【word】 廣州大學城及周邊土地利用時空變化分析.doc

廣州大學城及周邊土地利用時空變化分析第30卷第6期2010年l1月熱帶地理tr0picalgeographyvo1.30.no.6nov.,2010廣州大學城及周邊土地利用時空變化分析劉家興,陳健飛(廣州大學地理科學學院,廣州510006)摘要:選擇2004年建成投用的廣州大學城為例,以2005年和2009年spot5高分辨率遙感影像數(shù)據(jù)作為主要數(shù)據(jù)源,運用rs,gis技術(shù)對大學城及周邊地區(qū)的土地利用類型進行分類,重點分析廣州大學城自建成以來建成區(qū),裸地,綠地的土地利用/覆被變化情況,分析了大學城中心湖區(qū)7km范圍內(nèi)的土地利用變化情況.結(jié)果表明,大學城建成區(qū)中的教學樓,實驗樓,生活樓,行政樓,道路等最早建設(shè)完成,而商服,住宅,文體設(shè)施等在2005年后才陸續(xù)修建.至2009年,除部分新批建住宅用地外,其余用地大部分已建設(shè)完成.建成區(qū)和綠地面積增加迅速,裸地持續(xù)呈動態(tài)變化,以減少的趨勢為主;施工建設(shè)的區(qū)域明顯減少.受大學城建設(shè)的影響,大學城附近的用地沿交通線軸向變化明顯.關(guān)鍵詞:土地利用變化;spot;廣州大學城中圖分類號:p935.1文獻標識碼:a文章編號:10015221(2010)060615-07自1995年國際地圈一生物圈計劃和國際全球環(huán)境變化人文因素計劃聯(lián)合提m”土地利用/覆蓋計劃”研究計劃以來,區(qū)域土地利用/覆蓋變化(landuse/coverchange,lucc)便成為全球的研究熱點之一.lucc時空變化的研究方法經(jīng)過十多年的發(fā)展,已得到極大提高,此后的glp計劃同樣是圍繞人類活動,生態(tài)和人地關(guān)系對局部性尺度到區(qū)域性尺度進行研究.隨著我國城市化水平的加速,國內(nèi)許多學者利用不同方法,從不同角度對我國部分城市的土地利用/覆蓋變化進行了大量的探討和研究,取得了豐富的成果”.已有研究表明利用遙感手段,特別是高空間分辨率影像對城市用地的發(fā)展變化進行分析的可行性較高,并具有較強的實用性.改革開放以來我國經(jīng)濟發(fā)展迅速,城市土地利用變化劇烈,圍繞人類經(jīng)濟活動和土地利用變化進行研究具有十分重要的現(xiàn)實意義.為提高我國城市的人才優(yōu)勢和城市競爭力,1999年高校開始擴招.為應對日益緊缺的高等教育資源,廣州市政府提出建設(shè)廣州大學城(highereducationmegacenter,hemc)的規(guī)劃.很多研究都曾圍繞大學城的教學環(huán)境,生活配套設(shè)施,大學城建成后的教育理念等進行討論.規(guī)劃之初,陳萬鵬,揚俊勇等對廣州大學城的選址,目標定位,大學城管理思路,建設(shè)理念和未來發(fā)展進行了探討”.廣州大學城的建設(shè)模式采用了衛(wèi)星城的構(gòu)建模式,充分利用了郊區(qū)土地價格低廉,土地資源充足等優(yōu)勢”.廣州大學城開建的必要性毋庸置疑,但要防止建設(shè)過程中把大學城當做盈利的工具,只追求校園的美觀,造成資金,土地資源的浪費.受廣州市未來發(fā)展戰(zhàn)略的影響,廣州市區(qū)東部至東南部先后建設(shè)了廣州科學城,琶洲國際會展中心,廣州大學城,廣東省科學中心,廣州國際生物島等.環(huán)城高速,華南快速干線,南沙港快速路,廣州地鐵四號線的先后開通,使廣州大學城區(qū)域土地利用的變化更為明顯.