基于地理國情數(shù)據(jù)的建設(shè)用地動態(tài)監(jiān)測與分析

吳正鵬，隋克林，陳楚1，，楊魁

(1.天津市遙感中心，天津 300381； 2.天津市測繪院，天津 300381)

1 引 言

城市變遷是一個結(jié)構(gòu)復雜、規(guī)模龐大、不斷發(fā)展的動態(tài)過程，具體表現(xiàn)為城鎮(zhèn)人口增加、經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展、城市載體功能日趨完善、城市空間結(jié)構(gòu)逐步變化。為充分發(fā)揮地理國情普查和監(jiān)測成果在服務(wù)國民經(jīng)濟、社會發(fā)展中的重要作用，近兩年來國家測繪地理信息局陸續(xù)下達了專題性地理國情監(jiān)測生產(chǎn)任務(wù)。國家級新區(qū)空間格局變化監(jiān)測、全國地級以上及典型城市群空間格局變化監(jiān)測是其重要內(nèi)容之一。城市空間格局變化直接表現(xiàn)為建設(shè)用地空間分布差異性，通過定期或不定期獲取其動態(tài)變化信息、分析變化趨勢，可為城市發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃的制定和修編提供翔實可靠的數(shù)據(jù)支撐，從而促使城市建設(shè)向資源節(jié)約型、環(huán)境友好型和可持續(xù)發(fā)展的方向推進。

2 監(jiān)測區(qū)概況

天津濱海新區(qū)是天津市下轄的副省級區(qū)、國家級新區(qū)和綜合配套改革試驗區(qū)，位于天津市東部沿海地區(qū)，地理位置約為東經(jīng)117°20′～118°00′、北緯38°40′～39°00′?！短旖驗I海新區(qū)城市總體規(guī)劃(2009-2020)》中明確了新區(qū)城市發(fā)展目標和主要職能為：北方金融中心、現(xiàn)代制造業(yè)和研發(fā)轉(zhuǎn)化基地、區(qū)域現(xiàn)代服務(wù)業(yè)中心和國際休閑旅游目的地、我國北方國際航運中心和國際物流中心、海濱宜居的生態(tài)城區(qū)、服務(wù)和帶動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的綜合配套改革試驗區(qū)。

3 建設(shè)用地基本概念

《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標準》GB 50137-2011中將城鄉(xiāng)用地即市(縣、鎮(zhèn))域范圍內(nèi)所有土地分為建設(shè)用地與非建設(shè)用地，其中建設(shè)用地包括城鄉(xiāng)居民點建設(shè)用地、區(qū)域交通設(shè)施用地、區(qū)域公用設(shè)施用地、特殊用地、采礦用地以及其他建設(shè)用地。城市建設(shè)用地指城市(鎮(zhèn))內(nèi)居住用地、公共管理與公共服務(wù)設(shè)施用地、商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地、工業(yè)用地、物流倉儲用地、道路與交通設(shè)施用地、公用設(shè)施用地、綠地與廣場用地的統(tǒng)稱，為城鄉(xiāng)居民點建設(shè)用地的子類。

本文結(jié)合新區(qū)建設(shè)用地現(xiàn)狀構(gòu)成情況及規(guī)劃建設(shè)用地對比分析需求，對建設(shè)用地和城市建設(shè)用地分類體系進行擴充。其中，填海造地作為新區(qū)土地資源開發(fā)利用的一種重要模式，納入建設(shè)用地分類體系；將城市建成區(qū)內(nèi)部及周邊區(qū)域，按照城市建設(shè)用地類型無法歸類的“在建”用地及基本具備建設(shè)條件的“已平整”用地統(tǒng)一作為“待建”用地納入城市建設(shè)用地分類體系，以準確反應新區(qū)建設(shè)現(xiàn)狀信息。

4 建設(shè)用地動態(tài)監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)

