景德鎮(zhèn)市不透水面的時空變化及驅(qū)動力分析

劉金鋒

（哈爾濱師范大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150000）

1 背景

關(guān)于城市邊緣區(qū)的研究可以追溯到19 世紀(jì), 其中城鄉(xiāng)結(jié)合部的研究中最為經(jīng)典的理論為競租理論思想及其在土地利用配置中的應(yīng)用[1]最早提出城鄉(xiāng)之間過渡帶的概念, 后被有關(guān)學(xué)者加以不斷引申和發(fā)展。[2]用“城鄉(xiāng)結(jié)合體”來統(tǒng)稱城市與農(nóng)村之間的過渡地帶。[3]城鄉(xiāng)結(jié)合部，學(xué)術(shù)界把它定義為“一個或多個增長的城市中心輻射帶, 一個以通勤方式與城市保持一定距離的不斷擴展的類似同心圓式的外圓城鄉(xiāng)結(jié)合帶, 一個沿著交通干線形成的地域”, 或是“城市建成區(qū)與周邊廣大農(nóng)業(yè)用地融合漸變的地域, 它在空間上的連續(xù)性, 土地特征向量的漸變性, 以及社會、經(jīng)濟、人口、土地等方面的復(fù)雜性, 使之成為介于城市與鄉(xiāng)村之間獨立的地域單元”。[4]城市化形式主要分為兩種，一種是中心區(qū)的再建設(shè)，城市中心區(qū)高樓林立，城市建設(shè)早已飽和或趨于飽和，土地利用基本穩(wěn)定，另一種則是城市邊緣的不斷擴張進行，是景德鎮(zhèn)市的城市化最主要形式，近年來，景德鎮(zhèn)市城市規(guī)模不斷擴大，景德鎮(zhèn)市城市邊緣土地的空間結(jié)構(gòu)與土地利用性質(zhì)劇烈變化，特殊的區(qū)位條件也使其成為土地規(guī)劃和城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃較為薄弱的地區(qū)。如何實現(xiàn)城鄉(xiāng)結(jié)合部土地集約利用, 業(yè)已成為未來土地規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)關(guān)注的重要問題。其中土地利用時空如何變化，影響土地利用的主要驅(qū)動力是什么，以及土地資源如何規(guī)劃，都是值得思考的問題。

2 研究區(qū)與數(shù)據(jù)

研究區(qū)，簡言之，即景德鎮(zhèn)市城鄉(xiāng)結(jié)合部。數(shù)據(jù)來源地理空間數(shù)據(jù)云的美國NASA 的陸地衛(wèi)星（Landsat4-5TM,Landsat7ETMSLC-on,Landsat8）, 行號40 列號121 區(qū)域，2000年，2010 年，2020 年三個時間段的衛(wèi)星遙感影像。

圖1 左起依次00 年10 年20 年景德鎮(zhèn)市遙感影像

Landsat 是美國航空航天局與美國地質(zhì)調(diào)查局的聯(lián)合計劃，該計劃提供了現(xiàn)有的世界上最長的連續(xù)空基觀測記錄。每天，Landsat 系列衛(wèi)星都會提供重要信息，以輔助土地管理者和決策者就地球資源和環(huán)境做出決策。目前Landsat 已發(fā)射八顆，以其數(shù)據(jù)易得性與成本低，時間覆蓋度高，分辨率較高，往往成為科學(xué)家對地觀測最常用的遙感數(shù)據(jù)之一。

