国土空间规划视角下的城镇开发边界划定和空间管控体系构建

新时期国土空间规划背景下,科学合理地划定城镇开发边界,建立健全的国土空间用途管制制度是有序引导国土空间各类开发保护行为的重要举措。本文以福州市为例,构建了一种全域多维度国土空间管控体系,将其管控约束条件嵌入未来土地利用格局模拟中。同时,顾及区域空间异质性和时空依赖性,设计了一种服务于城镇开发边界划定的集成地理分区策略、深度学习技术、FLUS模型功能模块的时空元胞自动机ST-CA（Spatio-Temporal Cellular Automata）模型。基于已有成果集成三区三线,开展“划管结合”思维下的空间管控应用研究。结果表明：① 顾及区域空间异质性和时空依赖性的ST-CA模型可以有效提高土地利用变化模拟精度（OA指标从95.95%提升至98.34%）,实现更为真实、准确的地理模拟过程;② 地理模拟过程中嵌入管控约束条件,可引导城镇、农业和生态3类空间合理布局且规模可控,基于模拟结果划定的城镇开发边界能有效避开规划保护用地;③ 未来模拟预测结果结合管控预警值可看出,福州市主城区及周边区县的城镇扩张形势比较严峻,未来亟需对福州市国土空间格局进行合理调控;④ 边界变化趋势特征表明划定结果与福州市的远景发展规划布局一致,符合区域发展诉求,国土空间格局呈现多轴化发展趋势。研究结果可为福州市国土空间开发保护行为提供科学谋划,为国土空间管控及优化提供实践参考依据。     

"双评价"在国土空间规划中支撑方式研究——以凤凰县为例

本文结合"双评价"工作实践,面向国土空间规划编制需求,以凤凰县"双评价"为例,进行资源环境禀赋现状分析与国土空间格局特征分析,并从指标约束传递为国土空间规划设置空间管控底线,主体功能区识别与三区划定实现功能传导为国土空间用途管制提供依据,风险识别与应对为国土空间规划决策提供依据三个方面,探索"双评价"在国土空间规划中支撑方式。     

基于“三类空间”的村级国土空间规划新探索——以天津市蓟州区礼明庄镇东八沟村为例

本文借助天津市结合全国农村土地制度改革试点工作,在蓟州区开展村土地利用规划编制的契机,以天津市蓟州区礼明庄镇东八沟村为例,运用ArcGIS软件将村级土地利用类型分类的评分结果进行可视化表达。综合梳理研究区域土地利用现状,分析村庄发展瓶颈,明确村庄定位,最终划定东八沟村的建设空间、农业空间和生态空间,进行村级国土空间规划初次探索,促进微观尺度的国土空间优化,引领村级土地健康化发展。     

政策

<正>国土空间规划中统筹划定落实三条控制线指导意见发布近日,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于在国土空间规划中统筹划定落实三条控制线的指导意见》(以下简称《意见》),并发出通知,要求各地区各部门结合实际认真贯彻落实。《意见》明确了工作目标。到2020年年底,结合国土空间规划编制,完成三条控制线划定和落地,协调解决矛盾冲突,纳入全国统一、多规合一的国土空间基础     

开发区国土空间规划监测评估指标体系构建研究——以广西良庆经济开发区为例

开发区是区域产业集中发展的空间载体,开发区国土空间规划落地实施中的矛盾与冲突集中体现在土地和产业上,现有的城市体检评估指标体系不能完全适用于开发区。因此,有必要构建开发区国土空间规划监测评估指标体系,科学评估开发区国土空间规划实施情况,及时调整规划偏差和不足,推动开发区高质量发展。本研究以广西良庆经济开发区为例,探讨全过程、多维度的国土空间规划监测评估指标体系。研究结果:提出“规划前现状评估+规划实施过程评估+规划结果评估”全过程评估,包含上位规划管控指标评估、开发区发展定位评估、国土空间布局变化监测、资源要素利用效率评估和空间规划目标偏离评估等五项内容的开发区国土空间规划监测评估指标体系。     

