基于GIS空間分析技術的農(nóng)村居民點用地適宜性評價

張海龍

摘要以陜西省韓城市為例，依據(jù)新時期我國農(nóng)村建設要求，從韓城市農(nóng)村地區(qū)居民點用地特征入手，選取生態(tài)條件、生產(chǎn)條件和生活條件3個方面的16個相關評價指標，建立評價體系，利用生態(tài)位理論與模糊物元模型，評價其農(nóng)村居民點用地適宜性，將韓城市農(nóng)村可用作居民點的土地依據(jù)適宜性劃分為4個等級：高適宜居民點用地、一般適宜居民點用地、不適宜居民點用地和禁止居民點用地。研究結(jié)果可為我國廣大農(nóng)村地區(qū)居民點選址提供參考。

關鍵詞生態(tài)位理論；農(nóng)村居民點；適宜性評價；韓城

中圖分類號F301.23文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）21-0199-04

Suitability Evaluation of Rural Residential Land Based on GIS Spatial Analysis Techniques—A Case Study of Hancheng City in Shaanxi Province

ZHANG Hailong

（College of Urban，Rural Planning and Architectural Enginearing，Shangluo University，Shangluo 726000，Shaanxi）

Abstract

Taking Hancheng City of Shaanxi Province as study area，according to characteristics of rural residential land in Hancheng city，it selected 16 relevant indicators from ecological，productive and living conditions three aspects，to establish the index system for rural residential land suitability evaluation.With the help of niche and fuzzy matter element model， suitability of rural residential land was evaluated，suitability of rural residential land in the district was divided into 4 grades：highly suitable residential land，suitable residential land，unsuitable residential land and forbidden residential land.The results of this study can provide reference for selection of residential land of vast rural areas in China.

Key wordsNiche theory；Rural residential land；Suitability evaluation；Hancheng

居民點是人們集聚形成的定居地點。依據(jù)性質(zhì)和人口規(guī)模，可將其分為城市居民點和農(nóng)村居民點。相比各方面條件都優(yōu)越的城市居民點，地理自然環(huán)境、社會經(jīng)濟基礎和文化等都對農(nóng)村居民點的形成和發(fā)展產(chǎn)生著深遠影響[1-4]。長期以來，我國傳統(tǒng)農(nóng)村居民點普遍存在的生產(chǎn)生活基礎設施落后、缺少必要的服務設施等問題，居住環(huán)境較為惡劣[5-6]。其建設長期依靠農(nóng)民的自由意愿并受當?shù)亟?jīng)濟條件的限制，分布不集中、規(guī)模較小，發(fā)展空間有限。近年來，政府對“三農(nóng)”問題尤為重視，通過多渠道大力發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟，改善農(nóng)村面貌，提高農(nóng)民生活水平。然而在經(jīng)濟取得發(fā)展的同時，農(nóng)村居民點建設也出現(xiàn)了如規(guī)劃不合理、閑置土地等現(xiàn)象[7]。因此迫切需要對土地適宜性進行評價，為規(guī)劃居民點提供依據(jù)。

生態(tài)位是反映種群在時空上所擁有的位置及其與環(huán)境以及其他相關種群之間的功能關系與相互作用[8-10]。由于生態(tài)位理論易于建模和理論遷移，它的應用已不局限在生態(tài)學，已經(jīng)被廣泛應用于企業(yè)演化、城市擴張、旅游發(fā)展等領域[11-13]。該研究將農(nóng)村居民點用地對自然條件以及社會經(jīng)濟條件的需求資源空間與農(nóng)村居民點用地的現(xiàn)實自然條件以及社會經(jīng)濟條件進行耦合，這種耦合關系即農(nóng)村居民點用地生態(tài)位適宜度。物元分析理論是使用關聯(lián)函數(shù)定量描述事物發(fā)展的一種非經(jīng)典數(shù)學的理論[14]，該模型在地質(zhì)評價、環(huán)境評價以及中草藥適宜性評價等相關工作中，證明了其科學性以及實用性，取得了較好的效果[15-16]。

目前國內(nèi)主要用相關分析、景觀分析以及GIS空間分析等研究方法規(guī)劃居民點分布[17-18]，為該研究奠定了理論基礎。筆者以陜西省韓城市為例，運用生態(tài)位理論與模糊物元模型評價其農(nóng)村地區(qū)的居民點用地適宜性，以期評價結(jié)果能夠幫助決策機構(gòu)合理使用該市農(nóng)村土地資源，科學規(guī)劃鄉(xiāng)村聚落。

