ArcGIS上机实习报告

中国各省市区城市空间

发展情况及背景分析

【摘要】本实习通过ArcGIS中ArcMAP工具的运用，对中国各省市区的建筑面积、容积率等指标进行了大小对比和增长速度趋势的比较。报告具体阐述了分析图制作方法，同时对所得结果进行了比较描述分析，在了解各地区经济社会等背景后，对结果产生原因有了相对透彻的理解，从而对城市规划中ArcGIS的运用有了更深入的了解。

【关键词】ArcGIS，栅格，矢量，区域协调，产业优化，生态保护。

                                 目录

1基于ArcGIS的城市空间发展分析图制作... 3

1.1建立矢量图层... 3

1.2编辑矢量图层... 3

1.3编辑EXCEL文件并建立DBF文件... 3

1.3.1 EXCEL文件中数据的计算和整合... 3

1.3.2 DBF文件的生成... 4

1.4数据连接... 4

1.4.1增加新的属性栏... 4

1.4.2矢量图层与DBF表格的连接... 4

1.5不同年份面积对比图的制作... 4

1.5.1面积对比图的制作... 4

1.5.2图片的处理... 5

1.5.3图片的导出... 6

1.6增长速度示意图的制作... 6

1.6.1增长速度对比图的制作... 6

1.6.2图片的导出... 6

2基于ArcGIS的城市空间发展图结论分析... 7

2.1 建成区面积及增长速度... 7

2.2 住宅建筑面积及增长速度... 7

2.3 建筑面积及增长速度... 7

2.4 住宅建筑容积率及增长速度... 7

2.5 建筑容积率及增长速度... 8

3基于ArcGIS分析结果的背景分析... 8

3.1社会背景... 8

3.1.1 “四大板块”区域的划分... 8

3.1.2  开发时序有关问题... 8

3.2经济背景... 9

3.3政策背景... 10

3.3.1区域战略发展... 10

3.3.2九五规划与十五规划的政策支持... 10

3.4自然生态背景... 10

4基于城市背景以及现状分析图的结论... 11

5参考文献... 13

1基于ArcGIS的城市空间发展分析图制作

1.1建立矢量图层

首先在ARCGATALOG中建立新文件，建立个人数据库Personal  Geodatabase，然后在Personal  Geodatabase下继续建立数据集Feature Dataset， 数据集下新建要素类 Feature Class，命名为xiaodan.作为矢量图用来导入Arcmap中。

1.2编辑矢量图层

在Arcmap中打开矢量文件xiaodan，并打开栅格图zgdt.Jpg为底图。利用画图工具描出边界，在画到相邻的边界的时候，可以用下图中右下角按钮来跟踪，使得公共边界可以贴合完好。

所有省份描好后，对矢量图xiaodan的编辑也就完成，这时选中矢量图上任意一个省份，可以看到相对应的颜色拼块。如下图所示

1.3编辑EXCEL文件并建立DBF文件

1.3.1 EXCEL文件中数据的计算和整合

在EXCEL中打开“全国各省城市用地数据.xls”文件，通过对建筑容积率(房屋建筑面积/建成区面积)和住宅建筑容积率(住宅建筑面积/建成区面积)进行计算，将征用土地面积和城市人口密度两栏替换掉；然后将三年的数据通过复制粘贴到一张表格中。计算出2000到20##年上述五项指标的平均增长速度。至此，表格中数据的整合计算就完成。

1.3.2 DBF文件的生成

新增加一栏ID，对所有的省份和直辖市进行编号，方便后面跟矢量图层的链接；开始没计算增长速度形成的表格为“连接好的全国各省城市用地数据”，将最终用以连接的表格命名为“合并后的表格”。选中数据后，点击菜单命令：插入——名称——定义，在弹出的对话框中输入DATABASE，然后将数据另存为DBF格式。

1.4数据连接

1.4.1增加新的属性栏

    在矢量图xiaodan上单击右键，选择Open Attribate Table，在弹出的对话框中选择Options，在保证Editor为Stop Editoring的情况下，点击Add fields.由于前面专门增加了一行ID作为相对应的链接属性，所以增加的Field为ID，属性定为FLOAT。打开属性，点击Start Editoring，对矢量图层xiaodan的属性ID进行输入，完成后可以看到新增一栏属性为ID。

1.4.2矢量图层与DBF表格的连接

在矢量图层xiaodan上单击右键，选择Join操作。在弹出的对话框中输入相应的链接字段（ID）以及文件后，点击OK。点击Open Attribute Table，打开图形的属性表，看到了后面新增加的DBF表格中的数据，表明数据链接成功。

