基于GIS空间分析方法的西安市城市增长边界划定

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中文摘要：在城市化进程持续加速的背景下，城市受快速工业化、经济全球化的冲击不断扩展演变，在带动区域经济增长和社会发展的同时，随之带来的城市形态松散、土地利用效率降低、侵占生态和农业空间等城市化问题日益凸显。为解决城市“蔓延”等城市问题，城市发展面临粗放式外延扩展向内涵式集约化发展的转变。城市增长边界的划定研究是国土空间规划编制中的核心要素之一，也是划定“三条红线”时的重点与难点，其作为国土空间协调管理的技术手段和政策措施之一，是优化城市结构、促进城市土地集约节约利用的有效抓手。西安市作为“一带一路”战略的重点城市，仍处于城市化快速发展阶段，划定其城市增长边界，对于控制城市空间的增长规模，以及缓解城市空间扩展与资源环境保护的冲突，具有突出的意义。本文以西安市为研究区域，基于1990年、2000年、2010年和2020年的Landsat5和Landsat8遥感影像解译获得四期土地利用类型数据，并运用基于距离加权的聚集密度方法计算不透水面密度来提取西安市建成区边界。在此基础上，运用GIS空间分析方法分析城市空间增长时空变化特征并发现城市扩展存在的问题。据此运用生态敏感性与用地适宜性结合的刚性边界约束法，以及基于CA-Markov模型的弹性规模预测增长法，分别划定城市增长刚性边界和弹性边界，并运用基于耦合模型的综合法划定城市增长综合边界。以进一步推动城市用地集约化发展、协调保护与发展的关系为目的，为研究区提出城市增长的分区优化措施和管控建议。主要研究内容和结论如下：（1）西安市城市空间增长变化特征分析。通过分析土地利用变化规律和城市空间增长时空变化特征，发现城市边界增长中存在的问题。研究区内土地利用类型变化最多的是耕地，建成区扩展主要是由耕地演变而来。西安市建成区自2000年后呈迅速扩展态势，城市空间形态在北、西北、西、西南和南方向上呈现不同阶段大幅度扩展。2000年后建成区形状趋于各向扩展协同演变，建成区整体紧凑度较低，城市用地效率明显降低，城市发展整体上呈现较大蔓延态势。（2）西安市城市增长刚性边界划定。从“生态约束”和“用地适宜”两方面考虑，分别采用生态敏感性评价和用地适宜性评价的方法，界定不同程度的敏感性和适宜性分区，在此基础上叠加基本农田保护区等控制线，从而划定城市增长刚性边界，得到西安市城市增长刚性边界范围内的面积为1462.55km2，占整个研究区面积比例为14.48%。明确未来城市建设增长的“生态安全底线”，限制建设用地突破其约束范围。（3）西安市城市增长弹性边界划定。从用地规模预测角度出发，结合解译获得的多时期土地利用数据获取各类用地之间的转换规则，引入四类城市增长影响因子构建相应的CA-Markov模型，模拟预测2035年土地利用变化趋势，同时，结合城镇建设用地未来发展规模划定城市增长弹性边界。结果表明，在模拟结果的精度验证中，2020年模拟结果的Kappa系数为0.91＞0.75，认为模拟精度满足预测要求。后续预测结果中显示，2035年预计各中心城镇建设用地总规模达1027.57km2，并以此作为城市增长的弹性发展范围。（4）西安市城市增长综合边界划定。利用城市增长刚性边界耦合修正弹性边界，划定城市增长综合边界，边界范围内面积为865.89km2，进而依据各边界之间的空间关系，协调整合形成西安市域内城市增长分区优化管控布局，并提出针对性建议，为实现西安市市域空间生态安全和城市增长的协调平衡提供参考。

作者：

赵宗涛

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关键词：

城市增长边界刚性边界弹性边界 CA-Markov模型西安市建设用地

授予学位：

硕士

学科专业：

测绘工程

导师：

党国锋、周欣花

学位年度：

2023

学位授予单位：

西北师范大学

语种：

中文

中图分类号：