基于空間模型的國土資源影響因素研究

摘 要：針對國土資源的多因素分析問題，本文建立了基于8個因素的空間杜賓模型。在這個模型中，設定了解釋變量、被解釋變量、系數(shù)、權重矩陣以及滯后性，并將氣溫、降雨、經濟發(fā)展、城鎮(zhèn)化、總人口、農業(yè)、工業(yè)、第三產業(yè)設定為影響國土資源的8種因素。在數(shù)據(jù)分析的過程中，以AAA地區(qū)為測試對象，給出了幾個關鍵因素的空間分布結果。分析結果顯示，氣溫、總人口對國土資源的影響最大。

關鍵詞：國土資源；空間模型；影響因素；數(shù)據(jù)分析

中圖分類號：TP 39" " 文獻標志碼：A

國土資源是一切自然資源的載體和根基，例如森林、草原、水系、礦藏，都離不開國土資源承載[1]。不僅如此，國土資源也為農業(yè)生產、工業(yè)生產、城市建設、生態(tài)建設提供物質支持。因此，對國土資源進行系統(tǒng)化的科學管理，具有十分重要的意義。隨著信息化技術的快速發(fā)展，國土資源的管理也進入了新的時代[2]。在大數(shù)據(jù)、云計算、互聯(lián)網等技術的基礎上，對國土資源進行信息化采集和建模、數(shù)據(jù)庫存儲，并在運用過程中融入數(shù)據(jù)挖掘和智能分析模型，就可以對國土資源的影響因素、合理利用進行深度分析，制定準確的應對策略[3]。由此可見，國土資源的信息化管理和基于模型分析的智能化管理，可以推動國土資源發(fā)揮更大的作用和價值。從這個角度出發(fā)，本文在確定國土資源的影響因素的基礎上，從空間模型的角度針對不同因素對國土資源的影響進行量化分析和研究，從而找到國土資源治理的切入點。

1 國土資源的影響因素理論分析

國土資源是國民生存和經濟發(fā)展的基礎，在時間和空間維度演化的過程中受到諸多因素影響。這些因素涉及自然環(huán)境方面，也涉及人類社會的發(fā)展層面，是一個非常復雜的多因素交錯作用的情況。

1.1 自然環(huán)境方面的影響因素

國土資源本身是一種自然資源，地下可能蘊藏著各種資源，地上覆蓋著各種植被、流經的水系、人類社會人工改造的痕跡。自然環(huán)境中的氣溫、降雨、地震、海嘯等都會對國土資源的形態(tài)、品質造成影響。這里分別選擇氣溫因素、降雨因素作為自然環(huán)境方面的影響因素，并用符號QW、JY表示。

1.2 人類社會發(fā)展層面的影響因素

人類社會的發(fā)展不僅會直接改變國土資源的形貌和品質，更會改變國土資源的價值屬性。在人為操作下，有的國土成為農業(yè)用地，有的國土成為工業(yè)用地，有的國土保持原貌，有的國土成為城鎮(zhèn)建設用地，并在上面建設高樓大廈。由此可見，國土資源的人為影響因素涉及諸多方面，有的是直接因素、有的是間接因素。

本文首要考慮的是不同區(qū)域的經濟發(fā)展水平對國土資源的影響。對一個區(qū)域來說，在經濟發(fā)展初期一般以農業(yè)為主，隨著經濟發(fā)展水平不斷提升，很多國土資源重新設定為工業(yè)用地。因此，經濟發(fā)展水平成為國土資源的重要影響因素，用GDP來表示。

除此以外，一個區(qū)域的城鎮(zhèn)化進程也會徹底改變國土資源的屬性，本文用CP表示城鎮(zhèn)人口的數(shù)量，反映城鎮(zhèn)化對國土資源的影響。同樣，區(qū)域內的人口總量也反映了人類帶給國土資源的直接影響，本文用POP來表示。

農業(yè)、工業(yè)、第三產業(yè)的分布和發(fā)展規(guī)模也會對國土資源產生不同程度的影響。本文分別用AG、IG、TG表示區(qū)域內的農業(yè)GDP、工業(yè)GDP、第三產業(yè)GDP。影響國土資源的影響因素的指標設計見表1。

2 國土資源多因素影響的空間模型構建

國土資源的特征演變主要體現(xiàn)為空間維度上的變化。因此，在分析多因素對國土資源影響的過程中，使用空間模型是最有針對性的。

由于區(qū)域國土資源受到空間因素的影響，傳統(tǒng)計量經濟模型不能全面考慮被解釋變量受到的空間相關性或空間差異性的影響，因此，本文選用空間計量模型來探討國土資源變化的驅動力，從而彌補傳統(tǒng)計量經濟模型的缺陷。空間計量模型主要有3種形式：空間滯后模型（Spatial Lag Model， SLM）、空間誤差模型（Spatial Error Model， SEM）以及空間杜賓模型（Spatial Durbin Model， SDM）。本文選擇空間杜賓模型作為國土資源影響因素分析的理論模型，如公式（1）所示。

Y=Xβ+ρWY+θWX+ε" " " " " " " " " " " " "（1）

式中：Y為空間杜賓模型中的被解釋變量；X為空間杜賓模型中的解釋變量；W為空間杜賓模型中的各變量的空間權重矩陣；β為空間杜賓模型中的各解釋變量的系數(shù)；ρ為空間杜賓模型中的被解釋變量的空間效應系數(shù)；θ為空間杜賓模型中的的空間滯后系數(shù)；ε為隨機誤差。

