基于GIS的农村居民点分布格局及与地形因子关系分析——以韶关市大塘镇为例

江海斌， 陈秀玲 ， 陈世发

(1.韶关市国土资源技术中心，广东 韶关 512026；2.韶关学院 旅游与地理学院，广东 韶关 512005)

近年来，很多学者对各种地域类型的城乡居民点分布特征进行了详细研究，涵盖了农村居民点分布格局、分布演变、影响因素等领域，农村居民点的分布格局影响农户活动的范围，甚至一定程度上影响农户生计行为。农村居民点作为一种重要的土地利用类型，其空间分布与地形地貌要素具有高度的耦合性[1-3]，地形因子是农村居民点分布的重要影响因素，而丘陵山区其影响更为明显[4]。地形坡度与海拔是影响农村居民点分布的主要自然因素[5]，马小娥等[6]学者从景观格局的角度研究农村居民点空间格局，曾远文等[7]学者采用景观生态学中的斑块个数、斑块总面积、距离指数、面积指数和居民点分散度研究农村居民点空间布局特征，并对影响居民点空间分布的各个因素进行叠加分析。乐容潮等[8]学者研究表明农村居民点斑块较简单，复杂性较低，呈随机、均匀、聚集3种状态分布，农村居民点分布密度较低。而研究居民点格局的影响因素也是研究的热点，张勰等[9]学者采用空间自相关分析与缓冲区叠加分析方法分析农村居民点与地形坡度、高度的关系；徐州等[10]学者研究不同高程、坡度、坡向、地形起伏度、坡度变率和高程变异系数等地形因子的农村居民点的分布特征，周霖等[11]学者以重庆市万州区为例，借助ArcGIS、GeoDa、Fragstats软件，分析研究区农村居民点空间分布、规模和形态，离城镇、河流、交通近的区域居民点分布多，形状指标也较大。

但是，对于低山丘陵地区，且地处城郊地带的农村居民点分布的格局与地形因子的研究相对缺乏。韶关位于粤北山区，地貌形态决定土地利用的重要自然因素是地形地貌。韶关市城镇化水平却比较低，地形复杂，地势起伏大，本文以韶关市城郊地带的曲江区大塘镇农村居民点为研究对象，运用GIS空间分析技术与Fragstats4.2景观格局软件，综合分析韶关市大塘镇农村居民点的分布格局及其地形影响因子，为粤北地区农村居民点分布规划及农户生计研究提供可行的理论依据。

1 研究区概况

大塘镇位于韶关市区的东部，介于113°37′E、24°40′N，面积为175 km2(图1)。东接曲江区的枫湾、小坑等镇，西临浈江区的新韶镇，与韶关市教育功能区韶关学院等学校相接，南临曲江区的马坝、沙溪等镇，在韶钢集团旁边，北靠仁化县大桥镇，距离韶赣高速公路的出口只有6 km，该镇距市区中心11 km。一直都有着韶关重镇、“东大门”的称号。大塘镇地貌特点是以丘陵山地为主，地势较平缓，整体东高西低，南高北低，呈东南-西北的倾向，属亚热带季风型气候区，是显著的湿热和干冷气候，湿度大，无霜期长的特点。研究区海拔处于66.2～707.17 m之间，平均海拔164.2 m，坡度范围为0°～67.94°，平均坡度为14.21°，土地利用复杂多样，主要以林地为主。

图1研究区地理位置及居民点分布

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

本研究使用的数据资料包括韶关市大塘镇1∶10 000的行政区划图、大塘镇地形图以及韶关市大塘镇遥感影像图和土地利用现状数据库，利用GIS软件追踪等高线进行矢量化形成区域等高线，再将其转化为DEM图，以DEM图为基础，提取出研究区坡度、坡向、高度的数据。农村居民点的提取，以2017年大塘镇影像图为基础，对影像图进行处理，目视解译大塘镇居民点分布，并结合实地野外调查得出居民点分布图。

2.2 研究方法

2.2.1 GIS与RS技术方法 利用韶关市大塘镇行政区界，居民点分布图以及研究区DEM图等数据，利用GIS空间分析技术提取研究区的高程、坡度、坡向等地形因子，同时以大塘镇影像图为基础，勾勒出居民点分布情况，运用空间查询与空间叠置等方法，综合研究农村居民点分布与地形因子之间的关系。

2.2.2 景观生态学方法 将韶关市大塘镇的居民点作为一种景观，利用景观格局分析的方法分析居民点分布格局。大塘镇居民点的景观格局指数采用景观格局分析软件Fragstats 4.2进行。斑块数量(NP)反映大塘镇居民点的斑块总数、斑块总面积(TA)为所有居民点的面积之和，而平均斑块密度(MPS)则揭示居民点平均斑块面积，这3个指数反映大塘镇居民点格局破碎化程度。最大斑块指数(LPI)为大塘镇居民点最大斑块面积比例，可以反映大塘镇居民点形态的优势度，一般取值为0～100之间；景观形状指数(LSI)反映大塘镇斑块类型的离散程度(≥1)

平均斑块黏合度(CONTIG_MN)是反映居民点之间的连通性，黏合度越大，连通性越好。蔓延度指数(CONTAG)为景观水平指数，反映居民点分散与集中程度，分散度低，则具有较高的蔓延度。散布与并列指数(IJI)表示各居民点斑块的邻接程度。聚合度(AI)为斑块类型的聚集程度，取值为0～100之间。分割度(DIVISION)反映居民点被分割的破碎程度。分离度(SPLIT)反映大塘镇居民点的个体分布的分离程度，在普遍运用面积比率的同时还考虑了居民点斑块数量。香农多样性指数(SHDI)为居民点斑块在大塘镇出现的频率。香农均匀度指数(SHEI)反映大塘镇居民点分布均匀程度的指标，分布极其均匀时，其指数为1。