4.1 總體技術(shù)方案

為準確反映天津濱海新區(qū)自設(shè)立以來在建設(shè)用地供給方面的變化，充分利用已有數(shù)據(jù)資料，制定監(jiān)測總體技術(shù)方案(如圖1所示)。首先，結(jié)合天津市第一次全國地理國情普查成果及相關(guān)規(guī)劃專題資料，經(jīng)信息提取及整合處理形成2015版建設(shè)用地數(shù)據(jù)。收集2006、2010和2015年三期高分辨率遙感影像，經(jīng)影像配準形成監(jiān)測影像數(shù)據(jù)集；考慮到濱海新區(qū)沿海區(qū)域圍填海變化的特殊性，為確保影像配準精度，避免新增圍填海區(qū)域失控，采用“逆向倒推”的作業(yè)思路，以2015年遙感影像數(shù)據(jù)成果為基準，對其余各時相影像進行配準處理，精度控制在2個像素以內(nèi)。然后，通過影像變化檢測與人工解譯相結(jié)合的技術(shù)路線，以2015版建設(shè)用地數(shù)據(jù)為基準，依次采用逆向更新方法制作2010版、2006版建設(shè)用地數(shù)據(jù)。最后，結(jié)合地表覆蓋分類信息、規(guī)劃專題資料開展新區(qū)建設(shè)用地變化統(tǒng)計分析。

圖1 建設(shè)用地動態(tài)監(jiān)測總體技術(shù)方案

4.2 建設(shè)用地(城市建設(shè)用地)信息提取及整合處理

基于2015年標準時點核準后的地理國情要素及地表覆蓋成果，以遙感影像記錄的地物特征為最重要解譯依據(jù)，同時結(jié)合城市總體規(guī)劃、專項規(guī)劃等專題數(shù)據(jù)，經(jīng)信息提取及整合處理制作建設(shè)用地和城市建設(shè)用地數(shù)據(jù)。由于天津市地理國情要素詳細采集了居住小區(qū)、工礦企業(yè)、單位院落、鐵路、各級道路中心線及路面等信息，在建設(shè)用地和城市建設(shè)用地采集過程中，首先依據(jù)屬性信息將面狀數(shù)據(jù)歸入相應類別；然后以遙感影像為底圖，將圍墻、柵欄等作為解譯標志補充采集各類型用地邊界數(shù)據(jù)，輔以地理國情要素屬性信息，對圖斑進行歸類處理。具體可參考中國測繪科學研究院編制的《國家級新區(qū)建設(shè)變化監(jiān)測信息提取技術(shù)規(guī)定》執(zhí)行。

4.3 統(tǒng)計分析方法

基于建設(shè)用地數(shù)據(jù)集和地表覆蓋數(shù)據(jù)，運用相關(guān)統(tǒng)計分析模型和方法，從建設(shè)用地(城市建設(shè)用地)結(jié)構(gòu)、空間分布、圖斑數(shù)量、面積、占比、變化量、變化速率、變化方向(借助轉(zhuǎn)移矩陣分析)等方面開展基本統(tǒng)計，從而分析其空間聚集、離散和差異特征。在基本統(tǒng)計基礎(chǔ)之上，結(jié)合《天津濱海新區(qū)城市總體規(guī)劃(2009-2020年)》(以下簡稱“城總規(guī)”)從人口與用地規(guī)模、城市建設(shè)用地結(jié)構(gòu)及人均指標、空間布局、空間管制區(qū)劃四個方面對新區(qū)空間格局、建設(shè)進程等進行綜合分析與評估。

5 建設(shè)用地變化統(tǒng)計分析

5.1 建設(shè)用地

天津濱海新區(qū)自設(shè)立以來，建設(shè)用地總量及結(jié)構(gòu)變化明顯，主要表現(xiàn)為城鄉(xiāng)居民點建設(shè)用地、填海造地及區(qū)域交通設(shè)施用地面積大幅度增加，采礦用地逐步減少的特點。2006年～2015年，建設(shè)用地總量由 748.21 km2增長至 1 277.56 km2，增量 529.35 km2，9年間變化速率為 58.82 km2/a。

2015年，濱海新區(qū)建設(shè)用地面積最大的類型為城鄉(xiāng)居民點建設(shè)用地，約 831.26 km2，占比65.07%，主要分布在京津城市發(fā)展軸及沿海城市發(fā)展帶上；采礦用地 252.95 km2，占比19.80%，由鹽田、采油、磚瓦窯三種地面生產(chǎn)用地構(gòu)成，主體為鹽田生產(chǎn)用地；填海造地 109.82 km2，占比8.60%；區(qū)域交通設(shè)施用地占總量的5.47%，主體為機場和港口用地；區(qū)域公共設(shè)施用地、特殊用地及其他建設(shè)用地所占比例較低，三類用地總面積約為 13.66 km2。

