GIS支持下的城市用地適應(yīng)性分析—以英國格拉斯哥為例

趙安洋

南開大學(xué)周恩來政府管理學(xué)院，天津 300071

英國格拉斯哥近年來城市擴(kuò)張迅速，然而城市規(guī)劃缺乏以土地適宜性評(píng)價(jià)為前提的分析作為基礎(chǔ)，常出現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃需求與實(shí)際不符、城市擴(kuò)張缺乏持續(xù)性等問題，考慮到格拉斯哥在蘇格蘭地區(qū)的重要經(jīng)濟(jì)、社會(huì)影響，對(duì)城市的適宜性進(jìn)行分析來指出格拉斯哥地域上的發(fā)展方向和重點(diǎn)是需要進(jìn)行重點(diǎn)研究的。

1 研究區(qū)概況

格拉斯哥位于蘇格蘭中南部，格拉斯哥是蘇格蘭第一大商業(yè)城市，優(yōu)良港口較多，制造業(yè)是該城市的核心產(chǎn)業(yè)，造船業(yè)發(fā)達(dá)，是一個(gè)傳統(tǒng)的重工業(yè)城市，地處平原，地勢(shì)北高南低，平原為主，地表較為起伏，城市總面積175km2，建設(shè)用地40km2，計(jì)劃擴(kuò)展用地25km2。格拉斯哥城市城區(qū)沒有行政去畫的分割，通常本地人會(huì)將城區(qū)分為東北城區(qū)，西北城區(qū)和南城區(qū)，其中東西北城區(qū)與南城區(qū)的分割是克萊德河。格拉斯哥城市總?cè)丝?30萬，占整個(gè)蘇格蘭地區(qū)的40%。

2 研究過程

2.1 評(píng)價(jià)模型

評(píng)價(jià)模型目前采用較多的是多因子加權(quán)疊加分析法：

式中：S—適宜性等級(jí)；Wi—權(quán)重；Xi為—變量因子。

2.2 選定研究設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)因子

城市作為一個(gè)多元的的綜合系統(tǒng)，有著排他性和異質(zhì)性。在進(jìn)行城市建設(shè)用地評(píng)價(jià)時(shí)，所涉及到的影響因素很多，同時(shí)不同的城市由于地理位置以及經(jīng)濟(jì)性狀的差異導(dǎo)致不同因子對(duì)城市建設(shè)所起到的影響效果是有差異的，本文將影響因子歸為兩大類，即社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子與自然因子，并因地制宜地選取了符合對(duì)格拉斯哥城市發(fā)展現(xiàn)狀有實(shí)質(zhì)性影響的因子。

2.2.1 社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子

社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子的分析可以提高城市建設(shè)的效益，促進(jìn)城市建設(shè)成本的節(jié)約，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子往往是與市民生活相關(guān)的，所以需要著重分析，本研究主要從交通的可達(dá)性、用地現(xiàn)狀和城市增長極核三個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。第一，交通可達(dá)性指利用一種特定的交通系統(tǒng)從某一給定區(qū)位到達(dá)活動(dòng)地點(diǎn)的便利程度?？蛇_(dá)性反映了區(qū)域與其他有關(guān)地區(qū)相接觸進(jìn)行社會(huì)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)交流的機(jī)會(huì)與潛力，此類研究可利用GIS技術(shù)，建立緩沖區(qū)，鎖定交通基礎(chǔ)設(shè)施為中心，影響范圍為半徑展開緩沖區(qū)。第二，在進(jìn)行城市用地選擇時(shí)，用地現(xiàn)狀作為城市規(guī)劃的背景需要進(jìn)行調(diào)研，政府對(duì)于城市內(nèi)部不同功能，不同性質(zhì)的建設(shè)用地的投入是有差異的。由此本研究對(duì)格拉斯哥的城市土地用地進(jìn)行歸納，并將土地利用類型分為居民地、建設(shè)用地、草地、林地、水域五類。其中，居民地是首要適宜用地，林地和水田水域則作為不適宜城市用地的代表。第三，由增長極核理論，城市區(qū)已經(jīng)建成的設(shè)施具有其自身影響范圍，可以在其范圍內(nèi)影響經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的進(jìn)一步擴(kuò)大和發(fā)展，由此當(dāng)建設(shè)區(qū)距離建成區(qū)越近時(shí)，越容易擴(kuò)張為城市用地，這一理論在用地評(píng)價(jià)過程當(dāng)中可以起到重要的作用，通過在建成區(qū)附近建立緩沖區(qū)，也可以作為衡量用地適宜性分析的指標(biāo)。2.2.2 自然因子

