基于GIS的熱帶縣域居民點(diǎn)分布特征及空間格局優(yōu)化
——以海南省陵水黎族自治縣為例

茄歡，李亞光

(北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，100083，北京)

基于GIS的熱帶縣域居民點(diǎn)分布特征及空間格局優(yōu)化
——以海南省陵水黎族自治縣為例

茄歡，李亞光?

(北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，100083，北京)

為了探究熱帶地區(qū)居民點(diǎn)分布特征及優(yōu)化模式，采用Voronoi圖變異系數(shù)與景觀格局指數(shù)，分析海南省陵水縣居民點(diǎn)空間分布特征，利用ArcGIS的空間分析技術(shù)，選取高程、坡向、水源、道路、城鎮(zhèn)、商業(yè)點(diǎn)、居民點(diǎn)規(guī)模和聚集度共8個(gè)指標(biāo)，使用多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)法，進(jìn)行陵水縣居民點(diǎn)人居適宜性評(píng)價(jià)及空間格局優(yōu)化。結(jié)果顯示：1)陵水縣居民點(diǎn)在縣級(jí)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)別均呈現(xiàn)高度集群模式。2)高程、坡度和道路對(duì)居民點(diǎn)分布有顯著影響，90%以上的居民點(diǎn)集中在高程低于海拔100 m、坡度<6°的濱海臺(tái)地及中部平原地區(qū)；60%的居民點(diǎn)集中在距道路距離<500 m的范圍內(nèi)；城鎮(zhèn)對(duì)于農(nóng)村居民點(diǎn)的吸引力在2 000 m以內(nèi)逐級(jí)增加，2 000 m以外減少，該值可作為城鎮(zhèn)劃分的參考半徑。3)根據(jù)人居適宜性，將居民點(diǎn)分為城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)化型、內(nèi)部挖潛型、并地改造型和異地遷移型4類，并提出相應(yīng)優(yōu)化措施。研究成果將為陵水縣居民點(diǎn)空間格局優(yōu)化，提供可行決策依據(jù)。

Voronoi圖； 居民點(diǎn)； 景觀格局指數(shù)； 人居適宜性； 空間格局優(yōu)化

研究居民點(diǎn)分布，是進(jìn)行城鎮(zhèn)規(guī)劃、保護(hù)水土資源的基礎(chǔ)。陵水黎族自治縣是海南國(guó)際旅游島的先行試驗(yàn)點(diǎn)，縣域土地利用不均勻，用地開發(fā)主要集中在沿海地區(qū)，西北部為人工檳郎林，種植比例不合理，原生植被退化嚴(yán)重，土地利用效率低，雨季水土流失較為嚴(yán)重，居民點(diǎn)布局隨意。當(dāng)?shù)鼐用顸c(diǎn)從自然用地角度和經(jīng)濟(jì)需求方面，均有較大的整理需求。

目前對(duì)于居民點(diǎn)的研究，主要集中在居民點(diǎn)分布現(xiàn)狀[1-3]、居民點(diǎn)發(fā)展機(jī)制及影響因素[4]、居民點(diǎn)空間格局優(yōu)化及用地整理等方面[5-6]。陳振杰等[1]使用核密度估計(jì)法，分析桐廬縣不同時(shí)期居民點(diǎn)分布模式及驅(qū)動(dòng)因素。閆慶武等[2]使用核估計(jì)法、最鄰近距離法，研究桐廬縣居民點(diǎn)聚集程度。海貝貝等[3]使用全局聚類檢驗(yàn)、熱點(diǎn)分析等方法，分析鞏義市居民點(diǎn)在不同時(shí)期的空間格局演變狀況。楊立等[7]以人口、用地規(guī)模為指標(biāo)，分析曲周縣各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)展?jié)撃堋Ｖ煅┬赖萚8]以佛岡縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)為評(píng)價(jià)對(duì)象，選擇自然經(jīng)濟(jì)因子，得出佛岡縣居民點(diǎn)優(yōu)化方案。李四高等[9]研究不同自然因子對(duì)驛馬圖居民點(diǎn)適宜度的影響。綜合來(lái)看，居民點(diǎn)分布的研究多關(guān)注于居民點(diǎn)分布形態(tài)特征，居民點(diǎn)優(yōu)化的研究多以鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用狀況為評(píng)價(jià)單元，研究居民點(diǎn)所處鄉(xiāng)鎮(zhèn)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境，較少關(guān)注于單個(gè)居民點(diǎn)形態(tài)特征、所處區(qū)位優(yōu)劣度等微觀尺度。研究地主要在西南丘陵及長(zhǎng)三角地區(qū)，而對(duì)于我國(guó)獨(dú)有的熱帶區(qū)域—海南居民點(diǎn)研究較少。

