基于熵權(quán)-TOPSIS的山區(qū)鄉(xiāng)村地區(qū)交通通達性空間格局研究

周薇 劉芳 趙睿 農(nóng)耘之

摘要：文章以廣西桂平市為例，引入熵權(quán)-TOPSIS模型，建構(gòu)西部鄉(xiāng)村地區(qū)縣域綜合交通通達性評價指標體系，客觀分析西部山區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)綜合交通通達性。結(jié)果表明：（1）通達性各單項指標對綜合交通通達性的影響程度依次為：摩擦阻抗>居民點道路臨近度>等效路網(wǎng)密度>干線銜接度>鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)部可達性;（2）全域鄉(xiāng)村地區(qū)交通通達性呈現(xiàn)出明顯的整體分布不均衡及兩極分化態(tài)勢，地區(qū)差異明顯;（3）整體形成以中部為核心的東北-西南走向狹長地帶向兩側(cè)逐漸遞減的“核心-外圍”圈層格局，呈現(xiàn)“兩軸一核一環(huán)”的空間分布格局。

關(guān)鍵詞：交通通達性;熵權(quán)-TOPSIS;鄉(xiāng)村地區(qū);空間格局

0 引言

通達性，亦稱可達性，用以表征交通網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點間相互作用機會的大小及節(jié)點間交通聯(lián)系的難易程度，與特定的經(jīng)濟、社會機會要素及其所在區(qū)位的重要性相關(guān)。通達性被廣泛運用于城鄉(xiāng)規(guī)劃和地理學領(lǐng)域，是研究和評價基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃和交通規(guī)劃有效性的重要指標。區(qū)域綜合交通通達性及其空間格局研究是近年來國內(nèi)外交通及規(guī)劃學界關(guān)注的熱點之一，區(qū)域交通通達性研究正逐步向綜合性和微觀尺度發(fā)展，區(qū)域交通通達性評價方法和指標也日趨完善。在區(qū)域交通通達性的研究方面，目前的研究成果側(cè)重于對經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的研究，而對西部山區(qū)特別是西部農(nóng)村地區(qū)的研究少有涉及。

農(nóng)村地區(qū)交通通達性對村莊發(fā)展和城鄉(xiāng)統(tǒng)籌具有重大意義。本文借鑒交通通達性評價的相關(guān)研究，選取西部典型的山地丘陵地帶——廣西桂平市26個縣級行政單位為研究對象，構(gòu)建基于熵權(quán)-TOPSIS模型的山區(qū)鄉(xiāng)村地區(qū)交通通達性指標體系，對桂平市域鄉(xiāng)村地區(qū)公路網(wǎng)絡(luò)綜合通達性的空間格局進行分析研究，為西部山區(qū)的國土空間規(guī)劃、交通規(guī)劃及農(nóng)村居民點選址與布局規(guī)劃提供參考性意見。

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)

1.1 研究區(qū)概況

桂平位于桂東南部，境內(nèi)地勢西北、東南高，中間低，地勢由西北大瑤山、東南大容山向中部平原逐漸傾斜。桂平市轄區(qū)面積為4 074 km2，下轄21個建制鎮(zhèn)、5個鄉(xiāng)和414個行政村。2018年桂平市域人口為203.4萬人，農(nóng)村人口數(shù)達到168.28萬人。隨著南廣高鐵的全線通車，桂平進入高鐵時代。此外，桂來高速和貴梧高速橫貫桂平東西方向，由省道S304、S323和S212形成“兩橫一縱”的主要公路交通干線網(wǎng)絡(luò)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)間主要通過省道、縣道和鄉(xiāng)道聯(lián)系。至2018年，桂平市域路網(wǎng)總里程為629.73 km，路網(wǎng)密度達到0.15 km/km2。

1.2 研究數(shù)據(jù)來源

本研究以桂平市域范圍內(nèi)的行政村為基本研究單元，數(shù)據(jù)來源：

（1）道路數(shù)據(jù)主要通過Google Earth在線地圖提取桂平市域范圍內(nèi)的高速公路、國道、省道、鄉(xiāng)縣、農(nóng)村硬化道路等各級道路路徑，以及高速公路出入口等交通節(jié)點數(shù)據(jù)，在ArcGIS中進行數(shù)字化和數(shù)據(jù)修正。

