诺贝尔经济学奖得主斯蒂格利茨曾说过：“21世纪世界发展有两个趋势将产生深远影响，一是美国的新技术革命，二是中国的城市化”。城市化的外在表现就是城市的空间扩展，地理学认为城市扩展是城市的物质空间形态即城市在地表上实际范围的扩展。城市自产生之日起，空间的扩展在任何城市几乎都概莫能外，只是不同城市因受不同因素影响，具有不同的扩展模式及特征。分析研究城市空间扩展能够发现城市的发展过程、演变规律，并为实现城市与人口、资源、环境、经济、社会等的协调发展提供决策咨询。国外学者对城市空间扩展的研究较早，不同学者分别从政治、经济、社会等方面进行探讨，形成了政治经济学派、社会学派、空间组织学派等。国内学者由于受意识形态的影响，对城市土地扩展的研究起步较晚，且主要借鉴国外的研究成果，研究内容主要集中在空间扩展模式与动力机制、城市土地集约利用等方面。总体来看，目前我国城市空间扩展的研究呈现出从定性描述转向定量分析研究。从选择的地域来看，北京、上海、重庆等大城市的研究较多，中小城市和城市群、城镇密集区的研究较少。烟台是山东最早开埠的通商口岸，也是中国14个沿海开放城市之一，又处于东北亚的核心地带，是渤海海峡“桥头堡”，具有发展成为连接东北、华北、华东以及长三角、珠三角枢纽的潜力，城市发展的前景很好。因此，本文借助历史资料和长时间序列遥感影像，在GIS技术的支持下，分析烟台城市空间扩展的历程和机制，以期通过长时间的检测，揭示城市空间扩展规律，为城市发展战略的制定提供依据。
1、研究区概况
烟台市位于山东半岛中部（36°16′~38°23′N，119°34′~121°57′E），东邻威海，西接潍坊，西南与青岛毗邻，北南两面分别濒临渤海和黄海，北隔渤海海峡与辽东半岛相望。明代朱元璋为防海盗设奇山所（狼烟台），这是烟台最早的居民区。1861年开埠，大量外国官员、商人和传教士蜂拥而至，外国商船也大批在此停泊，从此这个商业小镇逐渐兴盛。改革开放后，特别是1984年成为我国14个沿海开放城市以来，烟台市进入快速发展阶段。目前烟台已成为环渤海经济圈内以及东北亚地区的国际性港城、商城、旅游城，中国经济20强城市，是中国最具投资潜力和发展活力的新兴经济强市。
烟台地貌类型复杂，属起伏和缓、谷宽坡缓的波状丘陵区，平原、洼地主要分布于河谷西岸及滨海地带。全市土地总面积13746.5km2，行政上共辖12个县市区，2012年底总人口650.3万。本文的研究区域为烟台市辖区，包括芝罘、福山、莱山及牟平4区，面积2722km2，人口180.3万。
2、数据与信息提取
本文数据以LANDSAT数据为基础，包括1973与1982年的MISS数据、1990和2007年的TM数据、2001和2012年的ETM+数据；另外还有1974年1:100000地形图、DEM（30m）数据，以及《烟台五十年》(1949~1999)和《中国城市统计年鉴》等统计数据；辅助资料有烟台的历史图片、1949年老烟台街巷全图（分区图）、出版的纸质地图、《2005年烟台市城市总体规划》等。
为获取烟台的城市空间扩展信息，首先在ENVI4.8中对遥感影像进行彩色增强处理，发现MISS数据7、5、4波段组合，TM和ETM+数据5、4、3波段组合更容易识别城市空间信息，并以1974年1:100000地形图为准对不同时期的遥感影像进行几何精矫正。然后在ArcGIS10.0中采用人工目视解译并结合实地考察以及地形图和相关的辅助资料提取不同时期的城市空间图层，再利用空间统计工具计算出建城区面积，借助叠置（Overlay）工具获取各阶段城市空间扩展的面积。
3、烟台城市空间扩展的过程
根据建成区面积、城市空间扩展的速度和方向特征，并结合历史资料、城市发展政策、城市规划等，将建国以来烟台城市空间扩展过程分为三个阶段：城市空间缓慢扩展阶段（1949~1984）、城市化加速阶段（1985~2001）、城市空间快速扩展阶段（2002至今）。
3.1城市空间缓慢扩展阶段
建国后相当一段时期国家一直坚持“不搞大城市，勤俭建国”的城市建设指导思想，1979年的《烟台市总体规划》也明确指出城市建设要注意节约用地，向高空和大海要地。受国家政策和城市规划等的影响，这一时期烟台城市空间扩展比较缓慢。到上世纪80年代初，市区建成区面积加上福山、牟平也不过41.72km2，比建国初仅扩展了约20km2，但城市形态发生了较大变化。伴随着蓝烟铁路的建成通车以及西沙旺工业区的定位，居住区的一些工厂开始搬到西郊，不仅有效改善了居住区和工业区混杂的局面，还促进了城市空间向西扩展，逐渐形成东西狭长的城市格局（图1）。城市各区的功能也开始定位，西郊逐步发展成为工业区，中部重点发展为居住区，环境优美的东郊则成为旅游区。