圖2 Landsat 系列衛(wèi)星

3 研究方法

關(guān)于城市不透水面的研究，李苗提出了線性光譜混合分解的方法[5]李涵提出光譜指數(shù)的方法[6],詹慶民提出了地理加權(quán)回歸法[7]，本文研究方法采用羅納德費雪提出的最大似然法，以遙感數(shù)據(jù)分析和實地考察驗證相結(jié)合。最大似然法分類是基于經(jīng)典統(tǒng)計模式識別理論的監(jiān)督分類方法之一, 它的實質(zhì)是基于貝葉斯準(zhǔn)則的分類錯誤最小的非線性分類[8]。最大似然法假設(shè)遙感影像中每個波段中的數(shù)據(jù)都呈正態(tài)分布, 把多波段的遙感數(shù)據(jù)作為多多維正態(tài)分布, 從而來構(gòu)造判別分類函數(shù), 進一步求出每一個像元相對于每個地物類別的歸屬概率, 通過比較將該像元分到概率最大的地物類別中[9]。遙感數(shù)據(jù)的分析方面首先將原始數(shù)據(jù)多波段融合，利用envi 軟件RGB 依次選取5，4，3 波段，再從行號40，列號121 的遙感影像中剪裁出景德鎮(zhèn)市城區(qū)影像，然后在剪裁出的景德鎮(zhèn)市城區(qū)遙感影像中選取訓(xùn)練樣本，接著用Maxium likelihood 方法對樣本進行監(jiān)督分類，最后分別獲取景德鎮(zhèn)市2000 年，2010 年，2020 年的城市及硬化地面，水域，山林綠化的分布，通過對比，分析景德鎮(zhèn)市新世紀(jì)以來城鄉(xiāng)結(jié)合部的不透水面變化。除了遙感數(shù)據(jù)分析，為了結(jié)論的可靠性同時也進行了大量實地考察與走訪，獲取了景德鎮(zhèn)市近年的建設(shè)變化與現(xiàn)狀。

4 研究結(jié)果與分析

2000 年，2010 年，2020 年訓(xùn)練樣區(qū)分離度報告（roi.separability report）不同地類分離度均大于或約等于1.8,符合要求。2000 年，2010 年，2020 年最大分類結(jié)果如圖3 所示。從實驗結(jié)果與實地走訪調(diào)查可知，2000 年至2020 年景德鎮(zhèn)市城鄉(xiāng)結(jié)合部的土地利用從綠色蔬菜種植區(qū)耕作區(qū)和較密集居民居住區(qū)向不透水面和高密集居民居住區(qū)轉(zhuǎn)變，同時綠色蔬菜種植區(qū)耕作區(qū)和較密集居民居住區(qū)的外環(huán)不斷向外擴大。此區(qū)域的綠色區(qū)域漸漸轉(zhuǎn)變成不透水面，原有水域被占用，亦轉(zhuǎn)變成不透水面或新的耕植區(qū)。二十年來城市規(guī)模不斷擴大，摩天高樓拔地而起，尤其以2010 年以后摩天大樓的建設(shè)特別迅速，城市邊緣地區(qū)各種新小區(qū)高樓，政府機關(guān)新大樓紛紛興建。2000 年時景德鎮(zhèn)地區(qū)無任何超高層可居住建，到2010 年以前，景德鎮(zhèn)市超高層建筑僅集中于城市中央的人民廣場周圍，高樓數(shù)量屈指可數(shù)，2010 年以后景德鎮(zhèn)市超高層建筑遍地開花，以學(xué)校附近，城市中軸線附近，城市公園附近特別集中，其他地區(qū)也非常普遍。形成高樓替代矮樓，城進耕退的格局。

圖3 分類結(jié)果

4.1 經(jīng)濟發(fā)展是土地利用變化的第一驅(qū)動力

2000 年以來，景德鎮(zhèn)市旅游區(qū)新建與擴建了許多旅游與旅游服務(wù)設(shè)施。與此同時產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也帶動了人口的激增，這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展所帶來的大量人口帶動了房地產(chǎn)居民居住區(qū)及城市居民生活服務(wù)設(shè)施的迅速擴張。此外國家積極推動的高鐵網(wǎng)建設(shè)和市府積極推動的棚戶區(qū)改造也較大程度改變了影響了景德鎮(zhèn)市城鄉(xiāng)結(jié)合部土地利用的格局。無論產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來的人口激增從而導(dǎo)致的居民居住區(qū)面積擴大，還是國家積極推動的高鐵網(wǎng)建設(shè)，市府積極推動的棚戶區(qū)改造政府推動的城市建設(shè)帶來的土地利用變化，這些產(chǎn)業(yè)的用地因為城市中心的高度建設(shè)，其過程主要發(fā)生在城市的邊緣，即城鄉(xiāng)結(jié)合部。顯然，經(jīng)濟的發(fā)展對用地的需求是景德鎮(zhèn)市城鄉(xiāng)結(jié)合部土地利用變化的最主要原因。城鄉(xiāng)結(jié)合部是未來的城市，是城市的未來，是經(jīng)濟發(fā)展的新的增長極，是城市建設(shè)的活躍區(qū)，土地利用的劇烈變化帶。