1.5不同年份面积对比图的制作

1.5.1面积对比图的制作

在矢量图层xiaodan上单击右键，选择最下面的Properties，弹出对话框如下所示。

选择Symbology下的Charts，在这里为了清晰表示面积的对比，选择了Bar/Column一栏，也就是柱状图来表示不同年份的面积。在Field Selection中选择要进行对比的属性栏，然后通过点击>加载到后面的Symbol Field窗口中。（比如，当做住宅建筑面积对比分析图时，分别选择“可连接表格_01住宅建筑面积”，“可连接表格_03住宅建筑面积”，“可连接表格_05住宅建筑面积”）加载到 Symbol Field窗口后，可以在Color Scheme中修改颜色，点击确定，就完成了表格的制作。

1.5.2图片的处理

点击上图中的Size，可以在弹出的对话框中修改生成的柱状图相对于底图的比例大小。如下图。底图的颜色处理可以点击上图中Symbology下的categories，选中某个value field后，添加add all values，然后修改所要的颜色，就可以完成修改。

1.5.3图片的导出

①将窗口从data view转成layout view，通过insert—legend可以设置图例的格式并添加到输出层中。

②在虚线框中可以设置图片名字并可移动它的位置

③点击File----export map，弹出的对话框中设置输出图片格式为JEPG，并可修改其分辨率。选择图片输出路径和文件名后，保存，图片成功导出。

1.6增长速度示意图的制作

1.6.1增长速度对比图的制作

在矢量图层xiaodan上单击右键，选择最下面的Properties，弹出对话框如下所示。

选择Symbology下的Quantities，这里用不同的颜色来代表不同增长速度，因此选择了Graduated colors，在Value中选择要制作分析图的属性，点击右边Classify，设置为5，系统自动断点。确定后，可以修改Color Ramp中的颜色，然后点击上图中确定，图片自动生成。

1.6.2图片的导出

⑴将窗口从data view转成layout view，通过insert—legend可以设置图例的格式并添加到输出层中。

⑵在虚线框中可以设置图片名字并可移动它的位置

⑶点击File----export map，弹出的对话框中设置输出图片格式为JEPG，并可修改其分辨率。选择图片输出路径和文件名后，保存，图片成功导出。

按照上述方式分别制作十张分析图，完成后在photoshop中处理形成成图。

2基于ArcGIS的城市空间发展图结论分析

2.1 建成区面积及增长速度

在建成区的面积上，可以看出三年之间相比，建成区的变化不是特别大。相应的，在华北地区可以看到增长的梯度是相对很明显的，而华中则基本保持不变，东北地区甚至在中间的时间会有所回落，华南地区的增长是最为显著的，西南地区如西藏等西北等会保持缓慢的增长或者不增长。

在建成区的面积大小的对比上，总体趋势是东部沿海地区向中部以及西部逐渐递减，所以说东部沿海的开发密度还是很高的，开发时序是东部—中部—西部。

2.2 住宅建筑面积及增长速度

住宅建筑面积上，三年之间的变化来说，总体增长速度变慢，华南、华北地区的增长幅度都很大，华中地区增长相对比较平缓，西北地区也有缓慢的增长，西南地区基本保持不变。

在大小的对比上，总体趋势住宅建筑面积是高度集中在华北和华南的，也就是东部沿海地区。而且这个向东部沿海集聚的趋势日益明显，与其它地方的住宅面积差距逐渐增大。说明住宅用地的增长也是很快的，也同时说明人口对沿海地区的转移加快。

2.3 建筑面积及增长速度

建筑面积上，三年之间的变化来说，总体增长速度比较平缓，并逐渐平缓。华北华南地区在大幅增长后趋向饱和。东北地区和华中地区以比较稳定的态势增长，西南地区基本保持原状，西北地区较稳定的逐渐增加。

在大小的对比上，华东华南地区比较集中，华中地区跟东北地区建筑面积也比较大，说明对它们的开发逐渐加强。西北地区面积的逐渐增大也表明了对其开发强度的加强，而西南地区还是表明了其保护为主的模式。

2.4 住宅建筑容积率及增长速度

住宅建筑容积率上，可以看到华东、东北和华南的部分地区在增长到一定程度后停止甚至出现了下降的趋势，华中地区容积率上升的比较稳定，西南西北地区还是增长比较迅速的，说明住宅用地集约利用的趋势加强。相对来说，全国各地的住宅容积率在趋向同一，也就是人们的生活质量在缩小两极分化，逐渐共同富裕。

