基于模糊聚類算法的小城鎮(zhèn)土地分等研究

李紅霞

摘 ? 要：小城鎮(zhèn)土地分等是通過對影響小城鎮(zhèn)土地質(zhì)量的經(jīng)濟、社會、自然等各項因素的綜合分析，揭示小城鎮(zhèn)之間土地質(zhì)量的地域差異。針對小城鎮(zhèn)發(fā)展情況及小城鎮(zhèn)土地的影響因素，運用模糊聚類算法對土地分等進行定量分析，得到客觀的分等結(jié)果。

關(guān)鍵詞：土地分等 ?小城鎮(zhèn) ?模糊聚類算法 ?南縣

中圖分類號：S159 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）06（b）-0252-02

自改革開放以來，隨著我國城鎮(zhèn)化進展的推進，小城鎮(zhèn)也在不斷發(fā)展，數(shù)量有了巨大的增長，現(xiàn)階段，我國縣以下的小城鎮(zhèn)近2萬個。小城鎮(zhèn)的發(fā)展為我國社會經(jīng)濟的發(fā)展做出了巨大的貢獻，有效地吸納農(nóng)業(yè)剩余人口，緩和農(nóng)村人多地少的矛盾，有效地促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。同時也是經(jīng)濟發(fā)展的廣大市場，是城市工商業(yè)產(chǎn)品的重要市場。但是，我國小城鎮(zhèn)在發(fā)展的過程也存在著許多問題，除了全國東西部地方因大環(huán)境發(fā)展的原因?qū)е滦〕擎?zhèn)發(fā)展的巨大差異以外。在很多地區(qū)，在同一個縣市范圍內(nèi)的不同小城鎮(zhèn)的發(fā)展也大有區(qū)別，對縣域內(nèi)小城鎮(zhèn)土地進行分等，找出影響各小城鎮(zhèn)土地的主要因子，根據(jù)各小城鎮(zhèn)土地等級狀況，為制定針對不同等級不同影響因子的土地政策提供依據(jù)，也為小城鎮(zhèn)規(guī)劃提供支持。

目前我國城鎮(zhèn)土地分等研究多在大尺度范圍內(nèi)展開，如范黎、吳群對江蘇省64個地級市、縣級市和縣城鎮(zhèn)的分等[1]，周國華等對城市間土地分等的研究[2]，針對小城鎮(zhèn)土地分等的研究較少，研究方法主要有定性分析、層次分析法、綜合指數(shù)法等。影響小城鎮(zhèn)土地的因素眾多，且許多因素具有一定的模糊性，故對小城鎮(zhèn)土地進行分等也就具有模糊性的特點，本文以湖南省益陽市南縣縣域內(nèi)小城鎮(zhèn)為例，采用模糊聚類算法對其進行分等研究。

1 ?模糊聚類分析的基本過程

模糊聚類分析是一種采用模糊數(shù)學(xué)語言對事物按一定的要求進行描述和分類的數(shù)學(xué)方法[4]。適用于事物之間的界限是模糊時按一定要求對事物進行分類。通常把被聚類的事物稱為樣本，將被聚類的一組事物稱為樣本集，模糊聚類分析有兩種基本方法：系統(tǒng)聚類法和逐步聚類法。采用模糊聚類分析法進行分類的主要過程如下：（1）計算樣本或變量間的相似系數(shù)，建立模糊相似矩陣;（2）利用模糊相似矩陣使用直接聚類法進行分類;（3）最后根據(jù)不同的截取水平λ對模糊相似矩陣進行動態(tài)截取分類[5]。

2 ?湖南省南縣小城鎮(zhèn)土地分等研究

根據(jù)《城鎮(zhèn)土地分等定級規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，小城鎮(zhèn)土地分等可采用“以多因素綜合評定法為主，以市場資料分析法等進行驗證”的技術(shù)途徑。影響小城鎮(zhèn)土地分等的因素、因子很多，其選擇的合理與否直接關(guān)系到土地分等成果的準確與否。通過對影響小城鎮(zhèn)土地等別因素分析的基礎(chǔ)上，遵循《城鎮(zhèn)土地分等定級規(guī)程》的有關(guān)原則，建立了由6項指標構(gòu)成的指標體系，見圖1。

