基于广义相加模型的旬阳县居民点用地适宜性评价

张海龙，张建红

（商洛学院城乡规划与建筑工程学院，商洛 726000）

基于广义相加模型的旬阳县居民点用地适宜性评价

张海龙，张建红

（商洛学院城乡规划与建筑工程学院，商洛 726000）

基于生态位理论方法，针对陕西南部秦岭山区居民点建设的特殊性，构建评价指标体系，选取海拔、坡度、坡位和坡向四个指标，利用广义相加模型对旬阳县居民点用地适宜性进行评价，并将全县划分为四个适宜性等级。结果表明：不适宜等级面积为1425km2、一般适宜等级面积为940km2、中度适宜等级面积为741km2、高度适宜等级面积为448km2，占研究区面积比例依次是：40%、26%、21%、13%。

生态位理论；居民点用地；广义相加模型；适宜性评价；旬阳县

0 引言

居民点是人们生产和生活等综合功能的承载体，对居民点适宜性评价是科学管理居民点用地的基础[1]。秦岭山区山多平地少，土地资源显得极为珍贵。对该区域开展居民点用地适宜性评价，是实现土地合理布局、挖掘土地潜力的重要依据[2-3]，因此推进居民点的整治，改善村庄面貌、基础设施、生态环境、村民居住环境，才能够顺应并促进社会主义新农村建设和精准扶贫。

生态位是指目标种群在其生存的生态系统中的时间、空间位置及其机能关系，具体是指群落内一个物种与其他物种的相互作用[4]。生态位理论由于其可操作性和实用性，在学界的得到了充分发展。从而由生态学领域逐渐应用到了更多的学科领域[5-7]。本文以安康旬阳县为研究区，选择4个对山区居民点选址有重大影响的自然因素，采用广义相加模型详细分析居民点区域的特征，最终绘制出旬阳县适宜居民点布局的适宜性地图，从而为居民点整理规划提供科学的理论依据。这也有助于缓解身处秦岭深处的旬阳县居民点用地不足、利用不规范等情况。同时对促进农村居民点规范、集约化利用与发展具有重要意义，也为旬阳县的移民搬迁工程提供了居民点选址的依据。

目前，居民点建设选址主要采用相关分析、模型物元模型、景观分析等理论方法[2-3、8]，这些方法对本研究都有借鉴作用。

1 研究区域概况与数据来源

1.1 研究区概况

安康市旬阳县位于陕西省东南部，北纬32°29′-33°13′，东经 108°58′-109°48′，南北长 82 千米，东西宽79千米，总面积3554平方千米。旬阳县居于秦巴山区东段，汉江从中川流而过[9]。汉江以北属秦岭山脉南坡，中部高，四周低，面积2281.7平方公里，占全县总面积的64.2%；汉江以南属秦岭纬向构造带大巴山弧形构造的边缘部分，东部和南部高，西北部低，面积1272.3平方公里，占全县总面积的35.8%。县境地貌以中山为主，兼有低山、丘陵、河谷地形。全县辖21个乡镇319个村（社区），总人口45万人，是陕西省政府批准的革命老区县，国家扶贫开发重点县。

1.2 数据来源

①2010年旬阳县土地利用变更调查数据。②旬阳县90m分辨率的DEM(数字高程模型)、坡度、坡位指数和坡向，均由地理空间数据云（http://www.gscloud.cn/）下载得到。

2 研究方法

2.1 评价指标体系构建

海拔主要影响土地的水热条件，从而影响到土地的适宜性；坡度对房屋等的建设、土地质量、对灌溉、农机具的应用和土壤侵蚀都有直接影响；坡向则直接影响光热条件，对居民点的布局影响甚大。有阳坡和阴坡之分；坡位是影响水分条件的重要地形因子，分为脊部、上坡、中坡、下坡、山谷、平地六个坡位[10]。由此可见，以上4个地理因子会严重影响到居民点的选址，故选取海拔、坡度、坡向和坡位等指标作为评价指标，构建旬阳县居民点用地适宜性评价指标体系。

2.2 居民点用地点位数据获取

根据2010年旬阳县土地利用变更调查数据，在旬阳县所有现有村庄中，挑选出居住人口数量大，有一定的建设规模的村庄(10000m2以上)，作为建模数据。人口多，建设面积大，说明这些地方，适宜人们居住，居民点用地适宜性高，确定为建模采样点，共计198个（图1）。

图1 建模用采样点分布

2.3 模型介绍

本文采的模型为广义相加模型（Generalised Addi⁃tive Models，GAM）,建模方法是将响应变量对某一环境变量作图，然后计算拟合数据的平滑曲线，最后相加得到建模结果[11]。平滑曲线采用数据分段方式进行拟合，这样方便处理更加复杂的数据，对线性和非线性都有强大的拟合效果。它是广义线性模型的半参数扩展，但比广义线性模型的预测能力更加强大[12]。

