基于GIS的中山市近二十年建設用地增長分析

張孟濱

摘要：在RS與GIS的支持下，對中山市建設用地空間格局演變進行了定量分析。結(jié)果表明，在城市擴張壓力下，建設用地是研究區(qū)變化最為活躍的用地類型，1990-2007年總體呈增加的趨勢，其中2000-2007年建設用地增加數(shù)量最大，而重心遷移距離則是1990-1995年最長。

關鍵詞：GIS；建設用地；增長分析；中山市

中圖分類號： F301.24 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）06-1284-03

建設用地的快速切割、入侵是經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)土地利用動態(tài)變化的重要特征和驅(qū)動力，建設用地時空演化模型可以更精細和準確地表達土地利用變化的空間過程[1]。以珠江三角洲核心區(qū)中山市為研究對象，借助遙感與GIS 技術(shù)的支持，從整體角度進行研究區(qū)LUCC的遙感監(jiān)測，分析20 世紀90年代以來中山市建設用地的演化以及空間格局和重心遷移行為，為協(xié)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展、合理利用與保護耕地資源提供決策支持，同時也是中山社會經(jīng)濟新一輪發(fā)展的迫切需要。

1 研究區(qū)概況

中山市位于珠江三角洲中南部，西、北江下游，北接番禺市和順德市，西鄰江門市市區(qū)、新會市和斗門縣，東南接珠海市，隔珠江口伶仃洋與深圳市和香港相望。中山市地處北緯22°11′-22°46′，東經(jīng)113°09′-113°46′，全市面積約1 800 km2。地貌由大陸架隆起的山地、丘陵臺地和珠江口的沖積平原、海灘組成，屬南亞熱帶季風氣候，光熱充足，雨量充沛，年平均溫度21.8 ℃，年平均降水量1 748.3 mm。

2 數(shù)據(jù)來源與處理方法

研究數(shù)據(jù)主要分為TM遙感影像，由軌道號121/44、122/44與122/45遙感數(shù)據(jù)覆蓋中山市全部，研究時間為1990、1995、2000和2007年4個時相，影像采集時間為9月至下一年的3月，選擇無云或少云、影像質(zhì)量較好數(shù)據(jù)，各期遙感影像經(jīng)地理坐標配準、幾何校正、融合及裁剪生成研究區(qū)遙感影像圖。

在ERDAS 9.0、ArcGIS 9.1等軟件支持下，對遙感數(shù)據(jù)進行圖像處理并進行土地利用專題圖制作，在此基礎上采用轉(zhuǎn)移矩陣、重心遷移空間疊加等分析方法對中山市不同時相建設用地空間格局演變進行分析[2-6]。

3 不同時相中山市建設用地空間格局演變

3.1 1990-2007年研究區(qū)建設用地時空轉(zhuǎn)化分析

在ArcGIS軟件中將不同時相的土地利用現(xiàn)狀圖進行空間疊加運算，得到該時段各用地類型的未變化面積、轉(zhuǎn)移面積、增加面積，并運用空間分析模型進行土地利用轉(zhuǎn)化測算[7，8]，其結(jié)果如表1、表2、表3和圖1所示。從表1、表2、表3和圖1可以看出，中山市的建設用地總體呈增加趨勢，與此同時，中山市基本上沒有建設用地轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌仡惖那闆r。在城市化、工業(yè)化過程中，受開發(fā)區(qū)熱、城建熱和房地產(chǎn)熱的刺激，建設用地快速增長，其中2000-2007年是中山市城市化最快速的發(fā)展階段。城市化、工業(yè)化、交通用地、土木工程對龐大的石料、土石方的大量需求，使盲目開山取土現(xiàn)象較為嚴重，不適宜的開采導致水土流失、滑坡等地質(zhì)災害的發(fā)生，也在一定程度上導致了林地類型的減少[9]。

