基于GIS的延邊州地名文化景觀空間分布特征研究

吳 靜, 金石柱,2*, 鄭文麗

(1.延邊大學(xué) 地理與海洋科學(xué)學(xué)院；2.延邊大學(xué) 東北亞研究院:吉林 延吉 133002；3.自然資源權(quán)益調(diào)查監(jiān)測院，哈爾濱 150000 )

地名是人們賦予某一特定空間位置上自然或人文地理實(shí)體的專屬名稱[1]。地名文化景觀具有豐富的文化內(nèi)涵，是在一定的時(shí)空范圍內(nèi)對(duì)某一特定地域的統(tǒng)一稱謂，承載了民族、國家主權(quán)、語言文化與地理特征等多維信息[2]，是文化地理學(xué)的重要研究內(nèi)容，可以說地名景觀是地域文明在地表的凝結(jié)和保留[3]，在很大程度上能夠反映某一特定區(qū)域的自然地理和歷史文化的特點(diǎn)。

隨著地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)發(fā)展和成熟，越來越多的學(xué)者從文化地理學(xué)的角度出發(fā)，并基于GIS技術(shù)對(duì)地名文化景觀的空間分布特征展開研究，碩果頗豐。20世紀(jì)90年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)優(yōu)化研究手段與方法在地名研究中的應(yīng)用，國內(nèi)外學(xué)者開始采用GIS技術(shù)與定量分析的研究方法，推進(jìn)了地名文化景觀的研究。如Stephen C Jett以亞利桑那州納瓦霍錫安峽谷和青利大峽谷為研究對(duì)象，詳細(xì)地探究了地名與環(huán)境和人們生活方式的關(guān)系[4]；Stephan F利用GIS技術(shù)，以美國中西部日耳曼語地名為研究對(duì)象，認(rèn)為地名由來與社會(huì)的關(guān)系極為密切[5]；Capra G F等將GIS技術(shù)與數(shù)學(xué)模型相結(jié)合,認(rèn)為人文地名的命名與自然環(huán)境有著莫大關(guān)系[6]。

國內(nèi)對(duì)地名學(xué)的研究起步較晚，在建國后有了較大發(fā)展，并成立中國地名研究所，建立了中國地名數(shù)據(jù)庫。王盼等利用GIS手段對(duì)新疆天山北麓的地名文化景觀進(jìn)行可視化分析，探究其空間分布與歷史政治、自然等的關(guān)聯(lián)[7]；孫百生等將承德地區(qū)的鄉(xiāng)村聚落作為研究對(duì)象，借助GIS中基于空間平滑分析法，解讀承德鄉(xiāng)村的空間分布特征[8]；王雨涵以武威市鄉(xiāng)村聚落為研究范圍，從空間角度挖掘其分布特征，分析成因[9]。王洪波對(duì)保定不同類型聚落地名進(jìn)行量化統(tǒng)計(jì)，基于GIS揭示了不同地名景觀的空間分異規(guī)律[10]。蘇都爾利用GIS技術(shù)分析扎魯特旗的地名空間分布特征[11]。吳威龍通過計(jì)量方法和GIS技術(shù)分析恩施州國家級(jí)傳統(tǒng)村落的時(shí)空格局等[12]。翁佳麗[13]、李艷[14]、謝煥景等[15]人運(yùn)用GIS技術(shù)對(duì)晉江鄉(xiāng)村旅游、石家莊道路網(wǎng)、聊城公園綠地展開研究?？梢哉f，以文化地理學(xué)中文化景觀的相關(guān)理論作為出發(fā)點(diǎn)，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法與GIS手段相結(jié)合對(duì)地名文化景觀展開相關(guān)分析研究，已變成地名文化研究的主旋律。

該研究以延邊州的聚落地名為研究對(duì)象，揭示延邊州地名所承載的自然和社會(huì)的各種信息，希冀為延邊州地名保護(hù)、傳承與發(fā)展提供一定的借鑒意義，并豐富地名學(xué)研究的應(yīng)用價(jià)值。

