基于GIS的鄉(xiāng)村用地建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)

蔣小凡，梁金鵬，馬 濤，崔 珺

（黃山學(xué)院生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，安徽黃山 245041）

鄉(xiāng)村承載著悠久的歷史文化，是人類寶貴的文化遺產(chǎn)和景觀財(cái)富。自鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、新農(nóng)村建設(shè)政策實(shí)施以來(lái)，科學(xué)合理布局鄉(xiāng)村用地是推動(dòng)鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興的重要基礎(chǔ)[1]。《全國(guó)鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2020 — 2025 年）》《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃（2018 —2022 年）》等文件中均指出注重鄉(xiāng)村用地布局問(wèn)題，聚焦重點(diǎn)區(qū)域、提升品質(zhì)和特色的重要性。

隨著鄉(xiāng)村休閑旅游的蓬勃發(fā)展，鄉(xiāng)村用地的供需出現(xiàn)矛盾，鄉(xiāng)村的生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益難以平衡，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)土地利用結(jié)構(gòu)的失衡[2]。目前，國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界對(duì)鄉(xiāng)村用地的研究熱點(diǎn)集中在鄉(xiāng)村保護(hù)研究、鄉(xiāng)村用地旅游開發(fā)、鄉(xiāng)村空間布局等方面。但鄉(xiāng)村環(huán)境的生態(tài)保護(hù)和開發(fā)建設(shè)研究相互分離，缺少對(duì)于建設(shè)適宜性的深入研究，這導(dǎo)致鄉(xiāng)村的開發(fā)建設(shè)缺乏科學(xué)數(shù)據(jù)指導(dǎo)，建設(shè)與保護(hù)一直存在矛盾。同時(shí)，受數(shù)據(jù)獲取的限制，國(guó)內(nèi)學(xué)者基于鎮(zhèn)、村域等視角的鄉(xiāng)村用地適宜性評(píng)價(jià)較少。因此，從微觀尺度的視角下構(gòu)建科學(xué)、可操作性的鄉(xiāng)村用地，建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)模型是研究的重要方向[3]。

1 研究區(qū)域概況

1.1 區(qū)位條件

西溪南村坐落在新安江的上游豐樂(lè)河上，村落隸屬于安徽省黃山市徽州區(qū)西溪南鎮(zhèn)，地處黃山市腹地，位于黃山市徽州區(qū)西郊，與周邊村落、城市的聯(lián)系便捷，交通優(yōu)勢(shì)顯著。西溪南村在歷史上是徽州地區(qū)農(nóng)業(yè)文明的一個(gè)重要核心，文化遺產(chǎn)、旅游資源非常豐富，曾入選第3 批“歷史文化名村”[4]。2021年1 月，西溪南村被認(rèn)定為2020 年度安徽省美麗鄉(xiāng)村重點(diǎn)示范村；2021年10月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部推介西溪南村為2021年中國(guó)美麗休閑鄉(xiāng)村。

1.2 區(qū)域現(xiàn)狀

西溪南村聚落特質(zhì)明顯，布局結(jié)構(gòu)清晰，極具徽州傳統(tǒng)人居環(huán)境的特點(diǎn)。村落坐北朝南，整體結(jié)構(gòu)為東西走向，俯瞰村落呈不規(guī)則矩形，水系、道路勢(shì)如棋盤格局。

西溪南村有1200 余年歷史，以徽州地理山水為背景，有古徽州最發(fā)達(dá)的水利工程和皖南保存最完好的天然濕地楓楊林。不僅景觀資源豐富，徽州文化內(nèi)涵也極其深厚，有獨(dú)具特色的村落文化、水系文化、碑帖文化。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，村中私人園林眾多，果園遺址可尋。村中現(xiàn)存明代建筑10多處，清代民居100多幢，其中包括國(guó)家級(jí)重點(diǎn)文物保護(hù)單位的老屋閣以及綠繞亭，這具有極大的歷史、科研、藝術(shù)價(jià)值[5]。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與預(yù)處理

在研究過(guò)程中，收集了西溪南村地形圖、西溪南村規(guī)劃圖、西溪南村土地利用現(xiàn)狀圖、衛(wèi)星圖等作為研究的基礎(chǔ)，根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)及后續(xù)分析的需要，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分類、處理，對(duì)遙感數(shù)據(jù)和DEM 數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一地理坐標(biāo)系處理，建立GIS 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)，通過(guò)實(shí)地調(diào)研、西溪南村志及統(tǒng)計(jì)年鑒，掌握了該村落自然、社會(huì)、人文和經(jīng)濟(jì)等方面的具體數(shù)據(jù)。

