摘要：在过去的几十年中，杭州城市土地利用逐年增加，土地利用的集约度直接影响到城市的发展。本研究利用1978年至2009年不同年份的遥感数据，对市区土地利用状况进行反演，比较建成区面积、人口和经济数据，运用GIS技术对杭州城区用地的动态演变过程及土地利用集约化状况进行分析，得到杭州城市用地发展的内在机制和发展趋势。研究为该区域土地的集约化发展提供科学依据，也为杭州下阶段的总体规划提供参考。
关键词：土地利用,遥感,动态演变,集约化
1.引言
近年来，由于杭州工业化、城市化的快速推进，建设用地急速扩展，空间格局正经历着变革性的演变：从“西湖时代”走向“钱塘江时代”，“一主三副六组团、双心双轴”的空间结构。在这过程中，杭州面临着诸如土地利用浪费、空间盲目增长、生态控制薄弱等突出问题。本次研究从宏观的角度，以近三十年来的遥感影像为基础，研究城市建设用地、人口、经济等数据，探索城市用地增长的历史演变、内在机制和发展趋势，为杭州城市的总体发展提供科学依据。
2.遥感信息的提取及圈层的划分
杭州地处中国东南部，中心位置地理坐标约为东经120.2°，北纬30.3°。作为浙江省省会，它是浙江省政治、经济、文化中心，中国东南重要交通枢纽，在中国长江三角洲的经济发展中发挥着重要的作用。本次研究运用遥感影像提取历年来杭州市城市用地信息，用目析解译的方法获得用地范围边界，结合杭州市的人口、经济数据，根据用地发展状况来划分其圈层。
2.1 提取各年份的遥感影像数据
本论文的研究区域为1978、1991、2000、2009年的杭州城市建成区，具体为利用美国政府全球遥感信息平台(glovis.usgs.gov)提供的卫星图(见图1)，根据遥感影像判读，结合其他土地综合数据，运用监督分类、人工修正的方式获取历年的城市用地信息。
2.2 城市圈层的划分
根据遥感影像数据，对应1978-2009年杭州城区土地空间圈层生长特点，本次研究将研究区域的空间地域划分为以下三个圈层：中心区、近郊区和远郊区，分别代表着杭州城区从萌芽、发展到优化稳定的过程。将中心区界定为上城区和下城区，他们作为杭州市最早的建成区范围，反映了杭州城市围绕西湖点状紧凑发展的萌芽阶段;将近郊区界定为西湖区和拱墅区，他们作为杭州市建成区向外拓展的范围，反映了杭州城市沿西湖和京杭大运河带状发展的发展阶段;将远郊区界定为江干区和滨江区，他们作为杭州市建成区不断向外扩张的范围，反映了杭州城市沿钱塘江纵深发展的优化稳定阶段。
3.用地面积与人口、经济信息
根据遥感影像目析解译结果和GIS计算，以及杭州市统计年鉴等相关资料，得出各个年段杭州市区建成区土地、人口、经济数据如表1所示。
4.城市用地动态演变分析
4.1 以时间为轴线
本节研究分析各个时间点和时间段的用地—人口、用地—经济状况，分析单项指标增长率的时间演变情况，以反映1978-1991、1991-2000、2000-2009期间这三个时间段的变化率绝对量和1978～2009年期间的整体发展趋势。
(1)以人口为指标分析
比较建成区和人口从1978年到2000年的资料，建成区面积增长和人口增长基本保持平衡，而从2000年至2009年，建成区增长的速度明显高于人口(见图2)。
从建成区面积变化率和建成区人口变化率看，说明了这两个指标在1978-2000年间两者以相差不大的变化率变化，但在2000年以后，杭州周边的城市郊区和农村地区的大片农田入侵和占领了城市建设，人口密度(人口对单位市区)趋于不密集。用地面积年均增长率远远大于建成区人口年均增长率，城市人口—土地的集约性程度不高。
(2)以经济为指标分析
从表1综合分析可知，1978年到2009年杭州市城区范围内的国民生产总值一直处在高速增加中。地均生产总值也出现了明显的变化，从1978年的0.71亿元每平方千米增长到了2009年的5.58亿元每平方千米。由图可知1991年后GDP数值取得了飞跃式的发展，地均GDP也突飞猛进，杭州城市用地地均生产效益逐年增加，城市经济—土地趋向集约发展。
4.2 以空间为轴线
杭州作为省会城市，是浙江省的政治，经济和教育中心。在长江三角洲经济圈层中发挥着极其重要的作用。由于城市化加速发展，建成区总面积逐年增加。
图3分别为1978、1990、2000、2009年杭州市建成区地图。
其中红色为中心圈层，黄色为近郊圈层，蓝色为远郊圈层。
在本章节以空间为轴线的演变分析当中，我们将以2009年杭州市市区的行政区划范围来作为一个基准数，然后将不同时期是建成区与之形成比较，通过这样的对比来反应杭州市市区用地的扩张进程。下文中对各圈层的分析亦是如此，即为以各区在2009年的行政区划范围为基准。
(1)中心圈层：上城区、下城区
图4反映的是杭州城市中心圈层建成区(黄色部分)在1978-2009年间逐渐扩展演变的过程。
