基于GIS和FAHP的镇域空间管制规划研究——以安溪县尚卿乡镇区为例

张远敏，杨思声，王亚飞



基于GIS和FAHP的镇域空间管制规划研究——以安溪县尚卿乡镇区为例

张远敏1，杨思声2，王亚飞3

（1. 鞍山市铁西区规划管理办公室，辽宁鞍山 114014；2. 华侨大学建筑学院，福建厦门361021；3. 南京大学地理与海洋科学学院，南京210093）

空间管制作为一种新的规划方法和调控手段，已成为城乡规划工作的重要内容。分析乡镇地域特色并构建乡镇文脉要素评价指标体系，采用GIS与模糊层次分析法（FAHP）建立乡镇用地适宜性评价模型，根据评价结果对空间管制范围进行划定分析，这为乡镇地域文化保护和镇域空间管制规划提供了一种新的思路。

GIS；文脉要素；FAHP；空间管制；镇域

近年来，随着城镇化的快速推进，特别是《城乡规划法》实施以来，空间管制已成为近年来规划理论界关注和讨论的热点问题。[1][2]作为一种引导和控制区域资源分配、协调的重要手段，空间管制规划已成为城乡规划的重要内容。与此同时，乡村地域文化正面临着前所未有的挑战，大量的乡村文脉遭受了毁灭性冲击。一味追求土地价值的最大化导致大量居民地被直接改迁成居住区，这种对乡村文化与历史的忽视势必带来城市众多严重的问题。具体表现在以下方面：乡村逐渐失去了原有的魅力，曾经亲切宜人的交往场所不复存在；人与人之间变得疏远，以往乡村聚落中的浓郁的人情味消失了；乡村特有的民俗与文化遭到摒弃，非物质文化遗产传承受阻。[3][4][5]乡村的意义正在不断地失落，如何在城镇快速发展中保护乡村特有的地域文化，制定合理的镇域空间规划，已成为空间管制规划研究需要考虑的重要问题。[6]

近年来，国内外学者从不同角度对管制区划的划分标准和方法进行了探讨。其中，基于GIS技术的定量化分析方法也日渐增多。王宝强等人基于GIS技术和层次分析法进行土地适宜性评价，根据评价结果进行区域管制规划；[7]潘竟虎等人利用主成分分析法和空间聚类分析法对天水市土地利用程度进行综合评价；[8]郝晋伟等人通过构建空间管制区划评价指标体系，运用GIS叠加分析和聚类分析得到土地建设适宜性分区，对中心城区进行划分；[9]黄伟从生态保护的角度对其研究区进行生态敏感度评价，在此基础上进行空间管制分区；[10]如黄焕春等人提出了一种基于土地适宜评价和城市扩展模拟的空间管制划分方法，采用层次分析方法进行综合评价。[11]然而，这些方法都没有考虑到评价系统的复杂性，自然和人文因素错综复杂，内部存在相关性，很难利用传统的数学方法进行量化。

本文以乡村地域特色的保护为出发点，以安溪县尚卿乡镇区为例，构建乡村文脉要素评价指标体系，将乡村文脉要素空间化，采用GIS与模糊层次分析法（FAHP）建立了乡镇土地适宜性评价模型，根据评价结果对空间管制范围进行划定分析，分为适宜建设区、较适宜建设区、限制建设区和禁止建设区等四种类型，并结合当地实际情况分析得到最终的乡镇用地规划方案。

一、研究区与数据源

（一）研究区概括

尚卿乡地处福建省安溪县中部，中心坐标为东经117°57′，北纬25°06′，土地总面积为117.3平方公里。尚卿乡属亚热带气候，温和湿润，雨量充沛。境内多山，地势北高南低，由东北向西南倾斜。乡区东、西两溪贯穿其中，沿溪地势平坦，风景资源丰富。全乡现辖18个村（场），8 810户，39 649人。2011年实现工农业总产值26.4亿元，农民人均纯收入达9 050元。农业是尚卿乡的传统经济，藤铁工艺业则是支柱产业，2011年产值达22亿多元。

尚卿乡地域文化氛围浓厚。尚卿乡是藤铁工艺业的发祥地，有着几十年的发展历史，家庭作坊普遍，已成为一种特色文化；茶产业是尚卿乡的第二个支柱产业，茶文化也具有浓厚的底蕴。宗祠文化底蕴深厚，境内有著名的黄氏荣美祖祠，科名黄氏家庙等，祭拜是村民的重要文化活动，也是联系宗族关系的重要纽带。