借助轉(zhuǎn)移矩陣分析2006年～2015年間建設(shè)用地結(jié)構(gòu)變化及空間分布，如圖2所示。城鄉(xiāng)居民點建設(shè)用地占比由52.60%增長至65.07%，面積為2006年的2.11倍；新增部分主要分布在臨空產(chǎn)業(yè)區(qū)、濱海高新區(qū)、中新天津生態(tài)城及臨港工業(yè)區(qū)等產(chǎn)業(yè)功能區(qū)，漢沽城區(qū)南部亦為其重點分布區(qū)域；增量主要源于非建設(shè)用地和采礦用地；同時，約有 18 km2城鄉(xiāng)居民點建設(shè)用地轉(zhuǎn)出為非建設(shè)用地和區(qū)域交通設(shè)施用地。區(qū)域交通設(shè)施用地占比變化不大，面積由 34.04 km2增長至 69.88 km2；新增部分主體為新建高速公路及天津濱海國際機場擴建用地；增量主要源于非建設(shè)用地、城鄉(xiāng)居民點建設(shè)用地及采礦用地。采礦用地面積由 309.67 km2減少至 252.95 km2。

圖2 天津濱海新區(qū)2006年、2010年、2015年建設(shè)用地情況

結(jié)合2006年地表覆蓋數(shù)據(jù)看，9年間新增建設(shè)用地主要源于水域、草地、耕地和構(gòu)筑物、人工堆掘地。其中，水域占比63.95%，面積為 338.16 km2；草地占比12.24%，面積為 64.75 km2；耕地排在第三位，占比9.39%，面積為 49.66 km2；構(gòu)筑物和人工堆掘地占比分別為5.53%、4.54%；荒漠與裸露地表、林地、園地、房屋建筑(區(qū))及道路貢獻較小，面積共計 23.02 km2，與人工堆掘地面積相當。

5.2 城市建設(shè)用地

伴隨城市建成區(qū)范圍的不斷擴張，濱海新區(qū)城市建設(shè)用地總量及各類用地面積均呈現(xiàn)出逐步增長的態(tài)勢。2006年～2015年，總量由 351.50 km2增長至 783.05 km2，增量達 431.55 km2，九年間變化速率為 47.95 km2/a。

2015年，居住用地面積59.53 km2，道路與交通設(shè)施用地面積 58.34 km2，綠地與廣場用地面積 79.32 km2，公共管理與公共服務(wù)設(shè)施用地、公用設(shè)施用地兩者的總面積 32.06 km2；與第二、第三產(chǎn)業(yè)相關(guān)的工業(yè)用地、物流倉儲用地及商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地面積合計 222.24 km2；而待建面積達到 331.55 km2。從城市建設(shè)用地各類型空間分布情況看，居住用地在塘沽、漢沽、大港城區(qū)及中新天津生態(tài)城集中分布；物流倉儲用地分布在海港物流區(qū)及其周邊；工業(yè)用地主要分布在漢沽、大港城區(qū)以南區(qū)域，臨空產(chǎn)業(yè)區(qū)、濱海高新區(qū)、先進制造業(yè)產(chǎn)業(yè)區(qū)及臨港工業(yè)區(qū)；綠地主體為森林公園、街心公園及城市綠化用地，中新天津生態(tài)城綠地分布比重較大。

圖3 天津濱海新區(qū)2006年、2010年、2015年城市建設(shè)用地情況

如圖3所示，從城市建設(shè)用地面積及結(jié)構(gòu)(不含待建用地)變化情況看，2006年～2015年間：居住用地面積增加 22.37 km2，占比由15.03%降至13.19%；公共管理與公共服務(wù)設(shè)施用地增加 5.42 km2，但占比由6.17%降至4.58%；商業(yè)服務(wù)業(yè)設(shè)施用地增加 17.87 km2，占比變化較?。还I(yè)用地增加 52.96 km2，占比由30.32%降至28.33%；物流倉儲用地增加 22.06 km2，占比由13.93%降至12.51%；道路與交通設(shè)施用地增加 30.22 km2，占比由11.38%增至12.92%；綠地與廣場用地增加 47.25 km2，占比由12.98%大幅增長至17.57%。

