的联系，但它们的变化却在各个时段有不同匹配 类型，这些匹配类型有可能反映出了在不同驱动 力影响下的城市发展阶段。
3 大庆市土地利用覆盖变化分析及特征
3.1 大庆市土地利用覆盖变化分析 大庆市区东西方向主要跨龙凤区、萨尔图区、
感解译过程中，进行野外训练区的选取，并参考了 土地利用现状资料和社会经济统计资料。利用 ERDAS IMAGE 4.5 遥感影像处理系统，对大庆市 1988～2006 年 3 个时段的 TM 影像进行处理，完成 了大庆市土地利用/覆盖变化测量。随后，在区域 交通图的基础上，我们进一步将研究区划分为市中 心（大庆市儿童公园）到 5.8 km 范围内，5.8～24.5 km、24.5～45 km、45 km 至海拔 100～200 米的漫 岗、漫岗外的泡沼共 5 个子区，进行土地利用/覆 盖变化的分区统计，从而得到了大庆市详细的土地 利用/覆盖变化信息。结果见表 1，图 3。
大庆是我国典型的资源型城市，是我国最大的 “石油城”和石化基地，近 20 多年来，伴随着石油 经济的高速发展，也经历了一个经济和人口高速增 长 的 时 期 ， 城 市 人 口 从 1986 年 的 56 万 增 加 到 2006 年的 122.3 万，城市建成区面积从 1986 年的 245.1 hm2 增加到 2007 年的 675.7 hm2，从而出现了 以城市化为主要特征的大规模的土地利用/覆盖变
让胡路区三个区级行政区域，地形上呈现出泡沼-
· 50 ·
东北农业大学学报
第 40 卷
台地-平原区的有序排列，经济上表现出从城市核 心区、城乡过渡区到远郊区的有序过渡，映射出人 类活动从高强度区（城区）、中等强度区（城乡过渡 区）、一般强度区（远郊区）的完整变化。
我们采用常规分类比较法，将该区的土地利用 类型划分为：高密度城市用地、中低密度城市用 地、耕地、林地、牧草地、水域共六大类。本文进 行的土地利用/覆被变化及驱动力研究的基础资料 为大庆市 1988 年至 2006 年近 20 多年来 3 个时段 的 TM 遥感影像。遥感影像的几何纠正和行政界 限、地貌资料的提取，采用了 1987 年地形图。遥
24.5 km 至 45 km
From 24.5 to 45 km
45 km 至海拔 100~200 m 漫岗 From 45 km to hummock of 100
to 200 m high
漫岗外的泡沼 Marshes
总面积 （hm2） Total area
总比例 Total
proportion
人口在市区总人口中的比重，同时也必须考虑城市 建成区向外的空间扩展，也就是城市化对土地利 用/土 地 覆 盖 的 影 响 [4]。 要 真 正 反 映 城 市 发 展 的 内 涵，并探索城市发展水平提高的形成机制，纯粹以 城市人口占总人口比例或者纯粹以城市建成区面积 的大小为指标是不够的，在此，我们从城市化对土 地利用/覆盖驱动的动态变化角度构建城市化水平 与建成区相关指数。
38.00 8.00 7.03 40.02 4.33 2.62 100.00 16.02 3.00 20.03 55.16 2.33 3.42 100.00 0.66 4.06 26.62 66.21 1.60 1.45 100.00
◆ 非农业人口/万人 Population of urban
350
■ 建成区面积/hm2 Ten thousand the area of city
300 250
■■
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200
150
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100 50
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of He ilongjia ng P rovince , the a uthors took the a dva nta ge s of re mote s e ns ing (RS )a nd ge ogra phica l informa tion s ys te m (GIS ) s pa tia l a na lys is me thods , the pa pe r ma de a qua ntita tive s tudy on the ra la tive s be twe e n dyna mic e volution cha ra cte ris tics of urba n inte rna l s pa tia l s tructure a nd the la nd us e cove r of Da qing city. The re s ults s howe d tha t cons truction la nd incre a s e d ra pidly, which ma inly conce rtra te d in gre a t popula te d a nd indus try de ve lope d a re a a nd tra ns ie nt a re a from the countrys ide to the city in Da qing.