（二）数据源

研究收集了尚卿乡2011年土地利用现状图、水系图、交通图、2005-2011年分村经济社会统计数据（人口、劳动力、人均纯收入等），作为文脉要素研究的主要数据，还收集了安溪县城镇体系规划、尚卿藤铁工艺大厦规划等相关数据资料作为参考依据，如表1所示。

表1 研究数据源及用途

二、评价体系与模型构建

（一）文脉要素评价指标体系

“文脉”一词源自建筑学领域，指相关联的各种元素之间的内在联系，具体表现为部分与部分、部分与整体之间的内在联系。[12][13]在规划学科研究中，学者对文脉有着不同的定义，但主流的导向认为文脉是在城乡建设的长期发展中所形成的历史文化、地域景观、氛围和环境，是历史和文化的沉淀，并通过地理空间形态表露出来。[14][15]

乡村文脉要素是一个复杂的有机体，关系到乡村特有的社会体系、自然环境、镇域空间的发展，是乡村建设的基石。[16]因此，在对乡村文脉进行研究时，要系统全面地认识归纳各文脉要素因子。在对自然要素进行利用与保护的同时也要加强对人文要素的全面考虑。本文借鉴前人对文脉要素的已有研究，结合尚卿乡的自身地域文化特色，将乡村文脉要素的划分可分为自然要素和人文要素两类要素。[17][18][19]自然要素与人文要素是相互影响作用的，是一个有机整体。自然要素是人文要素建设发展的基石，对自然要素的改造、利用推动了人文要素的发展，但是自然要素中的一些不易改造利用的要素也制约了人文要素的无休止的索取扩张，保护了环境的可持续发展；自然要素对人文要素有着巨大的能动作用，自然要素影响着生活于其中的人们的行为方式，关系到整个人文要素的深层架构，[9]而以人类社会活动为主的人文要素则无时无刻不在影响着自然要素。在空间管制体系下，自然要素又可划分为地理形态、建设制约区域、水系等要素因子；人文要素则可划分为道路、公建设施、人口分布、经济发展、政治科技、社会民俗、土地价值等要素因子，文脉要素分类体系如图1所示。

图1 文脉要素分类体系

（二）模糊综合评价模型

模糊层次分析法是将模糊综合评价法和层次分析法相结合使用的一种综合评价方法，主要体现在评价指标体系分成层次结构，运用层次分析法确定各评价指标的权重，然后分层次进行模糊综合评价，最后综合出总的评价结果。[20][21][22]而乡村文脉要素是一个复杂的人地系统，各种因素因子之间的内在联系用传统的数学方法很难进行合理的量化，基于文脉要素的乡镇用地适应性评价，是典型的多指标、多层次的综合评价问题。因此，本文采用模糊综合评价模型对乡镇用地进行评价，与其他测算土地适宜性大小的方法相比，该方法将适宜性大中小这种无明显界限和渐变的关系变得更加灵活，是基于文脉要素土地适宜性评价最好的出发点。

（三）评价过程

1. 确定城镇建设用地整治等级论域

本文将土地适宜性评价作为空间管制的主要依据，采用当前规划界普遍采用的空间管制区划标准，把乡镇用地划分为适宜建设区、较适宜建设区、限制建设区和禁止建设区等四种类型，即V={1，2，3，4}。

2. 确定乡镇空间管制规划指标论域

城镇建设用地整理潜力评价指标体系是一个社会—经济—生态的复合体系，由于不同地区资源环境条件、发展阶段、发展水平也存在差异，[17]因此对城镇建设用地整治潜力的评价指标也不是唯一的，随着城镇社会经济的发展，也应该适时进行调整，根据模糊综合评价思想，构建U={ U1，U2，U3，U4，…，Un}。

3. 确定评价指标的权向量。

评价权重是至关重要的，它反映了各个指标对乡镇土地适应性评价所起的作用，权重的大小，直接影响到综合评价的结果，W={w1，w2，w3，…，wn}T。

4. 隶属函数的建立

隶属度是指标集对等级评语集的隶属程度，具体到乡镇土地适宜性评价评价来说，就是各种评价指标对于用地适宜性的贡献大小，属于单因素评判。通常构造隶属函数的方法主要有模糊统计法、多相模糊统计法、构造隶属函数的待定系数法等。本文采用线性函数的方法对隶属度进行表示，隶属于第一、第二、第三级、第四级的隶属函数分别为：

依据隶属函数建立模糊关系矩阵R。

5. 进行模糊综合评价和做出决策

模糊综合评价是指各个指标权重与指标隶属度之间的符合运算，本文采用模糊合成算子M（•，+），引入评语模糊子集B:B={b1，b2，…，bn}。此算子凸显权重作用明显，综合程度强，且在评价过程中丢失的信息较少。当确定综合评价的结果属于哪个等级时，采取最大隶属原则，若bj0=max bj(1≤j≤n)时，则判定评价结果为第j个等级。

