基于遙感與GIS技術(shù)的深圳市1979-2014年填海動(dòng)態(tài)變化及其影響因素分析

洪宇，周余義，沈少青，周凱

(1.深圳市海洋環(huán)境與資源監(jiān)測(cè)中心 深圳 518034； 2.國土資源部城市土地資源監(jiān)測(cè)與仿真重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 深圳 518034； 3.綜合開發(fā)研究院(中國深圳) 深圳 518034 ； 4.深圳市數(shù)字城市工程研究中心 深圳 518034)

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基于遙感與GIS技術(shù)的深圳市1979-2014年填海動(dòng)態(tài)變化及其影響因素分析

洪宇1，2，周余義3，沈少青1，4，周凱1，2

(1.深圳市海洋環(huán)境與資源監(jiān)測(cè)中心 深圳 518034； 2.國土資源部城市土地資源監(jiān)測(cè)與仿真重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 深圳 518034； 3.綜合開發(fā)研究院(中國深圳) 深圳 518034 ； 4.深圳市數(shù)字城市工程研究中心 深圳 518034)

文章以深圳市作為研究對(duì)象，利用遙感和GIS技術(shù)，對(duì)1979-2014年間5個(gè)時(shí)期的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲取了深圳市近35年以來的填海變化數(shù)據(jù)，并以此為基礎(chǔ)，分析深圳市的填海動(dòng)態(tài)變化特征及其驅(qū)動(dòng)因素。研究表明：1979-2014年間，深圳市填?？偯娣e約74.77 km2，其中，西部海域?yàn)?2.75 km2，占比為83.9%，東部海域12.02 km2，占比為16.1%；從填海規(guī)模和發(fā)展速度來看，深圳市填海變化具有明顯的階段特征，大致分為起步發(fā)展階段、快速增長(zhǎng)階段、優(yōu)化擴(kuò)張階段和控制增長(zhǎng)階段；影響深圳市填海變化的驅(qū)動(dòng)力，主要來源于社會(huì)經(jīng)濟(jì)、土地資源、使用價(jià)格、政策法規(guī)及生態(tài)環(huán)境等五大因素。最后，文章結(jié)合填海變化及驅(qū)動(dòng)因素分析成果，對(duì)新時(shí)期的深圳市填?；顒?dòng)提出合理性建議。

深圳；填海；驅(qū)動(dòng)力；遙感

近年來，沿海經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得沿海土地資源稀缺矛盾突出。填海造地因其成本低、價(jià)值高，成為我國沿海地區(qū)新增土地資源的重要途徑。為此，在沿海地區(qū)出現(xiàn)了大規(guī)模的填海造地活動(dòng)。填海造地對(duì)于拓展城市空間、緩解土地資源壓力發(fā)揮了重要的積極作用；但由于圍填海造地占用了稀缺的海域資源，并把其功能轉(zhuǎn)化為單一的土地功能[1]，在一定程度上造成了生態(tài)環(huán)境效益的損失；而無序、過度的填海造陸勢(shì)必影響海岸帶地區(qū)資源的可持續(xù)發(fā)展與利用。因此，加強(qiáng)對(duì)填海造地的監(jiān)督與管理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

深圳市作為我國改革開放的“排頭兵”和“試驗(yàn)田”，是國內(nèi)城市化發(fā)展最快的地區(qū)，也是較早地遭遇了土地資源“瓶頸”，實(shí)施填海造陸的地區(qū)。開展深圳市填海變化和驅(qū)動(dòng)力的研究，對(duì)于系統(tǒng)掌握沿海地區(qū)的填?；顒?dòng)規(guī)律，加強(qiáng)對(duì)填?；顒?dòng)的監(jiān)控、管理及決策具有重要的參考價(jià)值。