4.2 房地產(chǎn)開發(fā)和城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是土地利用變化的主要因子

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)的興起，周邊大量農(nóng)村地區(qū)人口涌入，景德鎮(zhèn)市人口激增，人們對住房的需求越來越大。正所謂哪里有人口，哪里就有住房。城市大量新增的人口對住房的需求與城市居民對更好居住環(huán)境的需求共同推動了景德鎮(zhèn)市房地產(chǎn)的建設(shè)與發(fā)展。進入21 世紀(jì)以來，景德鎮(zhèn)市常住人口數(shù)量從2000 年的不足三十萬，截止2017 年景德鎮(zhèn)市常住人口已突破60 萬，增長兩倍以上。這些人口的激增必然導(dǎo)致常住人口對住房的需求，進而推動景德鎮(zhèn)市房地產(chǎn)的發(fā)展與城市空間規(guī)模的擴大。此外距離景德鎮(zhèn)城區(qū)極近的浮梁縣城（原景德鎮(zhèn)市浮梁區(qū)）中心區(qū)近年來高層建筑拔地而起，主要是居民居住的房地產(chǎn)開發(fā)建設(shè)用地。房地產(chǎn)的開發(fā)與興建帶來一系列的生活基礎(chǔ)設(shè)施的興建，如道路，廣場，醫(yī)院，學(xué)校，商場等隨之而興起。這些地區(qū)因為處于城市的邊緣地區(qū)土地價格比較低廉，備受房地產(chǎn)商青睞。

圖4 2000-2020 景德鎮(zhèn)市不透水面面積變化

4.3 城鄉(xiāng)結(jié)合部土地集約利用的導(dǎo)向是“變無序為有序”

城鄉(xiāng)結(jié)合部因為處于城市的邊緣地帶，往往面積較大且人口密度與中心城區(qū)相比稍低，城市在此投入的人力，資金，設(shè)施等管理資源往往較少，因而在管理上成為城市比較薄弱的環(huán)節(jié)，早年因為景德鎮(zhèn)市城鄉(xiāng)結(jié)合部管理制度的不健全，對居民自建房缺乏有效管理，當(dāng)?shù)鼐用褡约航ㄔO(shè)了大量的居民自建房，這些居民自建房往往缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，建設(shè)較為無序甚至混亂，成為景德鎮(zhèn)市城鄉(xiāng)結(jié)合部未來進一步發(fā)展的難題與瓶頸。總的來說，這部分已經(jīng)建設(shè)的居民自建房占整個城鄉(xiāng)結(jié)合部的比例不大，目前對城市邊緣地區(qū)居民自建房的統(tǒng)一規(guī)劃與管理仍處于大有可為的階段。我們城市的管理人員對城鄉(xiāng)結(jié)合部的土地管理務(wù)必要有一個重視的態(tài)度，城鄉(xiāng)結(jié)合部就是未來的城市，城市的未來。怎樣對景德鎮(zhèn)市城鄉(xiāng)結(jié)合部的土地資源實行有效地管理呢？首先，對于政府手里的土地資源做到統(tǒng)一規(guī)劃，合理布局，然后對居民的自有土地實行上報原則，待專業(yè)人員認(rèn)真評估以后方可對土地利用的類型進行變更，政府出臺相關(guān)政策規(guī)定，嚴(yán)格執(zhí)行。目前從不同區(qū)域看，景德鎮(zhèn)市高鐵站附近的城市北郊對土地規(guī)劃較好，無論是政府主導(dǎo)的住房建設(shè)，綠化，高鐵站，道路規(guī)劃還是房地產(chǎn)商推動的房地產(chǎn)開發(fā)規(guī)劃與建設(shè)均較為合理且較少有居民自建房，總體來說，布局合理，密度適中，規(guī)劃優(yōu)質(zhì)。而昌江區(qū)的景德鎮(zhèn)市西南盆地一帶因為本來就擁有較大外來務(wù)工人口與當(dāng)?shù)厝丝冢壳按嬖谳^多的無序居民自建房，這一地區(qū)的土地利用監(jiān)控有待進一步加強和提高。浮梁縣城（原景德鎮(zhèn)市浮梁區(qū)）與景德鎮(zhèn)城區(qū)地理極近連為一片，實際上也可以看作景德鎮(zhèn)市城鄉(xiāng)結(jié)合部的一部分。未來景德鎮(zhèn)市城鄉(xiāng)結(jié)合部的土地資源管理工作可以和浮梁縣城共同合作，統(tǒng)一規(guī)劃，協(xié)同建設(shè)。

