基于遙感的江蘇省區域建設用海集約利用現狀評價

王玉潔 湯茹男 蔡雯沁 張慧銘 潘鑠宇 張東

摘要：區域建設用海是海域使用的一種重要方式。文章以土地與海域集約利用評價為參照，從“投入—產出”的角度出發構建了區域建設用海集約利用評價指標體系，利用遙感解譯方法從2017年高分影像中提取并計算了江蘇省12個區域建設用海的主要評價指標值，應用TOPSIS模型評價了江蘇省沿海已建項目的集約用海現狀。研究表明：①江蘇省區域建設用海開發利用程度較低，532%的土地處于未利用狀態，農漁業為面積占比最小的用地類型，江蘇省對第二、第三產業的發展更為重視。②已有的開發活動中，人工設施面積較小，建筑與道路等面積占比遠小于生態面積，區域生態健康狀況良好。③根據指標計算，江蘇省區域建設用海集約利用評價得分集中在04～06，集約利用程度整體較低，不同項目集約化利用程度差異較小，主要原因在于項目投資強度兩極分化，道路等基礎設施不夠完善等。④從不同用海類型來看，交通運輸用海集約利用程度最高，其用海結構布局最適宜，效率最高。文章所建指標具有指向性，應用TOPSIS模型進行無須賦予權重，因此更能客觀真實地反映江蘇省區域建設用海的集約利用情況。

關鍵詞：遙感;區域建設用海;集約利用;指標權重;TOPSIS模型;江蘇省

中圖分類號：P7文獻標志碼：A文章編號：1005-9857（2019）11-0015-08

Evaluation on the Intensive Utilization of Reclamation Areas in Jiangsu Province Based on Remote Sensing

WANG Yujie1，TANG Runan1，CAI Wenqin1，ZHANG Huiming1，PAN Shuoyu2，ZHANG Dong1，3

（1Department of Marine Science and Engineering，Nanjing Normal University，Nanjing 210023，China;2Department of Geography，Nanjing Normal University，Nanjing 210023，China;3Jiangsu Center for Collaborative Innovation in Geographical Information Resource Development and Application，Nanjing 210023，China）

Abstract：Sea use for regional construction is an important way of using the sea area.Based on the evaluation of intensive use of land and sea area，an evaluation index system of intensive use of sea for regional construction was established from the perspective of inputoutput.The main evaluation index values of 12 regional construction seas in Jiangsu province were extracted and calculated from highscore images in 2017 by remote sensing interpretation method.The TOPSIS model was used to evaluate the current situation of intensive use of sea for coastal construction projects in Jiangsu province.The results showed that： （1） The degree of exploitation and utilization of the sea for regional construction in Jiangsu province was low，53.2% of the land was unused，and the agriculture and fishery were the smallest type of land use.Jiangsu province had paid more attention to the development of secondary and tertiary industries.（2） In the existing development，the area of artificial facilities was small，the proportion of buildings and roads was much smaller than the ecological area，and the regional ecological health was in good condition.（3） According to the calculation of the indicators，the evaluation scores of the intensive utilization of the sea for regional construction in Jiangsu province were concentrated at 0.4～0.6，the overall degree of intensive utilization was low，and the degree of intensive utilization of different projects differed little，mainly because of the polarization of the investment intensity of the project and the imperfection of infrastructure such as roads.（4） According to different types of sea use，the intensive use of sea for transportation is the highest，and the layout of sea structure was the most appropriate and the efficiency was the highest.The indicators built in this paper were directional，and the TOPSIS model does not need to be weighted，so it can reflect the intensive utilization of the sea for regional construction in Jiangsu more objectively and truly.

Key words：Remote sensing，Sea area utilized for regional construction，Intensive utilization，Index weight，TOPSIS model，Jiangsu province

我國東部沿海城市承載著人口自然增長與遷入的巨大壓力，不斷涌入的人口致使沿海城市有限的土地資源日益緊張。隨著21世紀“海洋世紀”的到來，通過圍填海增加土地，對區域建設用海進行總體布局和規劃，發展臨海工業、港口開發、濱海旅游、濱海城鎮建設等，成為緩解人地矛盾、科學利用海域資源的重要舉措[1]。然而，后期跟蹤調查發現，閑置浪費及粗放利用現象屢見不鮮，大面積的圍填海對海岸帶環境和生態造成長期和難以估量的負面影響[2]。因此，海域的集約利用研究逐漸受到重視，為研究海域資源的集約節約利用狀況，王晗等[3]、柯麗娜等[4]、許多學者參考土地集約利用相關理論，提出海域集約利用的概念及內涵;胡彪等[5]初步建立了海域集約利用與環境協調發展評價指標體系，在全國沿海11個省、市、自治區得到較好的應用;胡聰等[6]通過定性與定量相結合的方法建立集約用海對海洋資源影響評價指標體系，對曹妃甸集約用海影響進行了評價。

