基于GIS的霍邱县土地适宜性评价与利用对策研究

张 欣，孙贤斌，赵立辉，朱旺生

(1.皖西学院 环境与旅游学院，安徽 六安 237012；2.六安市城乡规划设计研究院，安徽 六安 237000)

土地适宜性评价是指评定土地对于某种用途是否适宜以及其适宜的程度，它是一个城市土地利用选择和空间拓展的前提。随着城市化进程快速发展，大规模的土地在城市建造过程中被利用，这造成我国土地资源紧缺的矛盾更加显现出来[1]。所以，城市规划者们应探索出合理利用土地的方法。我国在过去一段时间对土地适宜性的评价，主要还是依据实际项目中的经验对地形图进行主观判断[2-4]，这种定性分析的结果可说服性不强。因此，需要采取定性与定量相结合的方法来研究土地适宜性评价。本研究以霍邱县为例，用定性的方法选取评价因子，用层次分析法定量确定不同因子的权重，并运用GIS空间分析技术把定性与定量方法相结合，并绘制霍邱县土地适宜性综合评价图，引导霍邱县土地合理利用，进而提高更具科学性与前瞻性的城市规划。

1 研究区概况

霍邱县位于安徽省西部，是六安市的辖县之一，地理坐标位于东经115°50′～116°32′和北纬31°44′～32°36′之间。霍邱县地处大别山北麓，淮河中游南岸，东侧与六安裕安区、淮南市寿县接壤，西侧临近河南省信阳市固始县，以北与阜阳隔淮而望，以南与金寨县相靠。霍邱县地势南高北低，南部多是低岗丘陵，北部为平原。霍邱属亚热季风气候，位于中国东部季风区，全年气候温暖，降雨量适中，光照充足，一年四季分明。霍邱素以鱼米之乡著称,其资源非常丰富，不仅是国家商品粮以及优质油菜生产基地，同时还是畜牧水产品生产的重点县，其中，有多类产品和资源获得“国强省冠”的称号[5]。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源与处理

根据霍邱县的特点，本研究对霍邱县土地利用适宜性评价主要收集两类数据信息，一类是统计数据，主要来源于官方公布的统计数据、基础资料汇编和霍邱县相关规划文本，通过对数据资料的搜集、整理之后建立Excel库，同时利用Excel对土地利用所包含的各项数据以文本、代码或数值等形式进行汇总、计算与表达。另一类是非统计类的空间信息数据，主要有霍邱县相关规划图纸、行政区划图以及地形图等。这类可以直观反映出霍邱县的资源禀赋、城镇特征的数据图，主要从六安市规划设计院获得，并通过对研究区行政边界裁剪，利用ArcGIS软件矢量化霍邱县及各乡镇的行政区域边界，导出各区域的空间信息等。

2.2 构建评价指标体系

土地适宜性评价包含了自然、社会、经济、土地、环境等多个方面的要素。本文在研究霍邱县土地适宜性评价的过程中，按照生态环境保护原则、综合性原则、主导因素原则以及因地制宜原则[6-8]，再结合各要素对土地利用方式的影响程度，最终选取了地形地貌、水文地质、道路交通环境、土地利用现状、基础设施环境和地质灾害分布等六个影响要素作为霍邱县土地适宜性评价分析的一级评价因子；为了使整个评价过程更加有可计量性，将此六项一级评价因子细划为十五项二级评价因子。借鉴麦克哈格提出的适宜性评价原则，把霍邱县土地划为五个等级，即：最适宜、较适宜、基本适宜、不适宜和最不适宜。结合专业规范和实践经验[9-10]，确定各因子的适宜性等级标准，形成符合霍邱县的土地利用适宜性评价指标体系(表1)。