基于以上情況,本文運用rs和gis技術(shù)對2005和2009年兩期spot遙感影像進行人機交互解譯,制成土地利用類型專題圖,重點討論近5年來,圍繞大學城半徑7km范圍內(nèi)的土地利用變化情況,了解大學城發(fā)展對周邊土地利用變化的影響,以期為城市規(guī)劃,土地規(guī)劃及相關(guān)部門提供有益參考l研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)處理1.1研究區(qū)概況廣州大學城選用衛(wèi)星城的建設(shè)模式,選址廣州市番禺區(qū)新造鎮(zhèn)小谷圍島,四周被珠江環(huán)繞,距廣州市中心城區(qū)約17km.廣州大學城于2003年動工興建,2004年9月首收稿日期:2010-0511;修訂日期:20100915基金項目:廣東省自然科學基金項目(9151051501000030);廣州市教育局科技項目(08c026)作者簡介:劉家興(1984-),男,廣東清遠人,碩士研究生,研究方向為土地利用變化與土地規(guī)劃,(email)luccfnxmailm.通訊作者,理學博上.教授,(e-mail).6l6熱帶地理30卷期建成投入使用,2005年大學城主體建筑基本完成,包括中山大學,廣東外語外貿(mào)大學,華南理工大學,廣州中醫(yī)藥大學,廣東藥學院,廣東丁業(yè)大學,廣州美術(shù)學院,廣州大學,華南師范大學,星海音樂學院等l0所高校(以下以高校簡稱代替),在校學生約16萬人(表1).除10所高校外還建有大學城體育中心,大學城中醫(yī)院,嶺南印象同,廣東省科學中心,現(xiàn)有南沙港快速干線,廣州地鐵四號線直通大學城,另外保留有4個自然村:貝崗村,北亭村,南亭村和穗石村.大學城l0所高校中唯一整體遷入大學城的是廣州大學,占地面積最大的校區(qū)是廣東工業(yè)大學大學城校區(qū),達159.62hm,面積最小的是星海音樂學院.按現(xiàn)階段大學城的招生規(guī)模,各高校的每干學生占地面積約0.2hm.,最高的是廣州大學達0.24hm(表1o表1廣州大學城各高校的基本情況tab1informationofuniversitiesinhighereducationmegacenter(hemc)ofguangzhou大學城校區(qū)華南師范大學南海校區(qū)石牌校區(qū)loo.002880203.9375.130.18廣州美術(shù)學院奮蒿篡.7.60,.0.17資料來源:各高校網(wǎng)站主頁;廣東藥學院重點建設(shè)專業(yè)申報書(2007);廣東藥學院發(fā)展大事記(1958-2003).1.2數(shù)據(jù)處理選用兩期spot5遙感影像數(shù)據(jù)f分辨率om),時相分別為2005年12月20日和2009年1月1et.成像時間為冬季,影像基本無云,水汽影響小,成像質(zhì)量較好.運用美國irrrvis公司的envi遙感影像處理軟件,對遙感影像進行幾何校正,大氣校正,配準,影像拉伸,邊緣增強等一系列處理,然后裁切大學城中心湖半徑7kin范圍內(nèi)的區(qū)域,對該區(qū)域土地利用類型進行人機交互解譯(圖1).采用最大似然法提取水體,通過選取多個訓練樣區(qū),提取出水體信息;裸地面積較少,通過人工判斷進行分類;用歸一化植被指數(shù)提取植被,ndvi的計算公式為:ndvi=dnnir-dnr,pnnirdr,歸一化植被指數(shù)被定義為近紅外波段(0.7251.10m)與可見光紅波段(0.580.68m)數(shù)值之差和這兩個波段數(shù)值之和的比值.對spot5數(shù)據(jù)選用第二波段(b2)和第三波段(b3)計算歸一化植被覆蓋度指數(shù),其中b2的波長為0.650m,b3的波長為0.835in,spot5影像計算ndvi值的波段運算公式為:6期劉家興等:廣州大學城及周邊土地利用時空變化分析617ndvi-(t73一)/(b3+b2)計算結(jié)果的ndvi值范圍在一11之間,其中ndvi值小于零的區(qū)域為云,沙,水,巖石或裸土等.一般取值0<ndvi<1部分為植被覆蓋區(qū)域,本文取ndvi值大于0.01的部分為植被覆蓋區(qū);用envi提供的featureextraction面向?qū)ο蠓椒?