基于GIS的建設用地適宜性評價
——以成都市中心五城區(qū)為例

曾爽ZENG Shuang；王成霞WANG Cheng-xia

（綿陽城市學院，綿陽 621000）

0 引言

近年來，我國城市化步伐不斷加快，其發(fā)展進程也日新月異。土地適宜性評價是城市規(guī)劃與管理的重要研究部分，而建設用地作為城市進行開發(fā)和建設的基礎用地，可逆性差，因此需要進行科學的規(guī)劃和管理。從第三次全國土地調(diào)查結果來看，城鎮(zhèn)建設用地集約程度不足，低效閑置土地未能較好規(guī)劃利用，問題較為突出；鄉(xiāng)村土地規(guī)模大，但所存在的布局不合理問題未能完全解決。如何盤活建設用地，合理進行土地規(guī)劃，仍是在城市化進程中不得不解決的問題。本文以四川省成都市中心五城區(qū)為例，綜合運用層次分析法、專家打分法與GIS方法，進行城區(qū)建設用地的適宜性評價，依據(jù)評價結果將研究區(qū)內(nèi)的土地劃為五個等級——適宜、較適宜、普通適宜、勉強適宜和不適宜，為成都市中心五城區(qū)的城區(qū)改造工作提供有效參考，為成都市的城市建設貢獻力量。

1 研究區(qū)概況

成都市是四川省省會，在四川盆地西部，經(jīng)度102°54′E～104°53′E；緯度30°05′N～31°26′N。成都市中心五城區(qū)是成都市最早的五個主城區(qū)，總面積為42406hm2，包括金牛區(qū)、武侯區(qū)、青羊區(qū)、成華區(qū)、錦江區(qū)，如圖1所示。據(jù)2020年全國人口第七次普查結果數(shù)據(jù)顯示，成都市中心主城區(qū)常住人口為1541.94萬人，其中，中心五城區(qū)有527.27萬人，占比約34.20%。錦江區(qū)地處市區(qū)東南部，是成都市的商業(yè)金融中心，也是四川省人民政府和人大所在地。金牛區(qū)地處市區(qū)西北部，區(qū)內(nèi)擁有西南地區(qū)最大的批發(fā)市場和西南綜合交通樞紐。武侯區(qū)地處市區(qū)西南部，區(qū)內(nèi)擁有武侯祠、錦里等著名景點。青羊區(qū)地處市區(qū)西部，中共四川省委、四川省政協(xié)和西部戰(zhàn)區(qū)司令部所在地，是成都市的政治文化軍事中心，區(qū)內(nèi)有天府廣場、杜甫草堂等景點。成華區(qū)地處市區(qū)東部，區(qū)內(nèi)擁有中國西部第一高塔和西南最大的動物園。

圖1 成都市中心五城區(qū)行政區(qū)劃圖

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)處理

2.1.1 數(shù)據(jù)來源

本文主要數(shù)據(jù)包括：①2020年成都市中心五城區(qū)矢量邊界數(shù)據(jù)與路網(wǎng)數(shù)據(jù)，獲取自OpenStreetMap開源地圖；②2020年7月，云量小于等于5%的GDEMV2_30m分辨率DEM數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)，獲取自地理空間數(shù)據(jù)云；③成都市中心五城區(qū)2020年土地利用數(shù)據(jù)，來自Globeland30；④部分社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來源于成都統(tǒng)計公眾信息網(wǎng)的2020年成都統(tǒng)計年鑒。

2.1.2 數(shù)據(jù)預處理

將已有的DEM數(shù)據(jù)在ENVI中進行輻射定標、大氣校正、幾何校正后導入到ArcGIS中，利用數(shù)據(jù)分析工具進行處理，得到坡度坡向數(shù)據(jù)。再將其他數(shù)據(jù)導入到ArcGIS中，以便后續(xù)處理。

2.2 研究方法

構建建設用地適宜性評價指標體系，可以從自然、社會經(jīng)濟等角度出發(fā)，選擇合適的評價因子。本文綜合考慮研究區(qū)實際情況，從自然因素和社會經(jīng)濟因素中，分別依據(jù)地形、水系與交通，選取了坡度、坡向、高程、鐵路、土地利用類型、距水體距離六個評價因子[1]，再進行層次分析法和專家打分法進行分析，檢驗一致性，構建評價模型；利用GIS技術的多環(huán)緩沖區(qū)分析、柵格計算等方法，得到加權后的建設用地綜合評價分值，最終獲得研究區(qū)的建設用地適宜性評價結果。