筆者將海南省陵水縣居民點(diǎn)作為研究對(duì)象，使用Voronoi圖及景觀格局指數(shù)，分析陵水縣居民點(diǎn)分布現(xiàn)狀，以居民點(diǎn)規(guī)模、地理和區(qū)位環(huán)境為指標(biāo)，對(duì)居民點(diǎn)人居適宜度進(jìn)行評(píng)價(jià)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行居民點(diǎn)空間格局優(yōu)化。

1 研究區(qū)概況

海南省陵水黎族自治縣位于海南島的東南部(E109°45′～110°08′，N18°22′～18°47′)，東瀕南海，南與三亞毗鄰。陵水縣區(qū)位狀況見圖1。境內(nèi)地勢(shì)西北高，以丘陵和山地為主，東南低，以平原為主。屬于熱帶島嶼性季風(fēng)氣候，全年雨熱資源充足。全縣陸地面積為1 128 km2，共有11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)、602個(gè)自然村，縣政府位于椰林鎮(zhèn)，總?cè)丝诩s33萬(wàn)，以黎、漢和苗族人口居多，呈“大雜居，小聚居”的狀況。

圖1 陵水縣區(qū)位圖Fig.1 Location of Lingshui County

2 材料與方法

2.1 數(shù)據(jù)獲取與預(yù)處理

由中科院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心提供的2015年海南省陵水縣1∶1萬(wàn)土地利用類型圖，在GIS中提取居民點(diǎn)；陵水縣水源、公路、建制鎮(zhèn)和商業(yè)點(diǎn)矢量圖，在GIS中設(shè)置緩沖區(qū)；地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)下載的空間分辨率30 m的數(shù)字高程模型圖，在GIS中與陵水縣行政區(qū)劃圖配比切割，生成高程和坡度圖。

2.2 居民點(diǎn)分布格局

選取Voronoi圖變異系數(shù)Cv，研究陵水縣居民點(diǎn)集聚特征，景觀格局指數(shù)研究分布特征[10]。在GIS中求得居民點(diǎn)質(zhì)心作為發(fā)生元，創(chuàng)建Voronoi圖。根據(jù)C.Duyckaerts和G.Godefroy[11]研究，Cv>64%，點(diǎn)集為集群分布，Cv介于33%～64%，為隨機(jī)分布，Cv<33%，為均勻分布。將居民點(diǎn)柵格圖導(dǎo)入Fragstats，計(jì)算景觀格局指數(shù)。

2.3 居民點(diǎn)空間格局優(yōu)化

2.3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取及量化分級(jí) 選取評(píng)價(jià)指標(biāo)，將指標(biāo)分為4級(jí)，賦值7、5、3和1，分值越高，人居適宜性越好。引入分布指數(shù)法，消除不同指標(biāo)面積差異帶來(lái)的影響，計(jì)算公式如下：

P=(Sie/Si)/(Se/S)。

(1)

式中：P為分布指數(shù)；Sie是某因子中居民點(diǎn)占地面積；Si為居民點(diǎn)總面積；Se為某指標(biāo)因子面積；S為研究區(qū)總面積，面積均為km2。當(dāng)P>1，則該區(qū)為居民點(diǎn)分布優(yōu)勢(shì)區(qū)，反之，則為非優(yōu)勢(shì)區(qū)。