南縣位于湖南省北部、洞庭湖西北部，是益陽市最北端的行政區(qū)劃縣。南縣縣域內(nèi)現(xiàn)有9個建制鎮(zhèn)，通過統(tǒng)計、土地等相關(guān)部門對各鎮(zhèn)上述6項指標數(shù)據(jù)進行收集整理，再進行相應(yīng)的模糊聚類分析，得到9個建制鎮(zhèn)的土地等級。

（1）數(shù)據(jù)標準化。

zi=xi-xmin/xmax-xmin

其中：zi為指標的標準分數(shù);xi為某鎮(zhèn)某指標的指標值;xmax為全部鎮(zhèn)中某指標的最大值;xmin為全部鎮(zhèn)中某指標的最小值。經(jīng)標準化后表1中數(shù)據(jù)如表1。

（2）建立模糊相似矩陣R。

建立模糊相似矩陣R，主要是確定其相似系數(shù)rij，即：xi 與xj的相似程度。本文中使用絕對值減數(shù)法（海明距離法） 建立模糊相似矩陣，

其中0≤c≤1，適當選取c值，使得rij在[0，1]中分散開。

本文取c=0.15，按絕對值減數(shù)法進行標定，得到模糊相似矩陣R：

（3）利用直接聚類法求取聚類圖。

建立模糊相似矩陣R之后，計算傳遞閉包t（R）的運算量比較大，本文采用了直接聚類法求取聚類圖。例如，當λ=0.9645時，縣域內(nèi)小城鎮(zhèn)土地等級可劃分為8類：{x1}（1南洲鎮(zhèn)），{x2}（2茅草街鎮(zhèn)）， {x3}（3華閣鎮(zhèn)），{x4，x7}（4明山頭鎮(zhèn)， 7青樹嘴鎮(zhèn) ），{x5}（5三仙湖鎮(zhèn)），{x6}（6武圣宮鎮(zhèn)），{x8}（8廠窖鎮(zhèn)），{x9}（9麻河口鎮(zhèn)）;當λ=0.9152時，縣域內(nèi)小城鎮(zhèn)土地等級可劃分為3類：{x1}（1南洲鎮(zhèn)），{x2}（2茅草街鎮(zhèn)），{x3～x9}（3華閣鎮(zhèn)，4明山頭鎮(zhèn)，5三仙湖鎮(zhèn)，6武圣宮鎮(zhèn)，7青樹嘴鎮(zhèn)，8廠窖鎮(zhèn)，9麻河口鎮(zhèn)）。根據(jù)λ取值的不同，可以劃分為不同土地級別，并建立動態(tài)聚類圖（如圖2）。

3 ?結(jié)語

影響建小城鎮(zhèn)土地等的因素、因子十分復(fù)雜，涉及自然、經(jīng)濟、社會等諸多方面。本文以益陽市南縣縣域內(nèi)小城鎮(zhèn)為例，運用模糊聚類方法對土地分等進行定量分析研究，能夠取得了比較客觀的分等結(jié)果。

參考文獻

[1] 范黎，吳群.江蘇省城鎮(zhèn)土地分等研究[J].國土資源科技管理，2007（1）：46-50.

[2] 周國華，鄭云有，朱翔.城鎮(zhèn)間土地分等方法研究—— ? 以湖南省地級市為例[J].熱帶地理，2000，20（3）：238-242.

[3] 高勇.成都市城鎮(zhèn)土地分等研究[J].河南科技，2014（1）：199-201.

[4] 李藝明.基于模糊聚類的客戶分類方法研究[D].廣東工業(yè)大學(xué)，2006.

[5] 高新波.模糊聚類分析及其應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004.