3.2城市化加速阶段
1983年地级烟台市成立，原福山县成为烟台的一个区；1984年烟台被定为全国14个沿海开放城市之一，同年烟台经济技术开发区在福山区北部滨海成立，翌年动工建设；1994年莱山区成立，牟平撤县改区。行政区划的调整以及开发区的建设，推动烟台的城市空间加速扩展。开发区是这一时期城市空间扩展的一大亮点，到本世纪初已向东扩展至夹河岸边，南部基本与福山建成区相连，沿长江路向西扩展得最大，新成立的莱山区和老城区也均有不同程度的扩展。滨海北路的拓宽整治、国际会展中心的建成，使烟台山至东炮台一带成为充分体现烟台海滨城市特色的标志性区域，彻底改变了市区“有滨无海”的历史。
芝罘区北部的平原区几乎全部被城市化，城市空间已扩展至海滨。到2001年烟台建成区面积已达113.22km2，与1982年相比增加了71.52km2，年均扩展3.76km2，年均扩展速度比1973~1982年快2.22km2。但这一时期各区的联系较少，交通成为城市进一步发展的瓶颈。
3.3城市空间快速扩展阶段
进入新世纪后烟台城市空间快速扩展，2001~2012年扩展了191.44km2，年均扩展面积是1982~2001年的3.62倍，目前建成区面积已达304.66km2。城市空间的快速扩展与交通的改善分不开。市区南部的山体是芝罘区与莱山区之间的天然屏障，严重阻碍了城市空间的进一步扩展，塔山隧道的开通使这一屏障不复存在。南山隧道、魁星楼隧道、黄金顶隧道的打通以及夹河大桥的竣工，使莱山、芝罘、福山三区的联系更加紧密。交通的贯通促进了各建成区的组团发展，改变了各区独立发展的局面。目前烟台已形成芝罘、福山、开发区、莱山四个成熟的组团以及养马岛、八角两个正在发展的组团。福山、开发区组团已连成一片，并与芝罘组团隔夹河相望、以桥相连，芝罘组团与莱山组团也绕山相连，逐渐形成山耸城中、城随山转、海围城绕的城市空间格局。
4、烟台城市空间扩展的机制
4.1自然条件是城市扩展的基础
城市发展始终无法摆脱自然环境的影响，因为无论科技多么发达，城市总要在地球表面上占据一部分土地，总要与周围的自然环境发生物质、能量等的交换。自然地理条件如地形、植被、土壤、水文、气候等因素相互作用，共同构成城市生存、发展的基础。自然因素通过影响人口分布和经济活动而影响城市空间扩展的速度、模式等。
地形对城市扩展的影响最为明显，地形起伏较小的地区，对外交通便利，适合城镇建设的土地较多，因此建成区多沿海拔较低的平原地区扩展。在ArcScene中提取烟台市区的20m、50m和70m等高线，然后借助ArcToolbox获取不同高程段的城市空间扩展面积，发现1973~2012年烟台扩展的建成区绝大部分都在70m以下，其中近90%在50m以下。不同时期扩展的建成区大部分也都在海拔50m以下，但地势较高地区的城市面积增加较快，海拔在50m以上的建成区1973~1982年扩展了3.41km2，1982~2001年增加了6.64km2，2001~2012年又扩展了21.99km2。海拔70m以上的建成区总量较少，但也呈增加趋势，1973~1982年扩展了1.33km2，2001~2012年则增加了5.98km2（表1）。这种现象与城市空间扩展的特征有关，城市建设总是先占用海拔较低、便于开发的土地，但随着城市化进程的加快，土地供应的日益紧张，城市便会向海拔较高、较难开发的地区扩展。
4.2经济发展是城市扩展的决定力量
（1）经济发展与人民生活水平的提高
经济发展状况和人民生活水平的提高是影响城市空间扩展的主要因素。在经济发展的带动下，城市各种能量流、人口流、信息流在城市中畅通流动，促进城市职能向外疏散，城市用地不断向周围扩展烟台城市空间进入了快速扩展阶段，这与市区经济的快速发展密不可分。本世纪初，烟台市辖区的地区生产总值不到400亿元，2012年市区的GDP已达到2300多亿元，年均增速近20%。
将烟台的建城区面积与地区生产总值进行相关分析，发现两者的相关系数高达0.987，在0.01水平上显著相关。目前，烟台市区的固定资产投资达1300多亿元，房地产业发与展迅猛，房地产开发投资额超过400亿元。
随着城市人口规模的扩大、人民生活水平的不断提高，城市对土地的需求不断增加，必然会引起城市居住用地、道路、绿地等的增加，从而推动城市空间向外扩展。
