昌吉市城鎮(zhèn)化空間格局演化分析

楊柏林占玲

（1.新疆第一測繪院 新疆昌吉 831100 2.江西省測繪成果資料檔案館 江西南昌 330209）

1 引言

城鎮(zhèn)空間格局[1]是城市發(fā)展的骨架，是城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和整體建設(shè)策略在空間布局上的具體體現(xiàn)。以遙感影像為主要數(shù)據(jù)源，對城市空間格局進(jìn)行高精度動態(tài)監(jiān)測[2]，借助地學(xué)信息圖譜的理論和方法，客觀及時地揭示城市空間擴(kuò)展特征[3－4]，有助于分析城市空間格局的結(jié)構(gòu)性特征和發(fā)展模式，對于規(guī)劃城市可持續(xù)發(fā)展、優(yōu)化空間結(jié)構(gòu)與布局、了解城市空間格局的演變有著十分重要的意義，同時也可以為解決城市生態(tài)與環(huán)境和諧發(fā)展提供決策依據(jù)。

2 研究區(qū)概況

昌吉市位于天山北麓、準(zhǔn)噶爾盆地南緣，地處亞歐大陸中心，是昌吉回族自治州州府所在地。全市總面積8215平方公里，建成區(qū)面積60平方公里。下轄8鎮(zhèn)2鄉(xiāng)6街道，轄區(qū)有1個國家級高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)和1個國家級農(nóng)業(yè)科技園區(qū)。昌吉緊鄰烏魯木齊，位于北疆經(jīng)濟(jì)帶的核心區(qū)域，憑借優(yōu)越的區(qū)域位置與政策傾斜，昌吉的城市化水平不斷提高，已經(jīng)開始進(jìn)入新一輪城市快速發(fā)展的階段。

3 研究方法

3.1 城市擴(kuò)展變化分析

基于2000年、2016年、2017年優(yōu)于1米分辨率影像、基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)，提取昌吉市城區(qū)邊界及內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息，分析城市擴(kuò)展模式[5]。同時利用城市形態(tài)擴(kuò)展定量指標(biāo)從城市的不同轄區(qū)、不同方位（八向）等多個尺度分析城市形態(tài)擴(kuò)展情況[6-7]。以城區(qū)的擴(kuò)展面積、擴(kuò)展速度、擴(kuò)展強(qiáng)度、地均人口、地均GDP、緊湊度、城市用地增長彈性系數(shù)等作為空間擴(kuò)展統(tǒng)計分析的指標(biāo)[8-9]，對昌吉市的城區(qū)擴(kuò)展變化進(jìn)行統(tǒng)計分析。

3.2 城市內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)分析

利用2017年城市內(nèi)部結(jié)構(gòu)提取數(shù)據(jù)，以昌吉市為基本統(tǒng)計單元，對城區(qū)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)計分析，主要統(tǒng)計各要素面積占比狀況；對比分析各要素分布差異和特點。

4 數(shù)據(jù)分析

4.1 城區(qū)面積擴(kuò)展分析

昌吉市地處天山北坡經(jīng)濟(jì)帶的核心區(qū)域，隨著烏昌一體化進(jìn)程的加快，擴(kuò)展速度達(dá)到3.50 km2/年。2000-2017年昌吉市城市擴(kuò)展速度見表1。昌吉市面積擴(kuò)展主要在西北方、西方和西南方，東南方城區(qū)面積幾乎沒有變化。

表1 城市擴(kuò)展速度統(tǒng)計表

按照擴(kuò)展強(qiáng)度可以將城市劃分為：高速擴(kuò)張型>9%，快速擴(kuò)張型7%-9%，中速擴(kuò)張型5%-7%，低速擴(kuò)張型0%-5%。2000-2017年期間，昌吉市城市擴(kuò)展強(qiáng)度統(tǒng)計值見表2。從統(tǒng)計表中可看出昌吉市屬高速擴(kuò)張型城市，擴(kuò)展強(qiáng)度為19.91%。

表2 城市擴(kuò)展強(qiáng)度統(tǒng)計表

4.2 城市內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化分析

統(tǒng)計2017年昌吉城區(qū)內(nèi)部各地表覆蓋類型面積占比見表3。從統(tǒng)計表中可看出，城市綠地面積占比最大，為31.1%，其綠地斑塊破碎度[10]達(dá)到108塊/km2；其次是道路，占比為9%；面積最小的是建筑工地，占比僅為0.8%。

表3 2017年城區(qū)內(nèi)部各地表覆蓋類型面積占比統(tǒng)計表

與2016年城區(qū)內(nèi)部地表覆蓋類型面積比較，昌吉市道路總面積、城市綠地總面積和停車場總面積呈正增長；建筑工地總面積呈現(xiàn)負(fù)增長；城中村總面積保持未變。

4.3 城市用地效率分析

選取地均人口和地均GDP兩個監(jiān)測指標(biāo)作為城市用地效率的分析指標(biāo)，以2017年城市用地效率及2016-2017年，2000-2017年變化特征進(jìn)行統(tǒng)計分析。

（1）地均人口

采用各年份統(tǒng)計年鑒中城鎮(zhèn)人口數(shù)量，各時期城區(qū)面積，計算單位城區(qū)面積上的人口數(shù)量。城區(qū)地均人口表征城市擴(kuò)展的緊密程度，值越大，表明城市擴(kuò)展越為緊密，城市用地的擴(kuò)展有人口的支撐；反之，城市用地擴(kuò)展表現(xiàn)為稀疏模式，城市用地擴(kuò)展超前于人口增長。2000年至2017年地均人口情況如表4所示。

