城市开发强度、整合度和城市...以福建省石狮市中心城区为例_蹇凯.pdf

城市开发强度、整合度和城市活力的联动效应 以福建省石狮市中心城区为例蹇 凯，陆灯盛，王胜男（福建师范大学 地理研究所，湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地，福州；三亚学院 艺术学院，海南 三亚）摘要：以福建省石狮市中心城区为例，利用空间分析和空间句法等分析城市开发强度、整合度和城市活力的分布特征及三者之间的联动效应，探索对城市聚类空间分异研究的新途径。结果表明：研究区开发强度具有“圈层 轴线”分布特征，沿商业用地呈轴线明晰的高开发强度；整合度和城市活力“中高中低”圈层分布明晰，空间分布不均，沿商业用地和商住混合用地形成了具有带动城市活力的商业环带。地块的区位条件、用地功能等是城市开发强度、整合度和城市活力之间联动效应的决定因素，解析三者之间联动效应的内在机制可以将研究区精确划定为 个聚类空间分异类型。这种联动效应的应用可以引导城市空间结构的调控和城市问题的生态治理。关 键 词：开发强度；整合度；城市活力；空间结构；聚类空间分异；石狮市；福建省中图分类号：文献标志码：文章编号：-（）-：-收稿日期：；修回日期：基金项目：福建省 科学 技术厅 公 益类科 研院 所专项（）作者简介：蹇凯（），男，四川巴中市人，博士研究生，主要从事城市空间分析研究，（）。通信作者：陆灯盛（），男，浙江东阳市人，教授，博士生导师，博士，主要从事土地利用 覆盖变化、遥感技术与应用研究，（）。引言 改革开放以来，我国快速城市化扩张在一定程度上削弱了原有老城区的城市活力和空间可达性，造成城市的开发强度分区不平衡、空间整合度降低和空间活力缺乏等问题。不同的城市交通可达性在一定程度上会制约土地资源开发的强度和利用方式，城市土地的功能效应发挥受不同区位交通、环境、文化等因素的影响较大，政府调控对城市开发强度的空间格局影响也逐渐加强，需要坚持以开发控制为目标，针对不同功能用地编制更加合理的城市土地利用开发强度分区图。同时，定量分析城市的开发强度、整合度和城市活力也已经成为城市可持续发展和规划研究的新热点，可以针对三者之间的相互关系剖析来引导城市空间结构形态的调控，进而达到削弱或消除城市空间结构与城市功能形态不平衡的目的。城市开发强度通常被认为是一定区域内土地利用程度及其累积承载密度的综合体系，可以用人口密度、建筑密度、建筑高度、容积率等指标来衡量。一直以来，规划师致力于通过高密度和混合土地使用来促进城市的紧凑发展，但这种紧凑城市形态带来的问题是物理空间和社会经济活动之间的不匹配，最终导致城市建设用地的资源匮乏和城市环境质量下降。城市整合度也称交通可达性，它可以通过影响人对各种活动地点的选择来影响城市的发展模式、功能布局和资源配置等，进而影响城市的经济、商业和文化等发展。其中，空间句法是进行道路可达性分析的经典方法之一，该方法认为人流、车流趋向于整合度较高的城市中心，这样的城市中心是具有较强引导性和较高活动密度的城市活力中心。城市活力作为城市社会发展的根本动力影响着城市环境的品质和人民生活水平，具有集中性、可及性、宜居性和多样性 个特征。探索城市活力的总体空间布局与城市人口分布、道路网络、用地主导功能等的相互关系，以及城市活力的空间分异性，可以为调控城市活力空间分布和提升城市环境品质等提供新思路。在空间上，城市开发强度、整合度和城市活力三者之间具有较强的相互关系。其一，基于城市交通可达性分析城市土地的开发强度可以准确把握城市的整体空间形态和促进城市土地的合理开发。不同的城市道路可达性在一定程度上会制约城市土地资源的开发强度和利用方式，导致城市开发强度在空间上呈现为不同的聚类分区，建设与土地利用开发强度相协调的城市交通网络体系和交通容量对城市的可持续发展具有重要意义。其二，探索城市土地的结构形态与城市交通综合系统的协调关系或城市道路的可达性能够引导城市土地功能的合理布局。