基于FLUS-UGB的县域土地利用模拟及城镇开发边界划定研究

当前城镇开发边界的制定与已有基本农田和生态保护红线存在较大的龃龉,在新的国土空间规划体系下,需要科学划定县域合理的城镇开发边界以实现国土空间的可持续开发利用。对此,本文提出了基于三线协调和FLUS-UGB的城镇增长边界划定方法,以江苏省丰县为研究案例,在对其2011—2017年土地利用进行模拟和验证的基础上预测了至2035年的多情景土地利用变化,结合耕地保护与生态控制背景,最终确定城镇增长边界。结果表明：① 2017年丰县土地利用模拟的总体精度达到94.7%,Kappa系数为0.895,模拟精度较高。② 基准情景下,城镇用地呈现“摊大饼”的空间扩张趋势。在耕地保护与生态控制背景下,城镇呈“放射式”向外有序扩张。③ 预测2035年丰县城镇用地开发边界面积为80.29 km²,2017—2035年共17年增长幅度达到69.07%。明确划分城镇开发边界能够有效避免城镇用地对永久基本农田和重要生态用地的侵占,从而实现城镇扩张、永久基本农田和重要生态用地保护三者之间的良好空间协调。     

区域土地利用变化的多情景分析——以内蒙古自治区太仆寺旗为例

区域土地利用变化的情景分析涉及到影响土地利用变化的诸多因素,引起了目前学术界的广泛关注与重视。论文利用系统动力学模型与CLUE-S模型的理论框架,构建了太仆寺旗土地利用变化系统动力学模型及其时空变化模拟模型,通过对太仆寺旗土地利用变化的情景设计,实现了土地利用变化的多情景分析。研究表明,太仆寺旗在人口增长、经济发展与农牧业生产发展等宏观背景下,各种土地利用类型在诸驱动因子的综合作用下处于一个动态变化过程之中。不同的模式下,各用地类型间的竞争导致区域土地利用演替的差异较大,但参考模式、生态模式与经济模式的设计及其模拟出的土地利用变化情景,都显示出太仆寺旗县城东北部和西北部的未利用土地的集中分布区将成为未来近20年时间内土地利用变化的敏感地带。     

县级永久基本农田保护红线划定方法探讨 ——以田林县为例

划定永久基本农田保护红线等"三生"界线,明确国土空间生态、生活、生产边界,是国土空间规划的核心内容。文章以田林县为例,分析基本农田保护红线的划定思路,探讨县级永久基本农田保护红线的划定方法。     

耦合FLUS和Markov的快速发展城市土地利用空间格局模拟方法

模拟城市土地利用空间变化格局的研究,对未来区域规划以及实现可持续发展具有十分积极的作用。以往基于FLUS的研究栅格尺度较大,如何模拟快速发展中城市的复杂土地利用变化过程,挖掘土地利用变化驱动机制值得进一步探讨。本文构建了耦合FLUS和Markov的城市土地利用格局拟合框架,创新性地引入房价指标表征社会经济属性,以深圳为研究区,基于30 m空间分辨率小栅格尺度的土地利用分类数据和基础地理、路网河网、感兴趣点等多源空间变量,模拟不同发展情景下的未来城市土地利用空间格局,并通过随机森林进行土地利用变化驱动因素分析。研究结果表明:本文提出的耦合FLUS和Markov方法相较于传统CA模型（RFA-CA和Logistic-CA）精度更高（FoM=0.22）,能更准确地模拟快速发展中城市的土地利用变化过程;多情景土地利用格局制图结果验证了城市发展过程中生态控制线的重要性,进一步说明本文拟合框架在未来城市规划布局中的参考价值;医院、娱乐场所等的基础设施和公交、路网密度等的基础交通比自然因素（高程、坡度）对城市发展的影响更大,到海岸线距离会在一定程度上限制深圳内部土地利用变化过程。本研究所构建模型及精细制图结果,可为城市区域规划和空间格局模拟等相关研究提供参考依据和理论基础。     

