基于GIS的低丘缓坡土地宜建适宜性评价

2015-04-10佘金星杨武年张德强贾虎军

地理空间信息 2015年1期

佘金星，杨武年，张德强，贾虎军，周丽

（1.成都理工大学地学空间信息技术国土资源部重点实验室遥感与GIS研究所，四川成都 610059；2.北京郁乔源矿产投资咨询有限公司成都分公司，四川成都 610091）

基于GIS的低丘缓坡土地宜建适宜性评价

佘金星1,2，杨武年1，张德强2，贾虎军1，周丽2

低丘缓坡土地资源的开发利用是解决土地供需矛盾的有效途径。基于GIS技术，采用德尔菲法确定影响低丘缓坡土地宜建参评因素，利用层次分析法计算相关影响因子权重，以预防地质灾害与保护生态环境为优先原则，构建了一套适合低丘缓坡土地的建设用地适宜性评价模型，据此模型得到研究区低丘缓坡土地宜建等级和适宜面积，为今后土地资源合理开发和优化配置提供建议。

低丘缓坡；建设用地；适宜性评价；GIS

低丘缓坡土地的开发利用，是缓解土地供需矛盾，改善农业生产条件，促进农村现代化、经济可持续发展的重要举措[1]。德尔菲法是一种反馈匿名函询法[2]，其判断结果客观、直接、可靠，利用该方法筛选出研究区与建设用地紧密相关的自然、社会和地质等影响因子，再利用层次分析法将方案评价过程中的定性与定量因素相结合[3]，得出相关因子权重，构建适合本研究区内低丘缓坡土地的建设用地适宜性评价体系。

1 研究区概况

华蓥市地处川东华蓥山脉西侧，地理坐标为北纬30°07'～30°27'，东经106°40'～106°54'，面积463.52 km2，人口36万[4]。华蓥市年平均气温17.6℃，年平均降雨量1 282.2 mm。表1是华蓥市2012年土地利用数据，全市土地资源总量为46 323.71 hm2，坡度在6°～25°的低丘缓坡土地有19 583.35 hm2，占全市土地总面积的42.28%，其中建设用地开发利用水平相对较低，仅占低丘缓坡土地资源的13.79%。从节约资源和科学利用角度出发，低丘缓坡土地开发为建设用地的潜力巨大。

2 评价指标的构建

2.1 评价原则

低丘缓坡土地与平原地区土地在自然和社会属性上存在较大差异[5]。华蓥市属于地质灾害易发区，具有滑坡、泥石流、崩塌、地震等地质灾害易发特点。参考《华蓥市地质灾害防治规划》、《华蓥市生态建设规划（2006～2015年）》等相关政策法规，用如下3个准则作为此次评价应遵守的原则[6,7]：

表1 华蓥市2012年土地利用情况表

1）针对性原则。土地适宜性评价要针对一定的土地用途或利用方式进行，不同的用途或利用方式对土地的性质有不同的要求，土地的适宜性只有针对某种具体的用途或利用方式才有其确切的意义。

2）生态环境保护原则。土地开发利用要兼顾当前利益与长远利益，不能以破坏环境和生态安全为代价。

3）预防地质灾害原则。土地开发利用要尽量避免泥石流、洪水、滑坡等地质灾害和次生灾害所造成的人员、财产等损失。

2.2 体系建立与因子的选取

以德尔菲法为基础，结合区位优势理论[8]，根据华蓥市工业布局情况，将单元面积20 hm2作为一个评价指标。参考土地复垦技术规则，将土地原利用类型作为重要参评因子。由于评价遵循生态环境保护原则，以缓冲区距离为参考标准，设置不同的参评指数。最后建设用地须具备良好的地质基础条件，参考有关工程地质学理论，将地基承载力、地下水文地质条件和地质灾害易发度作为地质基础稳定性条件参评因子，如图1所示。其次，综合国土、林业、环保等部门获取评价所需资料，对参评因素进行限制性分析[9]，将适宜进行建设用地开发的土地分为宜建区和限制区，每种等级的评价标准与参考因子量度均有不同，如表2所示。

图1 评价指标体系

2.3 评价模型

结合研究区现状，采用多因素综合评价模型评价各因子的综合适宜性[10,11]。根据实际情况，本文提出低丘缓坡土地建设用地适宜性评价模型为：

其中，Q代表评价建设用地最终适宜性指标；Ci为各评价因子的量化分值；Bi代表第i个参评因子的权重；n代表第i个因子。

2.4 确定权重

权重是指评价因子对评价单元综合分值高低的影响程度[12]，层次分析法（AHP）是美国运筹学家、匹兹堡大学萨迪（ T.L.Saaty）教授于20世纪70年代初提出的一种实用多准则决策方法[13]。根据研究区概况，层次分析法在低丘缓坡土地宜建适宜性评价中可划分为以下过程：①确定影响因子（图1），建立层次结构模型，其适宜性评价是目标层（Z），区位条件、地形条件等是准则层（B），区域位置、坡度等是子准则层（C）。通过分析概念间的相互关系、逻辑归属和重要性级别，进行分层排列，构成一个由上而下的递阶层次结构[14]。②根据各影响因子，构造判断矩阵。③进行排序验证，最终确定影响低丘缓坡土地开发的主要因子，并作出决策分析。