影响城市用地功能可达性的因素主要包括地理环境、经济发展、交通引导、人口增长与政府调控等，其中，地理加权的回归模型常被用来确定公交车站的空间可达性和城市土地使用特征之间的相关性。其三，应充分利用交通可达性的分析结果来探索城市活力与地块之间的中心性和城市公共资源配置的均衡性，实现不同交通网络结构在不同城 第 卷 第 期 年 月地域研究与开发 市空间形态影响下形成的城市活力分区，用以辅助城市的空间设计或优化和指导精细化城市的规划实践。其四，城市中土地资源的高建筑密度、高建筑层数、高兴趣点（，）密度对提升城市的综合活力具有显著作用，。基于 热点、夜间灯光、微博签到等数据的土地利用特征分析和回归模型应用可以用来解析城市空间功能形态与城市活力之间的关系，可以利用局部空间关联指标（）来空间化城市土地开发强度与城市活力之间的聚类分布和解析其相互关联关系。虽然目前在城市开发强度、整合度和城市活力等方面的研究较为深入，但其成果在实践应用中仍然有很多困难和限制。现有研究主要集中在两个方面：一是如何通过方法、体系或模型的优化来提升城市开发强度、整合度和城市活力的空间划分科学性。二是通过两两关系解析的方式来探讨城市结构和功能形态。但这些研究忽视了城市开发强度、整合度和城市活力三者之间的联动效应；同时，联动效应在空间上的分布是否会对城市的空间结构优化和功能调控起到积极的引导作用，尚没有明确的系统性阐述或说明。鉴于此，本研究旨在分析和利用城市开发强度、整合度和城市活力三者之间的空间分布特点和关联关系来识别城市的空间结构和划分城市的聚类空间分异，进而探讨不同用地功能条件下城市空间结构调控的引导性策略。研究区域、数据来源与研究方法 研究区域基于我国城市管理的实际情况和城市土地用途管制方式，本研究在提取和解析城市土地利用开发强度的过程中，将石狮市城市总体规划（年）确定的中心城区作为研究区。研究区位于福建省石狮市西部，北、西、南三面临晋江市，东部与沿海港口产业片区隔村相望；研究区内东西两侧分别为宝盖山和灵秀山，北部设有环湾生态商务组团（图）。该中心城区受政治、经济、文化和地形等方面影响较大，在空间上具有不同类型的建筑形态和空间格局。图 研究区区位及土地利用现状 数据来源为了准确提取研究区城市开发强度、整合度和城市活力的空间分布图，本研究主要采用的数据包括地表覆盖类型分布图、城市冠层高度模型（，）分布图、以百度应用程序接口（，）为平台提取的道路公开矢量数据（，）、餐饮服务和商业购物 等。数据的统计性描述如表 所示。表 数据的来源及统计性描述 类型获取时间名称内容来源 遥感数据解译成果 年 月地表覆盖类型分布图建筑物、植被、水体等分布 分布图 数值 等百度 数据 年 月 矢量数据城市道路、建筑轮廓及建筑高度等信息 数据商业购物和餐饮服务兴趣点：地图数据 年 月百度街景街景照片：影像历史影像 城市规划成果 年 月石狮市城市总体规划（年）土地利用规划图：第 期蹇 凯，等：城市开发强度、整合度和城市活力的联动效应 研究方法 城市地块划分与土地利用现状确定。进行城市地块分割与编号是提取城市开发强度的基本前提。将获取的道路 数据划分为城际高铁、快速路、主干路、次干路、支路和其他道路 种类型，并参考城市综合交通体系规划标准（）确定城市道路的红线宽度，对 种道路进行“缓冲区分析缓冲结果合并合并结果取反”等操作后得到研究区的用地控制单元分布图，并将其进行地块编号。在此基础上，以土地利用规划图为基础，结合百度 数据、街景地图、历史影像等进行目视判图来确定城市的土地利用现状和空间发展模式，进而为不同性质地块的城市开发强度、整合度和城市活力等分析提供支持。城市开发强度的提取与验证。选用我国控制性详细规划编制体系中的容积率来衡量城市的开发强度。该指标计算以资源三号（）遥感数据提取的城市地表覆盖分类图和 为基础数据，采用 空间分析及地图代数来实现如建筑密度、建筑平均层数和容积率等指标的计算。受 卫星影像解译精度影响，其城市地表覆盖分类图和 图与实际情况存在误差。