顾及空间非平稳性驱动的城市增长边界划定

摘要

城市增长边界划定对国土空间规划中的城市扩展空间管控具有重要意义,目前的划定方法一般仅考虑生态安全因素,未考虑交通等驱动因素对城市扩张的作用,或运用城市增长模型模拟未来城市用地发展,但这类模型中的转换规则大多忽略了城市增长驱动力的空间非平稳性,限制了边界划定效果。该文通过耦合地理加权Logistic回归(GWLR)模型及约束性元胞自动机(CA)模型,构建了一种能够考虑空间异质性驱动机理的GWLR-CA城市增长模型,结合形态学方法并在综合考虑生态环境等空间约束条件下,将该模型应用于南京市城市增长边界划定。结果表明:1)在模型校准时段城市用地增长驱动力分析中,GWLR模型比传统Logistic回归(LR)模型具有更高的拟合优度,说明研究区城市用地扩张驱动力具有显著空间异质性;2)GWLR-CA模型在验证时段的OA、Kappa系数及FOM值分别为97.61%、0.897和0.352,比LR-CA及已有研究的模拟精度高;3)自然发展情景、耕地保护情景及生态控制情景中,生态控制情景更符合研究区实际,在该情景下,2025年城市增长边界范围内面积为795.07 km2,占研究区总面积的16.89%,其新增城市用地范围与研究区未来发展战略一致。研究表明,运用GWLR-CA模型划定的城市增长边界能够兼顾各驱动因素作用的空间非平稳性、规划约束条件以及未来城市发展需求,有利于引导城市空间合理发展。