1)地理?xiàng)l件：陵水縣境內(nèi)地貌差異較大，西北部為山地，東南部為平原，地形條件是居民點(diǎn)形成的基礎(chǔ)，地勢(shì)格局的高低、水熱條件的再分配，直接影響土地資源開發(fā)的難易程度和利用方式；全縣水源豐富，港口眾多，為人們生活提供基本保障；通常在不同地理環(huán)境下，人居環(huán)境適宜性差異較大。故選取高程、坡度和水源作為自然條件評(píng)價(jià)因子。

2)區(qū)位條件：區(qū)位條件是影響居民點(diǎn)發(fā)展的重要因素。陵水縣境內(nèi)穿233國(guó)道，道路是旅游資源和客源運(yùn)輸?shù)募~帶；東南沿岸分布酒店、賓館等商業(yè)點(diǎn)，直接帶動(dòng)周圍經(jīng)濟(jì)聯(lián)動(dòng)發(fā)展；建制鎮(zhèn)是介于城市與鄉(xiāng)村之間的一種過渡性居民點(diǎn)，具有獨(dú)特的經(jīng)濟(jì)特征，對(duì)周邊居民點(diǎn)的分布有著直接影響。故選取道路、建制鎮(zhèn)和商業(yè)點(diǎn)作為區(qū)位條件評(píng)價(jià)因子。

3)斑塊條件：居民點(diǎn)斑塊的空間分布和形態(tài)直接決定了其人居適宜度。聚集程度和規(guī)模越大的居民點(diǎn)，越宜發(fā)展為城鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)[12]，一般人居適宜性較強(qiáng)地區(qū)，居民點(diǎn)斑塊面積較大，集聚程度高。故選取面積和聚集度作為斑塊條件評(píng)價(jià)因子。

2.3.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定 采用主觀賦權(quán)法中的層次分析法對(duì)因子進(jìn)行權(quán)重賦值，使結(jié)果更符合當(dāng)?shù)靥卣?表1)。

2.3.3 適宜性評(píng)價(jià) 在GIS柵格計(jì)算器中，采取加權(quán)求和法，將各個(gè)指標(biāo)圖層疊加，計(jì)算陵水縣居民點(diǎn)人居適宜性綜合分值，按照自然間斷點(diǎn)分級(jí)法，將分值分為4級(jí)[13]。

3 結(jié)果與分析

3.1 陵水縣居民點(diǎn)分布特征

由圖2和表2可知，陵水縣居民點(diǎn)Cv值為253.99%，分布為集群型，呈北部空曠，而東南和中部聚集的狀態(tài)。全縣共有298個(gè)居民點(diǎn)斑塊，用地比例為4.32%。平均居民點(diǎn)密度為0.24個(gè)/km2，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單元最大密度為0.95 km2，最小為0.10 km2，居民點(diǎn)區(qū)域密度差異較大，說(shuō)明居民點(diǎn)在空間分布上不均衡，區(qū)域差異明顯。居民點(diǎn)平均面積為17.38 hm2，小于平均規(guī)模的居民點(diǎn)有232個(gè)，占總數(shù)的77.85%，說(shuō)明居民點(diǎn)較為細(xì)碎，整體規(guī)模較小。

3.2 陵水縣居民點(diǎn)適宜性評(píng)價(jià)

3.2.1 居民點(diǎn)與各指標(biāo)因子量化關(guān)系

1)地理?xiàng)l件對(duì)陵水縣居民點(diǎn)分布影響。由表3和圖3可知，高程<100 m、坡度<6°的區(qū)域，分布了>90%的居民點(diǎn)，分布指數(shù)遠(yuǎn)大于其他區(qū)，隨著高程和坡度的增加，居民點(diǎn)面積和數(shù)量顯著減小。這是因?yàn)楦叱毯推露鹊脑龃?，水土流失加重，坡面變得?xì)碎，農(nóng)耕與人居用地的開發(fā)難度增大。距水源500 m內(nèi)，分布指數(shù)最小，其原因?yàn)榱晁h部分湖泊設(shè)置港口，近距離無(wú)法大面積布置居民點(diǎn)；而其余緩沖層居民點(diǎn)分布較為均勻，是因?yàn)榱晁h水量充沛，對(duì)水源的依賴程度無(wú)內(nèi)陸地區(qū)明顯。