因此，需要以百度街景和 影像为参考，结合目视解译将基于百度 提取的建筑信息进行修正，然后采用相同的城市开发强度识别方法来计算和统计出研究区的建筑密度、建筑平均层数和容积率，并结合散点图分析拟合出这两组数据的 值，用来评估基于 遥感数据识别城市开发强度的可靠性。城市整合度和城市活力的提取。城市整合度和城市活力的计算可以辅助不同土地利用性质导向下的城市空间结构形态解析。首先，采用空间句法计算出城市道路的全局整合度和局部整合度，并通过散点图分析确定现有城市的空间结构是否符合自组织发展模式；其次，在符合城市空间结构自组织发展模式的基础上应用 分配分析将城市道路的全局整合度分配到城市地块中，完成城市地块整合度分布制图；最后，选取商业购物和餐饮服务 数据进行核密度分析，其结果可采用分区统计和重分类等方法来绘制研究区的城市活力分布图。城市开发强度、整合度和城市活力三者关系的分析。依托（空间数据分析平台）软件中的聚类分析来解析城市开发强度、整合度和城市活力之间的全局分布特征和局部相关关系。一方面，选用双量全局莫兰指数（）和双量局部莫兰指数（）分别来解析城市开发强度、整合度与城市活力之间的全局空间聚集特征，以及三者之间的聚类空间分布特征；另一方面，梳理同一地块内三者之间的匹配方式，结合三者之间的联动效应识别出研究区聚类异常区的地块分布，为城市更新的引导性策略制定提供依据。空间分布特征 城市的基本特征及空间发展模式石狮市中心城区主要以多层、中高层建筑为主，且低层和高层建筑在城市外围的分布具有分散性，建筑分布内密外疏、西密东疏。研究区具有地块规模差距大、道路网络密度高、绿地和广场空间缺乏、水体分布零散等特点，其商业用地和商住混合用地是城市圈层结构形成的基础，加上沿城市主干道布局的商业用地，造就了该城市“圈层 轴线”空间发展模式的形成（图），也为解析城市开发强度、整合度和城市活力的空间分布特征及其相互关系提供了依据。城市开发强度提取结果的可靠性及空间分布通过散点图拟合分析得出：基于 遥感数据提取建筑密度、建筑物平均层数和开发强度具有较高的可靠性，且三者的 值分别为 ，和 ，其空间分布图所呈现的城市开发强度信息与基于百度 提取的结果具有较高的一致性，符合本研究进行城市开发强度分析的要求。鉴于此，研究针对石狮市中心城区的土地利用现状图和城市开发强度分布图进行了对比分析，结果表明：研究区的开发强度具有明显的“圈层 轴线”分布特征，从内至外呈“中高中低”分布（图），沿商业用地呈现较高的开发强度，且轴线明晰（图）。从不同用地性质层面分析，居住用地和商住混合用地的开发强度内高外低，其容积率大部分集中在；商业用地的开发强度具有明显的轴线特征，大部分地块的容积率集中在 以上；公共管理与公共服务设施用地、物流仓储用地、公用设施用地、道路设施用地的布局较为分散，开发强度总体较低；外围集中分布的工业用地具有较高的建筑密度和建筑平均层数，致使容积率总体上较高；公园与广场用地主要为城市居民游憩和生活的开放空间，具有较低的开发强度（图 ）。总体反映出城市开发强度的空间分布特征与城市用地布局模式具有较高的相似性。空间结构的可理解度及整合度的空间分布研究区道路全局整合度与局部整合度的散点图拟合分析 值为 ，反映出现有城市道路结构符合城市空间结构的自组织发展模式。因此，研究以绘制的石狮市中心城区地块整合度分布图为基础，解析了不同土地利用性质的地块整合度空间分布特征（图）。具体有：城市整合度具有明显的圈层结构特征。以城隍庙、新湖村为代表的石狮市城中村为城市中心向外延伸，其整合度具有“中高中低”的圈层分布特点。其中，以子芳路、八七路、南阳路和香江路构成的环路沿线地块具有较高的城市整合度，城西灵秀山、城东侧宝盖山和北侧塘頭村等区域具有较低的城市整合度。商业用地或商住混合用地的空间分布是城市整合度较高 的区域。研究区商业用地和商住混合用地的整合度地域研究与开发第 卷图 城市开发强度（）分布 （）图 城市整合度（）分布 （）较高，在空间上形成了一个具有带动城市活力的商业环带。城市整合度的不均衡分布明显。城市中心区具有较高的整合度，子芳路以东的城市整合度总体高