基于“三调”和POI数据的...用地类型-功能协调水平研究_罗梅.pdf

第 48 卷第 2 期2023 年 4 月Vol.48 No.2Apr.2023测绘地理信息Journal of Geomatics基于“三调”和 POI数据的城镇建设用地类型-功能协调水平研究罗梅1，2 刘合林1，2 唐永伟1，2 高俊阳1，2 慈慧1，21 华中科技大学建筑与城市规划学院，湖北 武汉，4300742 湖北省城镇化工程技术研究中心，湖北 武汉，430074Research on the Urban Construction Land Type-Function Coordination Level Based on the Third National Land Resource Survey and POI DataLUOMei1，2 LIUHelin1，2 TANGYongwei1，2 GAOJunyang1，2 CIHui1，21 School of Architecture&Urban Planning，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430074，China2 Hubei Engineering and Technology Research Center of Urbanization，Wuhan 430074，China摘要：城镇建设用地在实际使用过程中，会随着城镇的发展发生功能的变化，可能不同程度地与用途和性质产生差异。以国土空间调查、规划、用途管制用地用海分类为准则，采用数理统计与空间分析方法，基于第三次全国国土调查（简称“三调”）数据识别城镇建设用地类型，利用兴趣点（point of interest，POI）数据识别城镇建设用地功能，进而对比两者的协调水平，并以湖北省巴东县为例进行实践应用。结果表明在用地类型中存在混合用地功能，用地类型与功能识别结果存在不同程度的差异，两者不协调的区域占比较大。研究结果可为旧城更新改造与国土空间规划提供一定的参考。关键词：“三调”；兴趣点；建设用地；用地类型；用地功能；协调水平中图分类号：P208；TU984文献标志码：AAbstract：In the actual use process，the urban construction land will change its function with the development of the town，and may also be different from the planned use and character to varying degrees.Taking the land and sea use classification of land and space investigation，planning and use control as the criteria，this paper adopts mathematical statistics and spatial analysis methods to identify the type of urban construction land based on the data of the Third National Land Resource Survey，and applies POI to identify the function of urban construction land.Then it compares the coordination level of the two，and takes Badong county，Hubei province as the study area for practical application.The results show that there are mixed land use functions in land use types，that the difference between land use type and function identification results exists，and that the uncoordinated areas account for a large proportion.The research results can also provide a certain reference for urban renewal and reconstruction and national land space planning.Key words：the third national land resource survey；POI；construction land；land use type；land use function；coordination level土地是城镇经济社会发展的基本物质载体，在国土空间规划与发展中发挥着重要作用。当前我国经济已转向高质量发展阶段，城镇发展从增量开发转向调整为存量更新1，2，推进土地的节约集约高效利用，提高土地开发利用效率是高质量发展的必然要求和现实需要。现今城镇发展日新月异，城镇建设用地现状的变化也是极其迅速的3。在此背景下，通过有效数据高效快速地捕捉城镇建设用地的变化，识别和判断用地类型和功能，研究两者的协调发展水平，值得深入探索。传统的土地利用现状获取主要是通过实际测绘、调研数据，非常耗时耗力，大范围的数据更新需要较长时间，及时性差且成本较高。近年来，新兴的地理空间大数据的产生，丰富的数据获取平台和大DOI：10.14188/j.2095-6045.2022830文章编号：2095-6045（2023）02-0049-06引用格式：罗梅，刘合林，唐永伟，等.基于“三调”和 POI数据的城镇建设用地类型-功能协调水平研究 J.