关于乌鲁木齐市地理国情监测工作的分析和探讨

李宝明，龙海奎，张超

(乌鲁木齐市城市勘察测绘院，新疆 乌鲁木齐 830011)

1 引 言

《国务院关于开展第一次全国地理国情普查的通知》中明确:2013年～2015年开展第一次全国地理国情普查工作，一是为摸清我国各普查要素的数量分布等情况，即全面查清我国自然地理要素和人文地理要素的基本情况，二是通过长期地理国情普查，特别是对地理国情要素的监测，反映国情要素的数量、变化趋势、规律等，为国民经济发展规划、宏观决策等提供科学数据依据。

城市是区域经济、社会发展最活跃的地区，同时也是土地利用性质变化和生态环境变化最为剧烈的区域，对城市变化进行动态监测，及时了解城市规模、城市布局、发展方向等，为城市规划建设、土地资源管理提供准确的地理市情，对科学决策具有重要意义。因此，如何利用国情普查数据对城市市情进行监测，满足城市规划建设、土地资源管理的需求，是一个值得探讨的方向。

2 技术分析

2.1 分析

地理国情普查以高分辨率遥感卫星影像、航空影像、地形图等资料为数据基础，提取地理国情普查要素的位置、数量、属性等。普查主要内容一是地表覆盖分类信息，主要反映地表自然营造物和人工营造物的自然属性或状况，二是重要地理国情要素信息，主要反映与社会生活密切相关、具有较为稳定的空间范围或边界、具有或可以明确标识，有独立监测和统计分析意义的重要地物及其属性［1］。按特定统计单元为统计范围，通过空间量算、算术平均、比值分析、极值法、叠加分析、缓冲分析等统计方法将进行统计，获取自然地理要素和人文地理要素的距离、密度、几何属性、占比、构成比等统计指标［2，3］。

在国情普查中与城市相关的普查内容主要有地表覆盖分类中的绿化林地、绿化草地、房屋建筑区、道路、构筑物、建筑工地和水域等，在重要地理国情要素中，与城市联系较为紧密的是道路、构筑物、水域、行政区划、社会经济单元和城镇综合功能单元等［2，3］。相对城市规划建设、国土资源管理而言，这些指标略显不足，需要在国情普查内容和指标基础上，进一步的延伸和细化，应用于城市规划建设、国土资源管理工作中。

2.2 技术思路

城市发展主要表现在城市土地利用结构、空间格局的变化，尤以城市土地利用、道路交通、建筑物、和绿地等变化为特征，与城市规划建设、国土资源管理关联密切，要做好与之相关的重要地理要素的监测工作。

(1)城市建设用地

在地理国情普查内容指标基础上，对与城市建设用地密切相关的指标内容进行拓展和综合，提出城市建成区作为城市建设用地指标进行监测。

城市建成区是指实际已成片开发建设、市政公用设施和公共设施基本完备、具备了城市居住条件的区域。划定城市建成区是为了反映一定阶段城市建设用地的规模、形态和实际使用情况，为分析研究用地现状，合理利用建成区用地和筹划城市建设发展用地提供基础。

监测指标主要有:城市建设用地面积变化幅度、城市建设用地变化强度、城市建设用地区域紧凑度等。其中城市建设用地区域面积变化幅度计算方法为:建成区变化幅度=建成区末期值－建成区初期值，城市建设用地区域变化强度的计算方法为:建成区变化强度=(建成区末期值－建成区初期值)/N，N 为计算期间的年数，城市建设用地区域紧凑度的计算公式为:，式中c 指城市的紧凑度，A指城市面积，P 指城市轮廓周长［4］。

同时结合国情普查中收集到的国民经济发展和专题资料，进行耦合关联分析，揭示城市社会经济发展、规模扩展与城市建设用地发展的关系。

(2)城市道路交通

以地理国情普查的道路中心线、道路面积、道路起止点等内容为指标，进行监测分析:

①道路总长度及其不同时期变化情况，各监测时段的道路长度总和、变化幅度、变化强度;

②道路网密度及其不同时期的变化幅度、变化强度;

③人均道路长度及其不同历史时期的变化幅度、变化强度。

在监测数据分析基础上，结合国情普查中收集到的国民经济发展和专题资料，进行耦合关联分析，揭示城市交通发展与城市道路交通的关联性。

(3)城市建(构)筑体

在地理国情普查中房屋建筑区指标基础上，取消对房屋建筑区最小图斑面积的限制，将城市建(构)筑体进行单独区分，并在属性信息中增加层数、结构、是否超高层等信息，进行监测分析:

①不同历史时期城市建(构)筑体分布及其变化幅度、变化强度;

②不同历史时期城市建(构)筑体密度及其变化情况;