在確定空間杜賓模型為核心研究方法后，將其應用到本文中國土資源的多因素影響問題，如公式（2）所示。

式中：y為空間杜賓模型中的國土資源變量；x1為空間杜賓模型中的氣溫因素；x2為空間杜賓模型中的降雨因素；x3為空間杜賓模型中的經濟發(fā)展因素；x4為空間杜賓模型中的城鎮(zhèn)化因素；x5為空間杜賓模型中的總人口因素；x6為空間杜賓模型中的農業(yè)發(fā)展水平因素；x7為空間杜賓模型中的工業(yè)發(fā)展水平因素；x8為空間杜賓模型中的第三產業(yè)發(fā)展水平因素；β1為空間杜賓模型中的氣溫因素影響系數(shù)；β2為空間杜賓模型中的降雨因素影響系數(shù)；β3為空間杜賓模型中的經濟發(fā)展因素影響系數(shù)；β4為空間杜賓模型中的城鎮(zhèn)化因素影響系數(shù)；β5為空間杜賓模型中的總人口因素影響系數(shù)；β6為空間杜賓模型中的農業(yè)發(fā)展水平因素影響系數(shù)；β7為空間杜賓模型中的工業(yè)發(fā)展水平因素影響系數(shù)；β8為空間杜賓模型中的第三產業(yè)發(fā)展水平因素影響系數(shù)。

從國土資源影響因素的空間杜賓模型可以看出，這個模型可以同時考察多個因素對國土資源的影響，用每種因素前的權重來計算具體的影響程度。在模型中，空間效應體現(xiàn)在空間權重矩陣、空間效應系數(shù)兩個參數(shù)上，這種空間效應實際是由各因素和國土資源的時間序列數(shù)據(jù)計算得出的。從這個角度看，空間杜賓模型實現(xiàn)了時間維度和空間維度的有機聯(lián)系，考量空間特征實際是建立在時間維度數(shù)據(jù)的基礎上的。時間維度數(shù)據(jù)變化形成了各種因素在空間維度上的演化特征。

3 國土資源影響因素的試驗分析

在空間模型的支撐下，針對各種因素對國土資源的影響進行試驗研究。將試驗對象設定為AAA區(qū)域，觀察幾個典型影響因素在AAA區(qū)域內的空間分布。AAA區(qū)域內的氣溫變化情況如圖1所示。

從圖1可以看出，AAA區(qū)域可以劃分出不同的子區(qū)域。圖中的水平剖面線柱狀表示氣溫，柱越高說明氣溫變化越大，柱越低說明氣溫變化越小。在該區(qū)域內的西北、西南、北方等幾個方向，氣溫變化較為劇烈。

AAA區(qū)域內的降雨變化情況如圖2所示。

從圖2可以看出，圖中的斜剖面線柱狀表示降雨，柱越高說明降雨量越大，柱越低說明降雨量越小。在該區(qū)域內的西南、東南、北方等幾個方向上，降雨變化較為顯著。

AAA區(qū)域內的農業(yè)發(fā)展情況如圖3所示。

從圖3可以看出，圖中的網格剖面柱狀圖表示區(qū)域內的農業(yè)發(fā)展的空間分布。在該區(qū)域內的西南、北方、南方等幾個方向上，農業(yè)發(fā)展水平較好。

AAA區(qū)域內的工業(yè)發(fā)展情況如圖4所示。

從圖4可以看出，圖中的白色柱狀圖表示區(qū)域內的工業(yè)發(fā)展的空間分布。在該區(qū)域內的西南、南方等幾個方向上，工業(yè)發(fā)展水平較好。

AAA區(qū)域內的第三產業(yè)發(fā)展情況如圖5所示。

從圖5可以看出，圖中的黑色柱狀圖表示區(qū)域內的第三產業(yè)發(fā)展的空間分布。在該區(qū)域內中部區(qū)域，第三產業(yè)發(fā)展水平較好。

根據(jù)上述指標的數(shù)據(jù)，采用公式（2）的空間杜賓模型，進一步分析不同因素對國土資源的空間影響，結果見表2。

在表2中，分別為空間杜賓模型、空間誤差模型、空間滯后模型的分析結果以及本文采用的空間杜賓模型的分析結果。從分析結果可以看出，氣溫因素對國土資源的影響最大，影響系數(shù)達到0.0563。其次是總人口對國土資源的影響，影響系數(shù)達到0.0169。農業(yè)、工業(yè)、第三產業(yè)的發(fā)展水平以及城鎮(zhèn)化建設水平，對國土資源的影響系數(shù)都低于0.01。GDP對國土資源的影響位居第三位，達到0.0115。

4 結論

國土資源是一切自然資源的載體和根基，例如森林、草原、水系、礦藏，都離不開國土資源。不僅如此，國土資源也為農業(yè)生產、工業(yè)生產、城市建設、生態(tài)建設提供物質支撐。因此，對國土資源進行系統(tǒng)化科學管理具有十分重要的意義。本文分析了自然環(huán)境和人類社會發(fā)展對國土資源的影響，設定了8種影響因素，并建立了空間杜賓模型，形成了國土資源影響因素分析的理論模型。通過試驗分析的結果，證實了氣溫因素、人口總量、GDP為影響國土資源的3類重要因素。

參考文獻

[1]高麗萍，季仕承，郝玉忠.基于云端輔助的國土資源數(shù)字化檔案信息自動加密方法[J].自動化技術與應用， 2024， 43（2）：114-117.

[2] 曹文民. GIS開發(fā)在河北省國土資源矢量數(shù)據(jù)2000國家大地坐標系轉換中的應用[J].河北地質， 2022， 35（1）：232-238.

[3] 鄧茹今， 何靖寧. 聚智用心擘畫美麗空間藍圖―廣西國土資源規(guī)劃設計集團有限公司開展國土空間規(guī)劃實踐略記[J]. 南方自然資源， 2024， 25（3）：94-101.