西宁城市空间形态演化研究_刘辉

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地域研究与开发
第 28 卷
外围的距离衰 减规律。城市边缘区 土地利 用变化遵 循 以河流或交通线路为中心线, 逐渐向河流或交通线路两 边缓冲、 延伸、 扩展。
3. 2 空间紧凑程度存在明显的分异性
( 1 ) 空间整体紧凑度演化由小变大到由大变小。近 20年来, 西宁城市空间紧凑度演化表现出小 大 小的 趋势, 整体紧凑度指数偏低 ( 表 1 ), 在 0. 3 左右。 1987, 1996, 2001, 2006 年 西 宁 城 市 紧 凑 度 分 别 为 0. 277, 0. 294, 0. 292, 0 . 271, 其中, 1996年 最高 ( 0. 294 ) 。说 明 近 20年来, 西宁市城 市空间结 构形态 演化处于 分散 集聚 分散的 阶段, 按照 城市 社会 经济 发展 演 化的 周 期性规律 ( 集聚 分 散 集聚 可以看出, 西宁城市在 1987 分散 ) 在演变。同时 还 1996年空间形态演变属于
第 5期
刘
辉等 : 西宁城市空间形态演化研究
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市 GDP 343. 09 亿元, 比 2006年 增长 15. 3% ; 人均 GDP 16 029 元, 增长 13. 8% ; 三次 产业 结构 比由 2006 年 的 4. 40 48. 95 46. 65 调整为 4. 54 51. 67 43. 79。园 区产业集聚能力明显提高, 发展势头良好。经济技术开 发区完成工业增加 值 38. 08亿 元, 增长 68. 1% 。其中, 东川工业园区、 生物 科技产业园区、 甘河工业 园区分 别 完成工业 增加 值 11. 93, 11. 71, 14. 44 亿元, 分别 增 长 87. 16% , 86. 09% 和 45. 65% 。
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; 演 化过 程
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上, 城市空间形态演化主 要是经济活动 ( 工厂、 企业、 开 发区、 房地产 ) 主体和人口在空间的集聚与分散过程 , 呈集中有分散、 分散 中有集中的 不断扩大 的进化过 程, 它贯穿了城市空间运动的始终; 演化类型分为外延式扩 展、 轴向扩展和多中 心扩展
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2 研究方法
2. 1 研究区域概况
西宁地处青海东部, 黄河支流湟水上游, 四面环山, 三川会聚, 扼 青藏 高原 东方 之门 户。地形 整体 西高 东 低、 南高北低, 地势高差较大, 南、 西、 北三面被祁连山的 支脉拉脊山、 日月山、 达板山所环抱, 由湟水河谷和低山 丘陵地貌组成。全市 辖城东、 城中、 城北、 城西四区, 及 大通回族土族自治县、 湟中、 湟源三县, 总面积 7 665. 23 km , 市区 面积 350 多 km 。 2007 年 末, 全 市常 住人 口 215. 36 万人, 其中, 城镇 人口 129. 24 万人, 乡 村人 口 86. 12 万人。在常住人口中, 市区人口 107. 17 万人。全
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3. 1 地域空间拓展呈现出明显的空间导向性
( 1 ) 河流为主轴的 X 形空间结构。整体上以东西 走向的湟水为横轴, 南北走向的南川河、 北川河为纵轴, 形成 X 形空间结构 ( 图 1~ 图 4) 。特别是在湟水与南 川和北川交汇处形成了西宁的核心区, 即西宁的十字商 业中心。他是以老城区为主体, 南川河以东至民和路之 间区域, 承担西宁市金融商贸中心、 商业零售中心功能。 其中, 湟水、 南川河、 北川河流向引导了西宁市城市建设 用地的选择方向。
; 城 市在平 原、 丘陵、 河谷
等不同腹地中, 其空 间形态有 圆形、 椭圆 形、 正多边 形、 矩形、 星形、 直线形、 H 形、 十字形、 Y 形、 五指形等不同形 状
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。目前, 对城市空 间形态演化研究大多采用 定性