表1評(píng)價(jià)指標(biāo)量化分級(jí)及權(quán)重

Tab.1Levels of evaluation indexes and their weights

評(píng)價(jià)指標(biāo)EvaluationindexⅠ級(jí)/9分LevelⅠ/9pointsⅡ級(jí)/7分LevelⅡ/7pointsⅢ級(jí)/5分LevelⅢ/5pointsⅣ級(jí)/3分LevelⅣ/3points權(quán)重Weight高程Elevation/m0～100100～400400～800>8000.213坡度Slope/(°)0～66～1515～25>250.141距水源距離Watersourcebuffer/m500～15000～5001500～2000>20000.082距道路距離Roadbuffer/m0～10001000～15001500～2000>20000.239距城鎮(zhèn)距離Townbuffer/m0～10001000～15001500～2000>20000.111距商業(yè)區(qū)距離Downtowndistrict/m0～500500～10001000～2000>20000.079居民點(diǎn)規(guī)模Settlementscale/hm22.25～20.2520.25～74.2574.25～180180～634.50.086聚合度Aggregation25.00～60.0060.00～78.0478.04～90.9090.90～1000.049

圖2 陵水縣居民點(diǎn)Voronoi多邊形集合Fig.2 Voronoi polygon set of settlements in Lingshui County

研究區(qū)Studyarea總面積Totalarea/hm2用地比例Percentageoflanduse/%斑塊數(shù)Patchnumber密度Density/(個(gè)·km-2)平均面積Averagearea/hm2Cv值Cvindex/%陵水縣LingshuiCoun-ty4729.104.322980.2417.38253.99本號(hào)鎮(zhèn)BenhaoTown354.910.87410.108.65207.09提蒙鄉(xiāng)TimengTown487.4810.50440.9511.0796.28隆廣鎮(zhèn)LingguangTown227.332.57320.367.10164.81文羅鎮(zhèn)WenluoTown215.133.41270.437.96139.10光坡鎮(zhèn)GuangpoTown212.121.89240.218.79107.60三才鎮(zhèn)SancaiTown505.7511.23280.6218.04110.01椰林鎮(zhèn)YelinTown1493.4021.16470.6731.7383.99英州鎮(zhèn)YingzhouTown541.443.92360.2615.0491.92新村鎮(zhèn)XincunTown434.6010.27100.1843.4695.60黎安鎮(zhèn)Li'anTown354.708.42230.5415.42121.04

表3不同地理環(huán)境范圍下居民點(diǎn)分布特征

Tab.3Distribution of settlements on different geographical condition

評(píng)價(jià)指標(biāo)影Evaluationindex分類Classification總面積Totalarea/hm2數(shù)量Number平均面積Meanarea/hm2用地比例Percentageoflanduse/%分布指數(shù)DistributionIndex/%0～1004767.4929316.4199.21.58高程Elevation/m100～40017.01223.150.3540.04300～80011.47111.140.2380.03>8000.0310.0260.0520.010～64646.252608.9597.082.02坡度Slope/(°)6～15109.76442.492.290.1215～2523.0073.280.4800.03>257.2961.210.1520.020～500452.149.4038.019.300.06水源Watersourcebuffer/m500～15001255.2325.0921.4526.071.441500～2000446.949.2916.249.281.26>20002661.1365.9825.0055.271.29

圖3 不同地理?xiàng)l件下陵水縣居民點(diǎn)分布特征Fig.3 Distribution of settlements on different geographical condition

2)區(qū)位條件對(duì)陵水縣居民點(diǎn)分布影響：由表4和圖4可知，距道路500 m內(nèi)，分部了76%的居民點(diǎn)，分布指數(shù)遠(yuǎn)大于其他區(qū)，距離道路越遠(yuǎn)，斑塊越細(xì)碎和零散。距城鎮(zhèn)2 000 m內(nèi)，居民點(diǎn)面積呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，2 000 m以外，居民點(diǎn)逐層減少，城鎮(zhèn)吸引力逐漸下降?？梢姡晁h城鎮(zhèn)點(diǎn)對(duì)于農(nóng)村居民點(diǎn)吸引的優(yōu)勢(shì)區(qū)間體現(xiàn)在2 000 m內(nèi)，在日后的居民點(diǎn)優(yōu)化布局時(shí)，可作為吸引半徑的參考值。