3 研究方法

用地建設(shè)適宜性的評(píng)價(jià)分析即通過(guò)選取指標(biāo)，采用層次分析法確定各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，利用GIS的加權(quán)疊加方法進(jìn)行分析，得到研究區(qū)域用地建設(shè)適宜性等級(jí)分布圖[6]。用地建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)模型的建立采用對(duì)各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化，利用公式將所有評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)求和計(jì)算，獲取研究區(qū)域的用地建設(shè)適宜性值[7]。分析過(guò)程主要通過(guò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備、專題數(shù)據(jù)的提取、矢量數(shù)據(jù)的柵格化、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和疊加分析來(lái)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算用地建設(shè)適宜性公式為：

式中：ESA 表示建設(shè)適宜性；Ki表示第i個(gè)因素的權(quán)重；Wi為該空間單元相對(duì)于第i個(gè)因素的單因素評(píng)分；n為參評(píng)因子數(shù)。

ESA值越大，表明建設(shè)適宜性越好[8]。

4 西溪南用地建設(shè)適宜性分析

4.1 評(píng)價(jià)因子選取

鄉(xiāng)村用地建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)可有效提升村落保護(hù)、發(fā)展的科學(xué)性，但自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等因素促使不同類型的用地，其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也不同。研究結(jié)合西溪南村的現(xiàn)狀，根據(jù)評(píng)價(jià)因子選用原則，選取村落用地性質(zhì)、現(xiàn)有水系和道路布局、現(xiàn)有文化景點(diǎn)分布等數(shù)據(jù)指標(biāo)，對(duì)研究區(qū)域的用地建設(shè)適宜性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。

4.2 單因子適宜性分析

西溪南村位于豐樂(lè)河南岸，處于山間盆地，地勢(shì)平坦開闊。在劃分西溪南村建設(shè)用地的適宜性等級(jí)時(shí)，根據(jù)西溪南村用地范圍的自然特征、社會(huì)屬性、未來(lái)發(fā)展選取了4 個(gè)主要因子來(lái)構(gòu)建指標(biāo)體系。利用GIS 技術(shù)對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，主要包括建立多級(jí)緩沖區(qū)、重分類等分析得到建設(shè)用地的綜合各因素適宜性評(píng)價(jià)值。

（1）用地性質(zhì)類型：村落用地類型決定著村落建設(shè)用途，不同的用地性質(zhì)，土地價(jià)值不同。一般來(lái)說(shuō)，商業(yè)用地、居住用地、工業(yè)用地置換為村落建設(shè)用地的成本逐次降低，其用地建設(shè)適宜性則逐次升高。結(jié)合西溪南村用地現(xiàn)狀圖和實(shí)地調(diào)研，將其影像劃分為5 個(gè)等級(jí)：1 級(jí)為水域和林地、2 級(jí)為村居住用地、3級(jí)為公共設(shè)施用地和工業(yè)用地、4級(jí)為耕地、5級(jí)為公共綠地，數(shù)值越高代表其用地建設(shè)適宜性越高。需要注意的是，西溪南村中的楓楊林和豐樂(lè)河是村落中珍貴的自然資源，村落發(fā)展中應(yīng)加以保護(hù)，將其建設(shè)適宜性等級(jí)劃分為最低級(jí)別。依托Arcgis平臺(tái)，最終可得西溪南村用地性質(zhì)適宜性分析圖（圖1）。

圖1 西溪南村用地性質(zhì)適宜性分析圖

（2）文化景點(diǎn)布局：一般村落中距離文化遺跡越近的區(qū)域，其文化氛圍就越濃厚，越容易吸引游客觀光、游憩，所以距離文化遺址越近，其用地建設(shè)適宜性就越高。西溪南村歷史文化悠久，有聞名遐邇的豐溪八景，但由于太平天國(guó)戰(zhàn)亂、后期破壞、長(zhǎng)期無(wú)人修繕，導(dǎo)致大量遺址無(wú)跡可尋或處于荒廢的狀態(tài)。通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，楓楊林濕地、老屋閣、綠繞亭、千年古銀杏保存較為完善，果園、野徑園、釣雪園原址仍有跡可尋，這部分資源成為西溪南村落的核心景觀節(jié)點(diǎn)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、影像定位，在Arcgis 平臺(tái)創(chuàng)建不同的文化景觀節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)并設(shè)置不同的緩沖區(qū)，緩沖區(qū)半徑分別為50、100、200、300、>300 m，適宜性等級(jí)逐次降低，得出西溪南村文化景點(diǎn)適宜性分析圖（圖2）。