FLUS-UGB多情景模拟的珠江三角洲城市增长边界划定

城市增长边界（UGBs）能够控制城市空间的无序蔓延并引导城市合理增长,多发展情景下的UGBs是对不同规划条件下城市未来发展空间范围进行界定的常用方法。元胞自动机（CA）模型能对未来城市发展进行动态的预测,并已广泛的应用于UGBs的划定中。然而,目前的方法和模型大多只针对单一的城市发展情景进行UGBs的划定,较少能对未来多种发展情景下的UGBs进行准确划定。因此,针对这个问题本文提出了一种基于未来用地模拟（FLUS）模型和膨胀与腐蚀的算法的多情景UGBs划定模型（FLUS-UGB）。本文选取珠江三角洲地区为研究区,在对2000-2013年珠江三角洲地区城市土地利用进行模拟和验证的基础上（Kappa系数为0.715,总体精度为94.539%）,预测了2013-2050年基准、耕地保护及生态控制3种情景下珠江三角洲地区的城市扩张,并根据预测结果对该地区UGBs进行划定。结果显示,该方法能够针对不同的城市发展情景进行相应UGBs的划定,具有较好的可靠性及适用性。     

基于FLUS模型的大都市区土地利用优化模拟——以深圳市为例

采用深圳市2010年、2015年和2016年的土地利用现状数据,运用FLUS模型对自然发展情景、生态安全情景和生态优化情景3种情景下2030年深圳市土地利用结构和空间布局的变化进行模拟。研究结果表明:以2010年为基期模拟2015年土地利用布局的kappa指数为0.862,模拟结果较为理想。3种情景下深圳市2030年土地利用布局既有共性也存在差异。生态优化情景在禁止建设区把部分生产性用地转变为具有重要生态功能的林地,在限制建设区严格控制新增建设用地,在集中连片的控制区内限制生产活动,比自然发展情景和生态安全情景更能达到城市建设和生态保护的双重目标。     

标准农田规划空间决策支持模型的研究与实现

在中国工业化与城市化进程加速的背景下,部分地区耕地的质与量难以得到保障,因此迫切需要在平衡粮食安全与经济社会增长的基础上对其做出科学规划,而空间决策支持模型的建立有助于该规划的编制。基于对标准农田规划过程的分析,将模型的概念框架分解为以下三个步骤:①构建标准农田资源评价模型:利用群体层次分析法和土地适应性评价模型评估标准农田资源;②构建标准农田规划备选方案生成模型:采用0￣1整数规划模型生成若干标准农田规划备选方案;③构建标准农田最优规划方案决策模型,采用非确定型决策模型辅助评价选取最优规划方案。文章对概念模型的规范化过程进行详细探讨,最后以浙江省桐庐县石阜镇为实验区,对模型进行实现和初步验证。     

浅谈如何在国土空间规划编制中找准县级市的空间发展格局——以龙口市为例

国土空间规划体系是国土空间治理体系现代化建设的重要基础与关键环节，在国土空间开发保护制度中具有重要的战略引导和刚性管控作用，而县级国土空间总体规划是城市落实新发展理念、实施高效能空间治理、促进高质量发展和高品质生活的工作基点。随着当前“三区三线”的划定，国土空间规划编制已进入关键期，经过两轮试划，问题和矛盾也已充分暴露出来。鉴于此，本文以龙口市为例，分析如何在国土空间总体规划编制中解决土地利用规划与城市规划衔接不到位、建设总规模超标等问题，总结出县级城市应该结合资源禀赋和区位优势，发挥比较优势，因地制宜开展规划编制工作，突出地域特点、文化特色，编制更加科学合理的规划，确保规划能用、管用、好用。     