1 區(qū)域概況及數(shù)據(jù)分析

1.1 區(qū)域概況

深圳位于珠江口東岸，面向南海，擁有海域總面積約1 145 km2，海岸線長(zhǎng)約283 km。由于南部與香港接壤，因此形成了東、西兩面環(huán)海，由“三灣一口”構(gòu)成的海域格局。東部海域由大亞灣和大鵬灣構(gòu)成，海域面積約367 km2，岸線長(zhǎng)約156 km。西部海域?yàn)橹榻诤蜕钲跒?，海域面積約778 km2，海岸線長(zhǎng)約101 km。2014年，全市土地總面積為1 997 km2，建成區(qū)面積為890 km2，常住人口達(dá)1 077.9萬人。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文所用數(shù)據(jù)包括遙感影像數(shù)據(jù)和非遙感影像數(shù)據(jù)。遙感影像數(shù)據(jù)：1979年的MSS影像、1989年和1999年的TM影像、2009年的ETM和SPOT影像、2014年的SPOT和QB影像等5個(gè)時(shí)期數(shù)據(jù)。非遙感影像數(shù)據(jù)包括深圳統(tǒng)計(jì)年間相關(guān)數(shù)據(jù)和深圳用海項(xiàng)目矢量數(shù)據(jù)及野外實(shí)地調(diào)查勘測(cè)等數(shù)據(jù)，用于作為深圳填海變化的參考資料。

1.3 影像處理與信息提取

1.3.1 影像的幾何校正和增強(qiáng)處理

利用ENVI軟件的圖像處理功能，以1∶5萬地形圖為參照，對(duì)影像進(jìn)行幾何校正。每幅影像選取4個(gè)以上地面控制點(diǎn)，均方根誤差小于0.15個(gè)像元，保證所有影像在同一空間坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)的幾何精度。

對(duì)完成幾何校正的影像，在ENVI軟件中采用線性拉伸、濾波增強(qiáng)、信息融合、假彩色合成等方法，使處理后的影像清晰、自然，以利于人工目視解譯。

1.3.2 填海專題信息的提取

在反復(fù)比較各種合成處理方案后，為突出反映土地及海岸線信息，本文對(duì)MSS、TM、OLI影像選取近紅外、紅、綠波段作假彩色合成，以此作為遙感解譯底圖。同時(shí)，結(jié)合深圳高精度地形圖，在ArcGIS平臺(tái)中提取岸線形態(tài)、位置信息；并在填海信息的提取過程中，將岸線數(shù)據(jù)與深圳用海項(xiàng)目矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，獲取出填海造地屬性的數(shù)字化數(shù)據(jù)。在完成了岸線和填海的空間信息提取后，使用ArcGIS中的計(jì)算幾何工具，分別計(jì)算出分區(qū)域的填海面積，然后將信息導(dǎo)出，使用SPSS軟件對(duì)填海面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 深圳市填海動(dòng)態(tài)變化及驅(qū)動(dòng)力分析

遙感圖像解譯結(jié)果與GIS數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示：1979—2014年間，深圳填海造地總面積約74.77 km2，年均填海面積為2.14 km2。其中，西部海域?yàn)?2.75 km2，占比為83.9%；東部海域12.02 km2，占比為16.1%。結(jié)合深圳市填海遙感解譯結(jié)果、城市發(fā)展特征及填海的驅(qū)動(dòng)力分析，近30多年來深圳市填海動(dòng)態(tài)變化具有明顯的階段特征，其大致可分為：①起步階段。城市發(fā)展特征為商貿(mào)業(yè)和建筑業(yè)率先發(fā)展，工業(yè)發(fā)展剛起步，城市空間主要集中于羅湖等離香港相對(duì)較近的區(qū)域。填海核心驅(qū)動(dòng)力是港口建設(shè)。②快速擴(kuò)張階段。城市發(fā)展特征為工業(yè)加速發(fā)展，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)快速調(diào)整，城市功能逐步完善，城市空間由關(guān)內(nèi)向關(guān)外地區(qū)快速擴(kuò)張。填海核心驅(qū)動(dòng)力是機(jī)場(chǎng)、工業(yè)、居住、港口等建設(shè)。③優(yōu)化擴(kuò)張階段。城市發(fā)展特征為工業(yè)與服務(wù)業(yè)協(xié)同發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)保持相對(duì)穩(wěn)定，城市發(fā)展逐步由外延式擴(kuò)張向內(nèi)涵式增長(zhǎng)轉(zhuǎn)變。填海核心驅(qū)動(dòng)力是高地價(jià)、高產(chǎn)出的現(xiàn)代都市空間建設(shè)。④控制增長(zhǎng)階段。城市發(fā)展特征為現(xiàn)代服務(wù)業(yè)快速發(fā)展，并向?yàn)I海地區(qū)集聚，形成都市功能核心區(qū)，城市發(fā)展以集約、節(jié)約用地為主。填海核心驅(qū)動(dòng)力是新型產(chǎn)業(yè)空間載體建設(shè)(表1)。

