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广州城市空间形态特征与时空演化分析pdf
第9卷第5期2007年10月
地球信息科学
GE0一INFORMATIONSCIENCE
V01.9.No.5
Oct.,2007广州城市空间形态特征与时空演化分析
牟风云1,2张增祥:
谭文彬2,刘斌2
（1重庆交通大学河海学院,重庆400074;2中国科学院遥感应用研究所,北京100101
摘要:
城市空间形态的形成和变化是城市内、外各种社会力量相互作用的物质空间反映。
本文基于历史资料和遥感影像。
探讨了近百年来广州城市空间形态特征和演变过程。
广州城市空间形态演变依次经历了轮形团块期、触角期、分散组团式、轴向发展期、带形发展期、新的触角期等几个阶段。
利用遥感方法对1979.2004年间广州市建成区变化的监测表明.该期间广州先后经历了20世纪80年代的相对稳定期、90年代前期的快速发展期、90年代中后期的平稳发展期和近年来的高速发展期,目前是扩展速度较快的时期。
关键词:
广州;城市形态;时空特征;遥感
1引言
城市形态是城市整体的物质形状和文化内涵双方面特征及其演变过程的综合表现.它是指城市各构成要素的空间分布模式.有具体的物化表现形式和隐含的抽象精神内涵两个层面的理解I”。
20世纪80年代以后随着城市发展速度的加快.城市形态随之发生了急剧的变化.相继开展了对中国城市形态演变的过程、特征、动因、问题等方面的研究,并对城市形态研究的理论与方法进行了探讨M.从自然、历史、文化、城市职能等多角度对城市形态展开了研究【5间.在城市形态研究的分析方法和计量方法上均有较大进步嗍。
然而。
由于缺少多时段动态数据库的支持。
不利于揭示大尺度、长时间序列的城市空间形态演变的特征。
“城市的发展是一个连续的过程,过去、现在和未来在同一时间链上”191。
作为改革开放的前沿阵地.广州近年来各方面的发展包括城市建设都领先一步。
城市空间进入了前所未有的快速扩展期。
研究近现代广州的城市空间形态演变.不仅有地域性的意义。
对全国城市研究也具有补充和指导作用幸。
2广州城市空间形态演化过程
对城市空间结构和形态的描述.关键在于把握各类城市用地的使用过程、实际的空间状态及发展方向㈣。
本文以广州城市用地及空间的拓展作为切人点.对近现代广州城市空间形态的演变进行较完整的过程研究.发现近现代广州城市空间形态演变的轨迹、特征及影响因素。
总结近现代广州市城市空间形态演变的规律和特点。
2.1城市空间形态演化历史特征
广州地处白云山麓、珠江岸边。
向西与佛山、南海毗邻,受行政界线约束。
向南被珠江阻隔,发展缓慢:
向北绕过白云山是流溪河下游广花平原,地势低洼;向东地势平坦。
交通方便。
广州城基本上是在开埠初址上缓慢扩建的.二千年来城市中心的位置。
城市格局基本没有变化I】l】。
广州是一个独特的山水城市。
“六脉皆通海。
青山半入城”是对古城空间形态的形象概括。
广州面水（珠江背山（白云山,公元前9世纪白云山下已形成人居聚落。
秦设南海郡。
面积约0.2kmz。
为古代戍边军镇。
汉初南海都尉将城区面积扩大10倍,面积约1.5km2。
宋三百年间广州城垣扩建达十多次。
面积增加到5km2左右。
唐以后,广州外貌规模发展缓慢但持续扩大。
明代扩建城垣北至越秀山镇海楼,南近珠江,散布面积近lOkm2。
明清两代曾两次撤销其他通商121岸而独留广州。
公元383年广州得以“一口通商”,当时城区面积已有10。
15km2。
清代。
珠江自然岸线南移,为加强防御.增设东西“翼城”
收稿日期:
2006--05—15;修回日期:
2007-02—15.