第 40 卷 第 8 期 2009 年 8 月
东北农业大学学报 Journal of Northeast Agricultural University
40(8): 48~52 Aug. 2009
城市化空间格局对土地利用/覆盖变化的影响分析
董 隽，郭 红
（哈尔滨学院地理系，哈尔滨 150086）
摘 要：以大庆市为例，利用大庆市 1988、1996、2006 年矢量数据，运用遥感（RS）和地理信息系统（GIS）空
间分析技术，分析了城市化驱动下大庆城市用地的变化及其空间分布特征，结果表明，大庆市城市用地的面积增
加迅速，主要集中在人口密集和工业发达城区和城乡过渡区。
关键词：城市化；城市空间格局；土地利用/覆盖；大庆
中图分类号：F301.2
文献标识码：A
文章编号：1005-9369（2009）08－0048－05
1988 1996 2006
耕地 林地 高密度城镇用地 中低密度城镇用地 牧草地 水域 总和 耕地 林地 高密度城镇用地 中低密度城镇用地 牧草地 水域 总和 耕地 林地 高密度城镇用地 中低密度城镇用地 牧草地 水域 总和
0.70 6.02 63.02 21.30 0.00 8.86 100.00 0.00 2.02 71.02 19.25 0.00 7.91 100.00 0.00 0.00 77.03 20.07 0.00 2.90 100.00
Impact of land use cover on urban spatial structure/DONG Jun, GUO Hong
(Department of G eography, Harbin Univers ity, 150086, China )
Abstract: Ba s e d on the da ta during thre e pe riods of 1988, 1996 a nd 2006 in Da qing city,northe a s t
and area in Daqing city
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◆ 非农业人口/万人 Population of urban ■ 建成区面积/hm2 Ten thousand the area of city
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1 研究方法
根据 1986～2006 年大庆市统计年鉴的统计数 据，使用统计分析软件 SPSS 11.0，分析大庆市区
的城市建成区和城市人口之间的相互关系，建立城 市化水平对土地利用的驱动关系，借以说明城市化 水平对土地利用（城市建成区面积）的驱动关系的发 展过程，采用 ARCGIS 9.0 对研究区内土地利用类 型空间格局进行动态分析，进而揭示城市化水平相 对区域土地利用覆盖的影响。
第8期
董 隽等：城市化空间格局对土地利用 / 覆盖变化的影响分析
· 49 ·
化。这为我们提供了一个认识和理解中国改革开放 背景下城乡过渡区土地利用/覆盖变化的过程和机 制的有效平台[6-7]。为此，我们建立了大庆北部地区 以“龙凤区－萨尔图区－让胡路区－喇嘛甸镇”一线为 中心，东西长约 50 km，南北宽 3 km 的带状区域， 试图通过典型样带和样点相结合的研究方法，在多 时段遥感数据和实测调查数据的支持下，揭示土地 利用/覆盖变化的驱动机制。
Key words: urba n; urba n s pa tial s tructure; la nd us e cove r; Da qing city
土 地 利 用/覆 盖 变 化（Land Use Cover Change, LUCC）是全球环境变化研究的一个重要方面。短时 期（几年或几十年）的土地利用变化，主要受社会经 济因素的驱动约束。城市是一类特殊的土地利用类 型，聚集了高密度人口和各社会经济活动的特殊地 理单元，是人类对自然环境干预最强烈的地方[1]。 城市化过程驱动着区域的变化，在某种程度上意味 着城市用地扩展会以牺牲其他用地为代价。
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年份 Year
图 1 大庆市区非农业人口与建成区面积动态
Fig. 1 City resident and the area in Daqing city
人口、面积增长率（%） Rate of increase of the population
表 1 大庆市市区土地利用/覆盖变化 Table 1 Change of land use cover in Daqing cBaidu Nhomakorabeaty
年份 Year
土地利用类型 Type of land use
市中心至 5.8 km
From city center to 5.8 km
5.8 km 至 24.5 km From 5.8 to 24.5 km
2 模型构建与指数划分
统计分析表明，研究区的城市建成区面积和城 市人口之间的相关系数达到 0.956，显著性程度相 当高，说明两者之间具有高度的相关性。大庆市区 非农人口与建成区面积变化动态及速率见图 1、2。
非农业人口（万人）建成区 Population of urban/ten thousand the area of city (hm2)