表1 土地适宜性评价指标体系

2.3 评价指标权重的确定

合理地进行权重分配对科学量化评价是至关重要的。本研究运用层次分析法(AHP)构建层次评价模型，AHP法是由多个目标、多项准则进行分析的评价方法，其原理是把相对复杂的问题化分为多个层次再逐步进行评价；即对同个层次的指标要素之间予以比较，求出比较客观的权重；再对不同层次的指标要素逐层比较，求得不同层次的权重[11]。进而结合专家法，在多个专家的知识、经验基础上对各因子加以分析、判断并确定其权重值，如表2。

2.4 叠加分析

结合多因子加权叠加法，把霍邱县土地适宜性各单因子的评价结果予以加权叠合。再通过层次分析法计算得到权重值后，按照公式予以叠加。

表2 土地适宜性评价因子权重系数

S=∑WiPi

其中，S即代表适宜性等级，Wi即代表指标权重；Pi代表各因子得分。

通过ArcGIS10.3缓冲区处理、叠加等对因子进行评价，就可以进行霍邱县土地适宜性综合评价分析、空间分布情况以及计算面积等多项工作[12]。在此过程中，多因子综合评价的基础分析等级值是依据ArcGIS自动断点法，之后再运用人工修正断点完成分析工作。

3 土地利用适宜性单因子评价分析

通过AutoCAD软件中的【WBLOCK】命令生成各因子适宜性评价过程中需要的图层。例如在分析高程、坡度时所需的高程点或等高线图层以及在分析交通通达性时所需的交通体系图层等，然后将图层加载到ArcGIS10.3中[13]，以准备分析土地适宜性。

3.1 高程、坡度分析

运用DEM数字地面模型子系统对霍邱县土地内的高程和坡度因子进行分析。其步骤：第一步要把高程和坡度因子的等值线数据从当前霍邱县地形图中提取出来，并要代入等值线属性中；第二步，通过DEM获得等值线的高程、坡度等信息，同时还需导出三角剖分网；第三步，进行霍邱县海拔高度和坡度因子平面等值线图的绘制，并需将本次霍邱县研究区域的边界范围作为裁取框[14]，剪切平面等值线图后，即可导出霍邱县海拔高程和坡度因子图件(图1、图2)。

图1 霍邱县DEM高程等级

图2 霍邱县地形坡度等级

3.2 河流水域和土地利用现状分析

运用KqTools系统分析霍邱县河流水域布局和土地利用现状情况，由其子系统进行区中的“缓冲区分析”即可导出河流水域图和土地利用类型图(图3、图4)。河流水域的分析过程中缓冲半径是通过渠系影响程度的经验估测，设为125米，离河流距离不足125米的则视为更低等级，以此类推共分为五个等级标准，该方法用于土地利用和道路交通等因子分级图件的绘制。

图3 霍邱县河流水域等级

图4 霍邱县用地类型等级

3.3 道路交通、基础设施廊道等因子分析

基础设施廊道因子分析也同样采用KqTools的空间分析子系统进行区的“缓冲区分析”导出。其主要以高压廊道为基础，通过对100 kV、220 kV、500 kV三类高压廊道进行缓冲区分析，最大距离设置为400 m，即离500 kV的距离在400 m以外的用地为最适宜建设用地，然后通过对不同等级的高压廊道防护绿带的范围进行划定，以此类推即可得出较适宜、基本适宜、不适宜和最不适宜的缓冲距离阈值。

在对霍邱县交通通达度分析过程中，首先把具有交通通达度的主干路作为基础缓冲，同样利用KqTools系统完成，交通通达度分析图由其子系统进行区中的“缓冲区分析”导出(图5)，按照上述方法，依次划为五级标准。

图5 霍邱县道路交通分析

3.4 洪水淹没分析

霍邱县是安徽省发生地质灾害较多的地区之一，灾害的主要表现类型包括崩塌、滑坡等，运用上述同样方法即可绘制霍邱县洪水淹没分析图(图6)。

图6 霍邱县洪水淹没分析

4 土地利用适宜性综合评价和利用对策

土地是由多种要素共同构成的复杂综合体，并会具有多宜性的功能。因此就要对其多宜性加以分析评价，来探索它的最佳用途。在分析土地的多宜性过程中，要对每个单因子评价图加以叠加分析，绘制出霍邱县土地适宜性综合评价图(图7)。该评价图提供的信息既可以反映出适宜性范围的分布情况，又可以很简洁地读取出适宜性的数值范围[15](表3)。