资助项目:
国家973项目（2002CBl2507资助.
作者简介:
牟凤云,女,博士生,主要从事土地利用/土地覆盖、城市扩展等方面的研究.
5期牟风云等:
广州城市空间形态特征与时空演化分析・95・
直至江边.广州是当时全国最大的通商口岸。
1860年建成沙面英法租界.沿珠江建起十三夷馆及众多货主码头.广州城区向东、西、南等方向扩展,形成荔湾、越秀、东山、海珠四个旧城区,总面积15—20km2。
辛亥革命前后,广州近代工业逐渐发展,城市功能日益综合化.商业和金融业向沙面、东濠方向集中.高校科研区在城市东北地区形成。
至1923年.广州整个城市发展范围集中在荔湾至东山老城区.西南一带成为新兴的商业活动场所。
城市空间形态呈轮形团块状。
1933年建成海珠桥,开通了市区与河南的公交线路.从而带动海珠区的发展.沿江一带成为繁华商业区。
1949年以后.广州逐步成为华南轻纺、对外贸易中心城市.历经十余次总体规划和长期建设.形成以旧城区为中心.沿珠江北岸向东发展的空间格局。
20世纪50年代中后期,广州在珠江下游建设了黄埔港.并沿着珠江航道先后建设起一批大中型企业。
这一时期,整个城市布局形态变化虽然不大,但已具备明显的几个触角向外伸展。
西村和河南工业区的发展.以及东山住宅区的开发,使广州突破了旧有的发展形态.城市开始在市区外围沿交通线扩展。
进人60年代.广州市建设了许多生产性项目。
一方面.山地和高产菜地限制了城市进一步向外扩展:
另一方面,深水港El东移,吸引了大型工业项目跳出城区布置在郊区.这两方面的共同作用使得广州逐步形成分散组团式的空间结构。
20世纪60年代末至70年代.广州铁路新站建设带动城市西北部边缘区的发展.黄浦港建设带动城市沿广深公路向东轴向发展.城市沿珠江水系发展的趋势更加明显。
80年代.随着改革开放政策的贯彻和实施。
广州城市建设进入新的阶段。
该时期。
以旧城区为城市中心区第一组团、以天河体育中心为中心的第二组团和黄埔地区第三组团等城市三大组团连接成片.形成带形城市结构雏形。
1990年以后.广州城市空间形态变化明显,随着道路交通条件不断改善.城市发展迅猛。
沿多个方向重新形成触角向外扩展。
2.2城市空间扩展变化遥感监测
对广州城市空间形态特征与时空演化分析研究,资料来源为历史资料和遥感影像。
其中遥感影像6期,采用陆地卫星MSS影像、TM（或ETM+影像,覆盖1979—2004年的25年。
在IntergraphMGE平台中.以l:
10万地形图为基础先对2000年的TM影像进行几何精纠正。
以此为标准,对其余的1期MSS影像和4期TM影像进行几何精纠正。
从而将同一地区不同时相的多期遥感影像纠正的空间配准误差控制在规定范围内.以保证长时间序列的多时相遥感数据不发生明显的空间位置偏移。
影像的几何纠正,采用最/b--乘法计算。
像元重采样采用最近邻点法或双线性插值法.保持图像原始分辨率,即TM数据30m、MSS数据80m。
几何纠正误差控制在1~2个像元。
图像、图形和属性数据均采用双标准纬线等面积割圆锥投影、克拉索夫斯基椭球体和全国统一的中央经线和双标准纬线.中央经线为东经1050.坐标原点位于东经00和北纬200.南标准纬线为北纬250.北标准纬线为北纬470011。
