城市化与城市地理信息系统

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1、城市化与城市地理 信息系统前 言 城市化是21世纪社会经 济可持续发展所面临的重大 问题之一。地理信息系统在 城市化研究中具有很大的潜 力，将成为促进城市化进程 、实现社会经济可持续发展 战略的新兴信息产业。 城市是人类文明的象征，是人类社会物质和精神财 富生产、积聚和传播的中心。社会、经济和科学技术的 进步促进了城市化的发展。同时，城市化的发展也引起 了一系列的环境及社会经济问题。以城市为中心的环境 污染严重、基本农田被侵占、生态环境被破坏的范围不 断扩大、城市扩张对城市基础设施的压力不断增加、交 通拥挤、运输效率低下等问题使得城市的生活质量下降 ，从而又成为影响城市和地区持续发展的制约因素

2、。目 前我国城市化进程迅猛。20世纪末，城市人口约占人口 总数的19.7，预期2010年将达29，2050年将达47 左右。城市化是工业化和社会信息化的历史必然，也是 人居环境问题、区域可持续发展问题的焦点。 城市化的发展水平直接关系到国民经济的健康发展 。中央在“2000年农业和农村工作的意见”中明确指出： 发展小城镇和乡镇企业，不仅有利于转移农村富余劳动 力，解决农村发展中的一系列深层次矛盾，而且有利于 带动投资和消费需求增长，拓宽城乡市场，优化国民经 济整体结构，是一个具有全局意义的大战略。各地要切 实搞好小城镇发展规划，制定支持措施，坚持循序渐进 ，防止盲目攀比、一哄而起，要充分考虑现

3、有小城镇的 发展水平、区位优势、资源条件及今后的发展潜力，促 进小城镇健康发展，争取经过5至10年的努力，把一批 小城镇建设成为具有较强带动能力的农村区域性经济文 化中心，使全国的城镇化水平有显著提高。 城市地理信息系统是城市重要的基础设施和 实现城市现代化管理的主要技术手段。在我国， 随着城市化的蓬勃发展，城市地理信息系统服务 于城市规划、地籍管理、交通管理、基础设施建 设与投资环境研究，社会与经济效益相当显著。 城市现代化的需求正在快速推动城市地理信息系 统的科学技术进步和产业化，而城市地理信息系 统已成为城市社会经济活动的神经网络，成为现 代城市发展中不可分割的组成部分。由于城市相 关信

4、息绝大部分具有明显的空间定位特征，城市 地理信息系统在一定程度上已经成为城市信息系 统的代名词。 中国科学院资源与环境信息系统国家重点实验室（以下简称 “实验室”）十余年来坚持把城市化与城市地理信息系统作为研究人地系统与社会可持续发展战略的切入点，并将它作为实验室的 四个主要研究方向之一。早在80年代初期，实验室即密切配合沿海城市改革开放的浪潮，积极开展了城市地理信息系统的试验研 究，采用遥感和自动制图方法，在京津唐生态环境遥感实验的基 础上，研究城市的环境评价、污染控制、交通调控和城市化的发 展模式。19821985年以分析雅砻江二滩电站的发展对周围环境的影响为目标，建立了我国第一个区域遥感

5、信息系统雏型，探讨 以攀枝花钢铁基地为中心的城市化布局。1988年，实验室作为世界银行在中国中等城市建立城市信息系统的技术支持基地和区域 顾问，在沙市、洛阳和常州展开了城市地理信息系统研究。这一 时期为实验室城市地理信息系统的样区实验阶段；1990年后，城市地理信息系统研究进入办公自动化和专题应用阶段。 实验室和香港中文大学合作，开展了珠江三角洲土地利用变 化、土地增值和人口发展对城市化与区域持续发展的影响研究。 同时，紧密配合城市规划管理部门和地方政府部门，开展了城市 信息系统的总体设计、建设模式、规范标准和技术规程、城市地 理信息系统与城市管理办公自动化一体结构等方面的研究，得到 深圳、厦