表1 1979-2014年深圳填海階段劃分 km2

2.1 起步發(fā)展階段(1979-1989年)

該時(shí)期正是深圳特區(qū)成立和發(fā)展初期，也是深圳城市空間形成和發(fā)育的初級(jí)階段，因此，填海需求弱，規(guī)模相對(duì)較小。期間，深圳填海的總面積為7.79 km2，年均填海面積約0.78 km2。在特區(qū)成立之初，深圳的經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)十分薄弱，但憑借鄰近香港和特區(qū)政策的雙重優(yōu)勢(shì)，商貿(mào)業(yè)率先發(fā)展，并帶動(dòng)建筑業(yè)起飛，共同推動(dòng)深圳城市發(fā)展。此時(shí)深圳的城市空間主要集中于羅湖、蛇口等離香港相對(duì)較近的“內(nèi)陸區(qū)域”。之后，隨著上步、蛇口、南頭等工業(yè)區(qū)的建設(shè)，深圳的加工貿(mào)易快速崛起，并帶動(dòng)了蛇口、赤灣、東角頭、媽灣等港口及配套設(shè)施的建設(shè)，拉開了深圳城市空間逐漸向海延伸的序幕。西部海域的港口建設(shè)是此階段深圳填海造地的核心驅(qū)動(dòng)力。

2.2 快速擴(kuò)張階段(1990-1999年)

進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，深圳的工業(yè)化和城市化發(fā)展步伐明顯加快，城市空間快速擴(kuò)張。同時(shí)，由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的快速調(diào)整和城市功能的逐步完善，填海新增土地用途快速趨向多元化，填海規(guī)模和填海熱點(diǎn)區(qū)域也迅速增加，使深圳的填?？臻g格局發(fā)生了極大的改變。期間，深圳填?？偯娣e為34.44 km2，年均填海面積達(dá)3.44 km2，是起步發(fā)展階段的4.4倍；填海范圍由赤灣、蛇口、媽灣港區(qū)擴(kuò)展到了深圳河口的福田保稅區(qū)、南頭半島東側(cè)沙河和粵海街道的濱海地區(qū)、寶安機(jī)場(chǎng)及西鄉(xiāng)、新安集中填海區(qū)和鹽田港區(qū)等地。機(jī)場(chǎng)、工業(yè)、居住、港口等建設(shè)用地需求成為深圳這一時(shí)期內(nèi)填海新增用地的主要?jiǎng)恿碓础?/p>

2.3 優(yōu)化擴(kuò)張階段(2000-2009年)

