基于GIS的土地利用总体规划实施效果评估

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　　摘要：土地利用总体规划是统筹区域土地资源开发、利用和保护，促进区域经济社会与环境协调发展的宏观战略性措施。土地利用总体规划实施效果评估是监督土地利用规划执行过程、提升土地资源利用效率的重要途径。以江苏省海安县2009年第二次土地调查数据、2014年土地利用现状数据以及2020年土地利用规划数据为基础，对海安县土地利用总体规划的实施效果进行评估，研究结果对海安县土地利用规划修编、优化土地利用方向具有参考价值。
　　关键词：土地利用规划;规划实施效果评估;空间吻合度;海安县
　　中圖分类号：F301.2;P963 文献标识码：A
　　文章编号 4439-8114（2020） 16-0176-05
　　DOI： 10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2020.16.040
　　土地利用总体规划是统筹区域土地资源开发、利用和保护，促进区域经济社会与环境协调发展的宏观战略性措施[1]。对土地规划的实施效果进行评估，不但可以发现规划中存在的问题，还可以增强人们合理利用土地资源的意识。随着社会对土地利用总体规划重要性认识的加深，社会各界对规划方案的选择、实施过程的监督、实施效果的评估等程序也愈加关注。因此，开展土地利用总体规划实施效果评估，有助于更好地监督规划执行过程，并为下一轮规划的修编提供参考经验，以使规划更加贴合实际。
　　1研究背景
　　国内学者的相关研究主要以县级或区级规划为重点，集中在对规划实施评估方法、指标体系和内容方面的探索。徐春涛等[2]以吉林省伊通县为研究区域，通过计算回归系数来评估规划实施的效果，提出回归分析方法在土地利用总体规划评估中具有一定的实用性。安文占[3]提出当前中国应用指标体系对规划实施的效果进行评估较为普遍，应根据不同研究区域的实际情况建立适宜的指标体系。杜金锋等[4]分析了当前对规划实施效果进行评估时存在的问题，提出了自己的建议。邱淑琴等[5]采用三分法总结了规划实施的成效，分析了规划实施中存在的问题及原因，提出修编新一轮土地利用总体规划的建议。
　　国外对土地利用总体规划实施效果评估的研究形式主要有单一体系和并行体系。Ogrin[6]认为人们所作出的规划在将来的某一时间能够完成，他通过规划与规划评估之间的关系来解释规划实施评估。Blume[7]提出规划实施的效果与最初的规划并不可能完全一致。Carolyn[8]则认为规划者要继续寻找更好的方法来确定规划是否已经实施以及如何实施。Emily[9]认为空间回归分析揭示了特定社会经济因素对规划可实施性具有解释作用的程度，强调了规划者应该在制定规划层面投入更多的精力，并认为在此之前进行规划的评估非常必要。
　　目前中国对规划实施效果的评估大多采用建立指标体系，但这种方法并未能反映空间上的差异。本研究运用GIS分析工具，以江苏省海安县土地利用总体规划（2009-2020年）为基础，从空间吻合度、重心偏移、环形系统3个层面进行分析，以期能够创新规划实施效果评估方法。
　　2数据与方法
　　2.1 研究区域概况
　　海安县隶属于江苏省南通市，东临黄海，南邻如皋市，西通泰兴市，北接东台市。全县以平原为主，地势平坦，四季分明，气候宜人。全县下辖10个乡镇，属长江三角洲经济区。自20世纪80年代被列为“江苏省沿海对外经济开放县市”后，该县经济发展迅速，土地开发利用需求持续提升。
　　2.2 数据来源
　　本研究数据来源于海安县国土资源局发布的海安县2009-2020年规划文本、2009年第二次土地调查数据、2014年土地利用现状数据和2020年土地利用规划数据。其中，2009年二调数据的比例尺为 1：10 000，分辨率是 30 m×30 m[10]。
　　2.3研究方法