基于CLUE-S模型的辽河流域景观格局空间分布模拟

基于CLUE-S模型,以辽河流域为研究区,利用2000年和2010年两期土地利用数据,采用Logistic逐步回归方程ROC曲线,选择高程、距离、土壤等8种驱动因子,对2010年景观格局进行模拟,并依据2010景观格局、相应的辽河流域土地利用规划,设置3种不同情景,进行2010-2020年景观格局模拟。研究表明：(1)模拟的2010年景观格局,kappa精度达到90%以上,表明CLUE-S模型在辽河流域具有良好的景观格局模拟能力。(2)辽河流域在不同情境下,建设用地均出现不同程度的增加,耕地出现不同程度减少。其中,情景2中,森林有所减少,耕地转化幅度较大,建设用地围绕辽河流域城镇带建设逐步扩展,集中在沈阳、抚顺、鞍山等工业发达城市;情景3中,森林、湿地逐步扩大,表现在东部退耕还林,南部紧靠辽海入口湿地增加。研究结论可为未来辽河流域的生态保护建设及景观格局合理规划提供参考依据。     

Application of multi-agent models to urban expansion in medium and small cities: A case study in Fuyang City, Zhejiang Province, China

In this study, three-phase satellite images were used to define rules for the allocation of time and space in construction land resources based on a complex adaptive system and game theory. The decision behavior and rules of government agent, enterprise agent and resident agent in construction land growth were explored. A distinctive and dynamic simulation model of construction land growth was built, which integrated multi-agent, GIS technology and RS data and described the interaction among influencing agents, Taking Fuyang City in the Changjiang River Delta as an example, an assessment process for the remote sensing data in construction land and scenario planning was constructed. Repast and ArcGIS were used as simulation platforms. A simulation of the spatial pattern in land-use planning and the setting of scenario planning were conducted by using the incomplete active game, which was based on different natural, social and economic levels. Through this model, a simulation of urban planning space and decision-making for Fuyang City was created. Relevant non-structured problems arising from urban planning management could be identified, and the process and logic of urban planning spatial decision-making could thus be improved. Cell-by-cell comparison showed that the simulation accuracy was over 72%. This model has great potential for use by government and town planners in decision support and technique support in the policy-making process.     

基于FLUS模型和SD模型耦合的中巴经济走廊土地利用变化多情景模拟

中巴经济走廊的规划和建设离不开对走廊沿线土地资源、生态环境空间格局及变化过程的科学认识。未来土地利用变化模拟研究,可为区域土地资源管理、生态环境可持续性和潜在风险评估等研究提供可靠的预测数据。本文通过耦合系统动力学模型（SD）和未来用地模拟模型（FLUS）,并结合中巴经济走廊建设和区域的生态环境政策等设置多种情景对中巴经济走廊进行土地利用模拟,充分发挥2个模型在宏观土地需求模拟以及微观土地分配上的优势。首先根据2009—2015年的历史数据构建并验证了区域土地利用SD-FLUS模型,然后模拟了2016—2030年中巴经济走廊区域惯性发展、投资优先以及和谐发展3种不同情景下的土地利用变化。结果表明：① 历年的总量模拟相对误差均小于9.00%,2015年喀什和巴基斯坦模拟的总体精度均达到90.00%以上、Kappa系数达到0.90以上,说明SD和FLUS耦合模型能有效模拟中巴经济走廊土地利用变化格局,适用于其土地利用变化的情景模拟;② 到2030年,不同情景之间的土地利用存在明显的差异。在3种情景下建设用地均扩张,和谐发展情景扩张速度居中,该情景下喀什建设用地增加了235.17 km²,巴基斯坦增加了4942.80 km²,而扩张最快的投资优先情景下,喀什建设用地增加了265.23 km²（惯性发展情景仅增加163.71 km²）,巴基斯坦建设用地增加了5918.91 km²（惯性发展情景仅增加2861.84 km²）;巴基斯坦和谐情景下的耕地增量（4768.60 km²）不到增长最多的惯性发展情景的一半,喀什耕地在和谐发展情景增加了604.44 km²,不到投资优先情景的3/4;3种情景中只有和谐发展情景下的林地得到了有效的恢复。总体而言,和谐发展情景兼顾了社会经济发展和生态环境保护,是3种情景中最理想的情景。模型模拟结果可为中巴经济走廊的可持续性研究和生态环境评估等提供一定的数据和方法支撑。     

Combining CLUE-S and SWAT models to forecast land use change and non-point source pollution impact at a watershed scale in Liaoning Province,China