交互式提取道路和建筑物.參考2005年和2007年quickbird0.6m分辨率影像進行地物的人工糾正,剔除出不屬于水體的陰影區(qū)域,以及部分被誤分為綠地的裸地等,最后制作成2005,2009年廣州大學城及周邊土地利用類型圖(圖2o兩期影像分別隨機抽取100個點,檢驗分類準確度分別達到83.05%和87.01%.2結(jié)果與討論2.1大學城土地利用變化情況分析廣州大學城原規(guī)劃是一個軸心,五個組團,三個功能區(qū)(圖3o大學城內(nèi)圈中心區(qū)將建設(shè)成信息及體育共享區(qū),從分類圖中可以看出,2005年大學城中心體育場正在動工,解譯的土地利用類型為裸土地,2009年的遙感圖上顯示其已經(jīng)建成,同時在中心湖區(qū)的東南部又有新的裸地.據(jù)了解該地是為2010年廣州亞運會新建的體育場館,中心區(qū)往外圍是各高校的中環(huán)生活區(qū),2005年9月,廣州大學城各高校已經(jīng)基本完成校園的生活及配套設(shè)施建設(shè),總的看來變動不大,其中中環(huán)生活區(qū)的商業(yè)南區(qū)和商業(yè)北區(qū)的施工痕跡最明顯.外環(huán)教學區(qū)部分顯示,2005年仍有部分高校如廣大,華師大,中大,廣藥,廣工等仍有裸土地,表明仍有未建成項目.大學城西面較大一塊裸土地到2009年也已建成.2.2大學城建設(shè)變化檢測分析通過changedetection功能對兩期影像進行變化檢測,該功能僅用在單一波段的對比上.對比分類的數(shù)量選擇2種,變化的狀態(tài)選擇簡單的差異對比,并且歸一化到01之間.結(jié)果顯示近5年來大學城有部分土地利用變化比較劇烈,實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)主要有廣州國際生物島,廣東科學中心等新近建成或在建項目(表2,圖4o廣州大學城自2003年動工,僅用了3年就建成一個相當于中等城市大小的高校群體,其建設(shè)速度相當驚人,且相關(guān)配套設(shè)施完善,如自來水,電,天然氣,網(wǎng)絡(luò),通信,熱水等也一并建起.后來又陸續(xù)新建了體育場館,人行天橋,商業(yè)步行街,商業(yè)廣場等,以滿足大學城師生的娛樂,出行,購物等需求.目前建成或接近完工的大型項目還有大學表2大學城變化檢測主要建設(shè)項目tab.2majorconstructionprojectsinhemcduring20052009城體育中心,廣東省科學中心,大學時光(商品房),大學城中醫(yī)院,馨同(在建,商品房),過江隧道(在建),廣州國際生物島(在建)等.總體而言,經(jīng)過四五年的發(fā)展和完善,到2009年,建設(shè)用地,道路,綠地相問,湖泊點綴其間.目前廣州大學城的綠化率達到55%,建成后的大學城成為廣州的一個美麗衛(wèi)星城.從目前情況來看,大學城的土地利用亦存在一定的鋪張浪費和布局不合理情況.例如各高校的正門,無一例外以宏大為主,雖然除建設(shè)用地外均為植被或水域覆蓋區(qū)域,但這種人工綠地和水域,對水資源和維護需求非常大,不僅表現(xiàn)在數(shù)日一回的灌溉上,還有除雜草,修剪草地樹枝,防蟲等,花費相當大;又如新建成的北亭商業(yè)廣場,大學城體育中心,南北區(qū)商業(yè)中心,南亭村郊野公園,濕地公園等,投入了大量資金,占用了不少土地,但在利用程度上卻很低.例如位于小谷圍島北亭村北部的北亭廣場,總用地面積約40hm,但到目前為止,客流量每天均在1000人以內(nèi),商場內(nèi)的商鋪僅一樓和二樓的淘寶街營業(yè),空置率達70%以上.南,北區(qū)商業(yè)中心亦有類似情況.2.3大學城周邊土地利用變化分析大學城的建設(shè)不僅改變了小谷圍島的土地利用情況,同時對周圍土地利用也有一定的輻射影響.