基于廣義相加模型的旬陽縣居民點(diǎn)用地適宜性評價(jià)

張海龍，張建紅

（商洛學(xué)院城鄉(xiāng)規(guī)劃與建筑工程學(xué)院，商洛 726000）

基于廣義相加模型的旬陽縣居民點(diǎn)用地適宜性評價(jià)

張海龍，張建紅

（商洛學(xué)院城鄉(xiāng)規(guī)劃與建筑工程學(xué)院，商洛 726000）

基于生態(tài)位理論方法，針對陜西南部秦嶺山區(qū)居民點(diǎn)建設(shè)的特殊性，構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系，選取海拔、坡度、坡位和坡向四個(gè)指標(biāo)，利用廣義相加模型對旬陽縣居民點(diǎn)用地適宜性進(jìn)行評價(jià)，并將全縣劃分為四個(gè)適宜性等級。結(jié)果表明：不適宜等級面積為1425km2、一般適宜等級面積為940km2、中度適宜等級面積為741km2、高度適宜等級面積為448km2，占研究區(qū)面積比例依次是：40%、26%、21%、13%。

生態(tài)位理論；居民點(diǎn)用地；廣義相加模型；適宜性評價(jià)；旬陽縣

0 引言

居民點(diǎn)是人們生產(chǎn)和生活等綜合功能的承載體，對居民點(diǎn)適宜性評價(jià)是科學(xué)管理居民點(diǎn)用地的基礎(chǔ)[1]。秦嶺山區(qū)山多平地少，土地資源顯得極為珍貴。對該區(qū)域開展居民點(diǎn)用地適宜性評價(jià)，是實(shí)現(xiàn)土地合理布局、挖掘土地潛力的重要依據(jù)[2-3]，因此推進(jìn)居民點(diǎn)的整治，改善村莊面貌、基礎(chǔ)設(shè)施、生態(tài)環(huán)境、村民居住環(huán)境，才能夠順應(yīng)并促進(jìn)社會主義新農(nóng)村建設(shè)和精準(zhǔn)扶貧。

生態(tài)位是指目標(biāo)種群在其生存的生態(tài)系統(tǒng)中的時(shí)間、空間位置及其機(jī)能關(guān)系，具體是指群落內(nèi)一個(gè)物種與其他物種的相互作用[4]。生態(tài)位理論由于其可操作性和實(shí)用性，在學(xué)界的得到了充分發(fā)展。從而由生態(tài)學(xué)領(lǐng)域逐漸應(yīng)用到了更多的學(xué)科領(lǐng)域[5-7]。本文以安康旬陽縣為研究區(qū)，選擇4個(gè)對山區(qū)居民點(diǎn)選址有重大影響的自然因素，采用廣義相加模型詳細(xì)分析居民點(diǎn)區(qū)域的特征，最終繪制出旬陽縣適宜居民點(diǎn)布局的適宜性地圖，從而為居民點(diǎn)整理規(guī)劃提供科學(xué)的理論依據(jù)。這也有助于緩解身處秦嶺深處的旬陽縣居民點(diǎn)用地不足、利用不規(guī)范等情況。同時(shí)對促進(jìn)農(nóng)村居民點(diǎn)規(guī)范、集約化利用與發(fā)展具有重要意義，也為旬陽縣的移民搬遷工程提供了居民點(diǎn)選址的依據(jù)。

目前，居民點(diǎn)建設(shè)選址主要采用相關(guān)分析、模型物元模型、景觀分析等理論方法[2-3、8]，這些方法對本研究都有借鑒作用。

1 研究區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

安康市旬陽縣位于陜西省東南部，北緯32°29′-33°13′，東經(jīng) 108°58′-109°48′，南北長 82 千米，東西寬79千米，總面積3554平方千米。旬陽縣居于秦巴山區(qū)東段，漢江從中川流而過[9]。漢江以北屬秦嶺山脈南坡，中部高，四周低，面積2281.7平方公里，占全縣總面積的64.2%；漢江以南屬秦嶺緯向構(gòu)造帶大巴山弧形構(gòu)造的邊緣部分，東部和南部高，西北部低，面積1272.3平方公里，占全縣總面積的35.8%。縣境地貌以中山為主，兼有低山、丘陵、河谷地形。全縣轄21個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)319個(gè)村（社區(qū)），總?cè)丝?5萬人，是陜西省政府批準(zhǔn)的革命老區(qū)縣，國家扶貧開發(fā)重點(diǎn)縣。

