喀斯特山区城镇边缘带界定及特征研究
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摘 要
针对城镇边缘带在空间上存在动态的不确定性问题，该文提出以边缘带土地利用特征（主要指标为建设用地土地利用率与垦殖率）为基础的边缘带相对静态定界体系。采用ＡｒｃＧＩＳＰｙｔｈｏｎ实现体系中的自然断点分类法和空间筛选法，对特定时间节点的喀斯特山区城镇边缘带分布格局进行自动识别。从统计学、景观学探讨静态定界体系中网格参数设置，并从ＧＩＳ统计分析山区城镇边缘带分布特征。研究表明：研究区域内边缘带约８０％面积分布在０～１５°坡度带；它与到核心区距离中度相关；山体和河道分布对城镇空间发展的连续性有影响；在交通网络影响下，地貌对边缘带界限的影响减弱，部分边缘带没有与城镇核心区相邻。因此，喀斯特山区小城镇边缘带分布在受地块与核心区之间距离、地形地貌、交通网络空间分布综合影响下，呈“飞地”分布。
引用格式
吕思思，赵卫权，苏维词，等．喀斯特山区城镇边缘带界定及特征研究［Ｊ］．测绘科学，２０１７，４２ （８）：１５７-１６３．
正文
随着中国城镇化速度的加快，城市与农村的各种人流、物流、信息流在城镇边缘带汇集， 边缘带内耕地、生态用地减少， 城镇粮食承载力减少，乡村生态造成破坏， 人口流动性大， 行政管理难，犯罪率高， 人口、土地、经济、社会、生态问题一系列日益突出科学地对边缘带管控边界进行定界，为解决边缘带存在问题， 优化城镇规划，优化配置城镇农村资源奠定基础。
１９３６年，文献［１］ 提出了边缘带。近几十年，国内外边缘带（区）研究主要集中在３ 个方面：①概念探讨， 文献［２］ ～ 文献［５］ 从地理学、城市学、规划学等领域对边缘带（区）概念进一步阐述，文献［６］～文献［１１］ 结合我国国情对我国边缘带概念进行探讨，提出“城乡结合部”“城乡交错带”“城市过渡带”“边缘带”“城市边缘空间”“郊区”等与城市边缘带相近的代名词，由于不同领域学者定义概念不同， 没有统一的边缘带界定标准，空间上存在不确定性， 范围上嵌套包含；②边缘带扩展驱动因子分析，文献［１４］～文献［２１］从人口因子、经济因子、政治因子、交通因子对边缘带扩展影响以及其扩展趋势进行了探讨； ③ 边缘带人文特征， 文献［７］、文献［１８］、文献［２２］以京津唐、沪宁杭、深圳、武汉等为例，探讨了大城市（都市）边缘带人文特征，包括边缘带内人口特征、经济特征、土地利用特征等。但对边缘带空间界定方法探讨较少，现阶段界定方法有城市动态土地结构特征变化指数、信息熵、社会经济统计学，以及景观扩展指数等。
已有文献大多数研究对象主要集中在大城市和平原地区，针对复杂地貌条件下的喀斯特山区城镇边缘带研究极为薄弱。喀斯特山区小城镇经济发展落后，城市建设成本又与区域地形地貌有关，致使其严重受到地形地貌制约， 城镇扩展区分布破碎，城镇边缘带不易识别， 与大城市和平原地区城市扩展模式存在差异性。本文以遥感数据为数据源，选取典型喀斯特山区小城镇为研究对象，从城镇边缘带土地利用类型空间格局特征对城镇化响应角度出发， 运用ＡｒｃＧＩＳＰｙｔｈｏｎ 脚本对喀斯特小城镇边缘带进行自动界定， 并对其空间分布特征进行研究。
贵州省铜仁市松桃苗族自治县县城， 介于东经１０９°０９′～１０９°２９′，北纬２８°０８′～２８°２６′， 位于云贵高原东北部，湘、黔、渝３省１市交界处，属于低海拔、低山丘陵地貌区，地势西高东低（多呈西北东、西东走向），丘陵面积占总面积的６４％。全境以黄沙壤分布最广，占土壤面积的６０％。属于亚热带湿润季风气候区，平均海拔高度４０６ ｍ，年平均降水量１３７８ｍｍ，年平均气温１６．３ ℃。总人口６１０３９ 人（不含流动人口）， 其中农业人口２７５２７人，少数民族占总人口的５０％以上，２０１４年城镇化率仅３７％， 低于全省城镇化率平均水平。区域内生物、矿产资源丰富，农业自然条件优厚，三产结构比例调整为２９∶２７∶２４。
本文以２０１５年ＳＰＯＴ 影像（空间分辨率２ ｍ）和１∶５００００数字高程模型（ＤＥＭ）为基础，坡度从ＤＥＭ 提取，交通数据从遥感影像上提取，遥感影像经过几何校正， 图像增强， 以研究区域几何中心为原点， 半径为１０ｋｍ 面积为圆形区域裁剪。参考文献［２４］、文献［２８］ ～ 文献［２９］ 分类方法，将处理后遥感影像分成６种土地利用类型：建设用地、林地用地、水域、耕地用地、草地用地、未利用开发用地。分类结果精度验证， 野外勘察准确选择样本兴趣区， 利用混淆矩阵对分类结果精度验证，检验结果：解译总精度为８７％，Ｋａｐｐａ系数大于０．８０。
本文主要依据边缘带土地利用类型特征， 选取喀斯特山区小城镇作为研究区域， 建立边缘带界定体系，运用ＡｒｃＧＩＳＰｙｔｈｏｎ 脚本实现边缘带自动识别，且从统计学和景观学评价不同网格大小的界定结果，并对山区城镇边缘带空间分布格局进行分析和探讨。研究表明： ① 确定适用体系网格大小为建设用主要覆盖区最小边长的０．１ 倍；②研究区内少数边缘区没有与主要分布区接壤或者相邻，边缘带总面积的８０％分布０～１５°坡度带；③经过空间自相关分析， 边缘带不是随机性分布而主要是聚集分布， 喀斯特山地城镇整体格局与核心区距离中度相关； ④ 山体和河流分布对城镇发展的连续性有一定影响； ⑤ 在交通网络条件支撑下，地貌影响减弱， 部分边缘区的分布没有与城镇核心区相邻。总之， 喀斯特山区小城镇边缘带分布在受地块与核心区之间距离、地形地貌、交通网络空间分布综合影响下， 具有部分不连续性，呈“飞地”分布。
需要说明的是，本文数据主要是以遥感影像为主，所以边缘带定界结果与遥感影像的分辨率有直接关系； 在设定网格大小时， 除了参考建设用地的主要分布大小以外， 为了防止空间统计面积遗漏，所以设置网格大小最好是遥感影像栅格单元大小的倍数，才能保证研究区完整覆盖。
2017年（第42卷）第6期
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