上城区和下城区，是杭州最早建成的区域，也是杭州历史最悠久的区域，共辖17个街道，占地49平方千米。改革开放以来，中心圈层城区面貌焕然一新，各种高新产业加速发展，时至今日，上城区与下城区已经成为杭州市的政治中心、金融中心、商贸中心和文体中心，进入21世纪后，传统工业外迁，上城区和下城区正式确立了以高新技术产业和服务业为两轮驱动的发展方针。上城区和下城区作为杭州市最早建成的区域，反映了杭州城市沿钱塘江点状紧凑发展的萌芽阶段。目前杭州的中央商务区，诸多用地投入产出效益较高的企业都聚集在这里，各类建筑围绕着黄龙CBD和武林广场-延安路商业带展开，土地利用呈现高聚集性，地均生产总值极高，2009年，中心圈层的地均生产总值达17.80亿元每平方千米，极大地超过了杭州城市的平均水平，土地利用的集约性也相应较高。
(2)近郊圈层拱墅区、西湖区
图5反映的是杭州城市近郊圈层建成区(黄色部分)在1978-2009年间逐渐扩展演变的过程。
拱墅区和西湖区是杭州城市的文化和教育聚集地，辖17个街道，共189个社区，占地350平方千米，境内土地以居住、教育用地为主，土地用于生产的比例不高;拱墅区与西湖区内聚集了杭州市大部分的旅游资源和历史文化遗产，境内产业以文化闲暇产业为主，改革开放后，拱墅区与西湖区抓住“申遗”的契机，抢抓机遇，乘势而上，依托自身的文化遗产和中心城区的各项产业来发展自身;从土地利用发展历程上看，近郊圈层沿着西湖和京杭大运河带状发展，由最原始的散状分布逐渐聚为一体，并逐步与中心圈层衔成一个整体，各类建筑逐渐向中心区聚集，土地利用的集约性由原先的不集约逐渐变得集约，集约性逐年增加。
(3)远郊圈层：江干区、滨江区
图6反映的是杭州城市远郊圈层建成区(黄色部分)在1978-2009年间逐渐扩展演变的过程。
江干区和滨江区发展较其他区晚，境内以新兴工业和居住区为主，土地围绕着中心城区呈现圈层发展。20世纪90年代，江干区和滨江区作为杭州城市中心城区在东南部的延伸，在其区域的西面逐渐聚集起一批工业带;进入21世纪后，江干区和滨江区加速发展，大片土地沿着钱塘江被陆续开发，从2000年至2009年，江干区和滨江区的建成面积增长了数倍。但目前远郊圈层各类基础设施不完善，用地量大，人口密度低，单位土地经济产值较整体水平低，土地资源利用不经济，特别是近年来远郊圈层的粗放式扩张，用地结构松散，土地建筑率不高，导致地均生产总值较低，土地利用不集约。
4.3 总结
本文利用遥感和GIS技术，对杭州城市土地利用状况进行反演，分析杭州城市空间的扩展状况。杭州地域空间上的使用面积在过去几十年里显著扩大，而集约率近年来逐年下降。
从用地-经济指标看，杭州经济增长快于建成区扩展，经济发展较为集约，相对而言中心区集约度较高、近郊区次之，远郊区最低。通过对遥感影像的目视解译，可以发现经济活动的地域分化明显，突出表现为中心圈层内高新技术产业较为集中，地均生产总值较高，土地利用集约性较好;近郊圈层以文化闲暇产业为主，兼带较多居住区，地均生产值相对较低，土地集约性一般;远郊区地均工业总产值较高，地均生产值低，土地利用不集约。
从用地-人口指标看，杭州建成区扩张快于人口增长，用地发展不够集约。中心圈层人口集聚度高，建筑布置较为紧凑，土地集约性相对于其他圈层高;近郊圈层人口密度呈上升趋势，集约性程度在逐年增加，但总体来说集约程度不高;远郊圈层建筑布置较为零散，人口集聚度低，用地集约性差。
5.结论与展望
5.1 研究结论
本次研究对杭州市1978年、1991年、2000年、2009年共4个时段的城区建成区范围、城市化空间演变状况进行动态监测。研究结果表明:
30年来，杭州城市建成区面积增长了7倍，建成区面积从1978年的46.2Km2，增长到了2009年的367.4Km2。中心圈层，由于产业结构的调整使得土地利用逐渐集约化;远郊圈层，由于发展刚刚起步，产业布局相对分散，土地利用不够经济;而处于中心圈层与远郊圈层中间的近郊圈层，处于高速发展的阶段，产业结构正逐渐优化调整，土地利用向中心圈层靠拢，集约性程度有待进一步加强。
5.2 研究展望
中国的土地资源非常有限，这个问题在东部沿海地区发达城市中尤为明显。土地集约化是中国现代化城市发展的唯一可行途径。在杭州市城市化进程中，必须重视土地空间利用效率，使得“城市人口——经济——用地”达到平衡。所以，优化城市中心圈层的土地利用模式，改善近郊圈层的产业布置形式，促进对远郊圈层的土地保护，并加大其集约化程度。
通过对城市土地的集约化利用，做到用地结构合理，土地结构紧凑，土地产出高效，充分利用城市存量土地，使城市闲置地最大限度地减少，努力改造中心圈层，重视内涵性开发，挖掘土地再开发使用潜力，实现中心圈层与近、远郊圈层相结合，促进杭州城市的可持续发展。
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