Investigación sobre el método de determinación del alcance de la expansión del terreno de construcción urbana basado en tecnología SIG, tomando como ejemplo el distrito de Nan'an de Chongqing

(1. Instituto de Planificación y Estudio Territorial de Chongqing, Chongqing, 400020; 2. Facultad de Ingeniería Logística de Chongqing del Ejército Popular de Liberación de China, Chongqing, 400201; 3 . Southwest University, Chongqing, 400060)

Tomando el distrito de Nan'an como ejemplo, la escala de la demanda de terrenos para construcción urbana se predice basándose en el modelo de pronóstico de población y el indicador de terrenos para construcción per cápita. A través de la simulación espacial de la cuadrícula de factores exponenciales, se utiliza el método del índice integral para obtener el índice integral de idoneidad del terreno de construcción urbana de la cuadrícula. Basado en el principio de similitud geográfica, el sistema de información geográfica se utiliza para controlar y respaldar la escala de la demanda de terrenos de construcción urbana, y el rango de escala de los terrenos de construcción urbana se predice mediante la fusión de redes. Las investigaciones muestran que, basándose en el índice integral de idoneidad de los terrenos de construcción urbana, es científico y factible utilizar computadoras para obtener automáticamente los límites de los terrenos de construcción, y puede brindar apoyo a las decisiones de las autoridades territoriales y la planificación general del uso del suelo y el diseño del terreno de construcción.

Palabras clave: cuadrícula; índice de idoneidad; simulación espacial; distrito de Nan'an; Chongqing

1 Descripción general del área de estudio

El distrito de Nan'an está ubicado en el área metropolitana de Chongqing, a lo largo del río Yangtze Al sur, entre 106 31′~ 106 48′ y 29° 27′~ 29° 38′, el área total es de 261,08 km2. En 2004, la población total del distrito era de 526.787 habitantes. , de los cuales el 22,7% eran residentes rurales y el 77,27% eran residentes urbanos. Distrito de Nan'an El relieve es parte del barranco paralelo en el este de Sichuan. El área tiene cuatro anticlinales y tres sinclinales de oeste a este. Los anticlinales forman montañas y los sinclinales forman valles dominados por colinas, que constituyen la combinación geomorfológica de montañas bajas, colinas y presas planas en esta zona. La altitud más alta de la zona es de 681 m; la altitud más baja es de 157 m, con un desnivel relativo de 524 m. A finales de 2004, la superficie total de tierras agrícolas era de 15.600,19 hm2, lo que representa el 59,83% de la superficie total de la región. La superficie total de suelo edificable es de 7.649,18hm2, lo que representa el 29,33% de la superficie total de suelo de la región. Entre ellos, el suelo urbano es de 2.714,54 hm2, que representan el 37,67 de suelo residencial e industrial y minero; el suelo urbano es de 229,03 hm2, que representa el 3,18 de suelo residencial e industrial y minero, es de 1.924,45 hm2, que representa el 26,71 de suelo residencial; y el suelo industrial y minero; el suelo industrial y minero independiente es de 2.036,13 hm2, lo que representa el 28,26 del suelo residencial e industrial y minero, el suelo especial es de 301,25 hm2, que representa el 4,18 del suelo residencial e industrial y el de transporte es de 380,59 hm2; para el 4,98 del área de terreno de construcción; el área total de terreno no utilizado es de 2826,94 hm2, lo que representa en toda la región el 10,84 del área total de terreno en la estructura de utilización de recursos de tierra del distrito de Nan'an en 2004, la proporción de terreno agrícola y de construcción. la tierra y la tierra no utilizada fue 59,83:29,33:10,84, siendo la tierra agrícola la principal.

2 Cálculo de la escala del suelo urbano edificable

La escala del suelo urbano edificable debe ser compatible con el tamaño de la población, la escala industrial y la escala económica, y también está limitada por el suelo condiciones de uso, topografía y otras condiciones naturales. Por lo tanto, la predicción de la escala del suelo urbano debe basarse en la realidad, adaptarse a las condiciones locales, actuar dentro de nuestras capacidades y ser moderada en escala, no codiciar la grandeza y buscar la integridad, lo que puede conducir a una expansión ilimitada del suelo. ciudad y desperdicio de recursos terrestres. Teniendo en cuenta que el desarrollo de la economía regional se ve afectado por muchos factores inciertos, la predicción del espacio de desarrollo urbano también debe avanzar y dejar margen de mejora para mejorar la operatividad de los resultados de la predicción. El suelo urbano edificable debe seguir un camino intensivo que combine el aprovechamiento potencial de connotación y una expansión moderada de la extensión. En primer lugar, debemos excavar varios tipos de terrenos inactivos y terrenos de construcción urbana subutilizados e irrazonables. La ampliación del espacio urbano debería ocupar la menor cantidad o ninguna superficie cultivada posible.