大學城建成后,連接市區(qū)與大學城的公路逐步新建或擴建,便利了大學城師生的出行.由于有了大學城師生消費群體的支撐,原本人流并不是很大的黃埔軍校,寶墨園,瀛洲生態(tài)公園,大學城內(nèi)4個保留的自然村等,人氣也得到一定程度的提升.部分房地產(chǎn)如羅馬家園,華南新城等板塊的樓價也有了相當程度的升值,如華南新城2004年價格大約為618熱帶地理3o卷4000元/m,如今每平米已超萬元,附近亦新建有不少每平米超萬元的樓盤.本文通過感興趣區(qū)域裁剪大學城半徑7km范圍內(nèi),總面積約15386hm的用地進行土地利用類型分類(表3).表320052009年研究區(qū)土地利用變化情況tab3landusechangeofhemcduring20052009對比兩期用地情況,2009年道路面積比2005年增加了50.11hm,增加的部分主要在大學城以南區(qū)域.南沙港快速干線以及廣州地鐵四號線的開通,相當程度上帶動了這些地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展;建設(shè)用地增加,增加的建設(shè)用地部分由裸地,綠地和水域轉(zhuǎn)換而來.裸地面積減少,轉(zhuǎn)化為建設(shè)用地以及復綠,同時又有新的建設(shè)項目動工,裸地與綠地,建設(shè)用地持續(xù)動態(tài)變化.水域面積減少,主要是因為大學城以南地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展,對用地的需求量大,占用坑塘水面用地.大學城內(nèi)的綠化面積明顯增加,系因大學城建成后對原有露天堆場等進行了復綠,大學城西北部屬衛(wèi)星監(jiān)控的園地,禁止非農(nóng)建設(shè),綠地面積變化不大,而大學城以南則為植被主要減少區(qū)域,減少部分轉(zhuǎn)為建設(shè)用地,如華南新城的擴建,南粵豐工業(yè)區(qū)和東方工業(yè)區(qū)的新建廠房等.從兩期的遙感影像對比來看,大學城的發(fā)展較具規(guī)劃性,建設(shè)過程嚴格按照原來的規(guī)劃進行,目的是把大學城建設(shè)成一個集教育,科研,體育,商業(yè),住宅于一體的多元化社區(qū).大學城除建設(shè)有大學校園外,也建立了依托于大學生群體的商業(yè)服務區(qū),運動休閑場館,過江隧道,第二條高速公路,住宅樓,博物館和科學中心等,以滿足大學城師生的衣食住行,休閑,娛樂等需求(圖5j.3大學城及周邊用地問題分析及展望本文運用rs和gis技術(shù)對廣州大學城及周邊的土地利用情況進行了分類,分析近5年來的變化情況.大學城本身基于較好的建設(shè)規(guī)劃,其發(fā)展具有一定的調(diào)控性,大學城周邊土地受到這一高校集群的輻射,土地利用同步發(fā)展.但在土地資源日益緊缺的今日,廣州大學城及周邊的土地利用仍然存在不少問題.3_1大學城以”大”為主從規(guī)劃面積看,廣州大學城的一期規(guī)劃17.9km,目前約有學生16萬人,二期規(guī)劃共達43.3km,總?cè)丝陬A計可達35萬人.我國目前在建或建成的大學城有50多座,規(guī)模多在1020km.之問.比較而言,鄭州,南昌,南京,長沙等地的大學城規(guī)劃面積均在廣州大學城之上.這些大學城大多數(shù)建在中部和東部平原地區(qū),在耕地資源t3益緊缺的中國,如此大量征用土地,不僅產(chǎn)生大量的拆遷安置補償?shù)葐栴},還會進一步威脅國家的糧食安全.從廣州大學城來看,過大的校園建筑尺度,讓師生在生活區(qū),教學區(qū),行政區(qū)之間長距離穿梭,帶來諸多不便.南方的春,夏季節(jié)以雨熱天氣為主,從生活區(qū)到教學區(qū),步行普遍需要1525min,不僅增加了學生上學放學的時間損耗,同時也影響了學校行政辦公的效率.