2.5 建筑容积率及增长速度

建筑容积率上，东北地区小幅增长后保持恒定，华南部分地区高速增长，华南中另一部分和华北地区出现下降趋势，说明建筑过于密集，绿化生态可持续发展等问题纳入考虑范围。华中地区西北地区西南地区还是比较稳定的增加。总体来说，从东部沿海到中部的建筑容积率正在趋向同一。

3基于ArcGIS分析结果的背景分析

3.1社会背景

3.1.1 “四大板块”区域的划分

    我国在刚成立的时候是划分为沿海与内地两大经济地带的。1958年，中央为了加强协作区，将全国划分为东北、华北、华中、华南、西南、西北七个协作区。后来，又历经了六大经济协作区以及“七五”时期的三大经济带。1996年，全国形成了七个跨省区市经济区域：长江三角洲及沿江地区、环渤海地区、东南沿海地区、西南和华南部分省区、东北地区、中部5省地区、西北地区。99年以来，我国又先后提出西部大开发战略。振兴东北等老工业基地战略、中部崛起战略，形成了东、中、西、东北四大经济板块，即：东部包括北京、天津、上海、河北、山东、江苏、浙江、福建、广东、海南10个省市，中部包括山西、河南、安徽、湖南、湖北、江西6个省区，西部包括四川、重庆、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆、广西、内蒙古12个省区市，东北包括黑龙江、吉林、辽宁3省。在20##年的“十一五”规划中，我国区域发展的“四大板块”被明确完整的表述。

3.1.2  开发时序有关问题

①20##年以后，一些由于区域战略误区所带来的国土空间开发秩序的问题出现了。在我国各省市区的用地开发上，缺少了一个统筹规划。该开发的、不该开发的都在开发，结果带来水土流失、沙漠化等等环境问题。城市化也面临同样的问题：中国有很多城市目前已经严重缺水，但是这些城市中许多仍然在盲目地扩大规模；而开发区更是遍地开花，有没有条件的地方都纷纷设立。我们在发展导向上把缩小区域差距定位于缩小经济差距，于是各个地方都热衷于追求GDP的排名不断靠前，而忽视了开发中应该注意的可持续发展、生态保护等问题。

②区域政策没有针对性， 比如土地供应该增加的地区增加不够该限制的限制不住。环境、资源压力越来越大连长三角、珠三角这些水网密集的地区都出现了缺水问题。政府在制定规划时，很大程度上只考虑了产业分布，忽视考虑了空间、人、资源环境的协调。在这个时期，中国区域战略的转型其实已经是刻不容缓。如果继续按照旧的模式发展下去，一些原本环境很好的地区会变成不适宜人居住的地区。

③功能区概念还未形成。就国家层面而言，区域经济体系是具有多层次性的。就我国而言， 第一个层次是指东部、中部、西部和东北的区域划分；第二个层次是指京津冀鲁沿海综合经济区、沪苏浙沿海综合经济区、粤港澳闽台经济区、黄河上中游经济区、长江上中游经济区、珠江上中游经济区、人口稀疏的远西部经济区等区域划分；第三个层次就是指功能区的规划。前两个层次的区划还有待进一步研究和明确。在20##年到20##年之间，由于前两个层次的区划方案尚待完善，因此第三个层次的区划工作难度是比较大的。这也是后面到“十一五”规划才提出的四类主体功能区概念。

3.2经济背景

上世纪改革开放初期至90年代中期，东部沿海地区因享受优惠的开放政策和接近国际市场的优势，迅速成为国内工业的集聚地。但是，随着全方位开放和区域一体化的加快，工业在规模报酬递增和比较优势的同时作用下，开始出现区位调整地过程，绝大部分产业的集聚度处于上升的状态。从工业的集中度看，到2006 年，2 /3 以上的工业集中在广东、浙江、江苏、山东等少数几个沿海省份；中部的河南、湖南和东北地区的辽宁则是烟草、非金属、有色金色等制造业集聚地区；西部地区除了云南的烟草工业、四川的食品工业之外，都没有进入工业集中度的前三位。从行业分析，产业的地区集聚并不是由比较优势起决定作用，而是由规模报酬递增所主导，并且由于国际和区际贸易成本的下降，中国工业集聚水平继续出现上升的趋势。国家实施区域协调发展战略，建立以城市群为中心的空间开发秩序。全方位、多层次的开放政策和西部、东北、中部等地区开发政策，这无疑降低了国际和区际贸易成本，提高了中西部地区的开放度和市场化水平。

