建设用地动态变化研究方法探讨

郭欢欢,张安明,庞󰀂静

(西南大学地理科学学院,重庆󰀂400715)

摘󰀂要:建设用地动态变化是土地利用动态变化的一部分。文中介绍了建设用地动态变化研究,并借鉴土地利用动态变化研究的部分成果,在总结建设用地动态变化的特点、影响及趋势的基础上构建了建设用地动态变化研究模型体系。针对建设用地变化的不同方面构建了不同的动态模型并阐述了模型成果的应用,预测建设用地需求的两种不同方法:因果分析法和时间序列法。关键词:建设用地;动态变化;模型;预测方法中图分类号:F301.2󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂文献标识码:A󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂文章编号:1672-5379(2008)01-0008-04

OntheMethodsofResearchofthe

DynamicChangesinLandUsedforConstruction

GUOHuan󰀁huan,ZHANGAn󰀁ming,PANGJing

(SchoolofGeographicalSciences,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China)

Abstract:Thedynamicchangesinlandusedforconstructionrepresentanaspectofthedynamicchangesinlanduse.Thispaperdescribesthecontentsofresearchofconstructionlandchanges.Then,basedonthedifferentpartsofthechangesintheland

usedforconstruction,differentmodelsofthedynamicchangesareconstructed,andtheirapplicationsareintroduced.Finally,

twodifferentmethodsforpredictingtherequirementsforconstructionland,i.e.causalityanalysisandtimesequencemethod,

arediscussed.

Keywords:landusedforconstruction;dynamicchange;model;forecastingmethod

󰀂󰀂土地利用动态变化研究是土地利用与土地覆盖

变化研究的一个重要方面。建设用地和耕地变化是

土地利用动态变化研究的主要内容。建立土地利

用/土地覆盖变化(LUCC)模型是深入了解土地利

用/土地覆盖变化成因、过程,预测未来发展变化趋

势的重要手段[1]。国内许多学者借助模型进行了土

地利用变化方面的研究[2-3],建设用地动态变化同

样可以借助模型进行研究。这些模型针对建设用地

动态变化的不同方面进行分析,希望为今后建设用

地的动态研究有所启示。一、建设用地变化研究的内容

我国目前采用的土地利用分类方法将土地分为

农用地、建设用地和未利用地三大类,主要目的是贯

彻 十分珍惜和合理利用土地,切实保护耕地!的国

策;严格控制建设用地的规模、增长等。建设用地与

其他两类用地相比具有非生态性、高度集约性、位置

特别重要性、扩张性等特点。节约集约利用建设用

地是土地可持续利用的重要内容。研究建设用地的

动态变化,既可以对研究区经济和社会发展状况进第6卷第1期󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂西南农业大学学报(社会科学版)󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂Vol.6,No.12008年2月󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂JournalofSouthwestAgriculturalUniversity(SocialScienceEdition)󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂Feb.2008

󰀁收稿日期:2007-12-04作者简介:郭欢欢(1983∀),男,河南安阳人,西南大学硕士研究生,研究方向:国土资源管理与区域开发。行评价,还可以为研究区制定城市规划、土地利用总

体规划及实现耕地动态平衡等研究服务。

建设用地变化的研究主要包括三个方面:建设

用地整体动态变化研究、建设用地内部变化模型和

建设用地需求预测模型。建设用地整体动态变化研

究主要考察建设用地与其他土地利用类型的关系,

包括建设用地动态度和新增建设用地占用耕地速

度。针对建设用地的空间、结构和集约度三个方面

的变化,建设用地内部变化模型包括建设用地空间

变化模型、各类建设用地贡献度模型和建设用地集

约度变化模型。建设用地需求预测模型主要在相关

数据收集的基础上预测未来建设用地的变化,主要

有两种方法:因果分析法和时间序列分析法。

二、建设用地整体动态变化研究

(一)建设用地动态度

建设用地动态度研究采用单一土地利用类型动

态度模型,它反映研究区一定时间范围内某种土地

利用类型的数量变化情况,其表达式为:

K=Ub-UaUa#1T#100%

󰀂󰀂式中:K为研究时段内某一土地利用类型动态

度;Ua、Ub分别为研究期初及期末该种土地利用类

型的数量;T为研究时段长,T为1年时表示用地年

变化率。动态度模型用于测算建设用地在一定时期

内的变化速度。通过对建设用地变化速度的分析可

以预测未来建设用地的需求量,并根据固定资产投

资、GDP、基础设施投资等进行建设用地节约集约

利用研究等。

(二)新增建设用地占用耕地速度

新增建设用地占用耕地速度反映研究区一定

时段内新增建设用地占用耕地情况。公式为:

G=󰀁Lia󰀁Li#1T#100%

󰀂󰀂式中,G表示研究区建设占用耕地速度,∃Lia为研究区某一时段内新增建设用地占用耕地量,∃Li为该时段内新增建设用地的总量,T为研究时

段的长度,当T的值为1年时表示新增建设占用耕

地的年速度。建设用地增加不可避免地占用耕地,而耕地数量和质量是粮食安全的保证。研究建设占用耕地的速度可以掌握研究区耕地变化情况,进而

进行粮食安全评价、土地承载力评价和耕地动态平

衡研究等。

三、建设用地内部变化模型

(一)建设用地空间变化模型

建设用地空间变化主要体现在新增建设用地方

向性引发的重心迁移。重心迁移的计算方法可以借

鉴人口地理学中的人口分布重心原理。其方法为:

