浅析山东省城镇用地扩展空间特征分析

田金苓

摘要：本文利用遥感技术提取山东省城市用地建成区，利用高空间分辨率的、免费的遥感数据对建成区的提取进行补充解译，通过对三期遥感影像提取的结果进行省域尺度上城市建设用地扩展空间特征分析,从而得出山东省城市用地扩展的基本规律。

关键词：城镇用地；空间扩展；扩展极核；山东省

Abstract: By using remote sensing technology to extract urban land built-up area in Shandong Province, use of high spatial resolution, free remote sensing data to extract the built-up areas complement interpreted the results extracted by remote sensing images of the three cities on the provincial scale construction land expansion of the spatial characteristics, to arrive at the basic law of urban land expansion in Shandong Province.Key words: urban land; spatial extension; expansion of the polar nuclei; Shandong Province

中图分类号：TU7 文献标识码： A文章编号：2095-2104（2012）

城镇化是社会经济发展的主要动力，也是不可回避的趋势。随着山东省城镇化进程的推进和加速，城镇建设用地的扩张已然不可回避。研究城镇用地的扩展情况和趋势，以及个体城镇在城镇化进程中空间形态扩展表现出来的特征，有助于山东省合理利用土地，也顺应了城镇化的趋势。

1研究区概况

山东位于中国东部沿海，黄河下游，陆地总面积15.71万平方公里，近海域面积17万平方公里。总人口9417.23万，辖48个市。山东省的城镇建设成绩显著，走在全国的前面。但与工业化的程度来比，山东省城市化水平还是滞后的。这主要表现在落后于工业化的进程,研究山东省的城市用地扩展将有利于推进山东省的城市化进程。

2数据源和研究方法

2.1 数据源

山东省城镇基础数据包括：山东省1：25万的地形图，山东省2000年土地利用类型分类图，中国城市分布图，遥感影像，地形图数据。

遥感影像包括两期覆盖山东省全省影像：2002年的ETM影像，2006年的TM影像。ETM与TM影像的轨道号一致。

2.2研究方法

本文利用Erdas对遥感影像进行处理。提取出建成区的专题数据。通过对三期遥感影像提取的结果进行省域尺度上城镇建设用地扩展空间特征分析，包括对城镇用地时空扩展、空间形态变化特征分析、用地类型扩展分析等。对城镇用地空间扩展与山东省城镇体系的时空演变等进行分析，为省域城镇体系规划提供客观、科学依据。

3 山东省城市建设用地扩展时空特征分析

3.1扩展面积、速度和强度

3.1.1扩展面积从1985年到2002年，全省的城市建成区扩展面积为611.37平方千米，而从2002年至2007年，扩展面积为544.40平方千米，这表明近年山东全省的扩展量增长很大，城市进入快速发展期。

3.1.2扩展速度和强度

1）扩展速度 表示整个研究时期内不同阶段城镇用地扩展面积的年均增长速率，用以比较不同研究时期城镇用地扩展的快慢，其实质就是用各空间单元的土地面积对其年平均扩展速度，公式如下所示：

2）扩展强度扩展速度可以用来表示城镇扩展的快慢，但由于各城镇基年面积不同，很难将不同时期、不同城市扩展的强弱进行对比。引入城镇用地扩展强度指数AGR，它是指年均城镇用地扩展面积与基年城镇面积的比值，此指标的实质为使不同时期城镇用地扩展的速度进行标准化，使之具有可比性。公式如下所示：

通过统计各城市的扩展速度及扩展强度可知中小城市的扩展速度与强度都较大，如即墨市、荣成市的扩展速度和扩展强度均高于济南、青岛等大城市，这说明小城市发展相对大城市快速的面积增长，增长的数值上并没有较明显的变化，但相对自身的发展，已达到快速的发展水平。

3.2城市空间形态变化特征分析

城市形状指数，也称为“空间形状紧凑度”，是衡量空间斑块完整性和聚集程度的指标，是斑块形状的特征参数，是反映城镇形态的一个十分重要的概念，受到国外普遍关注。城镇形状指数定义为城市建成区的面积与周长的比率[3]。

紧凑度值越大，其形状越有紧凑性；反之，形状的紧凑性越差。圆形是紧凑度最高的图形，其紧凑度为1。如果是狭长形状，其值远远小于1。山东省各城市的紧凑度统计见表。结果表明，山东省的大中型城市的紧凑度都偏小，这表明城市规模越大，形状越复杂。从城市的发展看，城市总是沿着地形、交通路线等方向发展，很难形成规则的形状。

表2 山东省城市紧凑度统计表

4山东省城市用地扩展极核分析

通过比较期初和期末城市群体空间分布重心可以得到研究时段内的城市群体空间变化规律。城市体系的扩展中心并不是中心城市，中心城市在规模、交通线路交汇等方面都显而易见，扩展中心是用于描述城市群体随时间在空间演变的一个重要参数。

第t年城市群体空间分布重心坐标计算方法为：

采用城市用地的数据计算权重，利用三期的建成区数据，计算省域城市扩展的中心，结果如图。

图1山东省城市扩展极核变化图

从图中可以看出，从1985年到2007年山东省的城市扩展中心向着沿海城市方向移动，移动的速率较为明显，这与山东沿海城市快速的发展有较明显的关系。沿海城市中的青岛市与烟台市，在90年代中后期与00年代，城市建设力度加大，城市扩展的速度、强度都位于全省的前列，这使得全省城市的扩展重心移动较为明显。而移动的重心在02年向青岛市方向倾斜，到07年向烟台市方向倾斜，这是因为胶东半岛上威海、蓬莱、荣成、龙口等市在整个山东省城市扩展的速度与强度上都相对其他中西部城市发展程度较快，所以移动的重心发生了明显的偏移。

5 结论

本文利用遥感影像数据对山东省城市用地边界进行信息提取，利用高空间分辨率的、免费的遥感数据对建成区的提取进行补充解译，分析了山东省城市用地扩展的时空特征、城市用地扩展极核，得到以下结论：

1）从2002年到2007年，山东省城市用地的扩展面积增长明显，表明了城市进入快速发展期；

2）从城市扩展速度和强度上看山东省中小城市在扩展速度与强度相对大城市都较大；

3）在对山东省各城市的形状指数分析可知，山东省的大中型城市的形状指数都偏高，这是因为城市规模越大，形状越复杂；

4）城市规模的大小与城市的紧凑度优密切的关系，山东省大中城市的紧凑度都较低，表明城市的形状较复杂；

5）从1985年到2007年山东省的城市用地的扩展极核从中部向着沿海城市方向移动，移动的速率较为明显，这与山东沿海城市快速的发展有较明显的关系。

参考文献

[1 ] 陈美球, 赵小敏等. TM图像在城镇用地扩张监测中的应用. 江西农业大学学报. 2002, 22(4): 539-543.

[2] 李晓文等. 上海及周边主要城镇城市用地扩展空间特征及其比较[J].地理研究, 2003, 22(6): 769-778.

[3] 李晓文等. 上海城市用地扩展强度、模式及其空间分异特征[J]. 自然资源学报, 2003, 18(4): 412-420.

[4] 岳文泽, 徐建华, 颉耀文. 甘肃城镇体系结构及其分形模型研究. 地域研究与开发. 2004, 23(1): 16-20.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。