基于多源遥感数据的雄安新区近40年城镇扩展分析

城镇扩展引起城市空间结构的变化是城市化在空间上最直观的表现，研究空间结构的动态变化，有助于了解城市扩展的驱动因素、机制和规律，对合理地进行城市规划，促进城市可持续发展有着重要的意义［1］。城镇用地扩展主要与城市的地理位置、地质条件、地貌状况、城市的综合实力、城市类型有关［2］。随着我国城市化进程的加快，城市发展进入一个加速期，其中一个基本特征就是城市空间的急剧扩张。城市扩展是城镇化进程在地域空间上的一个体现［3］，是衡量城市化水平的主要测度指标之一［4］。雄安新区作为继深圳经济特区和上海浦东新区之后又一具有全国意义的新区，通过对雄安新区近30多年来城镇扩张变化分析，了解其发展重心所在，从生态保护与建设协调发展的角度出发，进一步改善规划方案、合理配置城镇用地。

1 研究区背景

雄安新区为中共中央、国务院于2017年4月1日设立的国家级新区，地处北京、天津、保定腹地，北距首都108千米，东距天津100千米，西距保定70千米。规划范围涵盖河北省雄县、容城、安新等3个小县及周边区域，如图1所示。地貌含有冲洪积平原、冲积平原及冲湖积平原，地质类型均为第四纪，第四纪堆积区土壤、水分等条件有利于人类生产生活，如图2所示，其各类型所占面积统计如图3所示。湿地类型包含河流湿地及湖泊湿地，分别为易水河、龙泉河及白洋淀，雄县东部部分出现荒漠化，表现为风蚀类型，如图4所示。

图1 研究区位置

图2 研究区地质地貌图

图3 研究区地貌类型统计图

图4 研究区湿地及荒漠化图

2 数据准备

本研究所采用的五期雄安新区城镇扩展遥感影像解译数据分别来源于20世纪70年代末的MSS卫星数据、20世纪80年代末的TM卫星数据、21世纪初的ETM卫星数据、2006年的中巴卫星数据及2014年的高分一号卫星数据。本研究通过屏幕矢量化方法获取各种空间数据，对比谷歌影像对不同时期遥感影像进行城镇面积的解译，解译和勾绘在Arcmap系统中进行，在目视解译的基础上建立研究区内不同时期城镇用地扩展数据库。通过解译获取20世纪70年代末至2014年不同时期雄安新区主要城镇用地空间扩张数据。

3 城镇用地扩展分析

经对不同时期城镇面积解译分析，获取容城县、安新县及雄县主城区面积变化情况。雄安新区不同时期城镇面积扩展动态变化情况分别如图5所示，其扩展数据变化情况及城镇所占不同地貌面积变化情况分别如表1、表2所示。

由表1可知，研究区三县主城区城镇面积在20世纪70年代末至2014年一直处于快速增长的状态，其中20世纪80年代末至21世纪初城镇增长速率最大，21世纪初至2014年，增长速率逐渐缓和。由表2可知，容城县20世纪70年代末至2014年城镇地貌类型均为冲洪积平原；安新县主要地貌类型为冲湖积平原，21世纪初至2014年冲洪积平原城镇面积有所扩展，且21世纪初至2006年扩展面积最大；雄县主要地貌类型为冲洪积平原，21世纪初至2014年间冲湖积平原城镇面积有较大扩展。

表1 雄安新区不同时期城镇面积扩展变化（单位：平方千米）

70年代末(A)1.45 1.32 3.00 5.77城镇容城县安新县雄县总计城镇面积（km2）80年代末(B)2.36 2.04 3.75 8.15 21世纪初(C)8.69 10.65 9.22 28.56 2006年(D)17.22 17.86 21.07 56.15 2014年（E）26.51 23.21 34.32 84.04城镇面积变化（%）(B-A)∕A%62.76 54.55 25.00 41.25(C-B)∕B%268.22 422.06 145.87 250.43(D-C)∕C%98.16 67.70 128.52 96.60(E-D)∕D%53.95 29.96 62.89 49.67(E-A)∕A%1 728.28 1 658.33 1 044.00 1 356.50

表2 雄安新区不同地貌区不同时期城镇面积统计表（单位：平方千米）

地貌类型冲积平原冲洪积平原冲湖积平原冲积平原冲洪积平原冲湖积平原冲积平原冲洪积平原冲湖积平原城镇容城县安新县雄县城镇面积（km2）70年代末(A)1.45 1.32 3.00 80年代末(B)2.36 2.04 3.75 21世纪初(C)8.69 0.45 10.20 9.00 0.22 2006年(D)17.22 3.55 14.31 16.07 5.00 2014年（E）B-AC-BD-CE-D 26.51 5.36 17.85 24.32 9.99 0.916.348.529.3025.07 0.72 0.75 0.45 8.16 5.25 0.22 3.09 4.11 7.07 4.79 1.82 3.54 8.25 4.99 E-A 5.36 16.53 21.32 9.99