2.2.1 評價因子的確定

自然因素是影響大部分建設用地分布的基本因素，所涉及的單因子主要包括高程、坡度和距水體距離。社會經(jīng)濟因素對建設用地的分布和選址起主導作用，所涉及的單因子主要包括與鐵路、土地利用類型。

2.2.2 建立評價指標體系

根據(jù)各單因子對建設用地適宜性的影響程度，需要對各單因子分級進行處理。評價指標的確立，首先需要保證基于研究區(qū)實際情況，此外，還要確定各單因子的適宜性分級指標的取值區(qū)間，對應最終評價的五個適宜等級。同時，需要對每個適宜等級進行打分，本文采用等差賦值法[2]設定分值為9分、7分、5分、3分、1分，對應適宜、較適宜、普通適宜、勉強適宜和不適宜五個等級，本文通過對前人評價方法的思考與研究[3]，結合成都市中心五城區(qū)實際情況，對單因子再次歸類，同時邀請專家進行單因子重要性打分。最終得到成都市中心五城區(qū)建設用地適宜性評價指標體系（如表1所示）。最后利用ArcGIS的空間分析功能，對單因子進行量化分析，以單因子分析圖的形式呈現(xiàn)結果，再進行柵格疊加分析得到最終的綜合因子分析結果。

表1 成都市中心五城區(qū)建設用地適宜性評價指標體系

3 建設用地適宜性評價

3.1 單因子評價

3.1.1 地形

坡度因子。坡度的大小與相關工程項目的道路選線與土石方工程量緊密相關，從而對資金投入與項目難度產(chǎn)生重要影響。

坡向因子。坡向?qū)θ照諘r數(shù)和太陽輻射強度有影響，因此影響用地周圍的生態(tài)。

高程因子。高程與植被類型、巖土含水量、人類工程活動和降雨等緊密相關，會影響建設用地的區(qū)位分布。

3.1.2 水系

距水體距離因子。建設用地的選址應該避免水污染，同時要滿足人們對水資源獲取的便捷度。

3.1.3 鐵道交通與土地利用

鐵路因子。鐵路串聯(lián)交通不發(fā)達地區(qū)，輻射更多人口，保證重點物資的運輸，對沿線地區(qū)的工業(yè)產(chǎn)值和工業(yè)增加值的增長有極大推動作用。

土地利用類型因子。土地利用類型是按土地的不同特點劃分的地域單元，本文提取了成都市中心五城區(qū)的建設用地、林地、草地、耕地和水體五種類型。根據(jù)生態(tài)環(huán)保原則，將耕地和林地的建設用地適宜性分別設置為勉強適宜和不適宜。

3.2 綜合因子評價

某一單因子分析結果對建設用地的適宜性的評價角度較為片面，并不能完整表明研究區(qū)建設用地的適宜性。因此，本文在查閱相關文獻后結合專家打分法與層次分析法，借助SPSSPRO平臺得出各單因子指標的權重，構建評價模型，再在ArcGIS中對各單因子進行加權疊加，得到綜合評價結果。

3.2.1 權重與一致性檢驗

評價因子的權重由研究區(qū)具體情況決定。本文根據(jù)成都市中心五城區(qū)實際情況，利用層次分析法得到各單因子權重，計算一致性指標CI=（λmax-n）/（n-1），再計算CR=CI/RI，若CR值小于0.10，則表示一致性檢驗通過。本次分析結果CR值為0.0196，檢驗合格（如表2所示）。

表2 層次分析法層次分析結果

3.2.2 構建評價模型

本文依據(jù)多因素綜合評價模型[1]，構建評價模型計算式如下：

其中，Z為建設用地評價綜合分值，i為單因子指標的序數(shù)，Xi為第i種單因子指標的值，Wi為第i種單因子指標的權重值。綜合分值與建設用地適宜性成正比。

4 基于GIS的評價結果與分析

4.1 評價結果

本文按照評價指標，在ArcGIS中利用多環(huán)緩沖區(qū)對鐵路和距水體距離因子進行分析。

將單因子分析結果利用柵格計算器進行加權疊加，最后采用自然斷點法將疊加結果按綜合評價分值劃為適宜、較適宜、普通適宜、勉強適宜和不適宜五個等級，得到最終的成都市中心五城區(qū)建設用地適宜性評價分級結果圖如圖2所示，評價結果統(tǒng)計表如表3所示。

