建成区用地强度与利用效率耦合测度
——以长三角城市群为例
研究背景
城市化是最重要的人类活动之一，是一个复杂的过程，在这个过程中，农村人口迁移到城市并聚集在城市中，土地覆盖转变为人类主导的景观，人类的生活方式从乡土转变为现代。自2000年以来，15.7亿人从农村迁移到城市，到2020年占全球人口的20.2%。换句话说，21世纪城市人口增长了56.4%。与此同时，全球不透水面面积增加了150%。
土地城镇化增速是人口城镇化增速的2.9倍。城市土地扩张速度快于城市人口扩张速度。无限制的建设用地扩张意味着低效的土地利用，并导致随之而来的环境退化、粮食安全和气候变化等挑战。因此，评估建设用地是否效率低下，然后部署适当的缓解策略是很重要的。中国似乎经历了严重的城市土地过度扩张。2000年以来，城镇人口增加38万(76%)，城镇建成区面积增长近300%。低效建设用地承载着人口稀少、社会经济活动被动，没有充分发挥人口和经济的集聚效应。
本研究试图利用多源空间数据测量建设用地密集度(BUI)和土地利用效率(LUE)，并测量两者之间的不匹配，以克服行政边界的限制，在多尺度上识别低效建设用地。本研究以2020年长三角城市群为例，提出了一种估算城市群经济价值与城市价值耦合的方法。
主要内容
不合理的建设用地扩张削弱了城市的可持续性，导致环境恶化、粮食安全和气候变化。本文以长三角城市群为例，从多个尺度上揭示了建设用地强度与利用效率的不匹配。
具体而言，该研究使用水平布局和垂直高度数据来测量建筑用地强度(BUI)。土地利用效率(LUE)是通过融合多源空间数据来计算的，包括夜间光照(NTL)、地表温度(LST)、人口密度(PD)、国内生产总值(GDP)和兴趣点(POI)。
城市建设用地指数(BUI)与土地利用效率(LUE)之间的耦合指数(CI)决定了建设用地资源的错配。该研究有助于限制非理性的城市扩张，部署合理的城市扩张计划，培育可持续发展的城市和社区。
数据来源
建设用地数据来源于武汉大学学者利用Landsat图像开发的中国土地覆盖数据集(CLCD) 。本研究选择不透水地表作为建成区，基于Google Earth Engine (GEE)对其进行selfMask处理。
利用Sentinel-1 SAR图像开发的中国建筑高度数据集(BHDC)，提取了2017年中国建筑高度数据，分辨率为1公里。
重要图表
重要结论
本研究提出了一种基于多源空间数据的建设用地效率评价和低效用地识别方法。目标是识别和缓解建设用地投入强度与利用效率之间的不匹配，促进城市可持续发展。以长三角城市群为例，计算并评价了该城市群的BUI、LUE和CI。
在长三角地区，BUI和LUE总体上耦合良好，但空间异质性明显。
超载建设用地主要分布在长三角中部和南部，低效建设用地集中在长三角西部。城市功能过度集聚或山地地形可能是建设用地超载的罪魁祸首，需要根据需要扩大建设用地以疏散城市功能。
建设用地效率低下的城市往往面临建设用地持续扩张、人口外流和经济下行的不协调。对于这些城市来说，与持续扩张相比，重新开发现有的建筑用地是一个更好的选择。
低效建设用地不仅是土地资源的浪费，也加剧了生态空间侵占、城市热岛、环境污染等问题。这些问题威胁着城市地区和地球的可持续性。
建设用地效率估算是解决土地利用低效问题的前提。然而，并非所有低效建设用地都是土地资源的浪费。因此，政府应密切关注BUI和LUE之间的不匹配，优先考虑超载和低效的区域，并部署解决方案，实现均衡合理的城市土地利用。
小编说
该研究的题目为“Measuring the coupling of built-up land intensity and use efficiency: An example of the Yangtze River Delta urban agglomeration”，于2022发表于《Sustainable Cities and Society 》期刊，中科院：工程技术1区-TOP，IF=11.7。
引用：
Linlin Ruan, Tingting He, Wu Xiao, Wenqi Chen, Debin Lu, Shuchang Liu, Measuring the coupling of built-up land intensity and use efficiency: An example of the Yangtze River Delta urban agglomeration, Sustainable Cities and Society, Volume 87, 2022, 104224.
转自：“生态遥感前沿”微信公众号
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