圖2 西溪南村文化景點(diǎn)適宜性分析圖

（3）自然水系分布：西溪南村北臨豐樂(lè)河，有自然水系作為依托，屬于古代傳統(tǒng)濱河聚落的典型代表[9]。豐樂(lè)河繞村而過(guò)，河上建有多種水利設(shè)施，同時(shí)與河道上的低堰、村中和田野上的水塘、村中的水甽等構(gòu)成了優(yōu)美的濕地景觀。村內(nèi)擁有豐富的水系，是由雷堨、條堨、隴堨引豐樂(lè)河河水，水系東西走向貫穿村落。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水系航運(yùn)、生活功能逐漸降低，景觀功能升高，所以距離水體越近，其用地建設(shè)適宜性越高。西溪南村內(nèi)水系較窄，且緊鄰建筑和街道，沿水系兩岸劃分了4 個(gè)等級(jí)的緩沖區(qū)：10、20、50、>50 m，適宜性等級(jí)逐次降低，得出西溪南村自然水系適宜性分析圖（圖3）。

圖3 西溪南村水系適宜性分析圖

（4）村落街道布局：街巷是隨著徽州聚落的發(fā)展而逐漸形成的。西溪南村巷道排列有序，其中主要巷道為溪邊街、正街、后街。由于街巷是居民、游客活動(dòng)較多的場(chǎng)地，且有引導(dǎo)功能，沿街道兩側(cè)劃分了4 個(gè)等級(jí)的緩沖區(qū)：10、20、50、>50 m，適宜性等級(jí)逐次降低，得出西溪南村街道適宜性分析圖（圖4）。

圖4 西溪南村街道適宜性分析圖

4.3 評(píng)價(jià)因子權(quán)重確定

采用層次分析法（AHP）確定西溪南村用地建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)因子的權(quán)重，即通過(guò)構(gòu)建層次分析模型，明確鄉(xiāng)村用地建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)的目標(biāo)，將決策者經(jīng)驗(yàn)判斷量化，構(gòu)造判斷矩陣，計(jì)算復(fù)合權(quán)重，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)解。根據(jù)課題組成員、學(xué)科專家意見，對(duì)鄉(xiāng)村用地建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)構(gòu)成指標(biāo)的重要性給與定量評(píng)分。采用層次分析法構(gòu)建科學(xué)合理的鄉(xiāng)村用地建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)權(quán)重判斷矩陣，計(jì)算出最大特征值λmax=4.2631。最大特征值λmax的計(jì)算公式為：

式中：AWi為向量AW的第i個(gè)分量。

在此基礎(chǔ)上檢驗(yàn)判斷矩陣一致性，可得出一致性比例CR=0.0985。一般情況下，當(dāng)CR<0.1 時(shí)，可判斷為誤差較小，一致性可以接受?；赮AAHP 軟件獲得的權(quán)重值最終結(jié)果如圖5[10]。

圖5 西溪南村用地建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)因子權(quán)重

4.4 多因子?xùn)鸥癔B加

（1）適宜性空間的評(píng)價(jià)計(jì)算。根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)適宜性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及賦值，利用GIS 技術(shù)對(duì)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行多級(jí)緩沖區(qū)分析和重分類分析，得出單因子適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果，再通過(guò)多因子加權(quán)總和分析以及柵格計(jì)算器將西溪南村的用地性質(zhì)、文化景點(diǎn)、水系、街道因子進(jìn)行加權(quán)疊加運(yùn)算，得出西溪南村用地建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果。

（2）分區(qū)閾值的確定。利用重分類工具將西溪南村建設(shè)適宜性劃分為4 個(gè)等級(jí)，分別賦于1～ 4 級(jí)的屬性值，最終得到西溪南村用地建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果（圖6），數(shù)值越大用地建設(shè)適宜性越高。為獲得西溪南村用地建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果，通過(guò)ArcGIS 自然間斷點(diǎn)分級(jí)法分析得出閾值區(qū)域，得到1.1929～4.8179的柵格表面，最終得出西溪南村用地建設(shè)適宜性四大分區(qū)：不適宜區(qū)、低適宜區(qū)、中適宜區(qū)、高適宜區(qū)（表1）。

表1 西溪南村用地建設(shè)適宜性綜合評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

圖6 西溪南村用地建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)

5 西溪南適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果分析

5.1 西溪南用地建設(shè)適宜性

西溪南村高度適宜建設(shè)的用地主要集中分布在村落北側(cè)；中度適宜建設(shè)的用地主要分村內(nèi)道路通達(dá)處，此處基礎(chǔ)設(shè)施完備、文化景點(diǎn)較多；低度適宜建設(shè)的用地呈斑塊狀分布有西溪南村中，結(jié)合現(xiàn)狀調(diào)研，多為宅旁綠地；不適宜建設(shè)的用地成片分布在村落中心、東南側(cè)和豐樂(lè)河中心綠地，該區(qū)域?yàn)楝F(xiàn)有村民住宅區(qū)、農(nóng)作物種植區(qū)、楓楊林，且現(xiàn)狀保留較好。適宜性分析具體數(shù)值詳見表2。研究結(jié)果：表明西溪南村適宜建設(shè)的用地面積較小，這與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的情況基本吻合。