1數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1研究區(qū)概況

韓城市位于110°7′19″～110°37′24″E、35°18′50″～35°52′08″N。全市南北長50.2 km，東西寬42.5 km，總土地面積1591.60 km2，70%屬于山區(qū)。2012年韓城市總?cè)丝跒?0.47萬，其中農(nóng)村人口為15.45萬。韓城市土地變更調(diào)查顯示，2012年末農(nóng)村居民點面積為46.51 km2，占土地總面積的2.92%。

1.2數(shù)據(jù)來源

研究數(shù)據(jù)來源于：①采用依照國土資源部相關技術規(guī)程分類的2013年韓城市土地利用數(shù)據(jù)[19]；②由地理空間數(shù)據(jù)云下載得到韓城市相關地型數(shù)據(jù)；③2013年《韓城統(tǒng)計年鑒》。

1.3研究方法

①選取評價指標體系，計算各指標值，描述韓城市農(nóng)村居民點用地資源現(xiàn)實生態(tài)位；②利用模糊物元模型概念構(gòu)造韓城市農(nóng)村居民點用地評價指標隸屬函數(shù)，計算需求生態(tài)位；③利用最大信息熵模型計算各指標權(quán)重，并求出綜合評價指標值；④劃分韓城市居民點用地適宜等級并計算面積，指出分布區(qū)域。

1.3.1評價指標體系構(gòu)建。

根據(jù)相關研究，從生態(tài)條件、生產(chǎn)條件和生活條件中選擇16個指標，構(gòu)造韓城市農(nóng)村居民點用地適宜性評價指標體系（表1）[17，20-21]。

1.3.2評價指標體系計算。

用韓城市DEM數(shù)據(jù)計算出生態(tài)條件中的Z1、Z2和Z3這3個指標；每個單元的距離指標Z4、Z7、Z8、Z10、Z11、Z14和Z15由歐式距離量測，最終生成分辨率為100 m的柵格數(shù)據(jù)；Z5由《韓城市統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃》等資料轉(zhuǎn)繪；農(nóng)用地圖斑圖層與500 m分辨率網(wǎng)格進行疊置分析，即可求Z6，將網(wǎng)格縮小為100 m同理可求出Z13；借助韓城市居民點數(shù)據(jù)，采用密度制圖可得到Z12圖層；提取韓城市主要道路，由公式（1）計算韓城市2013道路通達度。

Y3=100-100（1-ri）/100 （1）

式中，Y3為道路通達度；ri=d/di，d=g/2l，g為韓城市總面積，di為緩沖距離，l為韓城市主干道路總長。

1.3.3模糊物元模型。

由于廣大農(nóng)村地區(qū)對居民點建設時用地需求不統(tǒng)一，故該研究利用模糊物元模型來確定這種需求。模型中，研究目標為R=（N，C，V），N代表事物名稱，C代表事物特征，V代表N的量值，R為研究目標，即模糊物元。對于R多個特征值C1，C2，…，Cn，分別對應模糊值v1，v2，…，vn，則m個事物及其n 維物元將構(gòu)成復合物元Rnm：

Rnm=M1M2…Mm

C1μ11μ12…μ1m

C2μ21μ22…μ2m

Cnμn1μn2…μnm（2）

式中，μij（ i = 1，2，…，n；j=1，2，…，m）是第i個事物第j個特征對應的模糊值[15]。

1.3.3.1隸屬規(guī)則。

隸屬函數(shù)可以將語義上模糊的概念以及專家意見在形式上轉(zhuǎn)化為定量的數(shù)學描述[22]。在該研究中采取從優(yōu)隸屬度原則，有下梯形[公式（3）]或者上梯形[公式（4）]2種：

A（x）=1，xb-xx-a，a≤x≤b

0，b

3結(jié)論與討論

客觀準確地評價大區(qū)域內(nèi)農(nóng)村居民點用地適宜性，可為各級政府進行移民搬遷、推進社會主義新農(nóng)村建設或合理規(guī)劃居民點、建立和諧人地關系提供決策依據(jù)。該研究基于GIS空間分析技術，以韓城市農(nóng)村居民點用地適宜性為研究目標，運用生態(tài)位理論和模糊物元模型，對韓城市農(nóng)村居民點用進行了多因素綜合適宜性評價，將韓城市農(nóng)村居民點用地劃分為4種類型。結(jié)果表明，受制于各種條件，韓城市農(nóng)村的居民點用地適宜性具有顯著區(qū)別，由縣域東部黃土臺塬帶向西部低山丘陵和山區(qū)逐漸降低。

該研究將生態(tài)位理論引入農(nóng)村居民點用地適宜性評價中，進行了實踐應用，并取得了預期結(jié)果，對生態(tài)位理論的跨

學科應用具有一定推廣示范作用。模糊物元模型的優(yōu)勢是能定量原本只能定性的模糊數(shù)學關系，在較大程度上避免了主觀因素對評價結(jié)果的影響，這為土地適宜性評價開辟了新思路。

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