2002年末烟台市辖区总人口168.45万人，2012年底增至180.30万人。本世纪初烟台市区职工年平均工资不足13000元，目前已超过4万元。十余年来，市区人均城市道路面积由6.9m2增加至18.89m2，人均绿地面积扩展了一倍多。
（2）城市产业结构的调整
产业结构演变与城市空间拓展的互动是城市实现可持续发展的重要路径。产业结构的演进，将会带动城市土地利用结构、形态与性质的变化。当城市发展到一定阶段，由于集聚不经济和交通、通讯等条件的改善，城市的工业、人口便会向外扩散，推动郊区及周围乡村地区的土地城市化进程。城市周围的耕地、林地等农业用地逐渐转变为工业、住宅、交通等城市建设用地，城市空间向外扩展。烟台的建城区面积与第一产业占GDP的比重呈明显的负相关，相关系数-0.936，说明城市空间的扩展与产业结构的优化紧密相连。上世纪90年代中期烟台市辖区第一产业占GDP的比重近10%，随着经济发展，第一产业的比重迅速下降，目前占市区生产总值的比重不足3%。二三产业比重快速上升，第二产业是烟台的第一大产业；近几年第三产业发展较快，目前占地区生产总值的比重已超过40%。
4.3交通成为影响城市扩展的关键因素
交通线路以其经济集聚性，影响着城市空间扩展方向、速度和城市空间结构的建构。交通发展促进了城市空间扩展并改变城市外部形态，是城市空间扩展的牵动力，对城市空间扩展具有指向性作用。烟台城市空间的扩展交通条件的改善是分不开的。通过对同三高速公路、红旗路、机场路、滨海路、观海路等烟台主要交通干线1km的缓冲区分析，发现1982~1990年沿以上主要交通干线扩展的建成区占这一时期总扩展面积的97.12%，1990~2001年新建城区有92.22%沿这几条交通干线建设。2002年以来，塔山隧道、南山隧道、魁星楼隧道、黄金顶隧道打通以及夹河大桥竣工后，红旗路将莱山、芝罘、福山三区紧密联系起来，烟台的交通条件有了较大改善，城市空间进入快速扩展阶段。这一时期烟台城市空间仍然沿主要交通干线延伸。2001~2007年82.34%的建成区在距离交通线1km以内扩展，近5年新建城区66.76%沿烟台的主要交通干线建设（图2）。
4.4政策成为影响城市扩展的重要因素
现代社会的城市受国家城市发展政策、法律和规划的影响较大，有时这种影响甚至起决定性作用。改革开放前，我国的户籍政策、住房政策以及城市发展政策在很大程度上影响了城市空间的扩展。改革开放后，我国经济体制的变革、行政区划的调整以及城市发展政策的改变都对城市发展产生了极大的导向作用，控制作用更为显著的就是政府的城市规划。1982年以来，烟台建成区快速向周围扩展，年均扩展面积是1973~1982年的5.5倍。
5、结论
利用遥感影像和历史资料进行长时间的城市空间扩展检测，以揭示城市扩展规律。建国后相当一段时期，受国家政策、城市规划等的影响，烟台城市空间扩展缓慢。
1984年成为全国14个沿海开放城市后，在行政区划的调整以及开发区建设的推动下城市化开始加速，目前城市空间正处于快速扩展阶段。城市空间扩展是一个复杂的过程，受到自然因素和人为因素的双重作用，烟台作为我国的早期开埠城市和当前的沿海开放城市，其城市空间扩展受到诸多因素的影响：（1）自然条件为城市的空间扩展提供了基础。低海拔平原区是烟台城市扩展的主要区域。1973~2012年扩展的建成区有近90%在海拔50m以下，但随着城市化进程的加快，海拔较高、较难开发的环境脆弱地区的建成区增加较快。（2）经济发展水平是城市扩展的决定因素。经济发展和人民生活水平的提高、城市产业结构的调整是影响城市空间扩展的两个重要因素。（3）交通成为影响城市空间扩展的关键因素，1982以来新增建成区绝大部分沿交通线扩展。（4）国家政策、城市规划成为影响城市扩展的重要因素，烟台城市的扩展与城市政策和烟台的城市规划密切相关。
参考文献：
[1]徐东云,张雷,兰荣娟.城市空间扩展理论综述[J].生产力研究,2009,(6):168-170.
[2]曲玉萍,李丹,王晓燕.武汉市城市空间扩展影响因素研究[J].北京电子科技学院学报,2005,13(3):42-44.
[3]许彦曦,陈凤,濮励杰.城市空间扩展与城市土地利用扩展的研究进展[J].经济地理,2007,27(2):296-301.
[4]张荣天,张小林.国内外城市空间扩展的研究进展及其述评[J].中国科技论坛,2012,(8):151-155.
[5]刘志玲,李江风,张丽琴.国内城市空间扩展研究综述[J].资源开发与市场,2007,23(11):1018-1020.
[6]陈青,宋敏.城市土地集约利用潜力评价研究[J].上海国土资源,2013,34(2):28-32.