2.1 Predicción de la población

Los métodos de predicción de la población generalmente incluyen el método de crecimiento exponencial, el método de predicción de regresión, el método de predicción de funciones logísticas, el algoritmo de cálculo de la edad de la población, etc.

Según el plan maestro de uso de la tierra a nivel de condado, la predicción de población generalmente adopta el método de crecimiento exponencial y la fórmula de predicción es la siguiente:

P = P0(1 K)n nδP(1)

donde p es la población total en el año objetivo de planificación; P0 es la población total en el año base de planificación; k es la tasa de crecimiento natural de la población durante el período de planificación; δP es el promedio anual; crecimiento mecánico de la población durante el período de planificación.

Según las estadísticas, la tasa de crecimiento natural de la población del distrito de Nan'an es de aproximadamente 1,6 ‰. Para 2010, la tasa de crecimiento de la población del distrito de Nan'an no fluctuará mucho, por lo que k = 1,6 ‰. Debido al rápido desarrollo social del distrito de Nan'an, la tasa de crecimiento mecánico de la población es relativamente alta. Según diversos datos estadísticos, la tasa de crecimiento mecánico de la población se ha mantenido en 82.093 personas por año en los últimos años, por lo que en 2010, la población del distrito de Nan'an llegará a 1.024.420 personas.

2.2 Previsión de la población urbana

En 2004, la población total del distrito de Nan'an era 526.787, la tasa de urbanización era 77,24 y la población urbana era 406.883. Según las estadísticas, la tasa de crecimiento natural de la población urbana en el distrito de Nan'an es del 1,6‰. Gracias a la transformación de las zonas rurales en zonas no rurales y la inmigración procedente de fuera del distrito, la población urbana aumenta en 681,71 personas cada año. Según la fórmula (1)406883×(1 1,6‰)6 6×98171 = 819629, se espera que la tasa de urbanización alcance 80,5 en 2010.

2.3 Previsión de la demanda de suelo de construcción urbana

Los métodos de previsión cuantitativa de la demanda de suelo de construcción suelen incluir previsión de tendencias, previsión de regresión y previsión de indicadores de cuotas. El método de pronóstico de tendencias consiste en extrapolar la demanda futura de tierras basándose en la ley de la demanda real de tierras que cambia con el tiempo. Por lo general, se establece una ecuación de línea de tendencia con el tiempo t como variable independiente y la demanda de tierra como variable dependiente. Su forma general es la siguiente. Las ecuaciones de líneas de tendencia generalmente incluyen ecuaciones de líneas rectas, ecuaciones de curvas cuadráticas y ecuaciones exponenciales. El método de predicción de regresión es un método que utiliza los valores conocidos de otras variables para inferir el valor de la variable predictora en función de la relación entre variables. Es un método de predicción a través de ecuaciones matemáticas que representan la relación entre dos o más variables. . Por lo tanto, la aplicación de métodos de pronóstico de regresión requiere que los dos conjuntos de series de tiempo tengan la misma serie de tiempo y una relación estrecha. El método del índice de cuotas es un método de predicción simple y preciso que utiliza principalmente los resultados de predicción de la población urbana y utiliza la cuota de tierra per cápita emitida por el ministerio como índice de cuota para calcular la demanda de tierra. De acuerdo con los requisitos reales de construcción y uso intensivo de la tierra del distrito de Nan'an, al seleccionar el nivel del índice, intente elegir un índice de uso de la tierra per cápita más flexible.

2.3.1 Índice de suelo de construcción urbana per cápita

El índice de suelo de construcción urbana per cápita actual en el distrito de Nan'an fue de 72,32 m2/persona en 2004, y el índice de suelo de construcción urbana per cápita El índice de planificación territorial en 2010 fue de 87 m2/persona, lo que puede satisfacer las necesidades del desarrollo urbano.