6、门、海口、宁波和北海五个城市的支持，共同组织典型 示范研究。配合各城市有关部门完成了实用性的城市规划管理系 统、城市土地管理系统、城市公共空间数据基础信息系统和城市 投资环境信息系统等应用系统以及“广西壮族自治区城市信息系 统发展大纲”编制等六个项目研究，解决系统建设和信息服务的 关键技术问题。并在此基础上，在珠江三角洲、宁波市、福建省 沿海及广西壮族自治区城市带开展了城市洪水过程的分析与模拟 、投资环境分析评价、土地增值动态监控等专题研究。从1995年 开始，实验室展开海岸带城市信息系统的研究工作，以上海、厦 门、山东等为典型，把遥感、地理信息系统技术和区域分析方法 相结合研究海岸带城市化问

7、题。 作为信息网络中的重要组成部分，地理信息 系统不能仅仅停留在具有存储、查询、检索等功 能的空间信息载体阶段上；更重要的是如何充分 发挥它模拟、评估和科学预测的功能，使之成为 提高现代化城市管理、规划和决策水平的有效手 段。这也是实验室在城市地理信息系统第三阶段 的研究目标。即从基础性研究和一般工程应用向 深层、高级、综合应用转变，使城市地理信息系 统成为城市调控人流、物流、能流和信息流，提 高土地和资产增值能力，改善投资环境，实现由 粗放型生产向集约化经济转变的智能工具，成为 城市和地区社会经济可持续发展战略的新兴信息 产业。 在这一阶段，到目前为止实验室开展了城市地理信息系统标 准化体系

8、建设、城市空间动力学过程、城市增长与土地增值分析 、城市内部结构与空间格局演变模拟、城市投资环境评价、城市 交通规划与管理、海岸带城市环境污染评价与调控方法等多方面 研究；受联合国亚太经社理事会（UNDP/ESCAP）的委托，对 沈阳市、大连市和上海市等城市环境提出调研评估报告；对广西 壮族自治区城镇体系规划进行了技术指导；与香港中文大学合作 建立了地球信息科学联合实验室，合作组织了香港城市信息系统 的卫星遥感更新，出版了香港揽胜影像地图集，包括 120000比例尺的影像地图；获得国际金融基金会支持，与广州 市城市信息研究所组建了联合研究室，优势互补，长期稳定合作 ，促进和保障城市地理信息系统

9、研究与示范的持续发展；配合中 巴资源卫星一号的发射成功和应用实验，承担了黄河与珠江三角 洲城镇体系与城市人口估算的实验项目。实验室在这些项目研究 过程中积累的丰富的实践经验和应用案例，使城市地理信息系统 研究和应用迈上了一个新台阶，推动了城市地理信息系统的发展 。 我国城市化问题与城市信息系统 的紧迫任务 城市化是人-地关系的焦点，是社会经济发展中地区 性的内外循环相互作用流场中的涡漩。人类社会、经济和 科学技术的进步，促进了工业化和城市化。高度城市化的 结果，使城市中人流、物流、能流和信息流在内循环中高 速运行和高度磨擦，正面表现为经济财富的迅速增值能力 ，高科技力量和人类智慧知识的高度集中

10、，以及物质的高 消费和生活的高水准；而负面效应则是城市臃肿和膨胀， 贪婪地噬食良田，形成“水泥森林”，造成严重缺水、环境 污染、热岛效应增强、传染病易于蔓延，居民的健康水准 下降，自然灾害损失上升，从而又成为影响城市和地区持 续发展的制约因素。人类为城市的经济发展付出巨大的环 境代价。每个城市不得不考虑它的可持续发展前景，选择 它的最佳方案的规模，优化它的功能区划。 人类居住的家园地球只 有一个，环境保护和资源节约将 是全球性的共同事业，是新世纪 的人道主义，是一项需求迫切的 复杂系统工程，焦点则在于城市 化。 一、 城市化的激流 二、 城市可持续发展能力建设 三、 城市环境保护 四、 地理区