表4 2000-2017年地均人口統(tǒng)計表單位：萬人/km2

通過分析可知，在2000年至2017年時間段內(nèi)，城市地均人口均呈下降趨勢，下降了1.50萬人/km2。

（2）地均 GDP

地均GDP表示每平方千米土地創(chuàng)造的GDP，反應(yīng)土地的使用效率（可以部分反應(yīng)此地的工業(yè)與商業(yè)密集程度），地均GDP是一個反映產(chǎn)值密度及經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)水平的極好指標(biāo)，它比人均GDP更能反映一個區(qū)域的發(fā)展程度和經(jīng)濟(jì)集中程度。2000年至2017年昌吉市地均GDP情況如表5所示。

表5 2000-2017年地均GDP統(tǒng)計表單位：萬元/km2

通過分析可知，在2000年至2017年時間段內(nèi)昌吉市地均GDP呈先增后減的趨勢，但2017年地均GDP綜合來說比2000年增加了1666萬元/km2。

4.4 城市空間擴(kuò)展協(xié)調(diào)性分析

城市用地增長彈性系數(shù)是一定時期內(nèi)城市用地增長率與城市人口增長率之比，是測定城市用地擴(kuò)展程度的指標(biāo)，亦可反映出城市化發(fā)展情況，用來表示城市空間擴(kuò)展的協(xié)調(diào)性。中國城市規(guī)劃設(shè)計院研究結(jié)果表明，該系數(shù)的最優(yōu)值為1.12。當(dāng)城市用地增長彈性系數(shù)高于1.12，城市土地效率就會降低；低于1.12時，諸如交通擁堵，城市基礎(chǔ)設(shè)施不足，舒適度差等諸多城市問題就會突顯。

表6 城市用地增長彈性系數(shù)統(tǒng)計表

2000-2017年期間，昌吉市用地增長彈性系數(shù)統(tǒng)計值見表6。從統(tǒng)計表中可看出，昌吉市城市用地增長彈性系數(shù)高達(dá)19.86，表明昌吉市在此期間呈快速擴(kuò)展的勢頭。2016-2017年期間昌吉市用地增長彈性系數(shù)為1.03。

4.5 城市空間形態(tài)及結(jié)構(gòu)變化分析

（1）城市空間形態(tài)演變

一般來說，當(dāng)城市處于迅速擴(kuò)展的發(fā)展階段，緊湊度下降；當(dāng)城市轉(zhuǎn)為內(nèi)部填充、改造發(fā)展階段時，緊湊度上升。城市的周期性擴(kuò)展與城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的周期性密切相關(guān)，通過研究城市形態(tài)的緊湊度可以發(fā)現(xiàn)城市擴(kuò)展的周期性[11]。緊湊度值越大，其形態(tài)越有緊湊性；反之，形態(tài)的緊湊性越差。圓是一種形狀最緊湊的圖形，圓內(nèi)各部分空間高度壓縮，其緊湊度為1，如果是狹長形狀，其值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1。

表7 城市緊湊度統(tǒng)計表

2000年和2017年昌吉市城市緊湊度統(tǒng)計值見表7。從統(tǒng)計表中可看出，昌吉市城市緊湊度在區(qū)間（0.3，0.4）內(nèi)，總體來看，昌吉市緊湊度呈上升趨勢，說明它在此期間處于改造發(fā)展階段。

（2）城市空間擴(kuò)展類型演變

城區(qū)邊界用地外圍輪廓是一個邊界為曲線的不規(guī)則多邊形，其凸殼構(gòu)造即“以點代線”，從輪廓線上選點[12]。一個城市用地輪廓的凸殼就是包含城市外圍輪廓線的一個最小凸多邊形，在實際中這個凸殼就是城市區(qū)域或城市潛在的控制區(qū)域。凸殼就是點集的邊界，是指包含所有點的最小凸多邊形。利用凸殼原理識別城市用地空間擴(kuò)展類型，即填充類型和外延類型[13]。利用2016年城區(qū)范圍、2017年城區(qū)范圍及2016年凸殼進(jìn)行空間疊加分析，分析2000-2017年期間昌吉市空間擴(kuò)展形態(tài)類型。從統(tǒng)計表8可知，2016-2017年間，昌吉市為填充型擴(kuò)展類型，2000-2017年間，昌吉市整體為外延型擴(kuò)展類型。

表8 城市空間擴(kuò)展類型統(tǒng)計表

5 結(jié)論與建議

（1）2000-2017年期間，昌吉市屬高速擴(kuò)張型城市，內(nèi)部結(jié)構(gòu)中城市綠地占比最大，達(dá)31.1%；從城市用地增長彈性系數(shù)來看，存在交通擁堵、城市基礎(chǔ)設(shè)施不足的城市問題。

（2）穩(wěn)妥推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)合理調(diào)節(jié)城市擴(kuò)張速度和人口規(guī)模，提高城市對人口的吸引力，減少人口流失，確保城區(qū)擴(kuò)展和人口增長的協(xié)調(diào)性，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進(jìn)單位城區(qū)面積經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，實現(xiàn)城市健康發(fā)展。

（3）加大位于城市控制范圍內(nèi)的空隙土地開發(fā)力度，有利于提高土地節(jié)約集約利用水平，建議在今后的發(fā)展中不斷優(yōu)化城市形態(tài)結(jié)構(gòu)，提高城市緊湊度，完善城區(qū)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提升城市功能。