基于GIS的連云港建設(shè)用地適宜性評價研究

■ 鄭 劍/胡洋洋/馮建美/楊小艷/陳龍高

（1.連云港市土地和礦業(yè)權(quán)市場管理中心，江蘇 連云港 222001；2.江蘇師范大學(xué)地理測繪與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院，徐州 221116；3.連云港市國有土地儲備中心，江蘇 連云港 222001）

0 引言

人口增長和城市化水平的快速提高導(dǎo)致了城市的快速擴(kuò)張[1]，從而使得對于建設(shè)用地的需求不斷增加[2]。建設(shè)用地適宜性評價是根據(jù)研究區(qū)內(nèi)自然、經(jīng)濟(jì)、社會等條件對于建設(shè)用地利用的適宜性和限制，綜合評價區(qū)域內(nèi)土地作為建設(shè)用地的適宜程度，并以此確定不同評價單元的適宜性等級。建設(shè)用地適宜性評價可為合理布局建設(shè)用地并進(jìn)行土地利用規(guī)劃提供支持[3-4]。

建設(shè)用地適宜性評價是土地適宜性評價及土地利用規(guī)劃前期研究的重要組成部分，近年來包括城市和園區(qū)在內(nèi)的建設(shè)用地快速擴(kuò)張導(dǎo)致了一系列劇烈的生態(tài)、社會變革，建設(shè)用地適宜性評價更是成為兼具理論研究和實證應(yīng)用的重點領(lǐng)域[5-7]。涵蓋各種不同尺度[8-9]、不同層次[10]和不同特色地形區(qū)[11-12]的建設(shè)用地適宜性評價，并取得了包括指標(biāo)體系[9]、評價方法[6]以及應(yīng)用技術(shù)[12-13]等在內(nèi)的一系列成果，尤其是基于GIS空間信息技術(shù)的評價研究，為開展不同特色區(qū)域和基于不同目的的建設(shè)用地適宜性評價奠定了良好基礎(chǔ)，并提供了具有可操作性的空間評價方法。

連云港是江蘇省重要的三大沿海城市之一，也是我國“一帶一路”倡議的重要節(jié)點城市，面臨著建設(shè)用地需求量大、土地利用變化劇烈、生態(tài)環(huán)境壓力大等問題，因此需要對其建設(shè)用地適宜性開展評價研究，為連云港市的空間建設(shè)與規(guī)劃提供參考。學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)的檢索結(jié)果表明：盡管現(xiàn)有的研究成果涉及內(nèi)容和區(qū)域較多，但缺乏具體對江蘇省沿海地區(qū)，尤其對連云港市建設(shè)用地適宜性的研究，限制了本領(lǐng)域研究區(qū)域的覆蓋完整性。

本文以江蘇省北部沿海城市連云港市為例，在充分考慮沿海地區(qū)地質(zhì)、水文等自然因素，以及交通區(qū)位等社會經(jīng)濟(jì)因素的基礎(chǔ)上，建立相應(yīng)的指標(biāo)體系，應(yīng)用GIS技術(shù)對連云港市建設(shè)用地適宜性進(jìn)行評價，從而為該市開展相關(guān)工作提供支持，也可進(jìn)一步豐富我國該領(lǐng)域的研究成果。

1 研究區(qū)概況與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源

連云港市是江蘇省的三大沿海城市之一，也是我國首批沿海開放城市、新亞歐大陸橋東方橋頭堡，地處江蘇省東北部，土地總面積7499.91km2。地勢自西北向東南傾斜，境內(nèi)平原、海洋、低山丘陵齊全，河湖灘涂俱備。全市地貌可分為中部平原、東部沿海灘涂和西部岡嶺三部分。連云港市的土地利用類型既包括耕地、林地、園地、水域、城鎮(zhèn)用地、村莊等常見類型，也包括鹽田和沿海灘涂等獨(dú)具特色的沿海土地利用類型。

近年來，隨著江蘇省沿海開發(fā)戰(zhàn)略實施以及國家“一帶一路”倡議的提出，連云港市土地利用格局變化劇烈，城鎮(zhèn)及工礦產(chǎn)業(yè)用地快速擴(kuò)張。而連云港市又是江蘇省地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)地區(qū)之一，地質(zhì)災(zāi)害類型較多，主要有崩塌、滑坡、地面塌陷、地面沉降和特殊類巖土（軟土）災(zāi)害。迫切要求連云港市在土地及城市規(guī)劃中對建設(shè)用地適宜性開展評價工作，以促進(jìn)區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)社會協(xié)調(diào)發(fā)展。