4.4 充分發(fā)揮地理信息系統(tǒng)在國土規(guī)劃和規(guī)劃中的作用

GⅠS 技術(shù)最優(yōu)越的實踐表現(xiàn)是在國家土地資源規(guī)劃信息系統(tǒng)的應(yīng)用。無論是在信息采集、處理、分析、監(jiān)控等環(huán)節(jié)都可以有效提升工作效率, 使我國土地規(guī)劃水平實現(xiàn)質(zhì)的飛躍。[10]因此在復(fù)雜的城市土地規(guī)劃與規(guī)劃問題之中，我們要積極發(fā)揮地理信息系統(tǒng)的作用，充分利用現(xiàn)代化手段對土地資源進行有效低成本的規(guī)劃與規(guī)劃。要實現(xiàn)景德鎮(zhèn)市城鄉(xiāng)結(jié)合部的土地資源的有效規(guī)劃和規(guī)劃，首先的任務(wù)是對土地資源進行土地評估。

4.4.1 當(dāng)下城鄉(xiāng)的生態(tài)環(huán)境主要受到來自城市無控制的擴張和城鄉(xiāng)內(nèi)部工業(yè)區(qū)的不斷建設(shè)的影響, 有必要思考和尋求一種良性的開發(fā)利用方式，有些區(qū)域當(dāng)嚴(yán)禁開發(fā)，例如景德鎮(zhèn)西北邊緣區(qū)的昌江河上游段事景德鎮(zhèn)市城市水源地，景德鎮(zhèn)自來水廠取水地，這里的水的質(zhì)量直接影響景德鎮(zhèn)城區(qū)六十多萬人的飲水與生活。因此對水源地的保護十分重要。貴州畢節(jié)市保護水源地方法是，建立飲用水源地保護名錄, 對未劃分保護區(qū)的飲用水水源地以及規(guī)劃的飲用水水源地確定保護區(qū)劃分方案。對已受到污染, 現(xiàn)狀存在水質(zhì)問題并影響飲用的水源地, 提出有針對性的治理和保護措施;對于現(xiàn)狀水質(zhì)良好的水源地本著預(yù)防為主的原則, 因地制宜, 采取水源涵養(yǎng)、移民搬遷、規(guī)范設(shè)置標(biāo)志標(biāo)牌、實施隔離防護工程、垃圾收運、污水收集等污染源綜合整治工程保護措施, 進一步保障水源地水質(zhì)水量達(dá)標(biāo)。我們可以在昌江河區(qū)域利用地理信息系統(tǒng)空間分析的設(shè)立一定寬度緩沖區(qū)的方式來確定嚴(yán)禁開發(fā)的地區(qū)以保護水源地不受污染。昌江河水源地緩沖區(qū)寬度不必都一致，根據(jù)需要可以適當(dāng)調(diào)節(jié)，例如昌江河支流西河可以和昌江河干流設(shè)置寬度不一致的線緩沖區(qū)。干流可以稍寬，支流可以稍窄，但必須都得足夠的寬度。特殊的地方寬度可以稍寬。例如景德鎮(zhèn)市自來水廠周邊的昌江河段的緩沖區(qū)可以設(shè)置得略寬一點，差別化的設(shè)置緩沖區(qū)寬度最終的目的在于既能夠最大的利用珍貴的城鄉(xiāng)結(jié)合部的土地資源，又能對城市水源地的生態(tài)環(huán)境較好的保護。