3.3政策背景

3.3.1区域战略发展

改革开放前，我国区域发展战略主要是以生产力平衡布局为指导思想，强调沿海和内地的平衡发展。八十年代，我国生产力布局和区域发展的思想开始转向强调不平衡发展，事实了向优势地区特别是沿海地区倾斜的非均衡发展战略，时序上优先发展沿海地区的区域不平衡发展战略。90年代，提出实施了区域协调发展战略，强调区域发展在时序上的协调性。99年后，先后提出西部大开发，振兴东北等老工业基地，中部崛起等战略，以更好的促进区域协调发展。

3.3.2九五规划与十五规划的政策支持

①中央“九五”计划的第六部分为“促进区域协调发展”，这部分明确提出优先在中西部地区安排资源开发和基础设施建设项目；理顺资源性产品价格，增强中西部地区自我发展的能力，加大中西部地区矿产资源勘探力度；实行规范的中央财政转移支付制度，逐步增加对中西部地区的财政支持；加快中西部地区改革开放的步伐，引导外资更多地投向中西部地区；加大对贫困地区的支持力度，扶持民族地区经济发展；加强东部沿海地区与中西部地区的经济联合与技术合作。不难看出，在“九五”期间，国家对中西部支持力度明显加强，对区域差距问题给予了高度重视。

②“十五”规划中，中央更加明确地强调了地区经济协调发展，在打破行政分割，重塑市场经济条件下的新型经济关系，形成各具特色的区域经济，使西部地区基础设施和生态环境建设有突破性进展，科技、教育有较大发展。同时要求通过区域规划和政策，引导和调动地方的积极性，并率先在生态功能保护区、专业化农产品生产基地、旅游经济区等方面取得突破。

3.4自然生态背景

东部少林地区域的主要问题是林业建设的定位不高、总量不足、效益不佳，林业发展不能满足区域经济社会发展全局的需要。目前发展的基本思路是完善政策，拓展空间，延伸产业，持续发展。西部区域的主要问题是土地荒漠化、沙化和水土流失仍十分严重，人民群众生活困难，生态保护压力巨大，农田防护林老化严重急待更新改造。目前应全面推进防沙治沙，扎实推进退耕还林，并解决好农民的长远生计问题；加强天然林有效保护和科学经营，保护好西部的生物多样性；对“三北”农田防护林全面更新改造。

南方有优越的光热水土条件和经济社会优势，它的主要问题是森林质量效益和整体生态功能不高，林地生产率低，森林结构还不合理，林地湿地保护形势严峻，林业企业低水平建设。应加大生态建设力度，建立和完善区域生态效益补偿机制；发展木竹加工业、林产化工业、森林旅游业等优势产业和生物质产业等新兴产业，壮大林业产业实力。东北地区的主要问题是资源危机、经济脱困尚未根本解决，林区职工的积极性和林地的巨大生产潜力还没有充分发挥出来。应推动天然林保护工程向纵深发展，形成长效机制；认真实施退耕还林、防沙治沙、“三北”防护林、速生丰产林等重点工程，解决东北地区各类生态问题；加快林业产业发展，大力发展特色二、三产业，形成一、二、三产业良性互动的新格局。

4基于城市背景以及现状分析图的结论

4.1东部沿海地区

对于以华南华北为主的东部沿海地区来说，它们一直是国家优先发展的对象，国家鼓励东部率先提高自主创新能力来实现经济结构的优化升级和增长方式转变，率先完善社会主义市场经济体制。良好的交通区位优势和政策层面的大力支持，使得东部沿海吸引了大量的资金、技术和生产要素，成为孕育新产业吸引已有产业的温床。开发力度的强势使得东部无论在建成区的面积还是建筑密度上都有很高的级数。这里优先形成了一批自主知识产权、核心技术和知名品牌，有着很强的产业素质和竞争力。而这里的地理生态环境相对内陆和西部来说相对适宜人的居住，并且有着相对良好的环境绿化质量。居住环境的提高和大量的人才需求以及广泛的市场吸引了大量的人流，使得这里的住宅建筑面积和密度都很高。从2001到20##年的变化趋势来看，对于东部沿海地区我们应该根据它的资源环境承载力、现有的开发密度和发展潜力等因素来定位，现有的开发密度已经很大，因此应该加强生态方面的保护。在农业耕地方面应该继续加强生态环境保护以维护其可持续发展的能力。面对中西部发展相对滞后的情况，东部的产业逐渐向中西部转移以带动整个区域发展。