收稿日期：2009-03-17 基金项目：国家自然科学基金项目（40271044）；黑龙江省教育厅人文社会科学项目（11524044） 作者简介：董隽（1971-），女，黑龙江人，讲师，博士，研究方向为土地利用/覆盖变化、景观生态学及地理信息系统应用与开发。Email:djlili@yeah.net
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大庆市非农业人口和建成区面积变化速率
Fig. 2 Change of city resident and the area in Daqing city
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从数据所反映的直观图形中也可以看出同样 的结果，由图 1 可见，中两条曲线呈现极好的同 方向同步增长趋势，其间距基本保持不变，且没 有太大的波动。图 2 中表示了城市建成区面积和 城市人口的年际变率之间的关系，发现两者的变 化趋势从总体上来看保持基本一致，但是两者之 间变化的幅度和时间上却有着明显的差别，例如 1986～1987 年间 ， 城 市 人 口 的 增 长 率 持 续 增 长 ， 建成区面积增长率却大幅度降低，形成剪刀差； 1989～1991 年间，趋势保持一致，但是建成区面
积的增长要大于城市人口的增长率。由此可见， 非农业人口和城市建成区面积之间存在非常紧密 的联系，但它们的变化却在各个时段有不同匹配 类型，这些匹配类型有可能反映出了在不同驱动 力影响下的城市发展阶段。
3 大庆市土地利用覆盖变化分析及特征
3.1 大庆市土地利用覆盖变化分析 大庆市区东西方向主要跨龙凤区、萨尔图区、
感解译过程中，进行野外训练区的选取，并参考了 土地利用现状资料和社会经济统计资料。利用 ERDAS IMAGE 4.5 遥感影像处理系统，对大庆市 1988～2006 年 3 个时段的 TM 影像进行处理，完成 了大庆市土地利用/覆盖变化测量。随后，在区域 交通图的基础上，我们进一步将研究区划分为市中 心（大庆市儿童公园）到 5.8 km 范围内，5.8～24.5 km、24.5～45 km、45 km 至海拔 100～200 米的漫 岗、漫岗外的泡沼共 5 个子区，进行土地利用/覆 盖变化的分区统计，从而得到了大庆市详细的土地 利用/覆盖变化信息。结果见表 1，图 3。
大庆是我国典型的资源型城市，是我国最大的 “石油城”和石化基地，近 20 多年来，伴随着石油 经济的高速发展，也经历了一个经济和人口高速增 长 的 时 期 ， 城 市 人 口 从 1986 年 的 56 万 增 加 到 2006 年的 122.3 万，城市建成区面积从 1986 年的 245.1 hm2 增加到 2007 年的 675.7 hm2，从而出现了 以城市化为主要特征的大规模的土地利用/覆盖变
让胡路区三个区级行政区域，地形上呈现出泡沼-
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第 40 卷
台地-平原区的有序排列，经济上表现出从城市核 心区、城乡过渡区到远郊区的有序过渡，映射出人 类活动从高强度区（城区）、中等强度区（城乡过渡 区）、一般强度区（远郊区）的完整变化。
我们采用常规分类比较法，将该区的土地利用 类型划分为：高密度城市用地、中低密度城市用 地、耕地、林地、牧草地、水域共六大类。本文进 行的土地利用/覆被变化及驱动力研究的基础资料 为大庆市 1988 年至 2006 年近 20 多年来 3 个时段 的 TM 遥感影像。遥感影像的几何纠正和行政界 限、地貌资料的提取，采用了 1987 年地形图。遥
24.5 km 至 45 km
From 24.5 to 45 km
45 km 至海拔 100~200 m 漫岗 From 45 km to hummock of 100
to 200 m high
漫岗外的泡沼 Marshes
总面积 （hm2） Total area
总比例 Total
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人口在市区总人口中的比重，同时也必须考虑城市 建成区向外的空间扩展，也就是城市化对土地利 用/土 地 覆 盖 的 影 响 [4]。 要 真 正 反 映 城 市 发 展 的 内 涵，并探索城市发展水平提高的形成机制，纯粹以 城市人口占总人口比例或者纯粹以城市建成区面积 的大小为指标是不够的，在此，我们从城市化对土 地利用/覆盖驱动的动态变化角度构建城市化水平 与建成区相关指数。
38.00 8.00 7.03 40.02 4.33 2.62 100.00 16.02 3.00 20.03 55.16 2.33 3.42 100.00 0.66 4.06 26.62 66.21 1.60 1.45 100.00
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■ 建成区面积/hm2 Ten thousand the area of city
300 250
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