考虑到全数字人机交互动态分析具有多方面的特点|IZl,采用全数字解译分析的方法.按照一定的上图标准从各遥感影像中提取不同时期广州城市建成区的信息。
在GIS平台的支持下对解译结果进行统计和分析.得到不同时间段的城市用地面积等信息（见表1。
针对1979。
2004年期间广州城市用地的变化.共计完成6个年度的遥感监测.从而得到相应年度的城市空间形态图（见图1。
年度
面积
表1广州市不同时期的建成区面积（单位:
km2
Fig.1Thebuilt-uparealofGuangzhou
2004
542.76
3城市空间扩展变化与结果分析
广州现代城市空间形态的发展演变呈现两个明显不同的时段.一是新中国成立后。
广州因地处国防前沿.长期以来不是国家政府经济计划发展的重点地区.城市发展受到长期抑制,其发展处于一个缓慢的水平:
二是1978年以后,广州是改革开放的窗口.城市进入了高速发展阶段。
3.1城市空间扩展变化
改革开放前.广州市城市空间形态扩张和更新的动力十分弱小.城市总体形态基本上延续了建国前的形态格局。
改革开放后,广州作为改革开放的前沿阵地.社会经济体制发生了重大变化,城市空间形态变化显著。
利用遥感监测结果得到,广州市
・96・地球信息科学2007正
图11979。
2004年广州市不同时期城市空间形态
Fig.1ThespatialmorphologyofGuangzhoufrom1979to2004
中心建成区在20世纪70年代末期为156.90km2。
截至2004年。
建成区已有了非常显著的扩大。
中心建成区的总面积达到542.76km2.相当于1979年建成区面积的3.46倍,净增加面积385.86km2左右,平均每年扩展15.43kmz。
广州市建成区的扩展基本上呈现以旧城区为中心向周边扩展的方式.在不同时期内的扩展速度差异非常明显。
广州市西部近邻佛山市的南海、三水和顺德。
城区已经连在一起。
所以广州以向东、东北和东南方向扩展为主。
20世纪70年代。
广州市建成区以旧城区为主,总面积不足160km2。
建成区主要位于越秀区、海珠区、东山区和荔湾区。
我国实施改革开放以后,广州市的社会经济发展速度逐步加快。
建成区面积不断增加.但整体扩展速度尚滞后于社会经济的发展。
1979~1990年期间。
海珠区、黄浦区和天河区有所扩展.建成区面积每年增加6.39km2,仅相当于25年间平均扩展速度的1/2左右。
广州市第一次的高速扩展始自1990年。
终于1996年。
持续了6年的时间,建成区面积增加了236.19kmz。
年均增加39.36km2,6年的扩展面积约占25年总扩展面积的61.21%。
该时期,芳村区、黄埔区和天河区发展迅速。
新增建成区受交通影响明显.大多沿交通干线分布。
20世纪90年代中后期,广州市建成区的扩展趋于平稳.1996—1998年间年均增加面积6.56km2.1998—2000年扩展速度稍为加快.年均增加面积7.63kms。
到20世纪末.广州市经过改革开放后的第一次高速扩展后。
面积已较1979年增加326.46km2.为监测初期的3.08倍。
整个广州市建成区向东沿黄埔大道、广园快速路,向北沿广花高速公路、环市高速路向北发展.向西则与佛山市的南海区所在地桂城连成一片。
这一过程中,不断地将原来相对独立的一些城镇建设用地和广州市建成区融为一体.在相当大的程度上加快了广州市建成区扩展的速度。
