国土空间功能定位与优化利用研究——以武汉市为例

Function positioning of national spatial territory is the primary task on the optimization of territorial development patterns, which focuses on the pattern of comprehensive function zones of national spatial territory. This paper intends to take Wuhan, a city with rapid development of urbanization, as the typical research area. Firstly, based on characterizing qualitatively the function characteristics of national spatial territory from the perspective of function of production, life and ecology, with Arcinfo Macro Language programming technology and Principal Component Analysis (PCA), respectively, recognizing the standard territorial units of national spatial territory in Wuhan city and constructing the function evaluation index system of national spatial territory. Then, evaluating the score of all kinds of functions of national spatial territory in Wuhan city using the fuzzy weight of evidence model. And then, on the basis of function evaluation results, utilizing Spatial Extrapolation Toolkit (SET), starting from standard territorial units with bottom-up method to realize the proportion expression of the function of national spatial territory with different scales. Finally, with dual-constraint spatial cluster algorithm, designating comprehensive function zones of national spatial territory in Wuhan city, as well as formulating zoning policies of optimal utilization. The research results can be an effective supplement of principal function regionalization and are conducive to the optimization of territorial development patterns. They can also provide Wuhan city with a comprehensive reference for the sustainable utilization of land resource and the balanced development of national spatial territory.

国土空间功能定位是优化国土空间开发格局的首要任务，重点在于形成国土空间综合功能区布局。本研究拟选取城镇化快速发展的武汉市作为典型研究区。首先，从三生空间角度定性刻画国土空间功能特征，并以此为基础借助Arcinfo Macro Language编程技术和主成分分析法分别识别武汉市国土空间标准地域单元和构建国土空间功能评价指标体系。然后，引入模糊证据权模型评价武汉市国土空间各类功能的分值。继而依据功能评价结果，利用空间推演工具（Spatial Extrapolation Toolkit，SET）从标准地域单元层面开始“自下而上”逐级实现不同尺度国土空间功能的比例表达。最后，基于双约束空间聚类方法划定武汉市国土空间综合功能区，并制定优化利用的分区政策。研究成果可以作为主体功能区划的有效补充，有助于优化国土空间开发格局，为武汉市国土资源可持续利用和国土空间均衡发展提供综合全面的参考。

国土空间优化配置已经成为促进区域可持续发展的关键问题之一。本研究首先从国土空间综合功能分区空间数据库构建着手，整理了现有的武汉市土地利用现状数据、基础地理数据与社会经济数据，补充调查缺失数据，分析了研究区的实地调研数据，并对这些数据集进行空间分析与挖掘，建立了国土空间综合功能分区空间数据库；梳理了国内外学者对于国土空间功能分类的研究成果，参照土地利用分类标准、城市用地分类标准、生态系统服务功能分类体系和主体功能区分类体系，将国土空间功能特征刻画体现到国土空间功能分类上来；进一步地，结合国土空间利用特征，以人口、GDP 和国土面积等现状要素为依据，借助Arcinfo Macro Language 编程技术智能划定出武汉市国土空间标准地域单元；同时，基于武汉市国土空间综合功能分区空间数据库构建了基于“要素-功能”的指标体系对国土空间三生功能进行了识别；继而利用空间推演方法从标准地域单元尺度开始“自下而上”逐级对评价单元的10类空间功能进行比例表达，实现了国土空间三生功能百分比的空间可视化；基于双约束空间聚类法划分了国土空间综合功能区（包括一级区、二级区），对分区结果匹配了相应的优化利用政策；在此基础上引入了电路理论和最小累积阻力模型，耦合自然生态系统本底功能要求和人类活动适宜需求，形成了“核心区-阻力面-发展轴”的空间结构综合表达，为区域生态文明建设、资源环境保护、各级主体功能区划战略实施、“多规合一”以及国土空间优化利用提供决策参考。