3 结果与分析

对GAM模型建模结果运用3D Analyst工具，根据适宜性指数U的大小将居民点用地适宜性用“自然间断点分级法”划分为四个等级（表1，图2）。自然间断点分级法具有统计学规律，有很高的科学性[13]。

表1 旬阳县居民点用地适宜性等级

图2 旬阳县居民点用地适宜性

（1）不适宜居民点用地：适宜性指数：0.080990≤U＜0.238945。旬阳县不适宜居民点用地最为广泛，面积1425平方千米，占旬阳县总面积的40%，主要分布在旬阳西北和东南大部分乡镇区域，其他区域也有零星分布。该区域位于山区地带，地势陡峭、坡度较大、交通不便、经济发展水平落后，在现有的技术状况下不适宜布局居民点。

（2）一般适宜居民点用地：适宜性指数：0.238945≤U＜0.439978。旬阳县一般适宜居民点用地较为广泛，面积940平方千米，占旬阳县总面积的26%，主要分布在小河镇、赵湾镇、址河乡、蜀河镇等地域，与不适宜居民点接近，需采取一定的工程措施以消除不利因素。交通可达性较为不便，经济发展水平较为落后。

（3）中度适宜居民点用地：适宜性指数：0.439978≤U＜0.676911。旬阳县中度适宜居民点用地面积较小，只有741平方千米，占旬阳县总面积的21%，主要分布在地势较为平坦的低山丘陵地带，局域基础设施条件较为完善，交通较为便利，生产生活条件相对于山区有明显提高。居民点达到一定规模，能够满足居民点建设的需要。

（4）高度适宜居民点用地：适宜性指数：0.676911≤U≤1。旬阳县高度适宜居民点用地面积最小，仅有448平方千米，仅占全县面积的13%，主要分布在河流两岸沿岸、交通干线附近的地形平坦区域，在旬阳中北部大致呈U字型分布。该区域自然条件优越，具备各种类型的居民点建设设施条件，交通便捷，利于对外交流，人口密集，经济发展水平相对较高。

4 结论与讨论

居民点用地适宜性评价研究是我国社会建设的实际需求，是我国城镇化过程中居民点以及公共设施优化布局的理论基础[14]。本研究运用广义相加模型（GAM），对旬阳县居民点用地适宜性进行了多因素综合适宜性评价，采用系统聚类方法将旬阳县居民点用地适宜性评价结果划分为四个等级：不适宜居民点用地、一般适宜居民点用地、中度适宜居民点用地和高度适宜居民点用地，其面积分别占旬阳县总面积的40%、26%、21%和13%。分析结果表明，受自然生态条件限制，旬阳县最适宜居民点建设的地方主要位于汉江及其支流两岸，自然地理条件优越的地方。其余大部分地方，特别县境内北部大面积广泛分布的高海拔山区，是极不适宜进行民居点建设得。应该对该区域的零散居民点(自然村)进行逐步分批移民，或就近至少移至中度适宜以上的地区。如果条件允许，可直接移至汉江沿岸最适宜的地区，以彻底改善人民群众的生产生活条件，帮助山区人民早日脱贫致富，过上小康生活。另外，应加快对县境内中部中度适地区的自然条件的治理，提高其用地适宜性等级，扩大适宜建设居民点的土地面积，以便与目前最适宜地区连成片，方便集中开展居民点的建设，从而促进旬阳县城镇化建设水平。

对旬阳县居民点用地适宜性进行研究，所选的任一评价指标都是某一时间结点的相对量度[15]，故对旬阳县居民点用地适宜性的评价具有现势性。另外，其适宜性也受多方面条件制约，而这里只选择了4个影响最大地形因子，也有考虑不全面的地方，这就需要我们日后进行长期、全面的评价研究。

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Abstract：Based on the niche theory method,constructs evaluation index according to the particularity of the construction of residential land in Qin⁃ling Mountains of southern Shaanxi province,selects altitude,slope,aspect and TPI,to use the generalized additive model evaluating suit⁃ability of residential land in Xunyang County,the whole area of residential land suitability is divided into four grades.The result shows:the unsuitable land is 1425km2，the suitable land is 940km2，the more suitable land is 741km2,the most suitable land is 448km2.The propor⁃tion of area of study area is 40%,26%,21%and 13%in order.

Keywords：Niche Theory;Residential Land;Generalized Additive Model;Suitability Evaluation;Xunyang County

Suitability Evaluation of Residential Land in Xunyang County Based on Generalized Additive Model

ZHANG Hai-long，ZHANG Jian-hong
（College of Urban,Rural Planning and Architectural Enginearing,Shangluo University,Shangluo 726000）

1007-1423（2017）25-0003-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.25.001

陕西省教育厅专项科研计划项目（No.15JK1231）

张海龙（1982-），男，陕西西安人，讲师，硕士，主要研究方向为空间数字模型与GIS应用

2017-08-01

2017-08-30