然而在應用這些指標體系對區域建設用海進行評價的過程中，遇到3個主要問題。一是海域集約利用與區域建設用海集約利用既有聯系又有區別，指標不能直接參照;二是指標值不易獲取;三是指標權重的確定大多根據專家經驗進行打分，主觀性較強。為尋求一種方便易行的方式來科學客觀地評價江蘇區域建設用海集約利用情況，本研究綜合江蘇省區域建設用海大量圍填以增加土地資源的特征，選取圍填率、確權用海實際使用率等衡量其圍填效率的指標，嘗試建立適合江蘇海域開發特色的區域建設用海集約利用評價指標體系，然后主要基于遙感圖像解譯獲取指標值，并利用TOPSIS模型對區域建設用海的集約利用狀況進行計算和客觀評價，以期提出合理建議，為江蘇省推動海洋產業的集聚發展、綠色發展和循環發展，有效管理海域及岸線資源提供參考。

1研究區概況與數據來源

選擇江蘇省沿海12個區域建設項目用海為研究區，位于31°46′N—34°51′N，119°11′E—121°55′E，區域建設用海項目基本情況如表1所示。江蘇海岸類型除基巖海岸（4%）和砂質海岸（3%）外，93%為粉砂淤泥質海岸[7]，屬于濱海海積平原地區，近海有輻射沙脊群庇護，為填海造陸提供了良好的先決條件。江蘇省建設項目用海有4種類型：工業用海、造地工程用海、交通運輸用海與漁業用海。其中用于第二、第三產業的土地類型較多，僅有3項區域建設用海項目用于漁業活動，造地工程用海項目著重城鎮建設，交通運輸用海基本用來進行港口的建設。

本次研究選取的遙感影像為覆蓋12個區域建設用海規劃項目所在區域的資源三號、高分一號和高分二號衛星影像，成像時間為2017年4—6月。另外收集區域建設用海的項目固定資產總投資、確權面積與規劃面積等數據，用于評估項目建設狀況。

2研究方法

21區域建設用海集約利用評價指標體系構建

目前對土地集約利用的普遍認識是指在單位面積的土地上投入勞動力資源、以最小的成本獲取最大的經濟利益的經營方式。借鑒土地的集約利用的概念，綜合考慮海域的特點，提出海域集約利用的內涵：在單位面積海域內，投入一定的勞動力與資本，優化海域利用的布局，調整海域利用的結構，提高該片海域的“性價比”，以最小的成本獲取最大的產出效益的利用方式[6]。在此基礎上，進一步參考土地的集約利用與經濟學理論基礎，從“投入—產出”的角度出發構建區域建設用海集約利用的評價指標體系框架，建立投入層、結構層與效率層3個準則層，向下進一步確立指標層，力求全面客觀評價圍填海區域的集約利用情況。評價指標的選取參考《建設項目用海面積控制指標（試行）》[8]，并綜合了柯麗娜等學者的研究成果[4-6]。基于海域開發利用的獨特性與遙感圖像數據的特點，遵循指標選取的科學性及可操作性等原則，總共選取以下10個指標（表2）。

22評價指標值計算

區域建設用海集約利用評價指標主要通過遙感圖像解譯后計算得到。在遙感圖像分類前，先確定研究區內土地利用類型，分為建筑、植被、道路、水域、養殖用海和裸地6種不同用地類型，其中裸地、部分水域和植被統一化分為未利用地。鑒于不同遙感影像的特點分別運用ENVI、ArcGIS進行圖像處理：地物破碎化嚴重的影像使用ENVI進行監督分類;受天氣等因素影響較大而不易監督分類的則通過ArcGIS進行人工數字化分類。在監督分類時選取部分樣本，保證樣本可分離度在18以上選擇最大似然法執行監督分類。最后，對分類結果進行后處理，結合手動修改，以改正明顯錯誤的分類。遙感影像處理結果如圖1所示。