1 研究區(qū)概況

延邊州坐落于吉林省東部，是中國最大的朝鮮族聚居地。41°59′47″～44°30′42″N，127°27′43″～131°18′33″E。地處中、朝、俄3國交界處，東與俄羅斯濱海邊境區(qū)交界，南與朝鮮隔江相望，西臨吉林市、白山市，北接黑龍江省牡丹江市。依托黑、吉、遼東北3省的廣闊腹地，成為東北溝通海內(nèi)外的重要窗口，是東北亞區(qū)域地理重心的交匯點(diǎn)，也是聯(lián)結(jié)歐亞與北美海陸運(yùn)輸格局的重要樞紐。延邊州屬于長白山區(qū)，地勢西高東低，地形多樣，以山地和高原為主，自西南、西北、東北3面向東南傾斜，屬中溫帶濕潤季風(fēng)氣候。全州總面積4.33萬km2，轄6市2縣，約占吉林省總面積的1/4[16](圖1)。

圖1 研究區(qū)

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

該研究所使用的地名為延邊州的聚落地名。地名數(shù)據(jù)由國家測繪地理信息局國家地理信息數(shù)據(jù)庫的矢量地圖摘錄，并參照各縣市地名志進(jìn)行校對(duì)而得。使用聚落地名能夠相對(duì)完整地體現(xiàn)研究區(qū)地名的特征，同時(shí)使用地名志數(shù)據(jù)能夠確保地名信息的準(zhǔn)確性。該研究選擇的延邊州地名共3 062個(gè)，自然地名1 753個(gè)，占比為57.25%，人文地名1 309個(gè)，占比為42.75%。

2.2 研究方法

2.2.1 核密度估計(jì)法

核密度分析法用于計(jì)算每個(gè)輸出柵格像元周圍的點(diǎn)要素的密度，通過考察規(guī)則區(qū)域中點(diǎn)密度的空間變化，研究點(diǎn)的分布特征，計(jì)算公式為[17]：

(1)

式中，s為待估計(jì)地名的位置；si為落在以s為圓心、h為半徑的圓形范圍內(nèi)的第i個(gè)地名的位置；h的取值會(huì)影響到地名核密度值空間分布的平滑程度。

2.2.2 空間自相關(guān)分析法

空間自相關(guān)分析法是一種空間統(tǒng)計(jì)方法，用來表示空間變量的區(qū)域結(jié)構(gòu)形態(tài)，也是檢驗(yàn)?zāi)骋灰貙傩灾凳欠衽c其相鄰空間點(diǎn)上的屬性值相關(guān)聯(lián)的重要指標(biāo)[18]，其目的是確定某一變量在空間上是否相關(guān)及其相關(guān)程度[19]。常采用全局莫蘭指數(shù)(Global Moran’s I)的檢驗(yàn)方法來進(jìn)行驗(yàn)證，該指數(shù)取值在[-1,1]，I<0代表負(fù)相關(guān)，I=0代表不相關(guān)，I>0代表正相關(guān)。對(duì)于全局Moran’s I指數(shù),可以用標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計(jì)量Z來檢驗(yàn)n個(gè)地域在空間上是否存在自相關(guān)關(guān)系,當(dāng)Z大于0時(shí),表示正相關(guān)；當(dāng)Z小于0時(shí),表示負(fù)相關(guān)；當(dāng)Z等于0時(shí),表示隨機(jī)分布。對(duì)不同時(shí)間的同類要素的分布形態(tài),Z值越大,聚集程度越大；Z值越小,離散程度越大[20]。其計(jì)算公式為[21]：

(2)

式中，n為研究區(qū)空間觀測對(duì)象的數(shù)量；xi和xj分別為空間位置上第i個(gè)和第j個(gè)觀測對(duì)象的值;X則是所有對(duì)象的平均觀測值；ωij為空間權(quán)重矩陣,表示空間位置上第i個(gè)和第j個(gè)觀測對(duì)象的鄰接關(guān)系。

3 研究區(qū)地名分類

根據(jù)書籍、電子資料、相關(guān)文獻(xiàn)等資料與地理學(xué)中自然景觀和人文景觀的含義相結(jié)合，確定符合延邊州特征的地名分類體系，將地名景觀分成自然和人文2大類。其中，自然類地名分為山系、水系、方位、動(dòng)植物、礦藏以及數(shù)字6類，人文類地名分為歷史文化、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、姓氏、寄意等5類。其高頻用字、數(shù)量以及占比見表1。自然地名中方位地名的比重最大，人文地名中寄意地名的比重最大。

表1 延邊州地名用字分類Table 1 word classification of place names in Yanbian Prefecture

4 延邊州地名景觀空間分布特征

4.1 核密度估計(jì)

通過GIS中的核密度估計(jì)法(KDE)，制作出延邊州各類地名景觀的點(diǎn)密度分布圖，并通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，解讀部分地名景觀空間分布特征的形成原因。