濱海新區(qū)城市建設(shè)發(fā)展直接反映為待建用地面積的快速增長。從2015年城市建設(shè)用地狀態(tài)看，已建成 451.50 km2，占比57.66%；待建用地構(gòu)成類型中：已平整用地 284.21 km2，在建用地 47.34 km2。2006年～2015年間，待建用地由 104.35 km2增長至 331.55 km2，為2006年的3.18倍，占城市建設(shè)用地的比例亦由29.69%上升至42.34%；新增待建用地主要分布在產(chǎn)業(yè)功能區(qū)(不含中心商務(wù)區(qū))及漢沽城區(qū)南部、輕紡經(jīng)濟區(qū)；此間，約有 62.78 km2待建用地轉(zhuǎn)化為工業(yè)用地、物流倉儲用地、綠地與廣場用地及居住用地等其他城市建設(shè)用地類型。

結(jié)合2006年地表覆蓋情況看，9年間新增城市建設(shè)用地主要源于水域、構(gòu)筑物、草地、耕地及人工堆掘地、荒漠與裸露地表。其中，水域占53.55%，構(gòu)筑物占13.17%，草地占13.03%，耕地占8.93%，人工堆掘地占比5.23%，荒漠與裸露地表、房屋建筑(區(qū))、林地、道路及園地貢獻較小。

6 用地現(xiàn)狀與規(guī)劃對比分析

6.1 人口與用地規(guī)模

天津濱海新區(qū)成立以來，人口保持平穩(wěn)增長；2015年末，常住人口達297.01萬人。常住人口規(guī)模與“城總規(guī)”中所確定的“2020年常住人口規(guī)模的高限值規(guī)劃控制在600萬人，城鎮(zhèn)化率98.0%”存在較大的差距；參考對比天津市2015年82.64%的城鎮(zhèn)化率，與規(guī)劃指標差距亦不小。

2015年建設(shè)用地總面積為 1 277.56 km2，尚未突破“城總規(guī)”中確定的至2020年“建設(shè)用地總規(guī)?？刂圃?1 400 km2以內(nèi)”的指標要求。結(jié)合2010年以來 34.29 km2/a的增長速度看，2020年前此項控制性指標被突破的可能性極大。同時，由于將 331.55 km2的“待建用地”納入城市建設(shè)用地總量統(tǒng)計，2015年城市建設(shè)用地總面積達到 783.05 km2，已突破“城總規(guī)”中確定的“2020年城鎮(zhèn)建設(shè)用地規(guī)?？刂圃?720 km2”的指標要求；人均城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積亦高于“城總規(guī)”中確定的控制性指標，說明新區(qū)對外地人口的吸引尚不強烈，土地利用效率有待進一步提升。

6.2 城市建設(shè)用地結(jié)構(gòu)及人均指標

為方便與《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標準(GB 50137-2011)》所規(guī)定的“規(guī)劃城市建設(shè)用地結(jié)構(gòu)”、“規(guī)劃人均單項城市建設(shè)用地面積標準”指標進行對比，將2015年已建成城市建設(shè)用地進行分類統(tǒng)計，其結(jié)果如表1所示。

從城市建設(shè)用地結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀與規(guī)劃對比情況看，工業(yè)用地占比已接近“15%～30%”的上限值；而居住用地尚未達到“25.0%～40.0%”的下限值，占比明顯偏低；公共管理與公共服務(wù)設(shè)施用地占比與居住用地類似，占比略低于“5.0%～8.0%”的下限值；道路與交通設(shè)施用地占比則位于“10.0%～25.0%”的區(qū)間內(nèi)；同時，綠地與廣場用地占比達到17.57%，已突破“10.0%～15.0%”的規(guī)定上限值，說明濱海新區(qū)城市建設(shè)過程中比較注重城市綠化，進而實現(xiàn)建設(shè)“環(huán)境優(yōu)美的宜居生態(tài)型新城區(qū)”的目標?？傮w來說，城市建設(shè)用地結(jié)構(gòu)直接反映出新區(qū)產(chǎn)業(yè)職能突出、生活職能偏弱的特征。

天津濱海新區(qū)2015年城市已建成建設(shè)用地信息統(tǒng)計表 表1

從人均單項城市建設(shè)用地指標看，人均居住用地用地略低于“Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ、Ⅶ氣候區(qū)的人均居住用地面積指標為 28.0 m2/人～38.0 m2/人”的要求；人均公共管理與公共服務(wù)設(shè)施用地略高于“規(guī)劃人均公共管理與公共服務(wù)設(shè)施用地面積不應小于 5.5m2/人”的要求；人均道路與交通設(shè)施用地明顯高出“規(guī)劃人均道路與交通設(shè)施用地面積不應小于 12.0 m2/人”的要求；人均綠地與廣場用地則是“規(guī)劃人均綠地與廣場用地面積不應小于 10.0 m2/人”指標的2.7倍，遠高于《國家生態(tài)園林城市標準》提出的“人均公共綠地 12 m2/人”的要求。