Non-point source （NPS） pollution has become a major source of water pollution. A combination of models would provide the necessary direction and approaches designed to control NPS pollution through land use planning. In this study, NPS pollution load was simulated in urban planning, historic trends and ecological protection land use scenarios based on the Conversion of Land Use and its Effect at Small regional extent （CLUE-S） and Soil and Water Assessment Tool （SWAT） models applied to Hunhe-Taizi River Watershed, Liaoning Province, China. Total nitrogen （TN） and total phosphorus （TP） were chosen as NPS pollution indices. The results of models validation showed that CLUE-S and SWAT models were suitable in the study area. NPS pollution mainly came from dry farmland, paddy, rural and urban areas. The spatial distribution of TN and TP exhibited the same trend in 57 sub-catchments. The TN and TP had the highest NPS pollution load in the western and central plains, which concentrated the urban area and farm land. The NPS pollution load would increase in the urban planning and historic trends scenarios, and would be even higher in the urban planning scenario. How- ever, the NPS pollution load decreased in the ecological protection scenario. The differences observed in the three scenarios indicated that land use had a degree of impact on NPS pollution, which showed that scientific and ecologically sound construction could effec- tively reduce the NPS pollution load in a watershed. This study provides a scientific method for conducting NPS pollution research at the watershed scale, a scientific basis for non-point source pollution control, and a reference for related policy making.     

纳入空间自相关的FLUS模型在土地利用变化多情景模拟中的应用

FLUS模型是一种新型的土地利用变化模拟模型,应用前景广阔。本文通过在FLUS模型的人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)训练模块中引入空间自相关因子来改进模型,以珠江三角洲地区为例,基于2009年、2015年土地利用数据和一系列驱动因子对改进的模型进行了验证,并利用该改进的FLUS模型模拟了2035年研究区在3种情景下土地利用变化格局。结果表明:①引入空间自相关因子后各地类发生概率分布的预测精度更高,耕地、林地、建设用地、水体和未利用土地的拟合优度ROC值分别从0.819、0.928、0.885、0.855和0.861提高到0.857、0.934、0.890、0.863和0.978;②改进的FLUS模型的模拟精度有一定的提高,Kappa系数从0.732提高到0.744,FOM系数从0.077升到0.106;③情景模拟表明,3种情景下珠江三角洲建设用地和林地均将增加、而耕地均呈减少趋势。但不同情景下模拟的土地利用格局也存在显著差异:基准情景下,建设用地明显扩张且大幅侵占耕地。耕地保护情景下,耕地面积保持在合理水平,建设用地蔓延扩张趋势得到遏制,土地利用布局总体趋向合理。生态保护情景下,耕地、林地和水体得到较好保护,建设用地布局更为合理,土地利用可持续性明显提高。     

顾及土地生态安全的环鄱阳湖城市群土地利用情景模拟

在国家大力推进新型城镇化和落实城市群空间规划的背景下,评价城市群土地生态安全水平,并以此为限制条件预测城市群未来土地利用格局,对城市群可持续发展具有重要意义。本文以环鄱阳湖城市群为研究对象,对城市群土地生态安全格局和变化进行分析,根据土地生态安全评价结果设置自然发展情景和生态保护情景,结合多分类Logistic回归和多标准评价方法(MCE),构建CA-Markov模型,预测2种情景下2030年土地利用格局并进行对比分析。研究结果表明:①2005、2010和2015年,环鄱阳湖城市群网格平均生态安全值分别为0.574、0.573和0.571,空间布局上呈现"中部低、东西高"的特征;②预测2030年,自然发展情景下新增城镇用地主要位于九江市、上饶市和南昌市,生态保护情景下限制城镇用地和其他建设用地向土地生态安全高值区扩展,使得城镇用地和其他建设用地扩展更加集中;③预测生态保护情景下,高生态安全区面积比自然发展情景下多39.39%且分布更加均匀,包括鄱阳湖周边区域、九江市中部以及新余市和吉安市,城市群生态安全得到有效保护。该研究可为环鄱阳湖城市群土地利用规划及生态保护提供参考。