2.3.2 Superficie de suelo de construcción urbana prevista

819629 personas × 87 (m2/persona)/10000 = 7130,77 hm2, y la superficie de suelo de nueva construcción urbana prevista Sc es 4186,93 hm2.

3. Predicción del alcance de la ampliación del terreno de construcción

La distribución general del suelo urbano se basa en la naturaleza y escala de la ciudad, los principales proyectos de construcción durante el período de planificación y la Indicadores económicos y técnicos relacionados con el plan general Cuando se determine, con base en la evaluación y selección del suelo urbano, se coordinará y ordenará racionalmente la forma del trazado urbano y las diversas construcciones dentro del período de planificación. Este estudio utiliza la simulación espacial de cuadrículas de factores exponenciales y utiliza el método de índice integral para obtener el índice integral de idoneidad del terreno de construcción urbana de la cuadrícula. Basado en el principio de similitud geográfica, el sistema de información geográfica se utiliza para controlar y respaldar la escala de la demanda de terrenos de construcción urbana, y el rango de escala de los terrenos de construcción urbana se predice mediante la fusión de redes.

3.1 Factores que afectan a la ampliación del suelo edificable

La selección del suelo edificable se basa en los resultados de la evaluación de la idoneidad del suelo urbano y los requisitos para el uso sostenible del suelo urbano, y determina razonablemente La localización concreta y construcción del casco urbano. Ampliación del uso del suelo. Hay muchos factores que afectan la expansión de los terrenos de construcción, incluidos los siguientes aspectos.

(1) Las condiciones geomorfológicas afectan la ubicación de la distribución, la estructura plana y la distribución espacial de las ciudades. Las diferentes condiciones geomorfológicas también afectan la distribución del terreno de varios edificios y la construcción de instalaciones de ingeniería.

Los principales indicadores de referencia incluyen la fragmentación de la superficie, la pendiente, la ubicación del relieve y el tipo de relieve.

(2) Debido a las diferentes estructuras geológicas, la acumulación natural de capas de suelo y las diferentes condiciones geológicas e hidrológicas, las diferentes condiciones hidrológicas afectan la escala de desarrollo y la seguridad de las ciudades; . Los principales indicadores de referencia incluyen: litología estratigráfica, estructura geológica, precipitación, densidad de la red fluvial, nivel de crecida de los ríos, etc.

(3) Condiciones sociales y económicas La escala y expansión del suelo urbano debe basarse en la situación actual de la distribución del suelo urbano, y coordinarse y organizarse racionalmente de acuerdo con las necesidades del desarrollo económico y social nacional. la organización funcional del suelo urbano y los requisitos para la construcción del paisaje urbano. Por lo tanto, los factores que afectan el diseño y la expansión del suelo de construcción urbana incluyen principalmente las siguientes condiciones socioeconómicas: densidad de la red vial actual regional, densidad de la red de carreteras planificada regional, el grado de impacto de la escala del suelo de construcción urbana actual, tipo de uso del suelo, unidad inversión en activos fijos en terrenos de nueva construcción, etc.

3.2 Método de predicción para la expansión del terreno de construcción

En primer lugar, el área de estudio se divide en cuadrículas a una determinada escala y se evalúa la idoneidad del suelo urbano para diferentes cuadrículas para formular la idoneidad. En segundo lugar, utilizando la escala de los terrenos de construcción recientemente agregados como control, se utiliza un método de búsqueda automática por computadora basado en tecnología de procesamiento de datos de cuadrícula para obtener el alcance de expansión de los terrenos de construcción urbana.

3.3 Resultados de predicción del rango de expansión del suelo edificable

3.3.1 Evaluación de idoneidad del suelo edificable urbano

Utilizando el proceso de jerarquía analítica y el método Delphi, el área de estudio Se determinó los indicadores de evaluación de idoneidad del suelo urbano para construcción y el peso de cada indicador se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1 Valores de ponderación de los indicadores de evaluación de idoneidad del suelo urbano para construcción

Utilizando el método de simulación de datos espaciales de información geográfica, se simula la distribución continua de cada indicador de evaluación en el área de estudio con una precisión de cuadrícula de 100 m en el terreno, se obtiene el valor de distribución continua de los datos del indicador del área de estudio después de la estandarización regional, como se muestra en la Figura 1, que es una simulación de la fragmentación de la superficie terrestre en el área de estudio.