表2 参评因子等级划分表

2.5 构造判断矩阵

1）层次单排序。利用图1的准则模型和1～9标度法，经过专家打分，构造出准则层（B）的判断矩阵：

2）层次总排序。这一过程是从最高层次到最低层次依次进行，在本次评价模型构建中，B层6个因素对总目标Z的排序为b1，b2，…，bm，C层17个元素对B层的单层排序为排序后进行一致性检验其比率为0.035 2＜0.1。至此，由层次分析法确定出B层和C层的权重[17]，各层因子权重划分如表3。

表3 各级参评因子权重表

3 结果与分析

由国土等部门获取资料数据，利用ArcGIS软件图层叠加和缓冲区分析功能，以土地利用现状图为基础叠加各个影响因子图层。再将各个影响因子权重值赋予每个评价单元，结合式（1）的评价模型，利用软件统计分析功能得出各个评价单元的综合评价分值。按照综合评价等级分值划分出各类等级土地的面积，最终获得研究区低丘缓坡土地宜建适宜性评价总量为5 947.09 hm2，占全市低丘缓坡土地面积的30.43%，其具体评价等级和比例如表4所示。

按开发比例分析，禄市镇和永兴镇的适宜性评价比例最高，分别达到低丘缓坡总量的70.05%和62.84%。天池镇和高兴镇评价比例最低，分别为8.86%、14.29%。其主因是禄市镇和永兴镇紧邻市中区，其地理区位和区域发展潜力巨大，交通便利，水源保证率较高，区内无明显地质灾害发生，地基承载力较好，影响其进一步发展的限制性因素很少。天池镇虽离市区较近，但是境内有华蓥山天池，故受到一定的影响。而高兴镇绝大部分区域属于地质灾害易发区，因此整体面积较少。按区域分析，庆华镇的低丘缓坡土地最多，达到1 205.23 hm2，其主要因素是庆华镇境内无地质灾害，亦不处于生态安全控制区，在规划区内有较好的发展潜力。天池镇土地最少，主要原因是天池镇有华蓥山天池，是华蓥山脉中唯一独特的高山喀斯特天然湖泊，其区域内有自然保护区、风景名胜保护区和水源保护区，故影响整体适宜性评价，具体评价等级如图2。

表4 宜建资源等级划分

图2 宜建资源分布图

4 结语

低丘缓坡土地的适宜性评价方法尚不成熟，尤其在适宜性评价模型构建中尚处于研究阶段。采用层次分析法确定各评价指标的权重，减少了权重评价的主观性。采用层次分析法与德尔菲法结合进行低丘缓坡土地建设用地评价，可以简单、客观地得到评价结果，尤其在评价因素的选取和因子确权方面具有很大优势。运用多因素综合评价模型，结合研究区的特点，以生态安全和预防地质灾害为基本原则，构建适合低丘缓坡土地利用的建设用地评价模型，对相关部门的土地利用决策提供参考，对探索我国山地丘陵地区工业化、城镇化和农村新居建设用地的科学布局、合理利用、有效保护，具有一定的实际意义和利用价值。

[1] 陈路扬,刘为军,杜国平.新时期土地整理问题探讨[J].西北农林科技大学学报:社会科学版,2003,3(1) :103-106

[2] Linstone H A, Turoff M.The Delphi Method: Techniques and Application[M]. Massachusetts: Addison-Wesley Publishing Company,1975

[3] 覃杰.基于层次分析法的矿井开拓方案系统评价[J].煤矿开采,2012(1):37-41

[4] 广安市统计局. 2012广安市统计年鉴[Z].广安:广安市统计局,2012

[5] 南晓娜.GIS支持下的山地城市建设用地适宜性评价研究[D].西安:西北工业大学,2009

[6] 陈颖,吴柏清,邹卓阳,等.基于GIS的土地适宜性评价——以四川省马尔康县为例[J].水土保持研究,2010,17(4):100-103

[7] 师学义,武雪萍.土地利用规划原理与方法[M].北京:中国农业科学出版社,2003

[8] 金淑丽,于可红.基于区位优势理论区域推进体育特色学校建设的设想——以宁波北仑区为例[J].浙江体育科学,2011,33(1):50-53

[9] 吴顺辉,戴军,甘海华,等.河源市土地资源潜力评价[J].华南农业大学学报,2000,21(1):9-12

[10] 汪成刚,宗跃光.基于GIS的大连市建设用地生态适宜性评价[J].浙江师范大学学报:自然科学版,2007,30(1):109-114

[11] 李忠武,曾光明,张华,等.GIS支持下的红壤丘陵区脆弱生态环境综合评价——以长沙市为例[J].生态环境,2004,13(3):358-361

[12] 刘彦随.山地土地类型的结构分析与优化利用——以陕西秦岭山地为例[J].地理学报,2001,56(1):426-463