（2）桂平市域高程DEM數(shù)據(jù)（30M）來源于Google Earth衛(wèi)星遙感影像地圖數(shù)據(jù)。

（3）行政區(qū)邊界、鄉(xiāng)鎮(zhèn)及行政村節(jié)點位置、農(nóng)村居民點斑塊數(shù)據(jù)均來源于桂平市國土資源局2019年全國第三次土地調(diào)查數(shù)據(jù)。

2 研究方法

2.1 評價方法

熵權(quán)法是一種客觀的指標賦權(quán)方法，通過熵值來確定指標權(quán)重，其原理是某項指標的差異度越大其所反映的信息量越大，權(quán)重相應(yīng)越大。TOPSIS法又稱“逼近理想解的排序法”，是一種有限方案多目標決策分析常用的綜合評價方法。其原理是根據(jù)評價對象與最優(yōu)、最劣值的距離計算相對貼近度，按貼近度大小進行優(yōu)劣排序。將熵權(quán)法與TOPSIS法相結(jié)合是對TOPSIS法的改進，該方法對樣本需求量不大且結(jié)果合理，能客觀綜合地反映區(qū)域范圍內(nèi)交通空間通達性。具體計算步驟如下：

2.1.1 構(gòu)建原始評價矩陣

2.2 通達性評價指標體系及數(shù)據(jù)獲取

本文從區(qū)域內(nèi)部通達性和外部通達性兩個方面構(gòu)建綜合交通通達性評價體系。區(qū)域內(nèi)部通達性選取公路網(wǎng)密度和鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)部可達性來表征，外部交通通達性則通過居民點公路臨近性和干線銜接度來綜合衡量。此外，西部山區(qū)地形復(fù)雜，不同地形對交通出行具有不同程度的影響，可通過地形阻隔系數(shù)來衡量。具體指標含義及其計算公式詳見表1。根據(jù)各評價指標的計算結(jié)果，通過Arc GIS自然斷點法，最終得出桂平市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)交通通達性單項指標空間分布圖。

3 評價與分析

3.1 通達性指標權(quán)重排序與分析

構(gòu)建桂平市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)綜合交通通達性評價數(shù)據(jù)庫，對原始數(shù)據(jù)進行歸一化處理并計算出各指標的權(quán)重，具體結(jié)果見表2。

由表2可以看出，對于桂平各鄉(xiāng)鎮(zhèn)，綜合交通通達性各項評價指標的影響程度從高到低依次為：地形阻隔>居民點道路臨近度>等效路網(wǎng)密度>干線銜接度>鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)部可達性。其中，地形阻隔所占權(quán)重最高（>0.37），居民點道路臨近度次之，鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)部可達性所占權(quán)重最低（<0.10）。從權(quán)重值可以看出地形阻隔和居民點道路臨近度對該區(qū)域交通通達性影響大于其他因素。由此可知，在山地丘陵地帶，地形因素仍是對區(qū)域交通影響最大的因素。居民點道路臨近度反映了鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)鄉(xiāng)村公路網(wǎng)絡(luò)與居民點分布之間的耦合程度，居民點道路臨近度越大說明該鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民點的布局越趨向于公路集中，公路網(wǎng)絡(luò)覆蓋的居民點也越多，公路網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)村居民點間的布局也越合理。從指標權(quán)重可以看出，在農(nóng)村居民點布局松散分散的西部山地丘陵地帶，公路網(wǎng)絡(luò)與居民點臨近性比等效路網(wǎng)密度對交通通達性的影響更大。單純依靠提高路網(wǎng)密度來提高區(qū)域交通通達性的做法并不可取，而在公路網(wǎng)絡(luò)密度一定的情況下，公路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的合理性及村莊布點規(guī)劃的科學性就顯得尤其重要。鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)部可達性反映鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)部各村之間的通達狀況，由于村與村之間主要通過農(nóng)村公路網(wǎng)聯(lián)系，農(nóng)村路網(wǎng)已覆蓋各行政村，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)部間差距不大。