1.2 數(shù)據(jù)來源

①2010年旬陽縣土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)。②旬陽縣90m分辨率的DEM(數(shù)字高程模型)、坡度、坡位指數(shù)和坡向，均由地理空間數(shù)據(jù)云（http://www.gscloud.cn/）下載得到。

2 研究方法

2.1 評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

海拔主要影響土地的水熱條件，從而影響到土地的適宜性；坡度對房屋等的建設(shè)、土地質(zhì)量、對灌溉、農(nóng)機(jī)具的應(yīng)用和土壤侵蝕都有直接影響；坡向則直接影響光熱條件，對居民點(diǎn)的布局影響甚大。有陽坡和陰坡之分；坡位是影響水分條件的重要地形因子，分為脊部、上坡、中坡、下坡、山谷、平地六個(gè)坡位[10]。由此可見，以上4個(gè)地理因子會嚴(yán)重影響到居民點(diǎn)的選址，故選取海拔、坡度、坡向和坡位等指標(biāo)作為評價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建旬陽縣居民點(diǎn)用地適宜性評價(jià)指標(biāo)體系。

2.2 居民點(diǎn)用地點(diǎn)位數(shù)據(jù)獲取

根據(jù)2010年旬陽縣土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)，在旬陽縣所有現(xiàn)有村莊中，挑選出居住人口數(shù)量大，有一定的建設(shè)規(guī)模的村莊(10000m2以上)，作為建模數(shù)據(jù)。人口多，建設(shè)面積大，說明這些地方，適宜人們居住，居民點(diǎn)用地適宜性高，確定為建模采樣點(diǎn)，共計(jì)198個(gè)（圖1）。

圖1 建模用采樣點(diǎn)分布

2.3 模型介紹

本文采的模型為廣義相加模型（Generalised Addi?tive Models，GAM）,建模方法是將響應(yīng)變量對某一環(huán)境變量作圖，然后計(jì)算擬合數(shù)據(jù)的平滑曲線，最后相加得到建模結(jié)果[11]。平滑曲線采用數(shù)據(jù)分段方式進(jìn)行擬合，這樣方便處理更加復(fù)雜的數(shù)據(jù)，對線性和非線性都有強(qiáng)大的擬合效果。它是廣義線性模型的半?yún)?shù)擴(kuò)展，但比廣義線性模型的預(yù)測能力更加強(qiáng)大[12]。

3 結(jié)果與分析

對GAM模型建模結(jié)果運(yùn)用3D Analyst工具，根據(jù)適宜性指數(shù)U的大小將居民點(diǎn)用地適宜性用“自然間斷點(diǎn)分級法”劃分為四個(gè)等級（表1，圖2）。自然間斷點(diǎn)分級法具有統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律，有很高的科學(xué)性[13]。

表1 旬陽縣居民點(diǎn)用地適宜性等級

圖2 旬陽縣居民點(diǎn)用地適宜性

（1）不適宜居民點(diǎn)用地：適宜性指數(shù)：0.080990≤U＜0.238945。旬陽縣不適宜居民點(diǎn)用地最為廣泛，面積1425平方千米，占旬陽縣總面積的40%，主要分布在旬陽西北和東南大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域，其他區(qū)域也有零星分布。該區(qū)域位于山區(qū)地帶，地勢陡峭、坡度較大、交通不便、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平落后，在現(xiàn)有的技術(shù)狀況下不適宜布局居民點(diǎn)。

（2）一般適宜居民點(diǎn)用地：適宜性指數(shù)：0.238945≤U＜0.439978。旬陽縣一般適宜居民點(diǎn)用地較為廣泛，面積940平方千米，占旬陽縣總面積的26%，主要分布在小河鎮(zhèn)、趙灣鎮(zhèn)、址河鄉(xiāng)、蜀河鎮(zhèn)等地域，與不適宜居民點(diǎn)接近，需采取一定的工程措施以消除不利因素。交通可達(dá)性較為不便，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較為落后。

（3）中度適宜居民點(diǎn)用地：適宜性指數(shù)：0.439978≤U＜0.676911。旬陽縣中度適宜居民點(diǎn)用地面積較小，只有741平方千米，占旬陽縣總面積的21%，主要分布在地勢較為平坦的低山丘陵地帶，局域基礎(chǔ)設(shè)施條件較為完善，交通較為便利，生產(chǎn)生活條件相對于山區(qū)有明顯提高。居民點(diǎn)達(dá)到一定規(guī)模，能夠滿足居民點(diǎn)建設(shè)的需要。