遙感圖像解譯完成后，由于解譯過程中每一類的圖像都是由許多小部分構成的，因此需要將這些小部分按照土地利用類型分別合成為同一部分，然后利用ENVI或ArcGIS得到面積數據，根據表2的指標計算方法得到指標值。

23集約利用現狀評價方法

采用TOPSIS模型進行區域建設用海集約利用現狀評價，步驟如下[9-11]。

（1）首先將集約利用指標值進行歸一化，把指標分為正向指標與負向指標分別進行處理。集約化指以最小的成本獲取最大的產出效益。因此，表2的指標層中，C1為負向指標，C2～C10為正向指標。

3結果分析

31海域利用現狀分析

將遙感解譯得到的圖像進行面積統計（圖2），江蘇省區域建設用海仍存在532%的未利用地，約有一半的海域進行圍填后尚未開發利用。將已利用的土地類型面積按項目類型進行統計（圖3），面積最大的土地利用類型為植被，除交通運輸用海外，工業用海、漁業用海和造地工程用海皆有600 hm2以上的植被面積。由于海門市、通州區、連云區與贛榆區的填海造地工程均是用于城鎮建設，植被規劃建設較好，因此造地工程用海擁有最多的植被面積。占地面積居于其次的是水域，本次研究區域中有4處交通運輸用海的區域建設用海項目均用于港口建設，港口包含一定面積的水域以供船舶進出，因此交通運輸用海水域面積最大，其中呂四港區的水域面積高達1 1014 hm2。江蘇省區域建設用海的基礎設施完備程度較低，建筑設施較少且道路網稀疏，進駐企業較少，因此建筑面積和道路面積在整個區域建設用海中的面積占比不大。因為第三產業發展迅速，逐漸替代第一產業占據主導地位，并且區域建設用海尚未完全開發利用，所以農漁業土地類型占比最低，目前僅有8996 hm2的區域建設用海用于漁業養殖。

綜合來看，江蘇省區域建設用海開發利用緩慢，未利用地較多;植被、水域等生態面積占比遠大于建筑與道路等人工設施面積的總和;農漁業占地面積最少。相對而言，區域用海更重視第二、第三產業的發展。

32項目資源利用情況分析

表3列出了12個區域建設用海的各指標層的指標計算結果。將結構層B2和效率層B3的各指標求平均值，對比如圖4所示。

根據投入層的統計結果，江蘇省區域建設用海投資情況兩極分化現象明顯，投資最少的用海項目幾乎為零投資，而投資最多的如東洋口漁港經濟區用海項目高達1 40895萬 hm2。整體來看，結構層指標值遠低于效率層指標值，第一產業用地占比的指標值最低，12個區域建設用海項目中第一產業用地占比最高不超過30%，僅如東縣、條子泥等區域存在大面積漁業養殖作業;結構層中第二、第三產業用地占比指標值相較高，江蘇省大部分區域建設用海項目都有第二、第三產業作業區域，如東洋口漁港經濟區第二、第三產業用地占比高達667%，此外，啟東市呂四漁港經濟區區域建設用海與連云港市海濱新區用海也利用大面積海域分別用來進行港口與城鎮建設。從用地面積占比來分析，江蘇省區域建設用海的 “一、二、三”次產業結構順序正在向“三、二、一”次產業結構順序演變。

幾乎所有項目都充分利用了岸線資源，但是不同的用海項目對岸線的利用率差距較大，啟東市濱海工業集中區綜合配套服務功能區用海的岸線利用情況最好，新形成岸線約是原岸線的6倍。用海項目的圍填率與確權用海實際使用率接近100%，說明項目在獲批后及時進行圍填，在2017年圍填工作已基本完成，并且落戶項目實際用海面積基本符合確權面積。

33集約利用情況分析

331整體分析

根據已建立的評價指標體系，采用TOPSIS模型對數據較完整的研究區域進行計算分析，分別得到其投入層、結構層與效率層分數與集約利用得分表4所示。

從整體得分來看，江蘇省區域建設用海集約利用程度總體較低，大部分項目位于均分052左右，不同項目集約化利用程度差異并不明顯。其中，集約利用得分高于06的有2個項目，為呂四港物流中心用海與贛榆縣濱海新城區域建設用海。但江蘇省區域建設用海集約利用最高得分和最低得分之間相差接近04，說明江蘇省圍填海建設情況分化較大，區域之間發展不同步。