③高层、超高层建筑物数量、密度变化情况。

在监测数据分析基础上，结合国情普查中收集到的国民经济发展和专题资料，进行耦合关联分析，揭示城市规划建设发展与城市建筑物变化的内在关系。

(4)城市绿地

以地理国情普查中绿化林地、绿化草地指标为基础进行综合，形成城市绿地指标，并将公园、游园等细化分离，进行专门统计监测:

①各监测时段中城市绿地分布、变化情况、变化幅度、变化强度、斑块破碎度指数［5］(城市绿地分布斑块在研究区内的分散程度，主要用于衡量城市植被覆盖分布状况评价，采用景观学关于斑块分离度的定义，具体计算方法为Ci=Ni/Ai，式中Ci 为景观i的破碎度，Ni 为景观i 的斑块数，Ai 为景观i 的总面积)等指标内容。

②对各监测时段内公园的公园数量、总面积、分布均衡性等情况进行监测。

在监测数据分析基础上，结合国情普查中收集到的国民经济发展和专题资料，进行耦合关联分析，揭示城市规划建设发展对城市绿地变化的影响及相互关系。

3 应 用

3.1 方案

(1)城市建设用地监测

利用不同时期的航空影像、卫星影像和城市规划等资料，获取城市2000年、2005年、2010年和2012年的城市建设用地范围数据，以2000年～2005年、2005年～2010年、2010年～2012年和2000年～2012年4个时间段，对城市建设用地面积变化幅度、变化强度、变化方向、紧凑度、扩张模式进行监测分析，并将监测结果与城市经济变化数据(以乌鲁木齐市国民经济统计年鉴为准)、土地利用规划、城市规划等资料进行耦合分析研究。

(2)城市交通监测

利用不同时期航空影像、卫星影像、地形图和道路普查成果数据等资料，提取2005年、2008年、2010年和2012年城市交通道路数据库，属性包括:道路名称、道路等级、道路长度和道路平均宽度，以2005年～2008年、2008年～2010年、2010年～2012年、2005年～2012年为监测时段，对道路长度、面积、密度、人均长度等指标的变化幅度、变化强度进行分析，并将监测结果与城市经济变化(以乌鲁木齐市国民经济统计年鉴为准)、土地利用规划、城市规划资料进行耦合分析研究。

(3)城市建筑物监测

利用不同时期航空影像、地形图和建筑物数据等资料，提取2005、2008、2011、2013 四个时期城市的建筑物数据库，结构、层数属性在已有地形图资料为准，无历史地形图资料时，结合航空影像等资料进行判断提取。以2005年～2008年、2008年～2011年、2011年～2013、2005年～2013年为监测时段，对建筑物的变化幅度、变化强度，建筑密度变化情况，高层、超高层数量密度的变化情况，并将监测结果与城市经济变化(以乌鲁木齐市国民经济统计年鉴为准)、土地利用规划、城市规划资料进行耦合分析研究。

(4)城市绿地监测

利用不同时期卫星影像、航空影像、地形图和城市荒山绿化成果等资料，提取2005、2008、2011、2013年四期城市绿地数据库，并将公园、游园、水体单独统计。以2005年～2008年、2008年～2011年、2011年～2013、2005年～2013年为监测时段，对城市绿地分布、变化情况、变化幅度、变化强度、斑块分离度指数进行监测分析，并对公园数量、总面积、分布均衡性等情况进行重点监测。

3.2 评价

方案提出的城市建设用地、城市交通、建筑物和城市绿地等指标反映了城市变迁的监测内容，是城市重要地理要素监测的实践，是国情普查工作在城市的有益尝试，也是国情普查中的重要成果。不仅避免了数据重复生产，而且拓宽了国情普查数据的利用。在监测指标上选用了变化量、变法强度、变化幅度等，同时提出了紧凑度、破碎度等生态景观学概念。

方案将监测结果与国民经济发展、规划建设和相关专题资料进行耦合分析，在揭示城市发展变化的同时，对城市变化的主要原因进行了分析论证。

4 结 语

城市发展日新月异，城市重要地理要素变化的监测，对城市规划建设、国土资源管理工作具有重要的意义。通过对国情普查数据进行细化和综合，提出对城市建设用地、城市交通、城市建筑物和城市绿地等重要地理要素的监测，适应城市城市规划建设、国土资源管理工作对地理国情的基本需求，拓宽地理国情普查成果的应用领域。

［1］国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室．地理国情普查内容与指标［M］．北京:测绘出版社，2013，1．

［2］国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室．地理国情普查基本统计技术规定［M］．北京:测绘出版社，2013，1．

［3］国务院第一次全国地理国情普查领导小组办公室．地理国情普查数据规定与采集要求［M］．北京:测绘出版社，2013，1．

［4］白永平，狄保忻，张鹏龙等．陇海－兰新－北疆铁路沿线城市紧凑度及其影响因素研究［J］．经济地理，2012(7):37～42．

［5］马雪梅，张友静，黄浩．城市热场与绿地景观相关性定量分析［J］．国土资源遥感，2005(3):10～13．