4.1.1 自然類地名景觀空間分布特征

自然地名點(diǎn)密度分布見圖1。

圖1 自然地名點(diǎn)密度分布

山系地名景觀的點(diǎn)密度分布如圖1a所示，因延邊州有著54.8%的山地地形，使得山系地名的總體分布呈現(xiàn)出小分散、大集聚的特點(diǎn)。地名景觀集中布局在和龍、龍井、延吉以及圖們4市接壤的西南-東北向的盆地地帶，這一帶海拔較低、盆地底部較為平坦，氣溫相對(duì)較高，聚落多喜在此類地形區(qū)聚集，點(diǎn)密度值約為182.24～292.27 個(gè)/km2。

水系地名景觀點(diǎn)密度分布如圖1b所示，其總體特征呈現(xiàn)大分散、小集聚的特點(diǎn)。水系類地名主要分布在中南部，氣候?yàn)闇貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，夏季涼爽多雨。因和龍、龍井兩市接壤地帶河網(wǎng)密集，主要有圖們江、琿春河等，自然而然就成了水系地名最密集地帶，點(diǎn)密度值約為254.81～427.47 個(gè)/km2。沿河而居，便有了與河流同名的村落，如敦化市大蒲柴河鎮(zhèn)柳樹河村，因處于富爾河支流柳樹河河畔而得名[22]。

方位地名景觀點(diǎn)密度分布如圖1c所示，方位地名的布局形態(tài)與山系地名類似，但因溝谷相間的地貌類型，以方位命名的地名在數(shù)量上是最多的，占全部自然類地名的30.06%。其中，最密集區(qū)如龍井市中部點(diǎn)密度值高達(dá)573.86～845.87 個(gè)/km2。

礦藏地名景觀點(diǎn)密度分布如圖1d所示，有多個(gè)高密集區(qū)，如龍井(石油、天然氣等)、延吉(煤、石油等)、圖們(銅、鉛等)、汪清(油頁巖等)4市縣接壤的廣闊的西南—東北向的溝谷地帶，其次是敦化市(煤、鐵等)和安圖縣(金、鉬等)境內(nèi)的盆地地形區(qū)，以及琿春市(煤、沙等)南部。延邊州地下寶藏極為豐富，礦藏在地名上有很多反映，例如炭礦屯即為龍井市的一個(gè)自然屯。

動(dòng)植物地名景觀點(diǎn)密度分布如圖1e所示，最密集區(qū)在州內(nèi)中部地帶，延溝谷自西南向東北布局。季風(fēng)氣候雨熱同期的特征有利于動(dòng)植物生存繁衍，動(dòng)植物資源豐富，野生動(dòng)物共642種，野生植物約3 890種。在延邊州境內(nèi)，以梨命名的自然屯就有十幾個(gè)，例如梨花洞、梨樹洞、梨樹屯等。

數(shù)字地名景觀核密度空間分布如圖1f所示，集中布局在敦化市中部和北部、圖們市大部以及汪清縣的西北部。因州內(nèi)山脈、河流眾多，以數(shù)字命名方便記錄位置，如敦化市的二道溝村、三道溝村等。

4.1.2 人文類地名景觀空間分布特征

歷史文化地名點(diǎn)密度分布如圖2a所示，其內(nèi)涵包括歷史古跡、宗教、文化以及學(xué)校等。因整個(gè)東北處于漢文化圈的外圍，屬于邊疆史，是中國史的一個(gè)邊緣部分。延邊州的歷史文化類地名自然就比較少，布局也較為分散，僅在和龍、龍井接壤的中部地帶，形成了一個(gè)自西向東的小面積密集區(qū)。例如，早在唐朝就設(shè)忽汗州的敦化，因王權(quán)政治取自《中庸》“大德敦化”一語，寓意為“欲使民風(fēng)敦厚有教化，須施以德政”[23]。

經(jīng)濟(jì)地名點(diǎn)密度分布如圖2b所示，其內(nèi)涵包括農(nóng)、工、商、交通等產(chǎn)業(yè)活動(dòng)。經(jīng)濟(jì)地名主要集中布局在敦化市，點(diǎn)密度值約為84.30～127.95 個(gè)/km2，呈長條狀自南向北分布，說明這里歷史上產(chǎn)業(yè)活動(dòng)頻繁，次密集區(qū)是延吉、龍井、圖們3市接壤的小面積區(qū)域。

