港城系统与空间规划集成创新技术在多港口规划服务中的应用

　　服务创新背景

　　长期以来，在港口城市的发展过程中，港口该怎样依托城市现有产业及资源，达到自我发展和完善;城市又该如何利用港口和外界实现更加便捷高效的沟通和发展，从而真正做到以港兴城、城兴促港，是行业关注一个重点问题。水规院联合大连理工大学，针对当前港口城市面临的港口、产业、城市发展功能变化、空间限制、环境约束等问题，依托2项国家自然科学基金，历时4年，综合运用实地调研、系统仿真、数据挖掘、动态规划、演化仿真等多种研究方法，开展了以空间规划引导功能设计的新港区选址模式、多尺度多层级港城空间的动态重构模式、资源禀赋驱动下港城空间互动演化等研究，形成了港城一体化空间规划集成技术，为创新港口规划理念、实现港城一体化发展提供科学依据和理论基础。

　　核心技术

　　(1)创新性的将人工神经网络、系统动力学和元胞自动机理论应用在港城空间演化中，提出了基于港产城功能与空间转变规律的港区选址新方法。

　　基于港产城功能与空间转变规律的港区选址方法

　　(2)利用遥感和GIS技术，集成多尺度卫星影像、社会经济统计以及港口和城市规划等多源数据，研究了港城空间关系演化的一般规律，创新提出了区域、港市、港区等多层级的港城空间弹性边界及规划模式。

　　(3)利用土地栅格差异化仿真技术、土地环境资源承载力评价技术，创新了港城衔接空间规划方法，提出了分阶段弹性用地性质和开发强度等指标和港城空间互动演化及布局技术。

　　技术应用、效益与推广

　　港城系统与空间规划集成创新技术已应用在青岛、莆田、大连、钦州、东方等港口城市的港口、产业及城市规划领域，为沿海港口城市空间布局和规划与港口产业协调发展提供了宝贵参考意义。

　　以青岛港实际应用情况为例：

　　(1)基于区域、港市、港区三个层面，解析了青岛港城空间演变历程及主要特征。区域层面，山东省城镇空间布局主要沿主要交通干线和沿海一带发展，港口融入综合交通运输体系，空间辐射范围动态变化。港市层面，青岛港的选址布局、位置迁移、规模扩张是推动临港产业布局和城市空间格局再造的重要因素。港区层面，胶州湾东西岸和董家口港区逐步加强布局优化和功能协调，打造港口、产业、城市互动发展的新模式。

　　(2)构建青岛港城空间协同发展规划思路。区域层面，确立青岛港区域中心港地位，构建半岛合理港口群空间格局;布局内陆港、加强多式联运;加强国际合作，更好服务“一带一路”。港市层面，以产业为引领，构建核心港口经济发展区;以交通为引导，打造港口经济辐射带;以空间引控，确定港口经济发展空间载体。港区层面，根据不同港区特点及发展阶段，合理确定港区和城市的空间总体规模;兼顾港口和城市功能需求，统筹、合理安排功能区布局，体现港城互动理念。

　　(3)根据相关驱动因素对港城空间关系的影响程度，基于人工神经网络获取青岛沿海用地建港的适宜性概率，以确定适宜发展港口的空间位置。

　　(4)基于青岛市港城空间关系空间演化模型，分别从港市和港区层面，研究青岛市土地利用演化规律和港城空间互动影响，推演2025年规划水平年港口和城市的空间发展格局。

　　(5)基于港口不同吞吐量水平和临港产业发展水平进行青岛港城空间演化预测。提出将港口吞吐量在规划水平上下浮动时港区后方港口经济区面积的弹性变化范围定义为弹性控制发展区，便于根据经济发展的实际情况进行港口和城市空间资源的弹性规划。

　　青岛港城空间布局规划研究中全过程地应用集成技术，构建港城空间互动模型，提出港城空间协调发展方案和优化建议。带来的直接社会经济效益体现在港口搬迁的地价差值所产生的经济价值。以项目预测年份2025年参考，用老港区腾退土地的新增价值与新港区选址土地开发成本相减，计算得共创造直接土地经济效益约388.8亿元。

　　技术应用带来的间接效益主要体现在如下三方面：

　　(1)避免港城无序开发，节省宝贵土地资源。基于仿真技术的港口选址新方法，实现了动态模拟未来港口城市发展规模、方向与布局的多相模拟，并能根据发展局情景差异，实现区别化动态仿真。为不同偏好下港口规划模式提供了科学可靠的参考与建议，有效地规避了因无序或不合理规划开发临港区域土地而造成的直接或间接经济损失。

　　(2)缓解港城空间矛盾，最大化土地利用价值。弹性控制发展区的预测，极大的缓解了未来港城土地功能重叠矛盾，为实现港口城市空间良性动态发展提供了有力保障。通过港口规划新方法，有效地提高港城土地资源的价值，直接提高了土地的经济价值，避免了港城空间矛盾带来的经济损失，在港口与城市双向都创造了可观的经济及社会效益。

　　(3)给出港口与依托城市最优的发展模式，放大港口经济作用。构建了战略、空间、实施三个层次的港产城互动发展模型，并充分考虑水陆资源承载等因素，给出的港产城协调发展思路能够很好指导临港产业、港口以及依托城市的协调发展，聚焦港口经济，放大港口、产业、城市的三大要素协同效益。

　　港城系统与空间规划集成创新技术利用港城规划新技术高效合理统筹港城空间再分配，实现港城土地价值最大化，为不同港口规划模式提供了科学可靠的参考与建议，极大的缓解了未来港城土地功能重叠矛盾，为实现港口城市空间良性动态发展提供了有力保障。通过港口规划新方法，有效地规避了因无序或不合理规划开发临港区域土地而造成的直接或间接经济损失，最大化了土地利用效益，直接提高了土地的经济价值，在港口与城市双向都创造了可观的经济效益。此外给出的港产城协调发展思路能够很好指导临港产业、港口以及依托城市的协调发展，聚焦港口经济，放大港口、产业、城市的三大要素协同效益，，为新时代寻求港口与城市和谐发展、共生共荣提供了重要解决路径，可进行复制推广，具有较强的理论前瞻性和应用价值。