和定量两种方法, 且以定性为主。定性分析城市历史沿 革和借助历届城市总体规划的编制方案 ( 市区现状平面 图 ) 以及其空间功能规划 演变, 描述城市 空间形态的 演 化
第 28 卷 第 5 期 2009 年 10 月
地域研究与开发 AREA L RESEARCH AND DEV ELO P M ENT
Vo. l 28 N o . 5 O ct . 2009
西宁城市空间形态演化研究
刘 辉 , 段汉明 , 范熙伟 , 谢元礼
1 , 2 1 1 1
( 1. 西北大学 城市与资源学系 , 西安 710127; 2. 长安大 学 建筑学院 , 西安 710061) 摘要 : 在 RS 和 G IS 技术支撑下 , 利用城市空间紧凑 度模型 , 分析 西宁 1987, 1996 , 2001 , 2006 年 近 20 年 的城市 影像图 。 认为西宁城市空 间形态呈现出 X 形 , 在城市空间形态 演化过程 中表现出扩 张速度加 快 , 湟 水南岸 扩张速 度快于湟水北岸 , 并且主导西宁城市空间形态演化类型 ; 从城市内部来 看 , 近 20 年湟 水北岸城 市空间扩张 以填充紧 凑型模式演化 , 湟水南岸表现出从填充紧凑 型过渡为 外延扩 张型为 主 。 最后 分析得 出西宁城 市形态 跨河发 展演化 机制中 , 湟水 、 南川河与北川河流向 奠定了其城市空间形态总体格局 , 交通网络 体系起到 了重要的引 导作用 , 经济基 础发挥了关键性 作用等 。 关 键 词 : 城市 ; 空间形态 ; 跨河城市 ; 机制 ; 演化 ; 西宁市 文献标识码 : A 文章编号 : 1003- 2363( 2009) 05- 0056 - 06 中图分类号 : K 901. 8
2 . 3 研究方法
城市空间形态定量化研究随着 RS 和 G IS 技术的发 展以及 编程 的深化, 具体 方法有 紧凑 度、 分维 数、 延伸 率、 扩展指数等指标, 定 量反映城市 空间形态 取得的 成 果比较显著
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。不论紧凑度、 紧凑度指数, 还是 整体
回归栅格法计算分 维数, 均须通过 斑块面 积和周长, 然 后变形求出城市空间形态得分维数, 来描述城市空间发 展演变。而空间紧凑度 模型方法既 简单又适 合描述 同 一城市不同时间的 空间形态, 因此, 作者采用 此方法 来 研究西宁城市空间形态变化情况。 紧凑度是衡量空间斑块完整性和集聚程度的指标, 是斑块形状的特征参数, 是反映城市形态的一个十分重 要的概念。由 Boyce R. R. 等提出, 即某一斑块的紧凑度 是斑块面积与 周长的比率。该模型 以圆形区 域作为 标 准度量单位, 并将其 视为最紧凑的 特征形 状, 紧凑度 定 义为 1, 其它任何形状地物的紧凑度均小于 1。该模型计 算过程简单, 便于进行同一城市不同历史时期形状的对 比和不同城市间的形状对比。其计算公式为 K = 2 A /P 。 式中: A 为斑块的面积; P 为斑块的周长; K 为斑块的紧凑
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。定量方面借助 RS 和 G IS 技术, 采用分 形维数、
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边界维数、 紧凑度指 数等指标反 映城市空 间形态变 化、 类型等揭示空间形态的演化 市 ) 或者城市带 ( 群 ) 的研究 。从研究的对象来看, , 而对西部边缘地区中 大多数研究集中在东部沿海发达区域的大城市 ( 特大城
1 引言
城市空间形态是各种自 然社会 经济要素 综合作 用 于城市的一种空间结果, 反过来城市空间形态也会影响 城市的可持续发展。物质空间上, 城市空间形态演化为 诸多城市要素的集聚扩散过程, 表现为各种场所 ( 工作、 居住等 ) 和 设施 ( 交通、 游 憩等 ) 的变 化
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究的较少。作者借助 RS 和 G IS 技术, 研究三江源头 的 西宁城市空间形态 演化, 对西宁 城市合理 发展, 协调 城 市化与生态环境关系, 保护长江、 黄河、 澜沧江源头水资 源环境有着重要意义。 跨水域城市指跨越江、 河、 湾, 以及呈线状特征 的湖 泊等水域, 并在水域两岸都有发展并具有一定规模的城 市。全国的省会城 市和直辖市城市中 的 78% 城市属 于 跨河城市