社會(huì)地名點(diǎn)密度分布如圖2c所示，其內(nèi)涵包括軍事、行政及開拓地名3個(gè)部分。集中布局在和龍、龍井、圖們、延吉4市接壤的盆地地形區(qū)，以及琿春市中南部，點(diǎn)密度值約為199.50～308.31 個(gè)/km2，空間上呈現(xiàn)點(diǎn)狀分布。社會(huì)地名如琿春市的2個(gè)以炮臺(tái)為名的村屯，東炮臺(tái)村和西炮臺(tái)村，均因有清代構(gòu)筑的要塞式炮臺(tái)而得名[23]。安圖縣的紅旗村，因曾是清朝時(shí)期的軍事組織而得名。

姓氏地名點(diǎn)密度分布如圖2d所示，集中布局在敦化市中部的河谷平原以及和龍與龍井交界處，大體上呈點(diǎn)狀分布。由于血緣或歷史淵源，姓氏相同的人多喜聚集而居，例如張家屯、馬家村等。

寄意地名點(diǎn)密度分布如圖2e所示，高度集中布局在和龍、龍井和延吉3市接壤的盆地地形區(qū)，點(diǎn)密度值約為1 008.65～1 617.65 個(gè)/km2。寄意地名表達(dá)了人們追求美好生活的愿望，如延邊州琿春市哈達(dá)門鄉(xiāng)勝利村，因抗日戰(zhàn)爭勝利后，此地的生產(chǎn)、文娛活動(dòng)等超過周圍各屯，故得此名[24]。位于圖們江上游安圖縣，意在祈祝圖們江一帶永遠(yuǎn)安寧。

圖2 人文地名點(diǎn)密度分布

4.2 空間自相關(guān)分析

利用ArcGIS空間統(tǒng)計(jì)工具，導(dǎo)入延邊州地名點(diǎn)要素，進(jìn)行空間自相關(guān)分析，分別測算自然地名和人文地名的全局莫蘭指數(shù)(表2)，分析延邊州各類地名的全局空間自相關(guān)特征。通過全局自相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，延邊州各類地名空間分布的Moran’s I估計(jì)值均為正，且通過顯著性檢驗(yàn)，表明延邊州各類地名在空間上呈現(xiàn)集聚分布態(tài)勢。其中，自然類地名的Moran’s I估計(jì)值均介于[0.5,1]，空間相關(guān)性很強(qiáng)，地名相關(guān)性程度由高到低依次為礦藏、數(shù)字、動(dòng)植物、水系、山系以及方位地名。人文類地名的Moran’s I估計(jì)值介于[0.5,1],僅有社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和姓氏地名，空間相關(guān)性遠(yuǎn)不及自然類地名。

表2 延邊州各類地名文化景觀的Moran’s I值和Z得分

4.3 高程分析

高程作為對(duì)地形進(jìn)行評(píng)判分析的主要因子,影響人類在日常生活中獲得各類生產(chǎn)與生活資料的便捷程度,影響聚落交通通達(dá)度,進(jìn)而影響聚落的發(fā)展水平?；贏rcGIS地理信息系統(tǒng)，導(dǎo)入延邊州DEM(高程)底圖，通過聚類分析，按照100 m的間隔對(duì)延邊州的高程分為10個(gè)區(qū)間：≤100 m、100～200 m、200～300 m、300～400 m、400～500 m、500～600 m、600～700 m、700～800 m、800～900 m、≥900 m(注：上含下不含)。

通過將延邊州各類地名點(diǎn)與DEM高程圖的疊加，并進(jìn)行點(diǎn)提取分析，得出各區(qū)間海拔的地名數(shù)量分布情況(表3)。

表3 延邊州各類地名文化景觀高程分布統(tǒng)計(jì)

在高程分布中，自然類地名的平均海拔為392 m，大多布局于700 m海拔以下，所占比重為88.03%。人文類地名的平均海拔為373 m，大多布局于600 m海拔以下，所占比重為90.84%。此外，自然類和人文類地名景觀在海拔200～600 m處是最多的,這一布局與延邊州有74.5%的山地、丘陵面積有莫大關(guān)系。

