基于動態(tài)聚類分析法的佛山市土地利用分區(qū)研究

楊再貴

摘要：本文以佛山市為例，采用動態(tài)聚類分析法，構建佛山市土地利用分區(qū)等級體系，確定佛山市土地利用分區(qū)結果，將佛山市分為以下四個土地利用綜合區(qū)：東南部城市建設區(qū)、中西部產業(yè)集中建設區(qū)、西北部農業(yè)適度建設區(qū)、土地利用禁止建設區(qū)，在得出分區(qū)結果后，針對各分區(qū)土地利用特點給出相應的土地利用建議。

關鍵詞：動態(tài)聚類分析法；土地利用分區(qū)；佛山市

引言

土地利用分區(qū)，作為土地利用規(guī)劃的重要內容，對于合理利用土地資源和合理確定土地利用結構具有非常重大的意義[2]。在我國的土地利用總體規(guī)劃實踐中，土地利用分區(qū)方法可以分為傳統方法與數學方法兩大類。傳統方法包括定性分析法、統計分類法、過程分析法等。最常用的數學方法包括聚類分析、判別分析、系統評價層次分析等。

筆者在本研究中以佛山市為例，采用定量+定性的方法進行土地利用分區(qū)，以定性分析為基礎，選取相關指標，采用動態(tài)聚類分析方法進行分區(qū)，并結合佛山市各區(qū)域土地利用現狀情況、合理開發(fā)和利用潛力以及環(huán)境承載能力等因素，分析得出土地利用綜合分區(qū)，并為該區(qū)域的土地利用方向提供合理的建議。

1 研究區(qū)概況

1.1 佛山市概況

佛山市位于中國南部沿海，廣東省中南部，地處珠江三角洲腹地，佛山與廣州共同組成繁榮的廣佛都市圈。土地總面積3797.72平方公里。全境介于北緯2°38′-3°34′，東經112°22′-113°23′之間。市轄五個行政區(qū)（禪城區(qū)、南海區(qū)、順德區(qū)、三水區(qū)和高明區(qū)），下設12個街道辦事處、21個鎮(zhèn)。2013年底，年末全市常住人口729.57萬人。地區(qū)生產總值達到7010.17億元，人均GDP達到96086元（按常住人口計算）。

1.2 數據來源

數據來源于佛山市各鎮(zhèn)（街）有關自然、社會經濟資料和土地利用現狀分析、評價資料，包括下轄各區(qū)統計年鑒、土地更新變更數據、城市總體規(guī)劃等。

2 研究方法

不同的區(qū)域具有不同的土地利用特點、不同的土地利用主導方向及保護、整治措施，形成不同的土地利用類型。根據自然、社會和經濟等特征，將相近的土地資源歸成一類，將土地資源實行分區(qū)，從總體上優(yōu)化土地資源空間布局。

動態(tài)聚類法較回歸模型分析法少了片面性，同時較模糊聚類、關聯度分析法更能直接清楚地反映出分區(qū)結果，本文采用動態(tài)聚類分析法對佛山市進行土地利用綜合分區(qū)，完成佛山市的土地資源空間優(yōu)化布局。具體流程見圖1。

圖1 動態(tài)聚類算法流程圖

2.1確定分區(qū)指標

土地利用分區(qū)指標，主要通過2005年土地利用變更調查成果，根據佛山市地形地貌、社會發(fā)展以及土地利用現狀情況，確定分區(qū)指標。在選取土地利用指標時，著重考慮以下兩個方面：一是選取的分區(qū)指標具有相對獨立性；二是選取的分區(qū)指標能覆蓋佛山市全域。據此，選取了自然資源、社會經濟、土地利用結構和土地利用強度效益指標四個方面，共有22項指標作為佛山市土地利用分區(qū)指標（見表1）。

表1 土地利用分區(qū)指標體系

2.2 利用聚類分析法進行土地利用分區(qū)

佛山市的土地利用分區(qū)以31個鎮(zhèn)（街）和1個管理區(qū)共32個行政單位為分區(qū)單元，采用動態(tài)聚類法進行研究。主要步驟和方法如下：

2.3.1 數據標準化

由于原始數據因量綱或數量級可能不同，故需原始數據進行標準化處理。處理公式為：

式中， ， 為第 個單元的第 個數據， 為單元數， 為單元進行聚類分析時指標數。

2.3.2 選擇聚點

①將單元分值從小到大排序得到一單調遞增數列，對之進行一階差分：

②選擇較大的△作為級間分界，并以此計算得出各級重心來作為聚點。其計算公式為：

其中 為 單元分值； 為該段的單元個數。

2.3.3 初始分類

根據以下公式計算各數據與聚點的歐氏距離，計算數據與歐氏距離差異最小的進行歸類。

式中， 為歐氏距離； （第 個樣本）； （第 個指標）； （第 組分類數據）。

2.3.4 分類修改

初始分類可能由于聚類中心初始位置的影響存在部分不合理，需要通過以下過程修改：首先定義樣本因素間距離，選擇聚點；然后將樣本因素按最近實行歸類聚點；最后核算每類重心同時作為新的聚點，如果新聚點與原聚點重合在一起，修改程序終止，否則回初始分類。