進(jìn)入21世紀(jì)以后，深圳的土地資源“瓶頸”日益顯現(xiàn)，土地價(jià)格快速攀升，城市發(fā)展逐步由外延式擴(kuò)張向內(nèi)涵式增長(zhǎng)轉(zhuǎn)變。同時(shí)，由于國家對(duì)圍填海的嚴(yán)格控制，深圳的填海速度出現(xiàn)明顯回落，填海方式以現(xiàn)有填海區(qū)功能優(yōu)化、調(diào)整的鑲嵌式為主，填?？臻g相對(duì)集中。這一時(shí)期，深圳填海總面積為29.64 km2，年均填海面積約2.96 km2。其中，西部海域在后海、前海、大鏟灣港區(qū)、機(jī)場(chǎng)二跑道、西部通道等重大填海工程項(xiàng)目的推動(dòng)下，填海面積仍然較大，占該階段填?？偯娣e的比重為75.7%；東部海域由于鹽田港區(qū)三期及東港區(qū)填海工程的建設(shè)，填海面積快速增加，達(dá)到7.19 km2，占比達(dá)24.3%。隨著深圳由工業(yè)化后期向后工業(yè)化時(shí)期的轉(zhuǎn)變，金融、物流、信息等現(xiàn)代服務(wù)業(yè)快速發(fā)展，以前海、后海為代表的高地價(jià)、高產(chǎn)出的現(xiàn)代都市空間建設(shè)成為該階段填海造地的核心驅(qū)動(dòng)力。

2.4 控制增長(zhǎng)階段(2010-2014年)

2010年，邁過了特區(qū)建立30年的歷史節(jié)點(diǎn)，深圳的城市發(fā)展逐漸進(jìn)入了以集約、節(jié)約用地為主的新階段。同時(shí)，在市場(chǎng)調(diào)節(jié)和新一輪城市規(guī)劃引導(dǎo)的雙重作用下，越來越多的高端產(chǎn)業(yè)和城市功能空間加速向?yàn)I海地區(qū)聚集，使濱海地區(qū)的填海造地壓力進(jìn)一步增強(qiáng)。但由于受累計(jì)填海所造成的填?？臻g限制以及海域生態(tài)環(huán)境和海域使用管理政策法規(guī)的約束，實(shí)際填海規(guī)模明顯萎縮。期間，深圳填?？偯娣e為2.9 km2，年均填海面積僅0.58 km2，填海速度明顯低于前期各階段。其中，西部海域受近岸海域填海潛力限制和累計(jì)環(huán)境壓力影響，填海面積僅為0.98 km2，東部海域由于壩光填海區(qū)的啟動(dòng)，填海面積達(dá)1.92 km2。從填海驅(qū)動(dòng)力來看，由于土地資源緊缺，導(dǎo)致深圳在進(jìn)行生命健康、海洋、航空航天、智能裝備等新一輪重大產(chǎn)業(yè)布局時(shí)的空間十分有限，因此，新型產(chǎn)業(yè)空間載體建設(shè)是當(dāng)前和未來深圳填海造地的核心動(dòng)力，大空港地區(qū)及壩光片區(qū)是填海造地的核心區(qū)。

3 深圳市填海造地的影響因素分析

填海造地規(guī)模是用地市場(chǎng)需求與各類影響因素共同作用的結(jié)果。綜合分析來看，深圳填海造地的影響因素主要包括社會(huì)經(jīng)濟(jì)、土地資源、使用價(jià)格、政策法規(guī)及生態(tài)環(huán)境5個(gè)方面。

3.1 社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素

在改革開放和全球化的大背景下，深圳憑借鄰近香港的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，獲得了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大集聚力，以“深圳速度”創(chuàng)造了世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展史上的奇跡。1979-2014年間，深圳常住人口由31.41萬人增加到1 077.89萬人，經(jīng)濟(jì)總量由1.96億元發(fā)展到1.6萬億元，年均增速分別為10.6%和23.9%。在此推動(dòng)下，深圳的建成區(qū)面積由2.9 km2擴(kuò)展到890 km2，年均增速達(dá)17.8%。城市空間的快速擴(kuò)張，產(chǎn)生了對(duì)填海造地的強(qiáng)烈需求。因此，社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展形成的集聚效應(yīng)不僅是深圳城市發(fā)育和壯大的直接動(dòng)力，也是誘發(fā)深圳填海造地的核心因素。