4.4 坡度分析

坡度用來表征地表陡緩的程度，影響著地表的物質(zhì)循環(huán)與能量交換的規(guī)模和強(qiáng)度，是制約土地生產(chǎn)力的重要因素[25]。依據(jù)國際地理學(xué)會(huì)聯(lián)合地貌調(diào)查與地貌制圖委員會(huì)關(guān)于地貌詳圖應(yīng)用的坡地分門別類進(jìn)行了7級(jí)劃分方案，規(guī)定0°～0.5°為平原，0.5°～2°微斜坡，2°～5°為緩斜坡，5°～15°為斜坡，15°～35°為陡坡，35°～55°為峭坡、>55°為垂直壁。經(jīng)測算，延邊州自然類地名的均值為6.7°，人文類地名的均值為6.1°，屬于斜坡。該研究按照3°的間隔將延邊州的坡度劃分為9個(gè)區(qū)間：≤3°、3°～6°、6°～9°、9°～12°、12°～15°、15°～18°、18°～21°、21°～24°、≥24°(注：上含下不含)。在ArcGIS中，將延邊州的地名點(diǎn)數(shù)據(jù)與DEM高程圖進(jìn)行疊加，使用坡度分析，并進(jìn)行點(diǎn)的提取與分類整理(表4)。

由表4可知，延邊州各類地名大多位于12°以下的坡度處，自然類所占比重為87.28%，人文類所占比重為90.38%，2類地名的空間分布坡度值具有相似性。此外，2類地名在3°～6°的分布是最多的，自然類比重為34.28%，人文類比重為35.92%，即位于緩斜坡處，這是因?yàn)榫徯逼卤刃逼潞投钙赂诟N和勞作，聚落便集聚在這一坡度區(qū)間。

表4 延邊州各類地名文化景觀坡度分布統(tǒng)計(jì)

4.5 坡向分析

坡向?qū)τ谏降厣鷳B(tài)的形成有著較大的影響作用，日照時(shí)數(shù)和日照強(qiáng)度取決于山地的方向，從而形成局部氣候差異,也是影響聚落分布的因素之一[26]。對(duì)于北半球而言,太陽輻射在南坡被吸收最多,其次為東南坡和西南坡,再次為東坡和西坡、東北坡和西北坡,在北坡最少[27]。該研究將延邊州的坡向劃分為10個(gè)區(qū)間：-1°(平地)、0°～22.5°(北)、22.5°～67.5°(東北)、67.5°～112.5°(東)、112.5°～157.5°(東南)、157.5°～202.5°(南)、202.5°～247.5°(西南)、247.5°～292.5°(西)、292.5°～337.5°(西北)、337.5°～360°(北)。具體分布情況見表5。

表5 延邊州各類地名文化景觀坡向分布統(tǒng)計(jì)Table 5 Slope distribution statistics of cultural landscape of all kinds of place names in Yanbian Prefecture

由表5可知，延邊州兩類地名景觀的平均坡向值分別為173.5°、169.8°，即都是南向，這是因?yàn)榈靥帠|北的延邊州冬季漫長而寒冷，向陽處更利于采光和取暖。延邊州地名景觀在平地和正北方向分布較少，其他方位較為均勻，且各類地名數(shù)量都是南向大于北向。其中，南向和西南向的地名最為密集。

5 討論與結(jié)論

通過對(duì)延邊州地名的數(shù)理統(tǒng)計(jì)，利用ArcGis進(jìn)行可視化分析，得出如下結(jié)論：

1) 自然類地名中，延邊州中部地名景觀集聚性最強(qiáng)。其中，礦藏地名在延邊州西北、西南、中部以及東北部都有集中分布的區(qū)域，數(shù)字地名集中布局在延邊州的西北、中部以及東北部。

2) 人文類地名中，中部地區(qū)集聚著各類地名，西北部集聚了經(jīng)濟(jì)和姓氏地名，東北部集聚了社會(huì)地名。

3) 延邊州各類地名空間分布的Moran’s I估計(jì)值均為正，表明延邊州各類地名在空間上呈現(xiàn)集中分布的特征，且自然類地名的空間相關(guān)性大于人文類的。

4) 各類地名景觀在各類因子的分布上呈現(xiàn)一致性，均集中布局于高程較低、坡度較緩、日照條件較好的陽面。

該研究對(duì)延邊州地名文化景觀進(jìn)行了自然和人文屬性的分析，豐富了延邊州的文化資源，對(duì)于增強(qiáng)人們的地名保護(hù)意識(shí)具有重要意義。此外，研究中所收集和整理的數(shù)據(jù)能夠?yàn)橐院蟮牡孛麑W(xué)研究提供一定的借鑒和參考價(jià)值。不足之處在于局限在靜態(tài)的分析，缺乏地名時(shí)空演變的探討，今后還需深入剖析隨著時(shí)間的變化，各類地名文化景觀的空間擴(kuò)散情況，力求實(shí)現(xiàn)地名空間變化規(guī)律的動(dòng)態(tài)模擬。