本次評價收集了土地、水文、生態(tài)環(huán)境資源、地質(zhì)與地形等數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。其中2014年度土地利用更新調(diào)查數(shù)據(jù)（1∶5000）、水文與地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)來源于當(dāng)?shù)貒临Y源管理部門，交通數(shù)據(jù)來源于當(dāng)?shù)亟煌ú块T，風(fēng)景名勝與自然保護(hù)區(qū)等生態(tài)資源數(shù)據(jù)來源于當(dāng)?shù)丨h(huán)境部門。此外還收集了來源于地理空間數(shù)據(jù)云的ASTER GDEM數(shù)據(jù)用于獲取研究區(qū)高程及坡度等地形信息，Landsat 8遙感影像用于獲取研究區(qū)植被信息。

2 評價方法與過程

2.1 數(shù)據(jù)處理與入庫

本研究基于WGS1984 UTM投影坐標(biāo)系統(tǒng)，首先完成了相關(guān)數(shù)據(jù)的投影定義、投影變換以及地理配準(zhǔn)等工作，其中地理配準(zhǔn)誤差控制在0.5個像素以內(nèi)[14]；然后進(jìn)行地圖數(shù)字化以及屬性結(jié)構(gòu)設(shè)計和輸入；最后將數(shù)據(jù)導(dǎo)入建立的建設(shè)用地適宜性評價數(shù)據(jù)庫。

2.2 評價指標(biāo)體系建立

綜合考慮研究區(qū)內(nèi)建設(shè)用地利用的主要特點、數(shù)據(jù)可得性及指標(biāo)設(shè)計合理性，參考相關(guān)研究成果[15]，確定評價的指標(biāo)體系由地形因素、地質(zhì)條件因素、生態(tài)環(huán)境保護(hù)因素和社會經(jīng)濟(jì)因素組成。其中地形因素以高程、坡度、坡向指標(biāo)表征，地質(zhì)條件因素以崩塌滑坡、地面沉降、軟土地基指標(biāo)表征，生態(tài)環(huán)境因素以植被蓋度、自然保護(hù)區(qū)與風(fēng)景名勝區(qū)級別指標(biāo)表征，社會經(jīng)濟(jì)因素以土地規(guī)劃政策中的基本農(nóng)田保護(hù)、交通條件指標(biāo)、建成區(qū)影響指標(biāo)表征（表1）。

其中，植被覆蓋度以利用遙感影像提取的NDVI指數(shù)表示，交通條件和建成區(qū)指標(biāo)以距離主要交通干線或城鎮(zhèn)建成區(qū)的距離表示，基本農(nóng)田保護(hù)指數(shù)以是否為基本農(nóng)田表示，是取值1，否取值0。

表1 研究區(qū)建設(shè)用地適宜性評價指標(biāo)體系及權(quán)重

2.3 評價指標(biāo)權(quán)重確定

評價指標(biāo)權(quán)重確定則采用層次分析法加以測算，保障評價指標(biāo)權(quán)重確定的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。主要邀請了土地、生態(tài)、環(huán)境領(lǐng)域相關(guān)專家和當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)機(jī)構(gòu)技術(shù)人員對各層指標(biāo)的相對重要性進(jìn)行兩兩比較、判斷, 并保持判斷矩陣的一致性[16-17], 最后得出各個指標(biāo)的權(quán)重值（表1）。

2.4 指標(biāo)值得分測算確定

指標(biāo)值得分根據(jù)不同指標(biāo)類型特征選擇相應(yīng)的方法消除量綱并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化為0～100的值，對于數(shù)值型指標(biāo)I且越大越好型，采用公式（1）測算其標(biāo)準(zhǔn)化得分：式(1)中νj為待評價單元j的指標(biāo)值，maxνj表示m個評價單元中的指標(biāo)最大值。

對于越小越好的數(shù)值型指標(biāo)，則采用公式(2)測算其標(biāo)準(zhǔn)化得分：

式(2)中minνj表示m個評價單元中的指標(biāo)最小值。

還有一些指標(biāo)為等級型或布爾型，很難采取普通方法加以測算。本文采用公式(3)進(jìn)行測算。

式(3)中i為待評價單元j的指標(biāo)級別，n為該指標(biāo)的總級別個數(shù)（如自然保護(hù)區(qū)與風(fēng)景名勝區(qū)指標(biāo)分為國家、省級、市級和非保護(hù)區(qū)，則n值取3），i為其指標(biāo)級別（如前述4個級別依據(jù)其對建設(shè)用地的限制性程度分別賦值為3、2、1、0）。測算過程使用GIS地圖代數(shù)功能實現(xiàn)。