（4）高度適宜居民點(diǎn)用地：適宜性指數(shù)：0.676911≤U≤1。旬陽縣高度適宜居民點(diǎn)用地面積最小，僅有448平方千米，僅占全縣面積的13%，主要分布在河流兩岸沿岸、交通干線附近的地形平坦區(qū)域，在旬陽中北部大致呈U字型分布。該區(qū)域自然條件優(yōu)越，具備各種類型的居民點(diǎn)建設(shè)設(shè)施條件，交通便捷，利于對外交流，人口密集，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對較高。

4 結(jié)論與討論

居民點(diǎn)用地適宜性評價(jià)研究是我國社會建設(shè)的實(shí)際需求，是我國城鎮(zhèn)化過程中居民點(diǎn)以及公共設(shè)施優(yōu)化布局的理論基礎(chǔ)[14]。本研究運(yùn)用廣義相加模型（GAM），對旬陽縣居民點(diǎn)用地適宜性進(jìn)行了多因素綜合適宜性評價(jià)，采用系統(tǒng)聚類方法將旬陽縣居民點(diǎn)用地適宜性評價(jià)結(jié)果劃分為四個(gè)等級：不適宜居民點(diǎn)用地、一般適宜居民點(diǎn)用地、中度適宜居民點(diǎn)用地和高度適宜居民點(diǎn)用地，其面積分別占旬陽縣總面積的40%、26%、21%和13%。分析結(jié)果表明，受自然生態(tài)條件限制，旬陽縣最適宜居民點(diǎn)建設(shè)的地方主要位于漢江及其支流兩岸，自然地理?xiàng)l件優(yōu)越的地方。其余大部分地方，特別縣境內(nèi)北部大面積廣泛分布的高海拔山區(qū)，是極不適宜進(jìn)行民居點(diǎn)建設(shè)得。應(yīng)該對該區(qū)域的零散居民點(diǎn)(自然村)進(jìn)行逐步分批移民，或就近至少移至中度適宜以上的地區(qū)。如果條件允許，可直接移至漢江沿岸最適宜的地區(qū)，以徹底改善人民群眾的生產(chǎn)生活條件，幫助山區(qū)人民早日脫貧致富，過上小康生活。另外，應(yīng)加快對縣境內(nèi)中部中度適地區(qū)的自然條件的治理，提高其用地適宜性等級，擴(kuò)大適宜建設(shè)居民點(diǎn)的土地面積，以便與目前最適宜地區(qū)連成片，方便集中開展居民點(diǎn)的建設(shè)，從而促進(jìn)旬陽縣城鎮(zhèn)化建設(shè)水平。

對旬陽縣居民點(diǎn)用地適宜性進(jìn)行研究，所選的任一評價(jià)指標(biāo)都是某一時(shí)間結(jié)點(diǎn)的相對量度[15]，故對旬陽縣居民點(diǎn)用地適宜性的評價(jià)具有現(xiàn)勢性。另外，其適宜性也受多方面條件制約，而這里只選擇了4個(gè)影響最大地形因子，也有考慮不全面的地方，這就需要我們?nèi)蘸筮M(jìn)行長期、全面的評價(jià)研究。

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Abstract：Based on the niche theory method,constructs evaluation index according to the particularity of the construction of residential land in Qin?ling Mountains of southern Shaanxi province,selects altitude,slope,aspect and TPI,to use the generalized additive model evaluating suit?ability of residential land in Xunyang County,the whole area of residential land suitability is divided into four grades.The result shows:the unsuitable land is 1425km2，the suitable land is 940km2，the more suitable land is 741km2,the most suitable land is 448km2.The propor?tion of area of study area is 40%,26%,21%and 13%in order.

Keywords：Niche Theory;Residential Land;Generalized Additive Model;Suitability Evaluation;Xunyang County

Suitability Evaluation of Residential Land in Xunyang County Based on Generalized Additive Model

ZHANG Hai-long，ZHANG Jian-hong
（College of Urban,Rural Planning and Architectural Enginearing,Shangluo University,Shangluo 726000）

1007-1423（2017）25-0003-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.25.001

陜西省教育廳專項(xiàng)科研計(jì)劃項(xiàng)目（No.15JK1231）

張海龍（1982-），男，陜西西安人，講師，碩士，主要研究方向?yàn)榭臻g數(shù)字模型與GIS應(yīng)用

2017-08-01

2017-08-30