　　2.3.1 空间吻合度模型 空间吻合度是指规划期内土地利用现状与规划期末各地类在空间上的吻合程度，它从宏观上考察评估土地利用的空间实施状况，直观反映规划落实效果的空间差异。通过GIS的空间叠加分析功能，可获得规划评估年（2014年）某地类的现状面积与规划目标年（2020年）不一致的面积以及相应地类有规划但未实施的面积，据此构建空间吻合度指标P，P的大小介于0～1，P越接近1，说明该地类的空间吻合度越好。空间吻合度可分为5级（表1），当P=1时为I级，说明土地利用现状与规划完全吻合，此状态为理论上的理想状态;当P<1时，说明土地利用现状与规划有一定差距，此状态又可进一步分为4个等级，且等级越低，说明规划实施效果与规划目标越接近。通过数据来对空间吻合度进行评级，体现了一定的科学性[11]。
　　2.3.2 重心偏移模型 地类重心代表的是一定区域内某种用地类型在空间分布的均衡点。通过比较规划期内各地类重心相对于规划目标年相应地类重心的偏移距离和方向，分析土地利用变化与规划目标的相符性[12]。式（2）为计算空间重心的公式。P=规划评估年某地类现状面积-与规划目标年不一致的面积-有规划未实施的面积/规划目标年某地类总面积
　　式（2）中，风为某地类第i个图斑单元的面积;xi、yi为该图斑单元的重心坐标。
　　2.3.3 环形系统模型 环形系统的理论来自于同心圆理论[13]，通过构建具有相等间隔且覆盖研究区域的多层环形同心圆，并将其与规划基准年（2009年）、规划评估年（2014年）和规划目标年（2020年）的土地利用类型进行叠加，据此统计各年份不同土地利用类型在每个圈层中的面积，最后再将统计结果以曲线图的形式表现出来。若规划评估年的曲线图介于规划基准年和规划目标年之间，则认为该土地利用类型的变化符合规划预期。相应地，也可通过构建土地利用类型符合规划的分异指数来表征土地利用类型与规划目标之间的相符程度，计算公式为[14]： 　　Q=n/N×100% （3）
　　式（3）中，Q为土地利用类型符合规划的分异指数，越大，说明与规划的相符程度越高;n为符合规划的圈层数;N为圈层总数。
　　3结果与分析
　　3.1 土地利用变化分析
　　对2009-2014年海安县的耕地、交通运输用地、居民点及独立工矿用地等地类的土地利用变化情况进行分析（表2）。由表2可知，2009年，耕地面积最大，其次为居民点及独立工矿用地，林地面积最小。2014年，耕地面积55 710.8 hm2，与2009年相比减少了654.8hm2;居民点及独立工矿用地面积23 353.7 hm2，与 2009 年相比增加了1 267.1 hm2。在各种土地利用类型中，交通运输用地、居民点及独立工矿用地、林地、其他农用地的面积在2014年都有所增加，其他土地利用类型面积则有所减少。5年间面积变化最大的是居民点及独立工矿用地，变化为1 267.1 hm2;面积变化最小的是林地，变化为17.5 hm2。
　　3.2 土地规划实施的空间吻合度分析
　　对海安县地类图斑规划实施空间吻合度进行测算（表3）。其中，在不符合规划调入面积中，耕地面积最大，达1 342.3 hm2;其次是未利用土地，达628.2 hm2;面积最小的是林地，仅为0.9 hm2。此外，在规划未实施面积中，居民点及独立工矿用地面积最大，达2 962.4 hm2，而耕地、河流水面以及园地均为0，说明在2014年这3种地类均已实现了 2020年的规划要求。从规划执行效果来看，耕地和园地的空间吻合度最高，均为1，等级是I级;其次是水利设施用地、其他农用地和河流水面;林地的空间吻合度最小，仅为0.487 9，因此应该密切关注该地类的变化，切实提高其空间吻合度。
　　综合以上分析，多数地类空间吻合度的级别均为I级和II级，只有少数地类尚未按照规划目标加以实施，如居民点及独立工矿用地，说明规划对该地类的引导作用不强;而交通运输用地发生变化的面积较大，说明该地类可能存在对其他地类的违规占用，应加强规划的引导作用，密切关注该地类变化。
　　3.3 土地规划实施的重心偏移分析
　　以海安县交通运输用地、居民点及独立工矿用地为例，利用GIS软件获取每个地类图斑单元的中心坐标再根据公式（3），分别计算2009年、2014年以及2020年海安县交通运输用地、居民点及独立工矿用地的重心坐标（表4）。
　　3.3.1 居民点及独立工矿用地重心偏移分析 以2009年居民点及独立工矿用地的重心坐标为圆心做同心圆，以30°角划分扇形，形成若干区域。将区域划分等级（表5）并给出分值（图1），进行评估。