2.5 適宜性評價結(jié)果測算與分級

根據(jù)前述各具體指標(biāo)權(quán)重，應(yīng)用GIS空間疊加分析功能對具體指標(biāo)得分圖進(jìn)行加權(quán)疊置分析，測算出研究區(qū)建設(shè)用地適宜性評價的總體得分情況。依據(jù)具體得分情況采用自然斷點法（natural breaks）共劃分為四個建設(shè)用地適宜性等級：高度、中度、低度適宜性和非適宜性等級。

圖1 連云港建設(shè)用地適宜性評價分級

3 結(jié)果及分析

研究區(qū)建設(shè)用地適宜性評價分級結(jié)果見圖1，從圖1中可以看出：高度適宜區(qū)位于連云港市中北部地區(qū)，該區(qū)域工程地質(zhì)條件十分優(yōu)越,地勢平坦,持力層較為堅固。中度適宜區(qū)位于中部地區(qū)，該區(qū)域大部分地區(qū)地勢較為平坦，地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險較小，但該級別區(qū)域內(nèi)為軟土災(zāi)害低易發(fā)區(qū)。盡管該區(qū)域軟土災(zāi)害發(fā)生幾率不高，但是軟土工程地質(zhì)性質(zhì)差。工程建設(shè)中，軟土作為天然地基時可能引起不均勻沉降，導(dǎo)致地基變形，危害到建筑工程的正常使用，因此在工程建設(shè)，尤其是高層建筑建設(shè)時，應(yīng)充分考慮該區(qū)域軟土災(zāi)害的可能影響。低度適宜區(qū)位于連云港市北部和南部地區(qū)，北部區(qū)域多為高程較高、具有一定地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險區(qū)域，南部區(qū)域為地面沉降中低發(fā)生區(qū)以及軟土低易發(fā)區(qū)。該級別區(qū)域進(jìn)行建設(shè)需考慮多種因素的影響，其對于城市建設(shè)用地的限制性因素相對較高。建設(shè)用地非適宜區(qū)位于連云港市中部云臺山以及北部山區(qū)等區(qū)域，該級別區(qū)域多為坡度較大、海拔較高且易發(fā)生崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險區(qū)域，是連云港境內(nèi)最不適宜進(jìn)行建設(shè)的區(qū)域。

連云港市高度適宜區(qū)位置較為偏遠(yuǎn)，交通區(qū)位條件相對較差，盡管該區(qū)域工程地質(zhì)條件十分優(yōu)越，但很難滿足城市與區(qū)域發(fā)展對用地的需求。中度適宜區(qū)位于中部軟土災(zāi)害低易發(fā)區(qū)內(nèi)，軟土災(zāi)害發(fā)生概率較低，交通便利、區(qū)位條件較好，是建設(shè)用地布局的相對優(yōu)越地區(qū)；南部大部分區(qū)域為沉降中易發(fā)區(qū)，其建設(shè)用地適宜性等級多為低度適宜區(qū)，但是考慮到區(qū)域建設(shè)與城市發(fā)展，尤其“一帶一路”倡議和沿海發(fā)展戰(zhàn)略對土地資源的大量需求，該部分區(qū)域依然需要開展大量建設(shè)，但是需要重點評估地下水過量開采引起的地面沉降風(fēng)險問題。

4 結(jié)語

建設(shè)用地適宜性評價是在綜合考慮區(qū)域自然、生態(tài)、社會經(jīng)濟(jì)等多方面因素對于建設(shè)用地的影響基礎(chǔ)上，評價區(qū)域內(nèi)土地作為建設(shè)用地的適宜程度，從而為合理布局建設(shè)用地及開展土地利用規(guī)劃提供支持。

基于GIS的連云港市建設(shè)用地適宜性評價，實現(xiàn)了研究區(qū)建設(shè)用地適應(yīng)性評價結(jié)果的空間顯示。評價結(jié)果顯示出連云港市建設(shè)用地不同適宜性級別的空間分布特點和相應(yīng)的限制因素特點：在建設(shè)用地具體規(guī)劃布局時，應(yīng)根據(jù)區(qū)域特點開展有針對性的評估并制定相應(yīng)的預(yù)防措施。本研究成果可為連云港土地利用及城市規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，也可為其他類似城市開展建設(shè)用地適宜性評價提供參考和借鑒。

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