大数据支持“一带一路”城市用地可持续性分析

作     者：李超鹏 

作者单位：北京建筑大学 

学位级别：硕士

导师姓名：蔡国印;吴长山

授予年度：2022年

学科分类：07[理学] 070503[理学-地图学与地理信息系统] 0705[理学-地理学] 

主      题：城市用地效率 SDG11.3.1 LCPC 空间形态学指数 一带一路 

摘      要：联合国于2015年制定了面向全球的17个可持续发展目标（Sustainable Development Goals,SDGs）,SDG11为针对城市和人类住区的可持续发展目标,其中SDG11.3的具体目标是“到2030年,在所有国家提高包容性和可持续城市化以及参与性、综合性和可持续人居规划和管理的能力,而指标SDG11.3.1为土地消耗率与人口增长率的比率（LCRPGR）。该指标主要用于衡量城市用地效率信息,揭示城市土地消耗与城市人口增长的关系,进而为城市土地的可持续性评价提供数据支撑。不过,联合国给定的LCRPGR计算模型指标结果存在大量异常值,本文设计了土地消耗率与人口增长率的比值模型,该模型能够有效降低LCRPGR异常值对区域统计结果的不利影响。针对联合国SDG报告中的SDG11.3.1结果均源于统计数据的问题,本文充分利用地球大数据优势,将联合国给定的LCRPGR计算模型与本文设计的算法相结合,计算了一带一路沿线338个城市的LCRPGR结果以反映一带一路沿线的城市整体用地效率,在此基础上,加入紧凑度、城市扩张速度和城市扩张强度三个指标来综合反映城市总体用地效率的变化趋势。此外,针对目前的研究多集中于对整个城市建成区进行分析,而对城市扩张区域的城市用地效率关注不够这一问题,本文基于前后两期的城市建成区信息,将整个建成区划分成新建和已建建成区两部分,引入人均土地利用效率（LCPC）指标,结合LCRPGR,对一带一路沿线地区2005年、2010年、2015年三期两个变换时段,城市建成区的发展变化对城市用地效率的影响进行了综合分析,并从整个城市建成区、新建建成区、已建建成区三个方面探讨了土地消耗与人口增长的关系。结果表明:（1）2005-2010年,一带一路沿线城市的LCRPGR的平均值为0.82,而2010-2015年,该值则提高到0.99,接近联合国人类住区规划署推荐的LCRPGR理想值,即1.0。表明一带一路沿线城市的用地效率总体呈上升趋势,而空间形态学相关指标的分析结果与此相结论一致。这一城市用地效率变化趋势将对带路沿线城市用地的可持续性产生积极影响。此外,与大城市相比,小型城市的城市扩张速度趋慢,且城市发展呈松散状态,城市用地效率偏低,说明在关注大城市用地效率的同时,小城市的城市土地消耗与人口增长之间的关系及其对城市可持续性的影响应给予更多关注。（2）对LCPC的统计分析表明,已建建成区的LCPC平均值总体上与整个建成区的LCPC变化趋势相近。而新建建成区的LCPC平均值高于已建建成区,表明随着城市的扩展,新建建成区的城市人均土地利用效率低于已建建成区。虽然一带一路沿线城市新建建成区的人均土地利用效率总体呈上升趋势,但是部分地区如中亚、非洲地区的城市新建建成区的人均土地利用效率呈下降趋势,这将对城市的可持续性带来负面影响。表明在带路沿线城市用地可持续性整体向好的趋势下,需要对新建地区的城市用地进行更高效的规划。此外,随着城市人口规模的缩小,无论是整个建成区,还是新建和已建建成区的LCPC数值呈增加趋势,表明小城市的用地效率有待进一步提高。上述研究结果显示无论是LCPRGR还是LCPC,一带一路沿线城市的小城市存在城市用地效率低下的问题比较严重,其城市土地发展的可持续性面临更大的挑战,本文的结论可以为沿线城市的用地效率的提高以及城市规划方案的制定提供数据支撑。