3.2 土地資源因素

城市土地資源數(shù)量、質(zhì)量的差異，及其在各行業(yè)的分配不同，給城市帶來不同的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益[2]。深圳土地面積狹小，且由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度快，因此較早地遭遇了土地資源“瓶頸”。進(jìn)入21世紀(jì)以后，經(jīng)過了以大規(guī)模工業(yè)區(qū)建設(shè)為主的粗放式的城市化發(fā)展以后，深圳尤其是特區(qū)內(nèi)的可利用土地資源變得日益緊缺。而1979-2014年間，深圳累計(jì)填海造地總面積約74.77 km2，占全市建成區(qū)總面積的比重約8.4%(表2)?？梢?，填海造地對(duì)于緩解深圳的城市土地供需矛盾的發(fā)揮了重要作用。因此，土地資源緊缺也是深圳填海造地的重要驅(qū)動(dòng)因素。

表2 深圳累計(jì)填海造地面積占建成區(qū)面積比重

3.3 使用價(jià)格因素

導(dǎo)致填海的最直接因素是土地價(jià)值帶來的經(jīng)濟(jì)利益和海岸自然條件適宜性下填海成本之間的利潤(rùn)差[3]。通過填海形成的土地所獲取的出讓金遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于建設(shè)填海造地用海的海域使用金征收標(biāo)準(zhǔn)。巨大的成本利益差成為推動(dòng)填海造地規(guī)模擴(kuò)大的重要誘因。隨著深圳城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，土地供需矛盾繼續(xù)升級(jí)，土地價(jià)值將進(jìn)一步高漲，使海域使用價(jià)格與填海新增用地價(jià)格之間形成的“剪刀差”將呈擴(kuò)大之勢(shì)。這種價(jià)格差無疑是影響深圳當(dāng)前及未來填海造地規(guī)模的重要因素。

3.4 政策法規(guī)因素

從我國填海造地的發(fā)展進(jìn)程來看，早期由于海洋管理相關(guān)法規(guī)的缺位，填海造地長(zhǎng)期處于無序、無度、無償?shù)摹叭裏o”狀態(tài)。而《土地管理法》確定的國有土地資源有償使用制度，使加大填海力度成為深圳這個(gè)濱海城市的不二選擇，形成了深圳填海持續(xù)了10多年的高峰期[4]。到2001年，《海域使用管理法》出臺(tái)以后，各項(xiàng)制度的確立，尤其是海域有償使用制度的實(shí)施，為我國使用經(jīng)濟(jì)手段調(diào)控圍填海造地提供了法律依據(jù)，對(duì)填海造地形成了明顯的約束，有效降低了深圳的填海熱度，尤其是在優(yōu)化擴(kuò)張階段和控制增長(zhǎng)階段，深圳的年均填海規(guī)模呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)。因此，政策法規(guī)因素是深圳填海造地規(guī)?？刂频闹匾侄?。

3.5 生態(tài)環(huán)境因素

生態(tài)環(huán)境因素對(duì)填海造地的驅(qū)動(dòng)表現(xiàn)為正、反兩個(gè)方面。在工業(yè)化和城市化發(fā)展早期，特殊的生態(tài)、景觀條件使濱海地區(qū)的價(jià)值尤為突出，以填海造地謀求向海發(fā)展成為沿海城市擴(kuò)張的重要方向。但隨著填海規(guī)模的不斷擴(kuò)大，近岸海域的自然生態(tài)環(huán)境逐漸惡化，生態(tài)環(huán)境因素對(duì)填海造地的倒逼作用逐漸加強(qiáng)。近年來，珠江口海域生態(tài)環(huán)境的持續(xù)惡化也是促進(jìn)深圳合理控制填海造地速度和規(guī)模的重要影響因素。