三、结果与分析

（一）评语集以及权重的确定

评语集是对各层次评价因子的一种语言描述，它是专家根据客观标准、社会规范标准、以及实地调查等对各评价因子所给出的评语的集合。本模型的评语分为4个等级。对评价指标权重确定的过程中，根据特尔斐方法确定权重，结合尚卿乡的实际地域特色，邀请规划局、环保局、文化局、城建局、水利局等相关部门，从生态保护、文化保护、民俗等方面对评价指标权重进行确定。按照各评价因子相互之间的关系，采用常用的1-9标度方法，通过因子的两两比较，建立判断矩阵，进行层次排序，确定各因子的相对重要性。最终得到尚卿乡镇域空间管制规划评价标准体系，如表2所示。

（二）综合评判结果

通过评价分析得到各评价单元的综合分值，采用总分频率曲线法分析得到面向文脉要素的空间管制区划结果，如图2所示。先将分值均分为四个分值区间：其中S分值区间为0.25-0.437的为适宜建设区，面积约212hm2；S分值区间为0.437-0.625的为较适宜建设区，面积约140hm2；S分值为0.625-0.812区间的为限制建设区，面积约55.9hm2；S分值为0.812-1区间的为禁止建设区，面积约10.6hm2。得到尚卿乡基于文脉要素的空间管制规划。

表2　尚卿乡镇域空间管制规划评价标准体系

图2 综合评价结果分布图

研究提取了文脉要素的各个因子加以分析，在此基础上分析尚卿乡基于文脉要素保护的空间管制规划，并对实地建设提供指导，具体如下：

第一，适宜建设区。主要分布在海拔相对较低的平坦地区，主要沿溪流而建。镇域的空间发展紧密联系溪流，溪流是尚卿乡重要的文脉要素。但同时，溪流作为生态保护的重要区域，是禁止建设的。整个镇域的中心是以乡镇府、藤铁产业园为核心的，也是文脉要素聚集的主要空间，作为镇域拓展建设的基础支持着整个尚卿乡的发展。此区域在快速发展的同时更需要注重建成区现有文脉要素的保护。

第二，较适宜建设区。主要是相对镇区较远的弃置地。该区域中存在少量的建设制约因素，但不影响整体的空间建设发展要求。由于文脉因素分布较少，可作为镇域拓展的后备发展区域。此区域需要在开发时注重文脉要素的建设。

第三，限制建设区。主要为自然山体、水体与适宜、较适宜建设区之间的缓冲区域，以及根据生态、安全、资源环境要素等需要控制的地区。主要包括农业发展区、生态缓冲区、弹性控制区等。

第四，禁止建设区。主要为地形条件较差或是建设成本过高的区域，以及重点农田、自然山体、水体等生态保护区，重点文物宗祠建筑等。此区域禁止一切城乡建设。

规划基于文脉要素的空间管制区划的意义是通过指导尚卿乡的发展建设和人类活动安排，以达到保护尚卿的历史文化地域景观氛围和环境以及促进尚卿乡经济增长的目的。

本文立足于镇域空间管制规划研究，以乡村地域特色的保护和发展为根本出发点，结合乡村“文脉”特征，研究了安溪县尚卿乡文脉要素的内涵与分类体系。在GIS技术的支撑下，采用模糊综合评价和专家打分对文脉要素因素因子进行定量化的处理，通过计算综合作用分值对乡镇用地进行适宜性分析，将镇域用地划分为适宜建设区、较适宜建设区、限制建设区和禁止建设区等四种类型。该案例通过将乡村文脉要素进行空间化，并结合GIS特有的建模技术，并采用模糊综合评价方法解决了因素间复杂相关、难以量化的困难，为乡村地域文化保护和镇域空间管制规划提供了一种新的思路，为城乡建设提供了科学指导。

参考文献：

[1] 韩青, 顾朝林, 袁晓辉, 等. 城市总体规划与主体功能区规划管制空间研究[J]. 城市规划, 2011 (10): 44-50.

[2] 郝晋伟, 李建伟, 刘科伟,等. 城市总体规划中的空间管制体系建构研究[J]. 城市规划, 2013 (4): 62-67.

[3] 俞孔坚, 李迪华,韩西丽, 等. 网络化和拼贴:拯救乡土村落生命之顺德马岗案例[J]. 城市环境设计, 2007(2): .

