城市时空特征演化及扩展模拟——以上海市为例

摘要

改革开放以来，中国正在经历快速的城市化过程，伴随着计划经济向市场经济的转型，人口数量和经济发展水平不断提高，中国城市化过程与城市建设过程明显加快。上海作为全国最大的金融中心，其城市化水平一直高居全国之首，上海城市的扩展研究在全国乃至世界城市发展历程中都有着一定的典型意义。
　　 本文利用1979年、1990年、2000年、2009年四期TM影像数据，通过ENVI软件解译获得各期城市用地扩展现状图，以1km*1km为单元，分析并揭示了上海城市化过程中土地利用变化格局、空间和方位特征、扩展强度；并利用2000年、2003年、2006年三期上海城市目视解译的土地利用数据，以街道为单元，分析了二十一世纪以来上海市快速扩展的变化趋势；基于上海城市扩展时空变化的驱动力因素分析；用CLUE-S软件模拟出上海2020年的土地利用图，并与(1999-2020)上海市城市总体规划图叠加进行对比分析。研究工作主要结论如下：
　　 (1)1979-2009年，30年间研究区土地利用格局发生显著变化。其中，城市建设用地面积大幅增加，农田、绿地面积持续减少，水体、裸地面积有所增加。
　　 (2)上海城市时空分异特征明显。1979-2009年上海城市建设用地面积的变化显著，城市建设用地的扩展速度自1990年以来逐渐加快，2000年以后面积激增。空间方位上，1979年到1990年间，城市主要向南北轴的方向扩展，西南方向的扩展速度略快；1990年到2000年间，南北轴方向继续扩展，东北向和西南向扩展速度加快；2000年到2009年，除北部、东北部受地理条件的限制扩展较慢外，整个上海都处在快速城市化中，特别是西南向和东南向，扩展面积是1990-2000年的3-4倍。
　　 (3)上海城市扩展强度上，1979-1990年，整体缓慢，由中心城区向南、北方向上扩展。1990-2000年，为扩展状态，中心城区扩展接近饱和，扩展的中心也逐渐外移。西南地区扩展速度明显超于其他地区，内环向外环地区扩展加速；2000-2009年，为快速扩展，中心城市扩展几乎停滞，近郊中速扩展，而远郊地区进入了快速城市化。
　　 (4)以街道为单元的上海城市扩展情况如下：2000-2003年，上海街道的扩展变化不是很显著，除了嘉定区、松江区、浦东新区的一些街道在高速扩展之外，其他大部分街道是缓慢扩展中。2003-2006年，上海进入全面中速扩展阶段。松江区、嘉定区、长兴岛大部分街道在高速扩展中。上海城市的扩展已从中心区向郊区转移。
　　 (5)结合上海1979-2009年的统计数据，分析上海城市发展的驱动力因素，认为上海的驱动力因素大体上为以下五个方面：社会经济发展、政府政策、道路交通等基础设施建设、人口增长因素和自然环境因素。并且认为上海城市扩展的主要驱动力为社会经济发展和政府政策因素。
　　 (6)通过CLUE-S模型模拟的上海2020年三种不同情景下的土地利用变化图，与(1999-2020)上海城市总体规划图的对比分析发现，上海城市建设用地发展速度过快，预测的城市用地的面积远远大于规划的面积。因此，上海城市应放慢扩展的速度，加强土地的集约利用，保护农田与绿地的面积。