把一个大区域分为若干个小区,在大比例尺地图上

根据居民点的分布及地形特点确定每个小区几何中

心或旗县所在地的地理坐标,然后再乘以该小区该

项土地资源的面积,最后把乘积累加后除以全区域

该项土地资源总面积[1]。重心坐标可以采用经纬度

表示。数学模型为:

Xt=%n

i=1(Cti#Xi)

%n

i=1Cti,Yt=%n

i=1(Cti#Yi)

%n

i=1Cti

󰀂󰀂式中Xt、Yt分别代表某地在t年的建设用地分

布重心的经纬度坐标;Cti为该年第i个小区建设用

地面积;Xi、Yi分别为第i小区的几何中心经纬度

坐标。

对某一地区建设用地重心经纬度变化进行研究

可以实现多种目的:(1)城市规划人员根据空间变化

特点及地形地貌可以判断该地城市扩展方向,在编

制城市规划时保证城市的连续发展;掌握该地城市

扩展速度,预测该地城镇化水平,合理确定下一阶段

城市用地规模;(2)土地利用总体规划人员在编制土

地利用总体规划时根据城市空间变化的特点,可以

为城市预留发展空间、合理布局基本农田等。

(二)建设用地结构动态变化

建设用地的增加有许多部分组成,主要有城镇

用地、交通用地、水利设施用地、农村居民点用地等。

建设用地内部各类建设用地的变化可以通过贡献度

来反映。贡献度是指在一定研究时段内某一土地利

用类型对新增总用地的贡献率。一定时段内各类用

地贡献率的不同导致建设用地内部结构发生变化。

建设用地贡献度表达式:9第6卷第1期󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂󰀂郭欢欢等:建设用地动态变化研究方法探讨Si=󰀁Lbi-ai󰀁Lb-a#1T#100%

󰀂󰀂式中:Si为监测期内第i类建设用地的贡献度,

󰀁Lbi-ai为监测时段a-b内第i类建设用地的增加

量,󰀁Lb-a为监测时段内建设用地的总增加量。T为监测时段的长度,设T为年,Si反映第i类建设用

地年贡献度。在实际应用中也可以按照常用的土地

利用方式来评价,如通过研究区交通用地、城镇建

设、工业工矿、水利工程等便于收集的数据进行分

析。贡献度分析实际上是对研究区内上阶段建设用

地结构的修正,通过它可以预测建设用地结构未来

变化并进行结构优化评价。

(三)建设用地集约度变化模型

建设用地利用集约度变化模型是用定量的方法

反映一个地区建设用地利用集约程度的变化。它有

两种表示方法:集约利用变化量和集约利用变化率。

模型如下:

󰀁Ib-a=Ib-Ia=100#(%n

i=1Aib#Hib-%n

i=1Aia#Hia)

Rab=%n

i=1Ai#Hib-%n

i=1Ai#Hia

%n

i=1Ai#Hia󰀂󰀂式中󰀁Ib-a表示研究对象的集约利用程度变化

量。Ia,Ib分别为某一地区在a时刻和b时刻的土

地集约利用程度;Aia和Aib第i种土地利用类型在a

时刻和b时刻占研究对象的百分比;Hia和Hib为第

i种土地利用类型在a时间和b时间的集约利用水

平。Rab为该土地集约利用变化率。建设用地可以

按照土地利用方式的不同分为:商服用地、工矿仓储

用地、公用设施用地、公共建筑用地、住宅用地、特殊

用地、交通用地和水利建筑用地等。不同类型集约

度的计算方式不同,通常采用收益法、服务半径变化

指数或价格租金变化等方法(表1)。表1󰀂不同建设用地集约度计算方法

方法收益法服务半径变化指数价格、租金法

类型工矿用地公用设施用地仓储用地

交通用地公共建筑用地住宅用地

水利建筑用地特殊用地商服用地

四、建设用地需求量预测模型土地需求量预测是在全面考虑生产和生活需求,分析社会、经济条件优势的情况下,根据本区的

自然条件、生态特点、土地利用现状、土地利用变化

规律、土地生产力及人口变化等方面的因素来预测

未来某年土地需求量[1]。建设用地的需求预测是在

对以往建设用地动态变化的基础上,预测建设用地

的需求量等。两者最大的不同在于前者侧重于内部

优化;后者是一种扩展式预测。建设用地需求预测

方法多种多样,根据预测的依据不同大致可以分为

两种:因果回归分析和时间序列分析。

(一)因果分析法

因果分析法是从研究客观事物的因果关系入

手,建立单一回归模型进行预测[4]。它主要包括简

单回归分析法、多重回归分析法和非线形回归分析

法。建设用地受到人口、固定资产投资、地区GDP、

政策因素等共同作用而变化,它是多种驱动力共同

作用的结果[5-6],因此在对驱动力进行主成分分析

的基础上,可采用多重回归模型对建设用地进行预

测。预测模型可以表述为:

Y&i=Z0+Z1X1i+Z2X2i+∋+bkXkii=1,2,∋,n;

j=1,2,∋,k.

󰀂󰀂式中Y&i为建设用地预测值,b0为实际回归常

数,bj为回归系数,Xki为自变量。选取的自变量首

先应该与建设用地密切相关,其次自变量之间避免

多重共线性。如选取人口数量、GDP为因子后不应

该将人均GDP选为因子。

(二)时间序列分析法

时间序列分析法是依据预测对象过去的统计数

据,找到其随时间变化的规律,建立时序模型,以推

断未来数值的预测方法。其最大特点是用时间t综

合代替各种错综复杂的因素实现预测。建设用地的