2l世纪最初4年间.广州市建成区再次进入快速扩张期,面积增加51.00kin2,年均增加12.75km2,扩展速度明显低于第一次高速发展期。
新增建成区主要位于黄埔区的东j匕部、白云区的北部以及番禺区的东部。
该期间,番禺区撤市设区,位于天河区东圃镇黄村的广东奥林匹克体育中心和广州体育馆相继竣工.位于广州东南部番禺小谷围岛及其南岸地区的总面积约为18kmz的广州大学于2003年开始修建。
位于花都区的新白云机场建成并开始启用;广佛出口放射线、广园西一广花放射线、广园东路延长线、华南路北延线、夏港大道、新机场高速公路北延线南段、京珠高速公路等重要道路相继在该期间完工并通车。
纵观过去的27年.广州中心建成区的整个发展过程有逐步加快的趋势.先后经历了20世纪70年代的缓慢发展期、80年代的相对稳定期、90年代前期的快速发展期、90年代中后期的平稳发展期和近年来的高速发展期.目前是扩展速度较快的时期,在原有中心建成区周边不断有新增区域出现。
3.2结果分析
5期牟凤云等:
广州城市空间形态特征与时空演化分析・97・
（1地理环境
地理环境是城市形成发展的必备条件和物质承载,影响着城市形态扩展的方向、速度、模式及空间结构.有时甚至是城市形态演变的“门槛”【埘。
广州市北接南岭山地,南临南海,西江、北江、东江在此汇流人海,兼备河港、海港的地理优势.区位优势明显。
其独特的地理条件是广州市持续发展和长盛不衰的重要原因。
对广州来讲,历史形成的带状城市形态,各个道路自然形成的发展触角.避开城市北部、沙湾水道以南等地质不良地区.避开水源保护区和洪水易侵入地区等都是城市发展的约束因素。
（2城市规划
城市规划作为一种城市发展的直接控制手段.对广州的建设和发展有很大的引导作用。
在古代。
广州市的城市性质是广东省的政治和军事中心。
城市建设的思想以礼制为主。
风水思想相结合。
而在近代。
受自主性的城市近代化思想的影响,广州城市形态产生了质的飞跃.完全突破旧有的封闭状的城市形态.现代意义上的城市形态基本上形成。
1930年编著的“广州工务之实施计划”和1932年公布的“广州市设计概要草案”是广州近代城市发展中两部重要的规划.对广州近代城市的发展起了重要的作用。
这两部规划使得广州城市空间形态方面走向近代化。
建国后。
在单一计划经济体制下.广州城市空间形态的演变最大程度上受到了政治、政策的调控,“先生产后生活”导致城市工业用地急剧扩展.城市用地向东、向南成片发展。
改革开放后.强调了城市的经济中心地位,明确了城市规划的性质、地位和作用.随着从“海防前线”到“改革窗El”的政策转变.广州经历了一个特殊的从转型期到迅猛扩展的阶段,基本形成了连片放射状特大城市的格局。
2000年编制完成的“广州城市总体发展战略规划纲要”.确定了广州城市空间布局的基本取向为“南拓、北优、东进、西联”,确定了两条城市功能拓展轴,东移轴和南拓轴。
广州市的城市空间结构,由传统的“云山珠水”的自然格局、单一中心的城市结构跃升为以“山、城、田、海”的自然格局为基础.沿珠江水系发展的多中心组团式网络型城市结构【14】。
规划指出要把广州建设成为具有“一江多岸.两轴三带,两个转移带。
三个大港,四大物流中心”的城市空间发展格局以及多中心、多组团、网络式的城市空间结构,城市功能分布将重新进行调整。
广州市的城市空间形态将得到进一步演变.