3.2.2 居民點(diǎn)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果 由表5可知，居民點(diǎn)適宜性評(píng)價(jià)值的范圍為1.74～9.01，平均值為5.54，標(biāo)準(zhǔn)差為1.21。適宜性從優(yōu)到劣依次為Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)和Ⅳ級(jí)。

3.3 基于適宜性評(píng)價(jià)的陵水縣居民點(diǎn)布局優(yōu)化

根據(jù)陵水縣居民點(diǎn)適宜性分級(jí)，將其劃分為城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)化型、內(nèi)部挖潛型、控制擴(kuò)建型和異地遷移型4種類型。

3.3.1 城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)化型 第Ⅰ級(jí)居民點(diǎn)，適宜性值>7.99，占地面積638.97 hm2。居民點(diǎn)主要分布在建制鎮(zhèn)周邊、平原和濱海臺(tái)地。區(qū)位和地理?xiàng)l件均為優(yōu)渥，受中心鎮(zhèn)輻射作用較大，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程，中心鎮(zhèn)向周邊蔓延，周邊居民點(diǎn)逐漸被吸入中心鎮(zhèn)。近年來(lái)，陵水縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要以旅游、休閑服務(wù)業(yè)為主，第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)城鎮(zhèn)就業(yè)機(jī)會(huì)及勞務(wù)人口需求，可吸納更多農(nóng)業(yè)戶口。建議將此類居民點(diǎn)以農(nóng)轉(zhuǎn)非、鎮(zhèn)改街和村改居的方式向城鎮(zhèn)方向轉(zhuǎn)型。

3.3.2 內(nèi)部挖潛型 第Ⅱ級(jí)居民點(diǎn)，適宜性值4.70～7.99，占地面積1 942.95 hm2。居民點(diǎn)主要分布于中部平原地區(qū)的行政村或自然村，部分沿路網(wǎng)呈帶狀分布，占地面積廣、用地程度不夠集約。區(qū)域地形起伏小，水利設(shè)施完備，土地自然產(chǎn)值高；周邊基礎(chǔ)設(shè)施較為完善，具有一定人口規(guī)模，內(nèi)部開發(fā)潛力大，為陵水縣主要生活生產(chǎn)區(qū)。按照縣域土地利用規(guī)劃及保證基本農(nóng)耕用地，建議進(jìn)行內(nèi)部土地利用模式再配置，將規(guī)模較大的居民點(diǎn)劃為中心村，零散居民點(diǎn)向其聚攏，使居民點(diǎn)向集約用地方向發(fā)展；同時(shí)，預(yù)留部分發(fā)展用地，以備產(chǎn)業(yè)發(fā)展及居民點(diǎn)遷入。

表4不同區(qū)位條件下陵水縣居民點(diǎn)分布特征

Tab.4Distribution characteristics of settlements on different location condition

評(píng)價(jià)指標(biāo)Evaluationindex分類Type總面積Totalarea/hm2用地比例Percentageoflanduse/%NPNumber/n平均面積Meanarea/hm2分布指數(shù)Distributionindex/%0～5002819.3858.543776.191.62距道路緩沖區(qū)>500～1000858.4317.823822.590.09Roadbuffer/m>1000～1500471.929.80607.860.02>1500～2000433.659.00894.870.01>2000232.064.81653.570.010～1000449.1614.292220.411.32距城鎮(zhèn)緩沖區(qū)1000～1500669.2121.307231.411.44Townbuffer/m1500～2000817.4426.014020.441.012000～2500681.4621.692527.251.11>2500587.4718.704114.320.07

圖4 不同區(qū)位條件下陵水縣居民點(diǎn)分布特征Fig.4 Distribution of settlements in different location condition