图5 20世纪70年代末至2014年雄安三县城镇扩展变化图

3.1 城镇用地扩张强度分析

式中，Xt、Yt分别为第t年城镇建设中心的经纬度坐标，Cti为第t年第i个城镇斑块的面积，Xi、Yi表示第i个城镇斑块中心的经纬度坐标，Ct为第t年的城镇总面积。

早在马克思中学毕业之时，在他的毕业论文《青年在选择职业时的考虑》一文中，就立志为“同时代人的完美，为他们的幸福而工作”，因为只有这样“是为大家而献身。那时，我们所感到的就不是可怜的、有限的、自私的乐趣，我们的幸福将属于千百万人，我们的事业将默默地但永恒发挥作用地存在下去”。尽管我们有理由相信，这一时期的马克思还没有明确找到实现他人生目标的具体路径，但毫无疑问的是，在这个强大精神动力的驱使下，他开始了求知若渴的探索历程。而正是在这个过程中，马克思逐渐找到了个人价值与社会价值、自我价值与人类价值的有机统一。

从雄安三县不同时期城镇面积扩展图表来看，研究区城镇用地扩张较快，其3个县辖区总面积从20世纪70年代末的5.77km2扩张至2014年的84.04km2，年均扩张2.30km2，扩张强度达39.90%。容城县、安新县、雄县80年代末至2000年城镇扩展速度最快，将2014年与70年代末相比，容城县城镇扩展强度最大（49.37%），雄县扩展强度最小（38.00%），但是雄县的城镇面积相比最大。依据樊勇、李晓文等的研究，将城镇扩张分为5种类型：缓慢扩张型（K≤5）、低速扩张型（5＜K≤10）、中速扩张型（10＜K≤20）、快速扩张型（20＜K≤25）及高速扩张型（K＞25）［6-7］。如表2所示，70年代末至80年代末雄安三县均属于低速扩张型，县域城镇用地增加了2.38km2，占整个时间段的29.4%，容城县扩张面积大于雄县与安新县扩张面积；80年代末至21世纪初容城县及安新县属于高速扩张型，雄县为中速扩张型，县域城镇用地增加了20.41km2，占整个时间段的29.4%，其扩张强度均大大增加，安新县高达42.22%；21世纪初至2006年容城县及安新县属于中速扩张型，雄县为快速扩张型，县域城镇用地增加了27.58km2，占整个时间段的17.6%；2006年至2014年安新县属于缓慢扩张型，荣城县及雄县属于低速扩张型，县域城镇用地增加了27.9km2，占整个时间段的23.5%。

为探究道路的发展是否对城镇的发展产生一定影响，现将70年代末至2014年道路对照谷歌及百度地图进行道路数据的解译，包括省干线、国家干线、高速及铁路等。通过解译获取70年代末至2014年不同时期雄安新区道路扩展变化数据，结果如图7所示。

表3 不同时期主要城镇用地扩张强度变化情况

城镇70年代末至80年代末扩张面积（km2）容城县安新县雄县总计0.909 7 0.724 6 0.747 7 2.382 0年均变化率（%）6.28 5.49 5.67 4.12 80年代末至21世纪初扩张面积（km2）6.335 8 8.609 1 5.463 3 20.410 0年均变化率（%）26.85 42.22 14.57 25.04 21世纪初至2006年扩张面积（km2）8.524 4 7.204 0 11.855 6 27.584 0年均变化率（%）16.34 11.27 21.44 16.10 2006年至2014年扩张面积（km2）9.297 1 5.357 0 13.243 8 27.900 0年均变化率（%）6.00 3.33 6.98 5.52

3.2 城市扩展空间分析

今年是投资市场痛苦的一年，不仅仅对于中国股市的投资者，即使如美国股市般强势，最终亦是大跌收场。圣诞节前夕，美股12月份跌幅一度超过14%。翻查资料，自1915年以来，美国股市在12月跌幅大于14%的只有1931年12月，那是一场大崩溃的后期。详细的分析，留待下期，本周先对2019年的中国股市作出展望。希望分析有助于各位投资。

城镇用地扩张强度表示在单位时间（一般为年）内土地面积变化的幅度，其计算公式［5］如公式（1）所示：

城市建设用地的扩张本质上是城市中心城区的扩张，即现状城镇区域的扩张。现状城镇区域的面积变化可以反映出城市建设用地的整体变化情况［8］。为寻找30多年来雄安新区范围内城镇建设中心移动的规律，利用空间变化指数中的土地资源中心计算模型，建立城镇建设中心计算模型［9-10］，如公式（2）（3）所示。