　　由图1可以看出，2014年的重心与规划重心雖然略微发生了偏移，但总体评估等级为极符合，分值为满分，说明居民点及独立工矿用地的规划执行效果较好，其重心发生偏移的方向大致与规划确定的方向相同，整体呈向东北方向移动的趋势，顺应了海安县经济的发展。
　　3.3.2 交通运输用地重心偏移分析 以2009年交通运输用地的重心坐标为圆心做同心圆，以30°角划分扇形，形成若干区域。将区域划分等级并给出分值（图2），进行评估。
　　由图2可以看出，2009年和2014年的重心大致在一条直线上，而2014年与2020年的规划重心略微发生了偏移，但仍为极符合，分值也为满分，说明交通运输用地的规划执行效果较好，虽然略微发生了偏移，可能是阶段性用地调整，但总体评估等级为极符合。交通运输用地的发展规划符合实际，整体呈向东北方向移动的趋势，与居民点及独立工矿用地发生偏移的方向相同。
　　3.4 土地利用空间布局分异分析
　　本研究采用环形系统分析农用地、建设用地2种地类在空间布局上的变化情况。根据海安县的具体情况，以2009年海安县老城区重心坐标为圆心，选择100 m为间隔做覆盖整个海安县的同心圆，根据公式（3），计算出农用地、建设用地的分异指数。分析可知，农用地主要分布在473～494圈层，且在第480圈层达到最大值，分异指数为4.49%，符合规划的圈层数为22，圈层总数为490。可见农用地符合规划的圈层数较少，可能是随着海安县经济的发展，住宅用地、交通运输用地等基础设施的建设加大了对农用地的占用，导致农用地的数量明显减少，由于现阶段仍缺少优质农用地，耕地占补平衡政策未得到很好地落实，因此农用地出现了短期不符合规划的情况，预测海安县的耕地与基本农田保护将面临更加严峻的形势，当前应该加强对耕地资源的保护。
　　建设用地主要分布在1～102圈层和386～494圈层，且在第74圈层达到最大值，分异指数为58.5%，符合规划的圈层数为289，圈层总数为494。与农用地相比，建设用地符合规划的圈层数较多，因此海安县建设用地的发展与经济发展的变化趋势以及生态环境容量相协调。可以加大对城镇闲置地、低效使用土地的整治力度，统筹各区域的协调发展，确保耕地和基本农田面积的稳定，增强规划内容的灵活性，同时可以发挥群众的力量，加强对规划实施过程的监督[15]。
　　4小结
　　综上所述，本研究以GIS为分析工具，从空间吻合度、重心偏移以及环形系统3个层面对海安县2009-2020年的土地利用总体规划实施效果进行评估。结果显示，空间吻合度、重心偏移和环形系统这三大模型应用性都较强，模型中有数据来支撑基本论点，直观且清晰地从空间上分析来看每种地类的变化情况，具有很强的说服力[16]。
　　1） 从空间吻合度来看，多数地类的空间吻合度级别均为I级和II级，说明海安县2014年多数地类的土地利用情况与2020年规划基本相符，土地规划实施效果与规划目标差距较小。因此，海安县的土地利用总体规划较好地发挥了规划的引导作用。
　　2） 从重心偏移来看，居民点及独立工矿用地和交通建设用地的重心偏移与规划所确定的方向相同，说明规划执行较好。而交通运输用地的发展规划整体呈向东北方向移动的趋势，总体评估等级为极符合，说明交通运输用地较好地将规划落在实处。 　　3） 从环形系统来看，建设用地的分异指数相对较高，且在距离海安县老城区10.2 km的距离范围内分异指数最高，而耕地的分异指数相对较低，可能是农用地出现了短期不符合规划的情况，应加强对耕地资源的保护。
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　　收稿日期：2019-09-27
　　基金项目：国家自然科学基金项目（41506106）
　　作者简介：姚依（1996-），女，江苏海安人，在读硕士研究生，研究方向为土地政策与制度，（电话）1391392958（电子信箱）845292564@qq.com;通信作者，刘付程（1971-），男，安徽安庆人，副教授，博士，主要从事海岸带环境演变和GIS应用研究，（电子信箱）iliufucheng@126xom。
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