El método del índice integral se utiliza para evaluar de manera integral la idoneidad de los terrenos urbanos edificables en el área de estudio. La resolución del terreno es de 100 m. La fórmula de cálculo para el índice integral de idoneidad de cada unidad de cuadrícula es:

Figura 1 Simulación de fragmentación de la superficie (cuanto mayor es el valor en la figura, mayor es la fragmentación)

Innovación en tecnología de la información terrestre y desarrollo de ciencia y tecnología terrestre: Actas de la Conferencia Académica Anual de 2006 de la Sociedad China de Ciencias de la Tierra.

En la fórmula, Pi es el índice integral de idoneidad del suelo urbano edificable de la I-ésima unidad de la grilla; Vj es el peso de cada indicador; X'j es la estandarización de j indicadores evaluados por cada grilla; Puntuación unitaria, m es el número de indicadores; n es el número de celdas de la cuadrícula divididas en la cuenca, es decir, el número de celdas.

A través de la operación matemática espacial del sistema de información geográfica, se obtuvo el mapa integral de distribución de índices de idoneidad de terrenos para construcción urbana en el distrito de Nan'an (Figura 2).

Figura 2 Distribución integral del índice de idoneidad del terreno para construcción urbana en el distrito de Nan'an

3.3.2 Resultados de la predicción

Basado en el principio de similitud geográfica, utilizando El entorno de desarrollo integrado VB6 y la familia de componentes Arc Objects de ESRI han desarrollado un módulo de programa de partición automática. El proceso de programación informática de partición se muestra en la Figura 3.

Figura 3 Diagrama de flujo del algoritmo para determinar el rango de expansión de terrenos de construcción urbana

(1) Determine el área mínima Smin de los terrenos de construcción urbana, y todas las parcelas más pequeñas que Smin deben ser fusionado.

(2) Tome la unidad de evaluación como el objeto de fusión mínimo y combínelo con el área de tipo de idoneidad más similar en el vecindario. Si hay varias parcelas similares en el vecindario, se fusionan en la parcela más grande.

Finalmente, aumente el objeto combinado en un múltiplo entero del área de la unidad de evaluación hasta que el área mínima de terreno de construcción urbana no sea menor que Smin, y el área total sea el aumento previsto del terreno de construcción, detenga el ciclo. y salida del mapa de zonificación del suelo de construcción urbana regional (Figura 4).

Como se puede ver en la figura, el futuro desarrollo urbano del distrito de Nan'an se concentrará en la ciudad de Changshengqiao y el área oriental debe considerarse como zonas de protección ecológica y no es adecuada para el desarrollo urbano. Esto es incompatible con los métodos tradicionales. El plan general de uso de la tierra es básicamente consistente.

En términos de la dirección de expansión de los terrenos de construcción urbana, los resultados de este estudio muestran que el distrito de Nan'an se desarrolla principalmente hacia el norte, centrándose en el desarrollo de la parte central, teniendo en cuenta la escala de las ciudades pequeñas. Mientras se desarrolla la Nueva Ciudad Tea Garden, se deben reservar cuotas de terrenos de construcción urbana para todas las ciudades incorporadas.

Figura 4 Resultados de predicción del rango de expansión del terreno de construcción urbana en el distrito de Nan'an

4 Conclusiones

A través de la investigación, se pueden extraer las siguientes conclusiones:

(1) La aplicación de tecnología de simulación de datos espaciales puede expresar intuitivamente la tendencia de distribución espacial regional de fenómenos geográficos discontinuos y proporcionar soporte de datos confiable para el análisis de modelos matemáticos.

(2) Utilizar métodos de búsqueda automática por computadora basados ​​en tecnología de procesamiento de datos de cuadrícula para obtener el rango de expansión de terrenos de construcción urbana y proporcionar tecnología científica para delimitar el alcance de los terrenos de construcción urbana y otros tipos de suelo en el uso del suelo. Apoyo a la planificación para que el diseño del terreno de construcción planificado sea más científico y razonable.

(3) A través de este estudio, la evaluación de la idoneidad de la tierra y la planificación del uso de la tierra se combinan orgánicamente, y se lleva a cabo una exploración útil de los métodos futuros de planificación del uso de la tierra.

Referencias

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