馬澤忠1、2 張孝成1 廖和平3
（1.重慶市土地勘測規劃院，重慶，400020；2.中國人民解放軍重慶後勤工程學院，重慶，400201；3.西南大學，重慶，400060）
摘要：本文以南岸區為例，根據人口預測模型和人均建設用地指標預測城鎮建設用地需求規模；通過指標因子網格（Grid）空間模擬，采用綜合指數法求取網格綜合城鎮建設用地適宜性指數；以地理事物相近相似原理，以城鎮建設用地需求規模為控制，以地理信息系統為支持，通過網格合並預測城鎮建設用地規模範圍。研究表明，采用基於綜合城鎮建設用地適宜性指數計算機自動獲取建設用地範圍邊界具有較高的科學性和實用性，可為土地主管部門和土地利用總體規劃建設用地布局提供決策支持。
關鍵詞：網格；適宜性指數；空間模擬；南岸區；重慶市
1 研究區域概況
南岸區位於重慶市都市圈內，地處長江以南，介於東經 106°31′～106°48′、北緯29°27′～29°38′之間，全區面積261.08km2。2004年全區總人口526787人，其中農村人口占22.76%，城鎮人口占77.24 %，人口密度為2020 人/km2。南岸區地貌屬川東平行嶺谷的壹部分，在區境內自西向東有四條背斜和三條向斜，背斜成山，向斜則形成以丘陵為主的谷地，構成了本區低山、丘陵、平壩的地貌組合特征。全區最高海拔681 m；最低海拔157m，相對高差524m。2004年末農用地總面積15600.19hm2，占全區土地總面積的59.83%；建設用地總面積7649.18hm2，占全區土地總面積的29.33%。其中，城市用地2714.54hm2，占居民點及工礦用地的37.67%；建制鎮用地229.03hm2，占居民點及工礦用地的3.18%；農村居民點用地1924.45hm2，占居民點及工礦用地的26.71%；獨立工礦用地2036.13hm2，占居民點及工礦用地的28.26%；特殊用地301.25hm2，占居民點及工礦用地的4.18%；交通運輸用地面積380.59hm2，占建設用地面積的4.98%；未利用地總面積2826.94hm2，占全區土地總面積的10.84%。南岸區2004年土地資源利用結構中，農用地、建設用地和未利用地的比重為59.83∶29.33∶10.84，以農用地為主。
2 城鎮建設用地規模測算
城鎮建設用地規模的大小應與人口規模、產業規模、經濟規模相適應，同時還受土地利用條件、地形地貌等自然條件的限制，因此，預測城鎮用地規模應從實際出發、因地制宜、量力而行，規模適度，不可貪大求全，致使城市無限制膨脹，造成土地資源的浪費。考慮到區域經濟發展受許多非確定因素的影響，預測城鎮發展空間時也應適當超前，留有余地，增強預測結果的可操作性。城鎮建設用地應走內涵挖潛和適度外延擴大相結合的集約型道路，必須首先挖掘各種閑置土地和利用不充分、不合理的土地用於城鎮建設；城鎮空間的擴展，盡量少占或不占耕地。
2.1 人口預測
人口預測的方法壹般有指數增長法、回歸預測法、邏輯斯第函數預測法、人口年齡推算法等，根據縣級土地利用總體規劃規程，壹般采用指數增長法進行人口預測，預測公式如下：
P＝P0 （1 ＋K）n ＋nΔP （1）
式中，P為規劃目標年的總人口數；P0 為規劃基期年的總人口；K為規劃期人口自然增長率；n為規劃年限；ΔP為規劃期間平均每年人口機械增長數。
根據統計數據，南岸區歷年人口自然增長率為1.6‰左右，到2010年，南岸區的人口增長速度不會產生大的波動，因此取K＝1.6‰。由於南岸區社會發展迅速，人口機械增長速度較大，根據多種統計數據，近年機械人口增長速度保持在82093人/年，因此到2010年，南岸區人口數量將達到1024420人。
2.2 城鎮人口預測
2004年南岸區總人口526787人，城鎮化率為77.24%，城鎮人口406883人。根據統計數據，南岸區城鎮人口的自然增長率為1.6‰，通過農轉非、區外人口遷入等形式，每年增加城鎮人口 68171 人，依公式（1）計算 406883×（1 ＋1.6‰）6 ＋6×98171＝819629，預計2010城鎮化率將達到80.00%，通過歷年城市水平現行模擬預測所得到的結果為80.60%，大致相似，因此本次研究取2010年南岸區城市化水平為80.00%。
2.3 城鎮建設用地需求量預測
建設用地需求量的定量預測方法通常有趨勢預測法、回歸預測法和定額指標預測法。趨勢預測法是根據土地的實際需求量隨時間的變動規律來外推今後的土地需求量，通常以時間t為自變量，土地需求量為因變量建立趨勢線方程，其壹般形式為 。趨勢線方程通常有直線方程、二次曲線方程和指數方程。回歸預測法是根據變量之間的相互關系，利用其他變量的已知值來推斷預測變量的值，是通過表明兩個或幾個變量之間關系的數學方程式進行預測的壹種方法。因此，應用回歸預測法同時需要兩組時間順序相同、相互關系密切的時間序列。定額指標法是壹種簡便、準確的預測方法，主要是運用城市人口預測結果，以部頒人均用地限額為定額指標計算用地需求量。根據南岸區建設的實際和集約用地要求，在選用指標級別時，盡量選用較為寬松的人均用地指標。
2.3.1 人均城鎮建設用地指標