3 城市空间形态演化过程及其特点
近 20 年来, 西 宁城市 建设面积 整体上 表现出速 度 持续增快的过程, 1987
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1996年 9 年时间城市建设用地
2 2 2
面积增加 4. 5 km , 年均增加 0. 5 km ; 1996 2001 年 5 年 时间城市建设用地面积增加 4. 7 km , 年均增加 0. 9 km ; 特别是 2001 2006年 5 年时间城市建设用地面积 增加 31 km , 年 均增 加 6 km , 2006 年城 市 建设 用 地面 积 是 1987 年的 2 倍多。
。针对这些 跨河城市特别wenku.baidu.com西部区域 的城
市, 其空间结构如何? 形态又是如何演化? 哪些因素左 右其形态的演化? 认清这些问题对解 决全国 78% 的 省 会城市和直辖市 的跨河两岸城 市空间结构 协调以及 桥 梁、 广场、 道路、 绿地等多种城市要素建设和发展具有指 导意义, 特别是在西 部大开发及 其开放背 景下, 伴随 城 市化加速发展, 城市 空间形态急 剧变化, 分 析西宁空 间 形态演化过程、 特点 和演化的机 制, 对研究 跨河城市 形 态演化动力机制提供支撑和范例。
度。 K 取值范围为: 0 < K 1。 K 值越小, 斑块的紧凑度越 低, 表明其离散程度越大, 受到外界干扰越大, 内部资源 的稳定性差; K 值越大, 斑 块的紧凑度越高, 表明其 离散 程度越小, 受外界干扰小, 更容易保持 内部资源的稳 定 性。 运用 ERDAS8. 5 软件将 遥感影像图 进行几何校 正 与波段组合, 并按照 研究区行政 区划图, 对 遥感图进 行 了剪裁, 获得研究区 遥感图, 结合西 宁市城 市土地利 用 平衡表, 提取城市建 设用地部分, 作 为城市 空间形态 衡 量的主要原始数据。
F ig . 1 图1 1987 年西宁空间形态
Spatia l for m of X in ing C ity in 1987
( 2 ) 交通流向的指向性。西宁受湟水河谷, 南川河、 北川河滩地形条件的限制和城市发展阶段、 城市性质的 影响, 主要交通干道流向格外突出, 东西向沿着湟水, 南 北向顺着南川河以及北川河。次要干道垂直河流方向。 西宁 X 形的空间结构影响了城市土地利用, 如住宅区、
2 . 2 研究数据来源
在当前的卫星遥感中, 航天遥感资料包括多种信息 源, 常用的为 AVH RR, TM ( ETM ) , 法国 SPOT, I KONOS, QU ICKB I RD 等图像数据。综合考虑数据的完整性、 稳定 性、 时间和空间分辨率 等因素, 选定 美国陆地 卫星 5 号 的 TM 图像 作为信息处理的基础数据 源, 原因主要有 3 个方面: 一是研究所需要的数据最早为 20 世纪 80 年代 中期, 而在这一时间段的遥感 数据只有美国的 TM 影像 有所覆盖; 二是该卫星 的空间分辨率为 28. 5 m, 经 插值 后为 25m, 具有蓝、 绿、 红、 近 红外、 短波红 外、 热红外 和 短波红外 7 个波段; 三是时间上选取 6 和 8月份, 此时西 宁农地多数为农作物覆盖, 为城市建设农地信息提取提 供了有利条件, 能够 满足城市建 设用地目 标信息提 取。 因此, 采用 1987 , 1996, 2001, 2006 年 4 期 TM 影像图, 此 外还有微波遥感得到的研究区 DEM 数据。矢量数据包 括: 1 400万从省到县级的境界和居民地、 公路、 铁路等 其他数据。
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小城镇研究较少, 尤其是针对跨河城市空间结构形态研
收稿日期 : 2008- 11- 20 ; 修回日期 : 2009- 03- 30 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 ( 50678149) 作者简介 : 刘辉 ( 1978- ), 男 , 山东菏 泽人 , 讲 师 , 在读 博士 , 主 要从事城市与区域规划研究 , ( Em a il) liuhu@ i chd. edu. cn。