建議在大學城規(guī)劃建設(shè)當中,不要僅僅看到規(guī)劃的效果圖,更多的還要考慮大學校園的本質(zhì),只有充分了解大學的運行情況,才能設(shè)計出功能布局更好,更人性化的校園.3.2園林綠化面積大,維護費用高花圃和草地對環(huán)境適應能力較低,需要定期的人工修剪,澆灌,噴灑農(nóng)藥,除雜草等維護,這些額外花銷對于高校來說是一筆不少的經(jīng)費支出,同時這種綠化固碳效果低.從環(huán)保和生態(tài)角度看,多種植適合南亞熱帶季風氣候特征的喬木和灌木,不乏美觀,其固碳效果是花圃草地的數(shù)十倍,同時也可以為大學城師生午問出行遮蔭蔽日.大學城的綠化,不僅僅是為了創(chuàng)建最美的大學校同,還要兼顧師生的上下課路線,盲目地為了美觀而綠化,結(jié)果是在草地上,花圃間出現(xiàn)了很多捷徑(踩踏出來的便道),而有些地方修建的弧形小道,卻成擺設(shè),無人行走.3.3公共服務型用地走向商住用地廣州大學城高校的建設(shè)到2006年基本完成了校園主體建設(shè),近幾年轉(zhuǎn)而投向商業(yè)發(fā)展,如北亭廣場商業(yè)區(qū),嶺南印象園觀光旅游點,大學時光和磬圃等商品房,這有助于改變大學城孤立成長的局面,增加更多的社會元素.在地價房價不斷上漲的情況下,2008年廣州大學城l葉j讓了第一塊住宅用地,成交價格為3072元/m,到2009年年底,大學城又連續(xù)出讓了5塊地,此時土地出讓價格最低的一塊已在7000元/m以上.上海的松江大學城也同樣出現(xiàn)了這樣自勺r情況,6期劉家興等:廣州大學城及周邊土地利用時空變化分析6l9圖12005,2009年廣州大學城遙感影像圖飛lj.ti:lma學甜髓rrd瑚圖32005,2009年廣州大學城土地利用類型圖fig.3landuseclassificationofhemcduring20052009圖4廣州大學城土地利用變化檢測圖fig.4landusechangedetectionofhemcduring20052009藍色代表變化類型一,紅色代表變化類型二.圖22005,2009年廣州大學城及周邊土地利用類型圖fig.2landuseclassificationofhemcanditssurroundingsduring20052009圖5廣州大學城及周邊地區(qū)用地情況fig?5currentlandusesituationofhemcanditssurroundingsin2009620熱帶地理30卷在籌建大學城之初,地價平均約600元/m,僅隔1年后地價便漲到了12001500元/fl1.廣州大學城的高地價必然導致高房價,房價將成為大學城教師職工等人群定居的一道門檻.南京仙林大學城和西安大學城在規(guī)劃同期便設(shè)計有住宅20003000套/校區(qū),系符合大學校園使用功能的睿智之舉.3.4大學城周邊用地急速擴張廣州大學城的師生可以從華南快速干線土華互通進入市區(qū),也可以從2003年建成通車的南沙港高速路前往市區(qū),大學城全面建成后,海珠區(qū),南村鎮(zhèn)和新造鎮(zhèn)又相繼修建了數(shù)條新的公路連接大學城,例如,過去35路,86路,565路公交車行走的是一條雙向單車道的村鎮(zhèn)級公路,如今已改成雙向兩車道瀝青路了.同時道路兩旁的羅馬家岡住宅區(qū),批發(fā)市場,工業(yè)區(qū)等也相繼火熱起來.大學城的建設(shè)加快了廣州城市東進步伐,帶動這一地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級,優(yōu)化了城市結(jié)構(gòu),改進了基礎(chǔ)設(shè)施狀況.但是應注意對這一區(qū)域用地發(fā)展的調(diào)控,防止出現(xiàn)建設(shè)用地無序擴張,遍地開花的現(xiàn)象.3.5大學校園的建設(shè)過于單調(diào)除了教學樓,就是學生宿舍;除了建筑物,就是植物;除了學生,就是商人.