测绘地理信息，2023，48（2）：49-54（LUO Mei，LIU Helin，TANG Yongwei，et al.Research on the Urban Construction Land Type-Function Coordination Level Based on the Third National Land Resource Survey and POI Data J.Journal of Geomatics，2023，48（2）：49-54）基金项目：国家自然科学基金（52278063，41901390）。测绘地理信息2023 年 4 月体量的数据为城镇研究与管理带来了机遇4。可频繁更新具有实时动态性的兴趣点（point of interest，POI）数据，已被广泛应用于多个方面，如城市结构的 识 别5，6、城 市 边 界 的 提 取7、功 能 区 识 别 与 优化8，9、城市空间优化10，11等。研究方法集中于核密度估计、热点分析等空间分析方法，以及语义分析模型、深度学习模型等12-15。POI作为一种社会感知数据，可有效表征用地功能以及居民对其的认识。同时，POI数据覆盖了大多数建筑物，具有丰富的空间信息和属性信息13。通过对其进行数据挖掘，有利于促进城镇建设用地开发和利用的科学化发展。对于城镇建设用地在城镇发展过程中用地类型的判别，第三次全国国土调查（以下简称“三调”）数据是有效的参照。“三调”是全国性的基础国情国力调查，以 第三次全国国土调查工作分类 为依据，以土地利用现状分类（GB/T210102017）为基础，根据国土资源的覆盖特征、利用方式和用途等，按照主要用途对土地利用类型进行归纳和汇总至数据库。因此，本文通过对 POI和“三调”数据进行处理与分析，快速识别建设用地类型和功能，在此基础上分析用地类型与功能的协调水平，并以湖北省巴东县为例进行研究应用，研究结果可为城镇发展和国土空间规划体系提供科学参考。1 数据和方法1.1研究区概况巴东县位于湖北省西南部，隶属于恩施土家族苗族自治州，全县总面积约为 3 351.65 km2。根据第七次全国人口普查数据结果，巴东县常住总人口为 39.54 万人。县境狭长，地形以山地为主。近年来巴东县积极融入长江经济带战略和武陵山经济协作区发展战略等，社会经济得到快速发展。本文研究区选择巴东县主城区，即信陵镇、东壤口镇和官渡口镇的部分区域，主要分布于长江两岸，位置如图 1所示。1.2数据来源与预处理本文利用的“三调”数据、电子地图兴趣点 POI数据、地理国情基础数据以及相关规划资料，除 POI外，其余数据来源于巴东县自然资源和规划局。POI是在高德电子地图中抓取收集。每条数据包含名称、经纬度、大中小类等属性，共包含餐饮服务、公司企业、交通设施等大类。每个大类包含若干中类和小类。由于高德地图对坐标的加密，无法直接使用其原始坐标，因此将数据从 GCJ-02坐标系纠偏至WGS-84。再利用软件 ArcGIS 经过投影、裁剪和剔除异常点等数据预处理，共筛选得到研究区 3 574条POI数据，如图 1所示。1.3研究方法与技术路线本文研究框架主要包含了 POI 数据预处理、POI重分类、基于“三调”的建设用地类型识别、基于POI的建设用地功能识别、用地类型与功能的协调水平分析 5个部分，技术路线如图 2所示。1.3.1“三调”和 POI数据与用地用海分类的映射为进行城镇建设用地类型和功能的识别以及两者协调水平的研究，需要将“三调”和 POI分类与国土空间用地分类的标准相匹配。本文以 国土空间调查、规划、用途管制用地用海分类指南（试行）（以下简称 分类指南）为准则，建立“三调”土地分类、POI类型与国土空间调查、规划、用途管制用地用海分类的映射关系，如表 1所示。其中，由于“三调”分类与国土空间调查、规划、用途管制用地用海分类在具体地类衔接时，存在一对一、一对多和多对一等关系16，因此“三调”用地分类采用的是二级类。同时，原始爬取的 POI数据分类中，类型之间存在重复交叉、错误划分等问题，参考已有研究文献17和上述准则，本文对其进行了整理与重分类。例如，POI数据图 1研究区位置与 POI分布Fig.1Location and POI Distribution of the Study Area图 2技术路线图Fig.2Technology Roadmap50第 48 卷第 2 期罗梅等：基于“三调”和 POI数据的城镇建设用地类型-功能协调水平研究中与物流仓储相关的点大多是物流公司、快递驿站等，前者实际上属于公司企业 POI类型，后者基本上是物流营业网点，实际应属于生活服务 POI 类型。根据 分类指南，考虑到上述与物流仓储相关的POI均与仓储用地的定义不符，实际上应归类于商业服务业用地，因此，后续不对仓储用地进行类型和功能识别。对于城镇内部道路而言，与其关联的POI点是少数的公交车站和大多数的临街餐饮和购物服务等，考虑到功能识别结果与真实情况差异大，而且一般而言，已有的道路不会产生功能变化，因此在交通运输用地的识别中，仅利用火车站、客运站和码头等 POI识别非道路的交通运输用地。POI 表征公众的兴趣程度，但有一定的影响范围，已有研究17，18表明城市部分边缘区由于公众兴趣度低，存在无值区，有些类型的 POI 如公共设施等，在用地功能识别中不具有显著性，由此考虑到POI本身的数据特征，本文主要识别居住用地、商业服务业用地、公共管理与公共服务用地、工矿用地、交通运输用地和绿地与开敞空间用地 6类用地。1.3.2用地类型与功能的识别以“三调”图斑为基本单元对城镇建设用地类型和功能进行识别与判定。用地类型通过与国土空间调查、规划、用途管制用地用海分类的映射关系进行统计和识别。用地功能则是通过计算不同类型 POI的频率及其在单元内的类型比例进行判别。从电子地图的显示发现部分 POI点可能定位到斑块周边街道，未处于斑块内部，因此对其建立 10 m 的缓冲区18，以便真实反映实际情况。同时，