結(jié)合轉(zhuǎn)移矩陣與圖1進行分析，建設用地主要由耕地、水體轉(zhuǎn)變而來，人為開發(fā)建設不僅占用了大量土地資源，而且在一定程度上影響到耕地的完整性，導致區(qū)域生態(tài)屏障功能的減退。建設用地總面積從1990年的6 542.00 hm2持續(xù)增加到2007年的50 733.00 hm2，凈增長44 191.00 hm2，增加的建設用地面積主要是由耕地和水體轉(zhuǎn)化而來，尤其是2000-2007年耕地轉(zhuǎn)化為建設用地的數(shù)量最大。1990-1995年隨著中山市城鎮(zhèn)建設的加快，直接導致了耕地大量流失，這期間中山市建設用地增加15 356.00 hm2，年均增加量為3 071.20 hm2，建設用地主要由耕地和水體轉(zhuǎn)變而來，其中建設用地占用耕地面積達到11 307.31 hm2，是所有土地利用類型中轉(zhuǎn)化數(shù)量最大的，同時水體、林地、園地也大量轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO用地，分別為2 239.59、877.42、795.64 hm2。1995-2000年中山市城市擴張速度相對減緩，這段時間的城市擴張相對于前期明顯減緩。結(jié)合土地利用轉(zhuǎn)移矩陣進行分析可以看出，2000-2007年中山市建設用地面積增加到50 733.00 hm2，增加28 312.00 hm2，遠大于1990-1995年和1995-2000年兩個時段增加的面積，建設用地主要由耕地與水體轉(zhuǎn)變而來，同時林地、園地也轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO用地，未利用地的開發(fā)力度和前一時段接近。

3.2 1990-2007年研究區(qū)建設用地時空轉(zhuǎn)化分析

土地利用空間重心是描述地理對象空間分布的一個重要指標，常用于城市演變、土地利用類型變化研究。重心位置以地圖的經(jīng)緯度來表達，通過土地利用重心動態(tài)變化可以很好地從空間上描述土地利用主要類型的時空演變過程。根據(jù)對土地利用轉(zhuǎn)移與土地利用變化分析，研究區(qū)變化最大的土地利用類型為耕地和建設用地，這里重點討論研究區(qū)建設用地重心的遷移。

中山市建設用地重心遷移距離以1990-1995年遷移最長，為2 588.84 m；其次為2000-2007 年，遷移距離為1 615.72 m（表4）。1990-1995 年沿東南向遷移，1995-2000年向東南偏南向遷移，2000-2007年建設用地重心折向西北向遷移。說明中山市建設用地在1995 年以前一直向靠海的方向擴展，但是五桂山系位于中山市的東南，成為其擴張的屏障，而后在交通條件與基礎設施改善的情況下向西北擴張，在一定程度上表明2000-2007 年研究區(qū)建設用地擴張最為強烈。

4 結(jié)論與討論

建設用地是研究區(qū)變化較為活躍的用地類型，1990-2007年一直保持持續(xù)增長的勢頭，共增加44 191.00 hm2，增長幅度高達675.49%，均遠遠超過其他任何一種土地類型，這說明在城市土地利用動態(tài)變化中，建設用地在整個城市的擴張中起到了決定性的作用。中山市1990-2007年國內(nèi)生產(chǎn)總值、全社會固定資產(chǎn)投資、企業(yè)總數(shù)、人口總數(shù)增加和城市人均可支配收入和人均居住面積持續(xù)增長，這一切都需要將大量的其他類型用地轉(zhuǎn)換成建設用地，用來滿足人民經(jīng)濟和生活發(fā)展的需要，而財政支出的大幅增長也進一步促進了研究區(qū)建設用地的快速擴張。選擇中山市為研究對象，借助RS與GIS技術(shù)分析了研究區(qū)在快速城市化與工業(yè)化進程中建設用地的重心遷移與結(jié)構(gòu)時空演化，研究具有一定的應用價值。

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