自然因子是指城市環(huán)境形成的的基本因子，任何一種城市地貌都不是單一自然因子形成的，是多個(gè)因子共同作用的結(jié)果。在城市的初步建設(shè)過程中，自然往往是需要考慮的首要因素，因?yàn)樽匀灰蜃邮强陀^條件，難以改變的，對(duì)于城市建設(shè)的可行性產(chǎn)生決定性的影響，同時(shí)很大程度上決定了城市未來經(jīng)濟(jì)性的潛力，經(jīng)歸納，格拉斯哥的自然因子包括地形、地質(zhì)、坡度、水域和植被等。例如水域條件，對(duì)于格拉斯哥這一面依靠克萊德河，一面臨海的城市，水域條件的好壞直接影響了城市內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)的平衡，同時(shí)水域也可以為城市景觀，城市水循環(huán)作出貢獻(xiàn)。這些自然因素也可以進(jìn)一步被分解，例如，地質(zhì)因子可被劃分為地質(zhì)現(xiàn)象和地基承載力，有害地質(zhì)現(xiàn)象包括泥石流、滑坡、沖溝和巖溶等建設(shè)用地應(yīng)盡量避開這些區(qū)域；地基承載力是地基土單位面積上隨荷載增加所發(fā)揮的承載潛力，其影響建筑物的施工材質(zhì)以及建筑物的高度和密度，應(yīng)具體分析。

2.3 設(shè)定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

總結(jié)收集并列舉不同的評(píng)價(jià)因子對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的影響，將評(píng)價(jià)因子劃分為不同的適宜性等級(jí)。運(yùn)用專家打分法和層次分析法確定各個(gè)生態(tài)因子的權(quán)重，格拉斯哥城市規(guī)劃范圍內(nèi)建設(shè)土地適宜性評(píng)價(jià)因子的劃分如表1所示。

表1 城市土地適宜性評(píng)價(jià)因子和劃分

一級(jí)指標(biāo)二級(jí)指標(biāo)適宜性分類條件評(píng)價(jià)分值權(quán)重很適宜 居民用地 9用地分類0.15社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子適宜 旱地 7較不適宜 林地 4不適宜 草地 2很不適宜 水域 0適宜 1km緩沖區(qū) 9交通可達(dá)性較不適宜 1～2km緩沖區(qū) 7很不適宜 ＞2km緩沖區(qū) 4 0.13很適宜 建成區(qū) 9增長級(jí)核 適宜 1～2km緩沖區(qū) 7較不適宜 ＞2km緩沖區(qū) 4 0.08

2.4 評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

首先以已經(jīng)分類的不同因子的圖層作為基礎(chǔ)，利用GIS分析工具，將圖層進(jìn)行疊加。其次，對(duì)這些圖層進(jìn)行加權(quán)疊加，得到評(píng)價(jià)結(jié)果。

將城市建設(shè)用地適宜性分為5個(gè)等級(jí)：很適宜、較適宜、較不適宜、不適宜和不可用地。在格拉斯哥未來的建設(shè)土地規(guī)劃中可以將很適宜和較適宜用地劃為重點(diǎn)建設(shè)區(qū)，將基本適宜用地劃為限制建設(shè)區(qū)，將不適宜和不可用地劃為禁止建設(shè)區(qū)（或生態(tài)控制區(qū)）。

3 結(jié)語

通過回顧評(píng)價(jià)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，格拉斯哥區(qū)劃內(nèi)規(guī)劃區(qū)很適宜進(jìn)行土地建設(shè)的地區(qū)主要分布在東北邊緣，北部邊緣以及南部邊緣。較適宜建設(shè)的地段主要分布在東北邊緣周邊地區(qū)，中心城區(qū)，以及西南地區(qū)；在南部邊緣周邊地區(qū)零散分布?；具m宜建設(shè)的地段主要分布在中心城區(qū)周邊；在較適宜建設(shè)的用地周邊呈環(huán)狀分布。不適宜和很不適宜的用地在西部水源保護(hù)地區(qū)，南部高地，東部高地周邊亦有分布。格拉斯哥未來的城市建設(shè)土地的布局首先應(yīng)按照自然環(huán)境的的發(fā)展規(guī)律，這樣就可以有效的促進(jìn)城市自然生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)，避免對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的破環(huán)和干擾，依據(jù)分析結(jié)果，制定規(guī)劃戰(zhàn)略，指定區(qū)域發(fā)展優(yōu)先級(jí)。其次要遵循社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)律，要合理安排土地開發(fā)順序，節(jié)約城市開發(fā)成本，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展可持續(xù)。

運(yùn)用多因子加權(quán)疊加的分析方法，將影響城市土地適宜性的因子進(jìn)行分類，并形成不同的圖層，利用GIS對(duì)城市土地進(jìn)行空間分析、疊置分析以及緩沖區(qū)分析，對(duì)城市土地建設(shè)適宜程度作出分級(jí)。這種方式的創(chuàng)新點(diǎn)在于，可以使得城市規(guī)劃布局的專業(yè)人員更好地理解城市土地用地建設(shè)適宜程度并且很清晰地展示出未來城市擴(kuò)展的方向，可以做到具體問題具體分析。同時(shí)，這種方法從社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及生態(tài)環(huán)境的角度為城市的土地利用提出建議，是城市規(guī)劃策略的重要嘗試和補(bǔ)充，GIS技術(shù)也為多方參與規(guī)劃提供了工具、技術(shù)平臺(tái)，是當(dāng)前城市規(guī)劃布局中土地開發(fā)利用常用的一種有效手段。與此同時(shí)這種技術(shù)也存在著缺陷，它無法實(shí)時(shí)收集動(dòng)態(tài)的城市變化過程，例如人的遷移情況，土壤物質(zhì)的改變，由于其不斷變化，就很難設(shè)定因子范圍來表達(dá)，如何解決這一問題，將是生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)發(fā)展和完善的一個(gè)方向。