大學之大不在于校同面積,而在于其知識和文化的蘊含量,大學校園倘若也仿照別墅式,度假村式的設(shè)計理念,則校園無異于度假區(qū),學生徘徊其間而不知自己身在何處,日日皆流連于商鋪間,無文化之熏陶,無良師之相伴,又何來學習的動力.梅貽琦先生說過:”所謂大學者,非謂有大樓之謂也,有大師之謂也.”大學城的建設(shè)不僅著眼于大部,還要從大學校園的主角一學生來考慮,著眼于細小,一間書坊,一條小橋,一個畫廊,一個雕塑,均能讓人感受到自己沉浸在高等學府之中.規(guī)劃者在對廣州大學城進行規(guī)劃時,應該結(jié)合城市土地利用總體規(guī)劃對大學城附近用地總體格局進行整體考慮,使土地利用能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展.從土地利用現(xiàn)狀圖可以看出,除了大學城規(guī)劃建設(shè)得比較好外,大學城周邊建設(shè)呈現(xiàn)一種無序的發(fā)展狀態(tài):工業(yè),住宅,商業(yè)等布局不盡合理,道路交通網(wǎng)仍然不夠完善,珠江河道,河涌的分割使大學城師生與外界互通能力弱等.規(guī)劃的優(yōu)化應充分發(fā)揮大學城的龍頭作用,輻射周邊地區(qū),使整個城市和諧,可持續(xù)發(fā)展.參考文獻:1李秀彬.全球環(huán)境變化研究的核心領(lǐng)域土地利用,土地覆蓋變化的舊際研究動向jll地理,1995,51(6):5535582igbp/ihdp.land-useandland-coverchangescience/researchplan1.igbpreportno.35andihdpreprotno7,i995.31liujiyuan,dengxiangzheng.progressoftheresearchmethodologiesonthetem1)nraandspatialprocessnflucc明.chinesesciencebulletin,2010,55(3):i一9.【4glp.scienceplanandimplementationstrategyr.igbpreportno.53andihdprelwtnt1.19.2005.f5錢樂祥.遙感數(shù)字影像處理地理特征提取m1.北京:科學出版社,20(14.f6i秦鵬,陳健飛.kl變換ndbi指數(shù)法提取aster影像城市用地信啟,的比較_j1一測繪與空間地理信息,2008,31(5):3336.7陳志強,陳健飛福州城市用地變化的ca模型動態(tài)模擬研究ijjl地球信息科學,2007,9(2):7073f81陳健飛,林征,陳穎彪基于高光潛線性混合光譜分解識別人丁地物j.應用基礎(chǔ)與下程科學,2009(2):206218f91陳繼笆.張志成,李娟娟基于tm和aster影像的福州市土地利用變化分析廣州大學f冉然科學版),2007,6(6):54-58.10)陳小娟.香港與深圳土地利用對比分析【d,廣州:廣州大學,2009.11】秦鵬香港和深圳土地集約利用對比研究fd1.廣州:廣州大學,2009fl21鄧珊珊,夏麗華,龔建周,等.番禺區(qū)土地覆被及其景觀格局日空特征分析ij1l云南地理環(huán)境研究,2009,21(4):5864,82.fl31陳穎彪,周倩儀,陳健飛.近30年廣州市土地覆被變化時空特征分析ji.地理科學,2009,29(3):368374.i4】揚俊勇關(guān)于”廣州大學城”建設(shè)的若干思考j.廣州大學(綜合版).2001,l5(1):1-7.115陳萬鵬,揚俊勇.關(guān)于”廣州大學城”建設(shè)若干問題的再思考lj_廣州大學(綜合版),2001,15【12):17+1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