4.2中部地区

    从分析结果可以看到中部发展状况相对东部是一直滞后的，但是在研究的2001到20##年中处于加速发展的态势。中部六省区位优势相对不如东西部，生态耕地等相对良好，但是无论是经济环境还是住宅环境质量相对东部吸引力较低。在中部崛起的战略提出后，中部除了加快粮食主产区建设，加快第一产业的优化外，也依托已有基础，大力提升了产业层次以努力推进工业化和城镇化；这从它无论是建成区面积等还是各项指标的增长速度都在稳定的上升中可以看到。从上述分析的国家政策等背景层面中也可以看出，中部加快了第二产业如钢铁、有色金属、汽车等第二产业的结构优化调整，承东启西，在东部逐渐放缓脚步向内地进行产业转移的过程中抓住机遇，吸引了大量的资金人才，使得住宅容积率和建筑面积容积率稳步上升。中部很多地区的资源环境承载力还是很强的，开发密度还很不够，中部的重点还是在加强自己竞争力，同时也协调区域发展，对于西部的生态因素向东部的转移有着重要的承接传递作用。

4.3西部地区

    西部的生态环境相对来说是比较恶劣的，不太适宜人的居住，因此西部的开发强度一直比较低，建成区面积，容积率等都处于全国中比较低的水平。西部大开发战略提出后，可以看到政府大力推动西部大力发展特色产业，加强清洁能源、优势矿产资源开发加工等产业，为资源相对缺乏的中东部服务；支持西部的基础设施建设，比如修建了大量的铁路和电源基地等。 同时为了可持续发展，保护地区生态特色，西部也强力巩固和发展退耕还林成果，在退牧还草、天然林的保护、加强重点区域的水源保护以及水污染防治等工程方面做了很多努力。西部的经济在2001到20##年之间是逐步提高的，这跟上述政府的支持，以及其将本身资源优势转化成产业优势，加强水电等能源开发；加强改善公共服务，加大财政转移支付力度等是紧密联系的，而这些都从分析图中西部的建成区面积虽然没有很大强度的增加，但是建筑容积率和住宅建筑容积率有很显著提高的趋势上可以体现出来。西部走的路子是保护与发展并重，以可持续发展为前提。

4.4东北老工业基地

    从所制作的分析图中可以看出的是东北在建成区，住宅面积，建筑总面积上基本没有很大的变化，局部年份甚至出现了稍微后退的情况。尤其是在20##年之后，面积大小基本保持不变，建筑容积率跟住宅建筑容积率也是处于缓慢增长甚至维持原状的状态。这跟国家20##年提出的振兴东北老工业基地政策以及东北地区的生态环境特色紧密相关。东北地区林业发达，森林资源丰富，但是也有着本身的生态问题，如黑土地的流失以及其西部荒漠化现象。在产业方面，国家大力支持其优化产业结构同时建立资源开发补偿体制、衰退产业援助机制，加强基础设施和市场体系建设；在农业方面加强法制现代农业，强化其粮食基地建设，提高农产品的附加值的商品率。相对于东北已经比较强的开发密度，这些结构优化的措施都使得东北老工业基地本身在改革中振兴，相对于中部地区西南地区的开发强度增大，东北地区开发强度等基本维持原状，通过结构转换提高自身优势。

4.5 国家区域协调结论

    上述研究的是2001到20##年间我国各省市区建成区面积、建筑面积、建筑容积率等指标的大小以及变化趋势情况，上述分析结果直接反映的是我国的区域协调政策。各区域的经济发展、资源和生态环境之间都应互相配合，协调一致。“十一五规划”中提出主体功能区，将其分为优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发四类。可以看到，不同类型的主体功能区其空间经济价值与空间社会价值具有很大差异，即使同样的生产要素投入到不同空间的产出也会有很大不同；我们对全国各省市区实施差别化区域政策，具有更明确的目标指向性，有助于最终区域协调发展的实现。

5参考文献

[1]刘再兴.中国生产力总体布局研究[M].北京,中国物价出版社,1995年.

[2]佟家栋.发展中大国的贸易自由化与中国[M].天津,天津教育出版社,2005.

[3]范剑勇.产业集聚与中国地区差距研究.上海:格致出版社、上海三联书店、上海人民出版社,2008.

[4]陆铭,陈钊.中国区域经济发展中的市场整合与工业集聚.上海三联书店、上海人民出版社, 2007.

[5]李国平,范红忠.生产集中、人口分布与地区经济差异.经济研究,2003(11).

[6]张若.对外开放对中国制造业集聚的影响研究.中国人民大学硕士论文,2006.

[7]赵伟.中国区域经济开放模式与趋势.经济科学出版社,2005.