3 結果分析

3.1 土地利用分析結果

通過采用SPSS軟件進行聚類分析，根據距離大小和并類順序，可將全部單元分為三組。它們的分類指標確實存在著明顯差異。因此，初步將佛山市分為以下3個土地利用綜合區(qū)，如表2所示。

表2 土地利用聚類分區(qū)結果

分區(qū)名稱 鎮(zhèn)（街）名稱

東南部城市建設區(qū) 禪城區(qū)祖廟街道、石灣街道、張槎街道、南莊鎮(zhèn)；

南海區(qū)桂城街辦、羅村街辦，大瀝鎮(zhèn)

順德區(qū)大良、容桂、倫教街辦和樂從鎮(zhèn)、北滘鎮(zhèn)和陳村鎮(zhèn)

中西、南部產業(yè)集中區(qū) 三水區(qū)西南、白坭街辦；

高明區(qū)荷城街辦；

南海區(qū)獅山、九江、西樵、里水、丹灶鎮(zhèn)；

順德區(qū)龍江、杏壇、均安、勒流鎮(zhèn)

西北、西南部農林生態(tài)區(qū) 高明區(qū)明城鎮(zhèn)、楊和鎮(zhèn)、更合鎮(zhèn)；

三水區(qū)樂平、蘆苞、大塘鎮(zhèn)、逕口華僑經濟管理區(qū)

在分析結果的基礎上，結合佛山市各區(qū)域土地利用現狀情況、合理開發(fā)和利用潛力以及環(huán)境承載能力等因素，對佛山市的土地利用分區(qū)結果進行微調。并對微調后的土地利用分區(qū)采用“方位+土地利用主要方式及特點+開發(fā)度”的方式命名，以此方法將佛山市劃分為四個土地利用綜合區(qū)，即：東南部城市建設區(qū)、中西部產業(yè)集中建設區(qū)、西北部農業(yè)適度建設區(qū)、土地利用禁止建設區(qū)（見圖2）。endprint

圖2 佛山市土地利用綜合分區(qū)圖

3.2 各區(qū)域土地利用方向建議

3.2.1 東南部城市建設區(qū)

本區(qū)有著優(yōu)越的地理環(huán)境和自然條件，。區(qū)內交通條件好，公路、鐵路、航運都比較發(fā)達，區(qū)內小城市和集鎮(zhèn)密集。土地利用效率高，生產水平高，土地產出效益大，但用地矛盾和環(huán)境問題比較突出。本區(qū)以建設用地整理、挖潛為主，節(jié)約集約用地，提高產業(yè)準入門檻，加大舊城該著規(guī)模和低效工業(yè)用地整理力度，加快新農村建設，有步驟地推進鄉(xiāng)村企業(yè)向城鎮(zhèn)集中；嚴格保護好區(qū)內基本農田，并使之成為城市的綠色隔離區(qū)（帶）。

3.2.2 中西、南部產業(yè)集中建設區(qū)

本區(qū)位于佛山市的中西部和南部，是佛山市產業(yè)集中地。在建設用地擴展過程中，要厲行節(jié)約集約用地，盡量少占耕地，加大閑置用地、低效用地的挖潛力度，做好新農村建設規(guī)劃及其實施，引導企業(yè)向城鎮(zhèn)或園區(qū)集聚；提高產業(yè)用地的土地使用效益，推進城市化，增強產業(yè)集聚和輻射功能，嚴格保護和建設好基本農田，保存一定數量的耕地等農用地資源。

3.2.3 西北、西南部農業(yè)適度建設區(qū)

本區(qū)位于佛山市的西北和西南部，森林覆蓋率較高。本區(qū)域以農業(yè)發(fā)展、適度開發(fā)為主，發(fā)展“三高”（高產、高質、高經濟效益）農業(yè)，發(fā)揮該區(qū)域農業(yè)的特有優(yōu)勢，加強生態(tài)環(huán)境整治，適度發(fā)展特色經濟；加強建設用地整理復墾，加強基本農田保護區(qū)的農田基礎設施建設。

3.2.4 土地利用禁止建設區(qū)

土地利用禁止建設區(qū)主要包括風景名勝區(qū)、森林公園等自然和人文景觀保護區(qū)、基本農田保護區(qū)、自然保護區(qū)和水源保護區(qū)等，主要分布在市域西部與北部地區(qū)。在土地利用禁止建設區(qū)內要嚴格禁止任何開發(fā)建設活動。

4 結語

本文在對基于動態(tài)類聚分析法的基礎上，建立佛山市土地利用綜合分區(qū)指標體系?；趧討B(tài)聚類分析法的佛山市土地利用分區(qū)研究，是土地利用分區(qū)從定性到定量發(fā)展的一大進步。本研究在動態(tài)類聚分析的基礎上，結合佛山市各區(qū)域土地利用現狀情況、合理開發(fā)和利用潛力以及環(huán)境承載能力等因素，對整個佛山市的土地利用分區(qū)進行微調，與佛山市實際情況相結合，對佛山市土地利用分區(qū)方面具有一定的可操作性和指導意義，有利于佛山市做到科學合理高效利用土地資源。

參考文獻

[1] 郝晉珉.土地利用規(guī)劃學[M].北京：中國農業(yè)大學出版社，2007：188-189.

[2] 鄖文聚，范金梅.我國土地利用分區(qū)研究進展[J].資源與產業(yè)，2008，10（2）：9-14.endprint