图7 土地适宜性综合评价

4.1 综合评价结果分析

从霍邱县土地适宜性综合评价结果来分析，霍邱县最适宜建设区面积为45426公顷，较适宜建设区面积为170061公顷，最适宜与较适宜建设区的面积和为215488公顷，占霍邱县国土面积的66.51%，主要集中在城镇集中建设区；基本适宜建设区面积为63639公顷，占霍邱县国土面积的19.64%，在霍邱县域内主要分布西、北部；而不适宜和最不适宜建设区的面积为44839公顷，占霍邱县国土面积的13.84%，主要集中在河流水系及其他重要生态保护区域等地区。

4.2 土地利用对策

城市土地资源的可持续利用，是对土地资源现状功能进行继续维持或者加以提高。为了使霍邱县土地资源能够可持续发展，针对上述适宜性等级结果，对霍邱县土地利用提出以下对策。

4.2.1 最适宜和较适宜建设区

最适宜与较适宜建设区，主要集中在霍邱县各城镇集中建设区。该区自然资源丰富，地形平坦、交通便捷，居民生活点集中，生态环境稳定。总体而言，该区土地自然属性不会限制建设用地的开发。从生态和环境保护的角度分析，最适宜和较适宜建设区适合霍邱县的发展，但在开发过程中应该注意对生态环境和基本农田等的保护。

4.2.2 基本适宜建设区

基本适宜用地主要分布在基础设施、水域保护等缓冲区范围的边缘上。该区地形相对比较平坦，现状已有一定的开发基础。若开发该区对生态环境的影响较小，因此可进行有条件的开发，适时适度的对土地利用方式加以调整。另外该区主要位于霍邱县的西部和北部，开发过程还应对用地进行整合，充分挖掘土地资源的利用潜力，实现城市的社会、经济和生态效益的统一。

4.2.3 不适宜和最不适宜建设区

不适宜和最不适宜用地主要分布在河流水系、重要生态保护区域一定缓冲区范围内的区域。若对该区土地进行开发会对生态环境产生不同程度的负面作用，从原则上而言不宜进行开发。同时这类区域的土地交通条件差、地形起伏较大，难以满足开发建设的要求。因此需注意采取防护措施，相关部门还需加强对土地的保护和管理力度，禁止在该区进行损坏生态环境的开发建设行为。

5 讨论

评价方法的选择对有效开发城市土地具有很大的启示意义。但是，在实际应用中会存在一定程度的局限性。从评价结果分析，用地的适宜性不是一成不变的，实际项目中的资金来源问题、土地的供给情况、项目实施的技术条件以及当地居民的意识水平和政府部门的发展政策等都将会影响土地的适宜性。所以，有必要定期开展土地适宜性评价。另外，本研究对于霍邱县域的交通通达度、河流水域等因子的影响辐射范围是通过做缓冲区来确定的，而当前相关文献中针对此方法的案例介绍不多，因此对于所确定的基础距离的合理性仍值得深入研究。

表3 霍邱县土地适宜性分区统计(万公顷)

从技术角度分析，本研究主要是依托GIS平台，根据层次分析法的原理进行评价。在构建本次指标体系，筛选评价因子过程中，主要遵循的是生态环境保护原则、综合性原则、主导因素原则以及因地制宜原则。虽然可以比较全面地反映本次评价的目的，但是关于选取社会经济方面的影响指标仍略显单薄，在因子的选取上仍有非常大的探索空间。因此有必要在未来的适宜性评价过程中收集尽可能多的代表性要素；同时还需对其影响程度加以科学的分析，从而能够更准确地反映出土地适宜性的特点。