6.3 空間布局

天津濱海新區(qū)2005版“城總規(guī)”依托環(huán)渤海地區(qū)京津發(fā)展主軸和天津市域發(fā)展主軸、東部濱海發(fā)展帶提出了“一軸、一帶、三城區(qū)、七功能區(qū)”的城市空間結(jié)構(gòu)；2009版“城總規(guī)”結(jié)合新區(qū)軸帶發(fā)展格局，按照強化優(yōu)勢、突出特色、產(chǎn)業(yè)集聚、城市宜居的原則，統(tǒng)籌產(chǎn)業(yè)和生活、交通和市政、城區(qū)與功能區(qū)，形成“一城三片兩港”的城市空間結(jié)構(gòu)，如圖4所示。將2015年城市建設(shè)用地分別與2005版、2009版“城總規(guī)”城市空間結(jié)構(gòu)圖進行疊加分析可知：濱海新區(qū)近10年來的城市發(fā)展及拓展方向與兩版總規(guī)所確定的城市空間結(jié)構(gòu)基本吻合；城市建設(shè)用地主要分布在“沿海河和京津塘高速公路的城市發(fā)展主軸”及“沿海城市發(fā)展帶”上；隨著“城總規(guī)”的修編調(diào)整，城市建設(shè)用地空間分布與“一城三片兩港”的城市空間結(jié)構(gòu)亦基本相符。

圖4天津濱海新區(qū)2015年城市建設(shè)用地空間布局與規(guī)劃對比示意圖

6.4 空間管制區(qū)劃

為協(xié)調(diào)建設(shè)與生態(tài)保護之間的關(guān)系，引導城鎮(zhèn)各項用地建設(shè)，保護和改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，濱海新區(qū)在現(xiàn)狀發(fā)展特點與趨勢基礎(chǔ)上，結(jié)合空間布局影響因素分析，提出空間管制區(qū)劃及管治要求。禁止建設(shè)地區(qū)是嚴禁各種開發(fā)建設(shè)活動的地區(qū)，包括自然保護區(qū)的核心區(qū)和緩沖區(qū)、水庫、河流、主要行洪通道、風景區(qū)核心景區(qū)、基本農(nóng)田、大型市政通道控制帶、道路和農(nóng)田林網(wǎng)以及城市楔形綠地控制范圍等?？傮w來看，濱海新區(qū)空間管制規(guī)劃執(zhí)行情況較好，隨著示范小城鎮(zhèn)、工業(yè)園建設(shè)的陸續(xù)推進，禁止建設(shè)區(qū)內(nèi)建設(shè)用地(主體為農(nóng)村居民點建設(shè)用地)總量呈現(xiàn)逐年退出的可喜態(tài)勢。

7 結(jié) 語

與城市總體規(guī)劃實施評估緊密相關(guān)的建設(shè)用地變化動態(tài)是地理國情監(jiān)測的重要內(nèi)容。本文基于地理國情普查數(shù)據(jù)、多期歷史遙感影像，結(jié)合城市總體規(guī)劃、同時期社會人文經(jīng)濟數(shù)據(jù)，從地理空間角度分析天津濱海新區(qū)建設(shè)用地變化動態(tài)。監(jiān)測結(jié)果表明：新區(qū)設(shè)立以來，以《天津濱海新區(qū)城市總體規(guī)劃》為指導，建設(shè)用地變化呈現(xiàn)明顯的空間特征和方向性；建設(shè)用地規(guī)模不斷擴大，呈高速外拓式的擴張?zhí)卣?；功能區(qū)發(fā)展迅速，城市區(qū)域骨架初步形成；建設(shè)用地結(jié)構(gòu)反映了新區(qū)產(chǎn)業(yè)職能突出、生活職能偏弱的特征。總體來說，近些年新區(qū)在對外開放、帶動區(qū)域發(fā)展、現(xiàn)代制造業(yè)和研發(fā)轉(zhuǎn)化基地建設(shè)、北方國際航運中心和國際物流中心建設(shè)、生態(tài)宜居城區(qū)建設(shè)等方面取得巨大成績，部分實現(xiàn)城市定位。