图6 研究区不同时期重心迁移趋势图

不同颜色代表不同时期道路情况及新增道路数量，则70年代末至2014年道路新增情况如表4所示，不同时期不同地貌交通设施统计如表5所示。其中省干线在2006至2014年有所增加，增长率达151.2%；国家干线长度不变；80年代末至21世纪初开始建设有高速公路，2006至2014年再次新增高速里长为35.73千米；2006年之后开始新增铁路，至2014年新增铁路长度为54.06千米。由表5可知，地貌为冲积平原的交通统计不变，地貌为冲洪积平原及冲湖积平原的交通设施均大幅增加。

可见，随着研究区社会经济的发展，其城镇用地扩张不断加快，但也受地质条件、社会经济等因素的影响，以至2006年至2014年扩张强度有所缓和。

其中雄安新区各县不同时期中心点及三县重心点如图6所示。由图可知，在空间上，雄安新区三县20世纪70年代末至2014年彼此集聚趋势明显，且都向东北部即北京市、天津市方向发展，显示出北京市、天津市集聚效应突出。

80年代末至2006年，研究区高速公路得到发展，其城镇扩张也均为中速、快速及高速扩张型；2006年至2014年铁路及高速均得到发展，但由于受距离、地质条件及社会经济等因素的影响，城镇扩张却趋于缓和。

在式中：K为城镇用地的年均变化率；Ua为研究期初城镇用地的面积；Ub为研究期末城镇用地的面积；t为研究时段，一般定义为年。根据分类数据和城镇用地扩张速度模型，计算结果如表3所示。

每次试验取6 g纯矿物和50 mL蒸馏水一同置于烧杯中，加温搅拌，并通过添加不同的药剂调整矿浆，然后使用磁感应强度3 000 Gs的磁选机进行磁选。磁选获得的两种产品分别进行烘干称重，精矿产率即磁性产品回收率。试验流程如图1所示。

图7 不同时期研究区道路扩展变化图

表4 雄安新区不同时期交通设施统计（单位：千米）

21世纪初道路70年代末80年代末2006年2014年57.53 23.22 49.93—省干线国家干线高速铁路57.53 23.22——57.53 23.22——57.53 23.22 49.93—144.51 23.22 85.66 54.06

表5 雄安新区不同时期不同地貌交通设施统计（单位：千米）

地貌冲积平原冲洪积平原冲湖积平原70年代末11.38 44.20 27.42 80年代末11.38 44.20 27.42 21世纪初11.38 89.58 29.72 2006年11.38 89.58 29.72 2014年11.38 191.32 103.24

3.3 城镇扩展模式分析

在扩展模式上，雄安新区范围内所包含的容城县、安新县及雄县在70年代末至2014年，向各个空间方位均有所扩展，表现出不同程度的扩展。在扩展模式上，主城区先是沿着老城区向外扩散式发展，其中容城县70年代末至21世纪初表现最为明显，安新县80年代末至21世纪初填充式发展较为明显，后期均逐步与乡镇连成一片，形成新的扩展中心，雄县则主要表现为向除北方向外的星状发展。三县总体发展方向趋于向北京、天津方向聚集。

丽珠集团（000513）：公司是国内老牌专科制剂龙头企业，主营业务覆盖中西药、原料药和中间体、诊断试剂和单抗等领域。公司业绩增长稳健，近10年营收和扣非后净利润年复合增速分别为17.1%和14.8%，成为A股上市药企中的白马股。

4 结论与讨论

本研究通过对雄安新区容城县、安新县及雄县70年代末至2014年城镇及道路的解译，获得了其在40年来的扩展变化及城镇发展方向。80年代末至2006年，研究区高速公路得到发展，其城镇扩张也均为中速、快速及高速扩张型；2006年至2014年铁路得到发展，但由于受距离、地质条件及社会经济等因素的影响，城镇扩张趋于缓和，对于道路的发展是如何影响城镇扩张还有待进一步研究。总体上，雄安三县在70年代末至2014年城镇向东北部即北京市、天津市方向发展，突出北京市、天津市集聚效应。由于本文只是对该地区城镇及道路的扩展变化进行了描述，对于研究区道路的发展对城镇扩展的影响尚未指出，下一步将对此及以后的发展过程中如何把城镇扩张的安全格局考虑进去做出研究，为土地利用的规划提供进一步的参考。

Réhahn的作品包括了Mosaic of Contrasts，第1卷和第2卷和The Collection: 10 Years of Photography。了解更多他的个人作品，包括《宝贵遗产》项目，民族博物馆和作品复制品等，可以访问www.Réhahnphotographer.com。 你 还 可 以在www.facebook.com/Réhahn和www.instagram.com/rehahn_photography关注他的动态。

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