4 結(jié)論與建議

1979-2014年期間，深圳市填海造地總面積約74.77 km2，其中，西部海域填海面積遠(yuǎn)高于東部海域。深圳市實(shí)施填海造地并不完全是由于土地資源緊缺，在土地資源充裕的初始階段也一樣有著填?；顒?dòng)。填海的影響因素主要包括社會(huì)經(jīng)濟(jì)、土地資源、使用價(jià)格、政策法規(guī)及生態(tài)環(huán)境5個(gè)方面，并且不同要素在填海各階段的作用存在明顯差異。填海造地對(duì)于促進(jìn)深圳社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、優(yōu)化城市空間結(jié)構(gòu)、創(chuàng)造土地增值效應(yīng)起到了良好的正面推動(dòng)作用，但同時(shí)也對(duì)填海熱點(diǎn)區(qū)近岸的海域生態(tài)環(huán)境造成了巨大壓力。因此在新時(shí)期的填海過程中需要注意以下幾個(gè)方面：①嚴(yán)格控制填海規(guī)模，加強(qiáng)海域使用綜合評(píng)價(jià)，科學(xué)制定填?？刂凭€；②建立海域使用權(quán)市場(chǎng)化機(jī)制，合理提高填海造地用海的海域使用金征收標(biāo)準(zhǔn)，有效利用經(jīng)濟(jì)手段，加強(qiáng)對(duì)填海行為的管控；③完善海域監(jiān)視監(jiān)測(cè)體系，強(qiáng)化對(duì)填海熱點(diǎn)區(qū)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，禁止不合理、不合法的填海造地活動(dòng)；④創(chuàng)新填海造地方式(如，離島式填海等)，有效緩解填海對(duì)海域的生態(tài)環(huán)境影響，增加可填海面積。

[1] 李京梅，劉鐵鷹，周罡.我國填海造地價(jià)值補(bǔ)償現(xiàn)狀及對(duì)策探討[J].海洋開發(fā)與管理，2010，27(7)：12-16.

[2] 秦鵬，陳健飛.香港與深圳土地集約利用對(duì)比研究[J].地理研究，2011，30(6)：1129-1136.

[3] 趙夢(mèng)，張靜怡.我國填海造地的驅(qū)動(dòng)因素及對(duì)策分析[J].海洋開發(fā)與管理，2013，30(5)：1-4.

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On Dynamic Changes of Reclamation and Its Causes in Shenzhen during 1979 and 2014 Based on Remote Sensing and GIS Technology

HONG Yu1,2, ZHOU Yuyi3,SHEN Shaoqing1,4, ZHOU Kai1,2

(1.Key Laboratory of Urban Land and Resources Monitoring and Simulation, Ministry of Land and Resources, Shenzhen 518034，China; 2.Shenzhen Marine Environment and Resources Monitoring Center，Shenzhen 518034，China; 3.China Development Institute，Shenzhen 518034，China; 4.Shenzhen Research Center of Digital City Engineering，Shenzhen 518034，China)

This paper had made a comprehensive analysis of land reclamation of Shenzhen in the recent 35 years based on satellite images acquired at 5 different periods from 1979 to 2015 by using RS and GIS technologies. The characteristics of reclamation changes and the driving factors were systematically analyzed. From 1979 to 2014, the total reclamation area was about 74.77 km2, 83.9% of which was in western coast with an area of 62.75 km2, and the eastern coast was 12.02 km2, accounting for 16.1%. According to the characteristics of reclamation scale and developing speed, the history of land reclamation in Shenzhen could be divided into 4 phases involving the initial stage of development, the rapid growth stage, the optimization of expansion stage and the controlled growth stage. The driving force of reclamation in Shenzhen city mainly lies in five factors, including social economy, land resources, price, policies and regulations as well as ecological environment. At last, this paper put forward reasonable suggestions on the Shenzhen reclamation in the new period, based on the analysis of the changes of the land reclamation and the driving factors.

Shenzhen city， Land reclamation， Driving forces，Remote sensing

國土資源部城市土地資源監(jiān)測(cè)與仿真重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目(KF-2015-01-030).

洪宇，工程師，碩士，研究方向?yàn)榈乩硇畔⑾到y(tǒng)、海域使用動(dòng)態(tài)監(jiān)管，電子信箱：hongyu@szpl.gov.cn

P208；F301.23

A

1005-9857(2016)03-0089-05