（3经济发展
城市作为经济、社会、文化、物质实体.它的内涵随着时代变迁和社会经济发展而变得日益丰富。
城市经济发展是城市空间形态演变的内在动力。
当经济处于高速发展阶段时.带来实际收入水平和城市建设投资的增加。
促使了城市空间的加速发展。
反之则导致城市空间扩展的停滞。
城市空间扩展的速度所表现出来的周期性与经济发展速度的周期性相吻合。
以1979.2004年广州市建成区的扩展为例.对不同年份的建成区面积和当年的地区生产总值进行相关分析,得到二者的相关系数为0.863384。
通过对建成区面积和GDP的拟合发现.三次多项式拟合最优.拟合方程为y=0.0002x3—0.1256x2+27.606x一1504.7。
复相关系数是0.9982。
（4交通系统
城市交通是城市基本职能的重要组成部分.是城市形成与发展的必要条件。
交通系统与土地利用之间相互影响、相互作用。
便捷的交通能够扩大城市通勤半径,从而产生城市人El的聚集、产业聚集,促使城市规模扩大.加快城市空间形态扩展和土地开发的速度。
城市交通系统的发展对城市空间格局的演变具有引导作用.每一次交通线网的建设和交通方式的改进都会推动城市空间格局的演变旧。
20世纪20年代以前.广州的主要交通方式是步行和人力车.城市空间格局呈现出团状特征。
随着广三、粤九等铁路和上下九路以及北京路等的修建.广州市的交通条件得到极大地改善.城市迅速向外扩展。
50年代.公共汽车逐渐成为居民出行的重要交通工具。
60年代新建了人民桥和珠江大桥。
70年代修建了环市路、人民路等。
到1980年前后,海珠区和天河区的交通条件大为改善.城市空间呈轴向发展。
80年代.摩托车成为重要的交通方式.居民出行更为自由.城市路网在城市总体规划制定后得到快速发展,东西向带形路网形成.城市空间格局呈带形发展。
90年代,私人小汽车逐渐成为居民出行的重要交通工具。
各种活动向更远的郊区扩展成为可能,城市高速向外拓展。
围绕旧城中心和天河中心形成了多个相对独立的组团.城市空间呈现出新触角。
・98・地球信息科学2007年
4结语
回顾广州城市空间发展的历史。
从明、清两代开始至21世纪初期.广州市的城市空间形态经历了“就地扩展,先西后东”的过程。
先后经历了轮形团块期、触角期、分散组团式、轴向发展期、带形发展期、新的触角期等几个阶段的演变。
城市空间形态的演变反映了不同时期的社会、政治、经济、文化以及城市规划等的特殊要求,形成了一个历史阶段的独特的物质文化景观。
城市空间形态是城市地理与城市规划领域的重要研究方向。
进行大规模多时段的城市空间形态研究具有十分重要的意义.不仅能揭示城市空间形态的变化机理.还可以找到理想的城市空间形态,直接为城市规划的空间政策提供依据。
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AnalysisontheSpatial-temporalCharacteristicsofGuangzhouCity’S
SpatialMorphologicEvolution
MUFengyunl2,ZHANGZengxian92,TANWenbin2,LIUBin2
（IChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,40074China;2InstituteofRemoteSensingApplications,CAS,Beijing100101,China
Abstract:
Basedonthehistoricliteraturesandremotelysensedimages,thispaperstudiesthespatial-temporalcharacteristicsofGuangzhoucity’Sspatialmorphologicevolutioninrecentonehundredyears,andsummarizesthehistoriccharacteristicsandthelawsofurbandevelopmentsincetheformationofGuangzhou.especiallytheperiodsincetheimplementationofreformandopenpolicies.Onthewhole,Guangzhouexperiencedtwomajorstages,i.e.,traditionalurbandevelopmentperiodbefore1923andmodemurbanizationdevelopmentperiodfrom1923to2004,coveringseveralsub-periodsofstabilizationperiodandfastdevelopmentperiod.Thetotalin-creasedbuilt-upareaofthecityfrom1979to2004is385.56km2,anexpansionof3.46times,andtheaverageexpansionrateisabout15.43km2peryear.Manyfactorshavecontributedtotheurbanspatialmorphologieevo—lution.Butfourmajordrivingforces,i.e.,economicdevelopment,institutionandpolicychange,cityplanningandtransportationsystemarethemostimportantfactors.Physiographicenvironmentisthebaseofthecityex・pansion;economicdevelopmentis
theinherentimpetusfortheevolutionofthespatialmorphology,andcityplanningplaysavitalguidingroletotheconstructionanddevelopment.
Keywords:
Guangzhou;urbanmorphology;spatial—temporalcharacteristic;remotesensing
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