[4] Li N. Preserving urban landscapes as public history: the Chinese context[J]. Public Historian, 2010 (4):51-61.

[5] Clark S L. In search of housing: urban families in rural contexts[J]. Rural Society, 2012 (1):110-134.

[6] 杨磊, 邱建. 建筑空间的文化更新与城市文脉的有机传承[J].城市建筑, 2007 (8):18- 19.

[7] 王宝强, 徐建刚, 蒋海兵, 等. 基于建设用地适宜性评价的空间管制研究——以南京市金陵监狱地区为例[J]. 现代城市研究, 2009 (4):66-70

[8] 潘竟虎, 刘扬, 石培基, 等. 基于主成分分析和GIS的统筹市域土地利用分区研究——以甘肃天水市为例[J]. 土壤, 2011 (4): 637-643.

[9] 郝晋伟, 李建伟, 刘科伟, 等. 基于GIS的中心城区空间管制区划方法研究——以岚皋县城中心城区为例[J]. 规划师, 2012 (1):86-90.

[10] 黄伟.基于生态规划的小城镇空间管制规划研究[J].小城镇建设, 2013(5): 87-92.

[11] 黄焕春, 运迎霞, 王思源, 等. 基于GIS、RS的城乡空间管制区划研究——以舞钢市为例[J].吉林师范大学学报（自然科学版）, 2013 (3): 111-115,119.

[12] Ogdul H G. Urban and rural definitions in regional context: a case study on Turkey[J]. European Planning Studies, 2010 (9): 1519-1541.

[13] Taylor J. When God comes to town: religious traditions in urban contexts[J]. Journal of the Royal Anthropological Institute, 2010 (4): 939-941.

[14] 郑向敏.论文物保护与文脉的传承与中断[J]. 旅游学刊, 2004 (4): 25-27.

[15] Papadopoulos A G. Planning on the edge: The context for planning at the rural-urban fringe[J]. Urban Studies, 2008 (2): 454-456.

[16] de Gomez W, Bullock R. Civil society in Canada: A case study of rural and urban planning contexts, Social Science Journal, 2012 (2): 202-209.

[17] 张京祥, 崔功豪. 城市空间结构增长原理[J].人文地理, 2000(2): 15-18.

[18] 于苏建, 袁书琪. 城市文脉基本问题的系统思考[J].吉林师范大学学报, 2010(4): 55-62.

[19] Searle G, Filion P. Planning context and urban intensification outcomes: Sydney versus Toronto[J]. Urban Studies, 2011 (7): 1419-1438.

[20] 张正峰, 赵伟. 农村居民点整理潜力内涵与评价指标体系[J]. 经济地理, 2007(1):137-140

[21] 张勰, 杨丽. 基于模糊层次分析法的西部人口素质问题分析[J]. 经济研究导刊, 2012(1): 186-188

[22] 韩超, 泮晓华, 李国梁, 等. 基于GIS多源信息集成的含水层富水性模糊层次分析法[J]. 水文地质工程地质, 2012(4): 19-25.

（责任编校：贺常颖）

Study on Township Space Management Planning Based on GIS and FAHP Technique: A Case of Study in Shangqing Township, Anxi County

ZHANG Yuanmin, YANG Sisheng, WANG Yafei

（1.Planning and Management Officeof Anshan Tiexi District，Anshan, Liaoning 114014, China；2. Department of Architecture,Huaqiao University, Xiamen, Fujian 361021, China; 3. School of Geographic and Oceanographic Sciences, Nanjing University, Nanjing, Jiangsu 210093, China）

As a new planning methods and control means that space management has become an important part of urban and rural planning. How to protect the culture characteristics of township that have dramatically damaged currently that is an important part of the research in space management planning. This paper, taking Shangqing township in Anxi County as an example, it constructs an indicator system of township focusing on the context elements of township and an evaluation model based on Geographic Information System(GIS) and Fuzzy Analytical Hierarchy Process (FAHP), and it also divides space management zonings according to the evaluation results, thus providing a new thought for township geographical and cultural protection and urban space management planning.

GIS; context elements; FAHP; space management; township

TU 982.29

A

10.3969/j. issn. 2096-059X.2015.06.010

2096-059X(2015)06–0044–05

2014-11-10

张远敏（1988-），男，江苏赣榆人，硕士研究生，主要从事城乡规划研究；杨思声（1977-），男，福建晋江人，博士研究生，副教授，主要从事城乡规划与建设设计及其理论研究；王亚飞（1988-），男，江苏赣榆人，硕士研究生，主要从事地理信息和遥感技术在城市规划领域的研究。