11、位与投资环境 五、 城市地理信息系统 六、 小结一、 城市化的激流 我国的城市化，正在以其他国家空前罕见的速度在 进行。这是工业化、现代化和经济高速增长无法遏制的 必然。跨越20世纪，我国人口将由12亿增长到16亿，城 市人口所占比例将由目前的19.7，增长到29(2010年) 乃至47(2050年)，来势非常迅猛。同时，发展中国家 的城市化，并不完全是由于经济增长的驱动，往往是由 于农村人口增加、耕地减少，农业发展空间有限，剩余 劳动力流向城镇的被动局面产生的。或者说，城市化并 非完全是繁荣的景象，同时潜伏着贫穷的阴影，由此导 致人居质量偏低、环境污染严重和基础设施不足等一系 列城市环境与生

12、态问题。 1城市化进程 世界超过百万人口的城市，从1950年至1995 年，发达国家由49个增加到112个，而发展中国家 由34个剧增到213个。千万以上人口的大城市， 1995年为14个，现已超过20个，预计2015年将达27 个。 我国近代设市的建制源于清代。建国前夕共 设市67个。建国初按新中国标准共有城市136个， 19501957年新设市5个，19581965年间减少8个 ，19661976年间增加17个，19771985年间新设 市135个，1986年以后增设市33个。改革开放对加 速我国城市化进程创造了空前的机遇。 (1)19791993年间，国民生产总值(GNP)年均 增长率高

13、达9.3。以1978、1993年为例对比，第 一、二、三产业所占比重发生了巨大的变化。第 一产业由28.4下降至21.2，第二产业由48.6 上升为51.8，第三产业由23上升到27。经济 的迅速发展和非农业产业比重的提高，强有力地 推动了城市化进程。 (2)19851993年，随着乡镇企业的兴起，乡 镇企业在全国工业总产值中的比重由18.8上升至 44.5；从业人数由6979万增到12345万人，年均 递增7.4，从而促进了小城镇的繁荣和众多新城 市的诞生。加以由乡村流向城市从事第二、三产 业的民工潮，城市流动人口每年不下60007000 万人。大中城市人口急剧膨胀。 (3)1990年以来，

14、沿海、沿江、沿边城市相继 批准对外开放，1993年全国直接对外开放的市、 县已达1258个。1993年进出口贸易总额增至1957亿 美元，19791993年累计实际利用外资1379亿美元 。“三资”企业和出口加工等外向型经济大力加速 了城市化的进程。 (4)城市建设引入市场运行机制，尤其是城市 土地使用权的转让和房地产业的经营，促进了城 市建设自我发展、自我积累的能力。1993年在全 社会城镇和工矿区的基本建设投资中，自筹资金 占48.1，国内贷款等占38.9，外资占8.2，国 家财政投资只占4.8。浙南龙港就是农民集资建 成的农民城。 “七五”末期，我国城市约450个，城市人口约 3.2亿，

15、面积约4.5104km2，中央对城市发展的基 础性投资为390亿元；而“八五”末期，城市已增至 640个，城市人口约5.1亿，面积约6104km2，基 础性投资达480亿元。 中国现有建制镇1.7万个，比1995年同期增加 了783个，中小城镇所占的比例大幅度上升。 全国城市化水平为22.74，辽宁省达43.73 。青海、宁夏、内蒙古、山西等西部地区城市化 步伐加快。特大城市中非农业人口增长率为2.32 ，而小城镇则达4.19。 国家按地区经济布局，以中心城市为核心， 制订了全国城市群体联合发展规划。以上海市为 中心的华东城市群，地理区位相近，类型、规模 相似。如长江流域24个城市，沿江或沿公路、铁 路呈带状分布。目前全国已有5个超大型城市群， 即沪宁杭、京津唐、珠江三角洲、四川盆地和辽 宁中部；还有8个城镇密集区，它们是中原、湘中 、关中、福(建)、厦(门)、哈(尔滨)大(庆)齐(齐哈尔 )、武汉、山东斗岛以及台湾西海岸等城镇密集带 。 其他次一级的城镇体系，如欧亚大陆桥、浙 赣铁路、京九铁路沿线，以及福州、北部湾为中 心的经济协作区，也在逐步形成。 2城市群(链)及其相互作用 城市化促进城市群的发展，成为某一级区域经济发展的龙头 。人们充分利用它在地理区位中的定位，最大限度地扩大它的辐 射范围，乃至超越流域分