圖2 成都市中心五城區(qū)建設用地適宜性評價分級結果圖

表3 成都市中心五城區(qū)建設用地適宜性評價結果統(tǒng)計表

4.1.1 適宜區(qū)

成都市中心五城區(qū)適宜成為建設用地的面積大約為13715.860hm2，占五城區(qū)面積的32.34%，在五城區(qū)均有分布，較為均勻。其高程大多在406-435m，距水體距離在50-500m內(nèi)，與鐵路距離在1000m內(nèi)，適合規(guī)劃開發(fā)建設工業(yè)園區(qū)或者商業(yè)圈，繼續(xù)推動地方經(jīng)濟建設。

4.1.2 較適宜區(qū)

成都市中心五城區(qū)較適宜成為建設用地的區(qū)域面積大約為13778.180hm2，占五城區(qū)面積32.49%，高程大多在435-470m區(qū)間內(nèi)，距水體距離在500-1000m內(nèi)，與鐵路距離在1000-2500m內(nèi)，主要分布在青羊區(qū)、金牛區(qū)和武侯區(qū)。適合開發(fā)公共基礎設施，如公園、商業(yè)街等。

4.1.3 普通適宜區(qū)

成都市中心五城區(qū)建設用地普通適宜區(qū)面積約為5865.730hm2，高程在470-500m內(nèi)，距水體距離在1000-2000m內(nèi)，與鐵路距離在2500-3500m內(nèi)。該類地區(qū)主要分布在錦江區(qū)、青羊區(qū)和金牛區(qū)。總體上適宜發(fā)展建設用地，對該類地區(qū)進行一定改善升級后也能滿足建設用地的發(fā)展需求。

4.1.4 勉強適宜區(qū)

成都市中心五城區(qū)勉強適宜成為建設用地的區(qū)域面積約為6773.196hm2，高程分布在500-550m之間，距水體距離在2000-3000m內(nèi)，與鐵路距離在3500-4000m區(qū)間內(nèi)，主要分布在錦江區(qū)和金牛區(qū)?？傮w上較難成為建設用地，對改造所需技術要求較高。

4.1.5 不適宜區(qū)

成都市中心五城區(qū)不適宜成為建設用地的區(qū)域面積約為2273.039hm2，高程在550m以上，坡度也較高，距水體距離為50m以下或3000m以上，與鐵路距離在4000m以上，故在此區(qū)域進行建設用地發(fā)展是十分困難的，該類區(qū)域主要分布在錦江區(qū)、金牛區(qū)和青羊區(qū)。

4.2 結果定量分析

通過在ArcGIS中的分析統(tǒng)計，得到研究區(qū)建設用地適宜性評價分區(qū)統(tǒng)計表如表4所示。通過對照表3與表4可知，成都市中心五城區(qū)建設用地適宜性較高，建設用地適宜面積在本區(qū)占比最高的是錦江區(qū)，其占比為18.12%；較適宜面積在本區(qū)占比最高的是青羊區(qū)，占比17.59%；普通適宜面積在本區(qū)占比最高的是金牛區(qū)，比例為7.62%；勉強適宜面積和不適宜面積在本區(qū)占比最高的是成華區(qū)，比例分別為12.82%和7.73%。相對來說，可以加大對錦江區(qū)的建設用地發(fā)展力度，增大工業(yè)園區(qū)、商圈等的建設；保證金牛區(qū)、武侯區(qū)和青羊區(qū)的建設用地穩(wěn)定性；對于成華區(qū)可以適度發(fā)展規(guī)劃其他用地的建設。

表4 成都市中心五城區(qū)建設用地適宜性評價分區(qū)統(tǒng)計表

5 結束語

本文通過構建指標體系和評價模型，有機結合GIS空間分析相關方法與層次分析法得到最終結果，并進行分析評價。GIS作為具有強大空間分析能力的計算機方法，可對土地規(guī)劃管理相關的科學研究及工程項目提供一定技術支持，使得結果可視化、處理過程高效化。本次評價結果可為成都市中心五城區(qū)的規(guī)劃建設提供有效參考，為其繼續(xù)發(fā)揮在經(jīng)濟、文化等方面的功能給予幫助，具有一定科學性。本文不足之處在于數(shù)據(jù)類型不夠豐富，運用GIS處理所得結果仍有一定限制；同時由于氣候、政策等多因素影響，實際結果與評價結果會存在一定偏差，需要后期不斷調(diào)整改進，有待進一步研究。