4.4.2 有些區(qū)域要限制開發(fā)，例如景德鎮(zhèn)市羅家機場，位于景德鎮(zhèn)市西北郊，處于距離城市中心不太遠(yuǎn)的城市邊緣地區(qū)。此地區(qū)人口密度低于城區(qū)人口密度，但也遠(yuǎn)高于農(nóng)村地區(qū)人口密度。若是在機場周邊地區(qū)嚴(yán)禁一切土地開發(fā)并不妥當(dāng)，附近的一些低層建筑的建設(shè)對飛機的起飛著陸無任何影響，低層的定義是什么可以經(jīng)過物理科學(xué)的評估，在此不作細(xì)論。這些低層建筑容納了一定的城鄉(xiāng)結(jié)合部的人口，疏散了城市人口的壓力，并且為機場旅客提供住宿餐飲服務(wù)，形成機場經(jīng)濟，為進一步建設(shè)城鄉(xiāng)結(jié)合部新型航空城鎮(zhèn)服務(wù)。機場限制開發(fā)的地區(qū)的確立亦可利用建立空間分析中緩沖區(qū)的方法，緩沖區(qū)寬度的設(shè)置條件為只要不影響機場正常運作且為其預(yù)留較大空間即可。

完成禁止開發(fā)區(qū)與限制開發(fā)區(qū)的緩沖區(qū)建設(shè)之后，將禁止開發(fā)緩沖區(qū)與限制開發(fā)緩沖區(qū)做空間疊加分析，禁止開發(fā)緩沖區(qū)的優(yōu)先級比限制開發(fā)緩沖區(qū)高，也就是說，當(dāng)禁止開發(fā)緩沖區(qū)與限制開發(fā)緩沖區(qū)重疊時，重疊部分均視為禁止開發(fā)區(qū)。

4.4.3 除嚴(yán)禁開發(fā)區(qū)與限制開發(fā)區(qū)以外地區(qū)均為可允許開發(fā)區(qū)，與禁止開發(fā)區(qū)與限制開發(fā)區(qū)相比，可允許開發(fā)區(qū)開發(fā)條件比較寬松，沒有特別的限制，但是這不意味可允許開發(fā)區(qū)就可以沒有規(guī)則的隨意建設(shè)，這一區(qū)域的建設(shè)仍然需要縝密的規(guī)劃，細(xì)致的研究，科學(xué)的布局。例如城市公園的建設(shè)，盡可能建設(shè)在所有小區(qū)居民區(qū)的較中央位置，使得該地區(qū)居民能比較方便到達(dá)公園，充分發(fā)揮城市公園作用。城建率不宜過高，保持較好水平的植被綠化等問題都是這一區(qū)域需要重視的

5 結(jié)論

根據(jù)2000 年至2018 年遙感影像處理結(jié)果與實地考察，過去十幾年來，景德鎮(zhèn)市城鄉(xiāng)結(jié)合部土地利用急劇變化，人口迅猛增長，城市建設(shè)日新月異，規(guī)模不斷擴大，硬化率一直在快速增長，產(chǎn)業(yè)發(fā)展用地穩(wěn)定增長，房地產(chǎn)建設(shè)蓬勃，超高層建筑遍地開花。城市邊緣地帶的規(guī)劃與管理面臨一系列問題。我們提出了土地集約利用的導(dǎo)向“變無序為有序”的原則，充分發(fā)揮地理信息系統(tǒng)在城鄉(xiāng)結(jié)合部土地管理中的作用，對不同地方土地區(qū)別化管理，以地學(xué)的角度提出建設(shè)嚴(yán)禁開發(fā)區(qū)緩沖區(qū)與限制開發(fā)區(qū)緩沖區(qū)的想法，既能夠充分利用寶貴的土地資源，又能夠?qū)崿F(xiàn)特殊目的。嚴(yán)禁開發(fā)區(qū)與限制開發(fā)區(qū)我們分別例舉了三個例子，幾乎囊括景德鎮(zhèn)市影響較大典型常見比較重要的地方，包括昌江河水源地，地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)山體，化工廠建立禁止開發(fā)緩沖區(qū)的例子，景德鎮(zhèn)羅家機場，三賢湖建立限制開發(fā)緩沖區(qū)的例子。磨刀不誤砍柴工，城市化是人類歷史上最偉大的事之一，城市建設(shè)是未來國家發(fā)展的重點，城市建設(shè)之前的規(guī)劃與管理更是重中之重，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)給予其非常的重視，才能建設(shè)好城市的未來。