項(xiàng)目Item居民適宜性Residentialsuitability居民點(diǎn)分類ClassificationⅠ級(jí)LevelⅠⅡ級(jí)LevelⅡⅢ級(jí)LevelⅢⅣ級(jí)LevelⅣ適宜度指數(shù)Suitability>7.994.70～7.992.29～4.700～2.29面積Area/hm2638.971942.951429.85810.65比例Percentage/%13.2540.2929.6516.81

3.3.3 控制擴(kuò)建型 第Ⅲ級(jí)居民點(diǎn)，適宜性值2.29～4.70，占地面積1 429.85 hm2。主要分布于西北部山麓地區(qū)，分布較為零散，距中心集鎮(zhèn)、道路和商業(yè)點(diǎn)有一定距離。此類居民點(diǎn)人居適宜性較低，發(fā)展中缺乏對(duì)周邊區(qū)域的輻射力，部分居民點(diǎn)隨著人口遷移會(huì)逐漸消亡。優(yōu)化過程中，應(yīng)控制居民點(diǎn)擴(kuò)張規(guī)模，以就地整理和更新為主。通過完善交通設(shè)施，加強(qiáng)其與周邊中心村的聯(lián)系，當(dāng)居民點(diǎn)減小到一定規(guī)模時(shí)，可引導(dǎo)與周圍中心村合并。

3.3.4 異地遷移型 第Ⅳ級(jí)居民點(diǎn)，適宜性值0～2.29，占地面積810.65 hm2。主要分布在北部吊羅山地區(qū)，規(guī)模和密度均較小，交通生活基礎(chǔ)措施不完善，人居適宜性低。對(duì)其進(jìn)行設(shè)施的建設(shè)難度大，且會(huì)造成資源浪費(fèi)，建議進(jìn)行統(tǒng)一改造和異地遷移，將部分居民點(diǎn)并入鄰近的中心村鎮(zhèn)。本區(qū)為森林保護(hù)區(qū)，應(yīng)堅(jiān)持以林業(yè)生產(chǎn)為主，結(jié)合陵水縣“林膠合一”的方針，合理利用森林資源，保護(hù)水源涵養(yǎng)林，明確林地界限，落實(shí)山地所有權(quán)，加速林區(qū)發(fā)展。

4 結(jié)論及討論

筆者將GIS的空間分析功能與景觀格局指數(shù)法結(jié)合，對(duì)居民點(diǎn)在不同自然和區(qū)位條件下的分布，進(jìn)行定量分析。研究表明：Cv值可定量劃分斑塊分布的集聚和離散程度。陵水縣居民點(diǎn)整體呈現(xiàn)東南密集、西北稀疏的集群分布模式。熱帶地區(qū)居民點(diǎn)分布主要與坡度、高程、道路和城鎮(zhèn)等因素相關(guān)，與坡向和水源幾乎無(wú)影響，90%以上的居民點(diǎn)分布在平地緩坡區(qū)，隨著高程和坡度的增加，呈顯著下降趨勢(shì)，距城鎮(zhèn)和道路越遠(yuǎn)，居民點(diǎn)數(shù)量越少，分布規(guī)模越小，居民點(diǎn)對(duì)水源的依賴程度無(wú)內(nèi)陸地區(qū)明顯。

根據(jù)居民點(diǎn)分異狀況，選取指標(biāo)因子，在ArcGIS中，將指標(biāo)圖層加權(quán)疊加，得出陵水縣居民點(diǎn)綜合人居適宜性評(píng)價(jià)等級(jí)圖，用自然間斷點(diǎn)法，將居民點(diǎn)按照適宜性值，分成城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)化型、內(nèi)部挖潛型、控制擴(kuò)建型和異地遷移型4種類型。研究方法具有一定可靠性，能為今后同類研究提供一定的借鑒，其結(jié)果可為陵水縣城鎮(zhèn)規(guī)劃和用地整治提供決策參考。

筆者對(duì)于居民點(diǎn)的分布研究，以地理和區(qū)位環(huán)境為主，缺少經(jīng)濟(jì)和社會(huì)環(huán)境影響下的居民點(diǎn)分布及變化。隨著研究區(qū)發(fā)展成熟，地理環(huán)境對(duì)居民點(diǎn)分布及適宜性的影響將逐漸減小，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)環(huán)境的影響將逐漸變大；且僅選取單一時(shí)間的居民點(diǎn)分布狀況進(jìn)行分析，缺乏對(duì)居民點(diǎn)沿時(shí)間軸變化的分析和對(duì)居民點(diǎn)未來(lái)格局演變的預(yù)測(cè)。