表2 西溪南村建設(shè)用地空間結(jié)果

5.2 西溪南用地布局優(yōu)化

綜合用地性質(zhì)、文化景點(diǎn)、水系、街道四個(gè)因子進(jìn)行多因子疊加分析對(duì)西溪南村用地建設(shè)適宜性進(jìn)行研究，依據(jù)表2中的數(shù)據(jù)對(duì)西溪南村用地建設(shè)適宜性綜合評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行分析，從而得出西溪南村用地建設(shè)適宜性。結(jié)合西溪南用地適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)該村的用地規(guī)劃提出建議：

（1）西溪南村不適宜建設(shè)用地分布在村落中心、東南側(cè)和豐樂(lè)河中心綠地，建筑形態(tài)保存較好，水系、道路分布密集，文化景點(diǎn)較為集中，建議作為核心保護(hù)區(qū)。在文化景點(diǎn)周邊應(yīng)嚴(yán)格控制建設(shè)規(guī)模，綜合整治建筑風(fēng)貌與景觀環(huán)境；豐樂(lè)河中心綠地為成片的楓楊林，是皖南地區(qū)極具特色的水口林，有較高的生態(tài)、文化意義，建議作為核心保護(hù)區(qū)；村落的東南側(cè)為農(nóng)作物種植區(qū)，建議保留并作為儲(chǔ)備用地，為今后西溪南村的發(fā)展與建設(shè)預(yù)留場(chǎng)地。

（2）西溪南村低適宜建設(shè)用地區(qū)依托道路、建筑分布在全村，且部分被村民開發(fā)為果園、蔬菜園，所以在開發(fā)建設(shè)中應(yīng)尊重原住民的生活需求，可在滿足生產(chǎn)、生活的基礎(chǔ)上，充分展現(xiàn)徽州田園生活。

（3）西溪南村中適宜建設(shè)用地主要分村內(nèi)道路通達(dá)處，村內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施完備、文化景點(diǎn)較多，可結(jié)合村落出入口，建筑空間開展餐飲、民宿、科普教育、手工作坊等旅游接待活動(dòng)，作為全村主要建設(shè)區(qū)。

（4）西溪南村高適宜建設(shè)用地主要分布于西溪南村的村落北側(cè)，擁有豐富的自然資源，未來(lái)發(fā)展在保護(hù)原有的豐樂(lè)河、楓楊林等自然環(huán)境的基礎(chǔ)上，可增強(qiáng)該區(qū)域生態(tài)服務(wù)功能、開辟游覽路線，做到旅游開發(fā)與自然格局保護(hù)的良性互動(dòng)。

6 結(jié)語(yǔ)

（1）結(jié)合西溪南村的特征，基于多源數(shù)據(jù)，采用層次分析法、依托ArcGIS平臺(tái)建立多因子加權(quán)模型，并對(duì)研究區(qū)域的用地建設(shè)適宜性進(jìn)行了定量分析，提出西溪南村的用地布局優(yōu)化措施：高度適宜、中度適宜建設(shè)區(qū)域應(yīng)結(jié)合鄉(xiāng)村自然、人文資源重點(diǎn)開發(fā)；低適宜程、不適宜建設(shè)區(qū)域應(yīng)根據(jù)現(xiàn)狀選擇特定的方式改造或保護(hù)。

（2）以村域?yàn)樵u(píng)價(jià)單元，從微觀角度為鄉(xiāng)村的用地布局優(yōu)化提供了理論基礎(chǔ)[11]。GIS 技術(shù)用于鄉(xiāng)村建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)具有科學(xué)性、可操作性以及實(shí)用性，GIS 技術(shù)的區(qū)域空間數(shù)據(jù)處理、可視化等功能，該技術(shù)在研究西溪南村建設(shè)用地適宜性過(guò)程中的評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)劃分、多因子疊加分析等方面具有重要作用。

（3）研究區(qū)域內(nèi)特殊的生態(tài)環(huán)境、人文背景及歷史古跡等條件對(duì)西溪南村建設(shè)用地適宜性具有較大程度的影響。研究發(fā)現(xiàn)在對(duì)鄉(xiāng)村用地建設(shè)適宜性影響因子的選取時(shí)，應(yīng)多注重村落的生態(tài)、歷史、人文等影響因子。