集約化概念的普通意義即“花最少的錢，得到最高的效益”，江蘇省圍填海項目的單位面積用海資產投入資金過多或過少，得到的效果并不理想。從結構層來看，該準則層得分在3類準則層中普遍最低，說明項目用海在內部的基礎設施建設、工程建筑面積以及生態空間建設完整度等方面存在滯后的情況，用海區域的產業結構發展規劃也不甚合理。用海效率層平均得分僅為046，說明江蘇省區域建設用海的海域圍填面積、有效利用面積較小，部分用海項目岸線資源沒有得到有效利用。

332不同用海項目類型差異分析

將相同項目類型的區域建設用海歸為一體進行計算分析（圖5），交通運輸用海集約利用程度最高，工業與漁業用海次之，造地工程用海類型集約利用程度最低。不同項目類型集約利用程度的差距主要體現在資本投入方面，養殖海域資金技術投入較少，而工業用海需要較多的資金進行各種基礎設施的建設，因此投資強度相對較大，但取得的效益并不是很好，這主要是由于開發利用水平低，許多項目進展緩慢，基礎設施不夠完備，有的區域建設用海圍填以來尚未有企業入駐，用海結構布局情況不理想。除了資本投入因素之外，不同項目類型的用海效率也是影響集約利用海域的重要因素之一。交通運輸用海和工業用海在海域建設利用方面效率較高，養殖用海使用效率較低，主要是因為其用地的圍填效率低下，或者岸線資源未得到有效合理的利用。綜合來看，交通運輸用海類型的區域建設用海集約利用情況最好，但依然存在提升進步空間。

333典型項目間差異分析

集約利用整體得分最高的區域建設用海為呂四港物流中心用海，該區域建設用海資產投入強度為41859萬hm2，接近平均水平，投資比較合理;基礎設施較完備，雨污水管道、給水、燃氣、電力等配套管線已到位，已形成207 km的道路，由于綠化、水系等基礎設施正在建設，因此其結構層得分較低;已形成實際圍填海面積占批復規劃用海面積的9403%，圍填效率高且充分利用岸線資源，新形成岸線約是占用岸線的315倍，效率層得分高達075。綜合來看，呂四港物流中心區域建設用海雖然用海結構布局有待改善，但其投資強度適宜圍填效率較高且充分利用岸線資源，因此集約利用情況相對較好。

而集約利用得分較低的區域建設用海主要存在以下幾個方面：①從投資強度來看，區域建設用海項目總投資過多或過少，投資強度需要進行一定程度調整;②基礎設施不完備，建筑設施稀疏，進駐企業較少甚至出現大面積空置情況，造成用海結構布局不合理;③圍填率較低，經批復后依然大量區域未進行圍填，或者該區域建設用海未充分利用岸線資源，導致效率層得分低。

4結論與建議

從“投入—產出”的角度出發建立區域建設用海集約利用的評價指標體系，利用TOPSIS模型對江蘇省區域建設用海集約利用情況進行分析評價，得到以下結論。

（1）從用地類型來看：江蘇省區域建設用海開發利用進度較慢，大量圍填海域仍處于閑置狀態;植被、水域等生態面積占比高，生態情況良好;農漁業占地面積最少，江蘇省第二、第三產業占地面積較大，第二、第三產業的發展得到充分重視。

（2）從集約利用情況來看：江蘇省區域建設用海集約利用整體得分集中在04～06，平均得分052，集約利用程度較低，主要原因在于項目總投入過多或過少，不同項目投資強度差距較大;基礎設施尚待完善，結構布局有待調整和優化。

從江蘇省區域建設用海集約利用現狀出發，提出以下兩點建議。

（1）由于區域建設用海圍填后開發利用率低，土地閑置情況嚴重，因此應嚴格審批圍填海項目，對于已審批的圍填海項目利用遙感等手段進行實時監測，加快企業項目等在區域建設用海上的落戶進度，集約利用區域建設用海土地資源與岸線資源。

（2）為增加項目落戶，建議區域建設用海盡早完成基礎設施的建設。修建主干道路及道路分支，雨污水管道、給水、電力、通信配套管線等早日到位，以滿足落戶項目的基礎需求;另外，合理安排區域建設用海用地結構，合理增加建筑設施密集度，增加生態用海面積。

參考文獻

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