預(yù)計(jì)今后在數(shù)據(jù)充分的基礎(chǔ)上，提取多年居民點(diǎn)逐年用地變化狀況，運(yùn)用灰度模型、線性回歸等方法，縱向分析居民點(diǎn)演變趨勢(shì)，估計(jì)居民點(diǎn)今后分布用地狀況，對(duì)居民點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探究；同時(shí)，結(jié)合陵水縣在海南省城鎮(zhèn)規(guī)劃、用地規(guī)劃等政策，以及經(jīng)濟(jì)和社會(huì)背景，對(duì)居民點(diǎn)優(yōu)化布局進(jìn)行深入研究。

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GIS-basedspatialdistributioncharacteristicsofsettlementsanditsoptimizationinthetropicalLingshuiCountyofHainanProvince

QIE Huan, LI Yaguang

(College of Soil and Water Conservation, Beijing Forestry University, 100083, Beijing, China)

BackgroundThe spatial distribution pattern of settlements has a significant influence on intensification utilization of land resource and regional economic development. In order to study the distribution characteristics and pattern in tropical area, a case study in Lingshui County of Hainan Province has been addressed.MethodsThe local digital basic map was collected from data center of Chinese academy of sciences. The resident GPS point map was picked out to generate Voronoi diagram and landscape pattern index of Lingshui County. The Voronoi value is an index to classify the distribution situation of point set. Combining Voronoi diagram coefficient variation with landscape pattern index, the aggregation characteristics and distribution pattern of settlements in Lingshui were analyzed. The DEM map and topographic map were used to generate terrain index and buffer map of Lingshui County. Applying GIS spatial analysis, 9 kinds of suitability index: elevation, slope, water source buffer, road buffer, town buffer, downtown district, scale and aggregation of settlements were chosen to study the human settlement suitability in Lingshui County of Hainan Province. Each index was divided into 4 levels (Level I, II, III and IV) according to its correlation with settlement distribution.Results1)TheCvcoefficient of variation value of settlements in Lingshui County was 253.99%, in both town and country level, the spatial pattern of settlements presents cluster. 2) The terrain and road were of significant influences to settlement distribution in Lingshui, more than 90% settlements were located in the southeast of the county, whose elevation was lower than 100 m, and slope was smaller than 6°. About 60% settlements were located within the distance of 500 m from main highway. The attractions of town were gradually increasing within 2 000 m while began to weak out of 2 000 m. Thus, it can be considered as a reference radius for settlement optimization. 3) According to the comprehensive suitability value of human settlements, the settlements in Lingshui was divided into 4 types: urban transformation type, the first level settlement, suitability value was greater than 7.99, area was 638.97 hm2; internal development type, the second level settlement, suitability value was between 4.70-7.99, area was 1 942.95 hm2; development control type, the third level settlement, suitability value was between 2.29-4.70, area was 1 429.85 hm2; and the removal type, suitability value was between 0-2.29, and area was 810.65 hm2.ConclusionsMethod was illustrated according to the suitability level of settlements, and this paper provides efficient information and reasonable practice for settlement arrangements in Lingshui County.

Voronoi diagram; settlements; landscape patter index; residential suitability; spatial distribution

S157

A

2096-2673(2017)05-0078-08

10.16843/j.sswc.2017.05.010

2017-05-08

2017-07-28

項(xiàng)目名稱： 水利部水土保持植物開發(fā)管理中心，海南省2014年國(guó)家水土保持重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目“陵水縣小妹西干渠小流域綜合治理實(shí)施方案”

茄歡(1991—)，女，碩士研究生。主要研究方向：人居環(huán)境及GIS應(yīng)用。 E-mail:qiehuan1991@163.com

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李亞光(1959—)，男，副教授。主要研究方向：人居環(huán)境與GIS應(yīng)用。E-mail: yiaguang@bjfu.edu.cn