南岸區現狀人均城鎮建設用地指標2004年為72.32m2/人，本研究選用城鎮建設人均用地規劃指標2010年為87m2/人，能夠滿足城鎮發展需要。
2.3.2 規劃城鎮建設用地面積
819629 人×87 （m2/人）/10000＝7130.77hm2，規劃新增加城鎮建設用地面積 Sc為4186.93hm2。
3 建設用地擴展範圍預測
城鎮用地總體布局就是在城鎮性質、規模以及規劃期間主要的建設項目和有關總體規劃的經濟技術指標已經確定的情況下，在城鎮用地評價和選擇的基礎上，對規劃期內城鎮布局形式和各項建設統籌安排、合理布局，制定出科學的用地布局方案。本次研究通過指標因子網格（Grid）空間模擬，采用綜合指數法求取網格綜合城鎮建設用地適宜性指數；以地理事物相近相似原理，以城鎮建設用地需求規模為控制，以地理信息系統為支持，通過網格合並預測城鎮建設用地規模範圍。
3.1 建設用地擴展範圍影響因素
建設用地的選擇就是依據城鎮用地適宜性評價結果和城鎮用地可持續利用的要求，合理的確定城鎮的具體位置和建設用地擴展範圍。影響建設用地擴展範圍的因素多種多樣，主要包括以下幾個方面。
（1）地貌條件 地貌條件影響城鎮的分布位置、平面結構和空間布局，同時不同的地貌條件還影響各項建築物的用地布置和工程設施的建設。主要參考指標包括地表破碎度、坡度、地貌部位、地貌類型等。
（2）地質水文條件 由於地質構造和土層的自然堆積情況不壹，因而對建築物的承載能力造成差異；不同的水文條件影響城鎮的發展規模和安全問題。主要參考指標為：地層巖性、地質構造、降水、河網密度，河流洪水位等。
（3）社會經濟條件 城鎮用地規模和擴展範圍必須從城鎮用地布局現狀出發，按照國民經濟和社會發展的需要、城鎮用地功能組織及城鎮景觀建設的要求，統籌安排、合理布局。因此影響城鎮建設用地布局和擴展的因素主要包括如下社會經濟條件：區域現狀路網密度、區域規劃路網密度、現狀城鎮建設用地規模影響度、土地利用類型、單位固定資產投資新增建設用地面積等。
3.2 建設用地擴展範圍預測方法
建設用地擴展範圍預測首先將研究區域在壹定尺度下進行網格劃分，針對不同的網格進行城鎮用地適宜性評價，形成區域城鎮建設用地適宜性評價結果；其次，以新增建設用地規模為控制，采用基於網格數據處理技術的計算機自動搜索方法獲取城鎮建設用地擴展範圍。
3.3 建設用地擴展範圍預測結果
3.3.1 城鎮建設用地適宜性評價
應用層次分析法和特爾菲法，確定研究區域城鎮建設用地適宜性評價指標和各指標權重，如表1。
表1 城鎮建設用地適宜性評價指標權重值
應用地理信息用空間數據模擬方法，以地面100 m 網格精度將各評價指標在研究區域內進行連續分布模擬，得到區域標準化後指標數據在研究區域內的連續分布值，如圖1為研究區內地表破碎度模擬。
應用綜合指數法對研究區域城鎮建設用地適宜性以地面分辨率為100 m 網格單元進行綜合評價，每壹網格單元適宜性綜合指數計算公式為：
圖1 地表破碎度模擬 （圖中值越高，破碎度越大）
土地信息技術的創新與土地科學技術發展：2006年中國土地學會學術年會論文集
式中，Pi為第i個網格單元城鎮建設用地適宜性綜合指數；Vj 為各項指標權重；X′j為各網格單元評價 j 項指標標準化後分值，m 為指標項數；n 為流域內所劃分的網格單元個數即CELL 的個數。
通過地理信息系統空間數學運算，得到南岸區城鎮建設用地適宜性綜合指數分布圖（圖2）。
圖2 南岸區城鎮建設用地適宜性綜合指數分布
3.3.2 預測結果
以地理事物相近相似原理為基礎，應用VB6集成開發環境和ESRI公司的Arc Objects組件系列開發自動分區程序模塊，分區的計算機編程實現流程如圖3。
圖3 確定城鎮建設用地擴展範圍算法流程圖
（1）確定城鎮建設用地地塊的最小面積 Smin，凡是小於Smin的地塊應當被合並。
（2）以評價單元為最小的合並對象，將其合並到鄰域內最相似的適宜性類型區，如果鄰域內有多個相似的地塊，則合並到其中面積最大的地塊內。
最後將合並對象以評價單元面積的整數倍進行增加，直到城鎮建設用地最小的地塊面積都不小於Smin時，且總面積為預測需增加的建設用地時，中止循環並輸出區域城鎮建設用地分區圖（圖4）。
由圖可知，南岸區未來城市發展重點在長生橋鎮，南山和東部區域應作為生態保護區，不適宜城市發展，這與傳統方法所作的土地利用總體規劃基本壹致。在城鎮建設用地擴展方向上，本次研究結果表明，南岸區主要向北發展，重點發展中部，兼顧小城鎮規模，在發展茶園新城區的同時，必須給各建制鎮預留城鎮建設用地指標。
圖4 南岸區城鎮建設用地擴展範圍預測結果
4 結論
通過研究可得到如下結論：
（1）應用空間數據模擬技術，可以直觀地表達間斷地理現象的區域空間分布趨勢，為數學模型分析提供了可靠的數據支持。
（2）采用基於網格數據處理技術的計算機自動搜索方法獲取城鎮建設用地擴展範圍，為土地利用規劃中劃定城鎮建設用地及其他用地類型範圍提供了較為科學的技術支撐，使規劃中建設用地的布局更科學、合理。
（3）通過本項研究，將土地適宜性評價和土地利用規劃有機地忸結合起來，為未來土地利用規劃在方法上做了有益的探索。
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