3 结果与分析

3.1 大塘镇农村居民点的景观格局特征

研究平均斑块总面积为551.5 hm2，斑块数量为515个，而平均斑块密度为1.07 hm2·个-1。

经统计分析，韶关市大塘镇最大斑块指数为1.86，斑块之间的差异程度相对较低，而景观形状指数为23.99，居民分布离散，平均斑块黏合度为0.16，蔓延度指数为58.30，而散布与并列指数为38.86，居民点的分割度为0.99，居民点分布相对较为破碎，而分离度则为220.12，居民点分布相对分离。而香农多样性指数与均匀度指数分别为5.76和0.93，农村居民点在大塘镇分布相对较为均匀，在大塘镇的大部分区域均有居民点的分布，居民点分布聚合程度一般，聚合度为67.63。

3.2 农村居民点空间分布形态

韶关市大塘镇地形多为低山丘陵地区，大塘镇农村居民点的空间分布不均衡，主要的分布形态为点状分布(图1)。这主要是因为研究区地势崎岖不平，并不适合集中连片的居民点建设。除地形原因外，居民点分布还受河流、道路及距市中心范围远近等因素影响。

近年来由于基础设施的逐步完善，对外交流的加强，为了方便出行，更多农民选择在公路两旁新建房屋，因此居民点分布在道路网密集的区域相对密集。从图1可以看出，韶关市大塘镇农村居民点集中分布于道路两侧，呈现点状分散分布。以点状分布为主的农村居民点分布，使研究区居民点的分布呈现出面积小而分散的特征。同时，道路的分布也主要集中于地势相对平缓，人口分布密度相对较大的区域，两者也呈现关联关系。

3.3 大塘镇居民点分布与地形因子的关系

3.3.1 居民点分布与地形高度的关系 在低山丘陵区，农村居民点建在高低不同的区域，从而形成错落复杂，高低不一的居民点。利用大塘镇DEM提取高度(图2A)，同时对海拔高度进行重分类，由于在高程250 m以上的区域，无居民点的分布，故而单列为一级，在250 m以下的区域，结合GIS的自然间断法进行分类，在150 m以下的区域，每隔30 m设置高程分级，而150～250 m高程，每隔50 m设置高程分级，共设置6个高程级别。

A

B

C

研究区的农村居民点高程分布统计分析见图3。由图3可以看出，韶关市大塘镇农村居民点分布与高程地形因子总体呈现负相关关系，即海拔高度越高，居民点分布数量越少，海拔高度越低，居民点分布数量越多，在海拔高度120 m以下的区域，高程级所占全部高程级的比重为44.31%，但居民点分布的比重高达87.41%，而在海拔高度超过150 m的区域面积为40.98%，但居民点分布比重仅仅为2.38%。研究区农村居民点主要集中于海拔相对较低的地区，由于该区海拔较高的地区大多为山区丘陵，山高坡陡的地区并不利于发展农业与居住建设，同时该地区的基础生活设施建设修建难度大且利用率低。

图3 韶关市大塘镇不同高程级的居民点分布比重

3.3.2 居民点分布与地形坡度的关系 本次研究在栅格DEM上提取坡度数据，并对其进行重分类(图2B)。坡度分级结合《土地利用现状调查技术规程》和国际地理学会对于坡度划分标准，将坡度划分为7个等级，具体为0°～2°(极缓坡)，2°～5°(缓坡)，5°～8°(中等坡)，8°～15°(斜坡)，15°～25°(陡坡)，25°～35°(急坡)，35°～90°(险坡)，为此研究区坡度分级共划分为7级[12]，研究区坡度分布图见图2B，并对不同坡度的居民点分布比重进行统计分析(图4)。

图4 韶关市大塘镇不同坡度的居民点分布比重

从图4可以看出：研究区坡度面积比例最大的是陡坡，其次是斜坡。斜坡及其以上坡度级别(>8°)的分布面积共占研究区的61.92%，说明研究区坡度大，地势起伏大。居民点的分布随坡度的增大而迅速降低，坡度变化对农村居民点分布影响明显。居民点面积比重最大的区域为极缓坡区，其次为缓坡区，两者占全部居民点分布比重的71.45%，而极缓坡区与缓坡区的坡度级的面积占全部坡度面积29.96%，由此看出，居民点的分布主要集中于极缓坡与缓坡区域。而在坡度15°以上的区域的面积高达43.52%，而居民点分布面积仅仅为3.11%。大塘镇农村居民点分布随坡度增加而减小。大部分农村居民点都选择居住在地势平缓的区域，坡度平缓有利于节约建筑成本。

3.3.3 农村居民点分布与坡向的关系 根据DEM图提取的坡向，并且进行重分类(图2C)，并将坡向分为平地、北坡、东北坡、东坡、东南坡、南坡、西南坡、西坡和西北坡等坡向。研究区韶关市大塘镇各个坡向的农村居民点均有分布。农村居民点，在各个坡向分布相对均匀。

研究区的农村居民点坡度分布统计分析见图5，西北坡和西坡的坡向比重最大，分别占到全部坡向比重的13.72%和13.30%，但两者的居民点则低于坡向比重，分别为13.17%和12.62%。而居民点分布比重最大的坡向为西南坡、南坡和东南坡，均高于该坡向级别的坡向分布比重。

图5 韶关市大塘镇不同坡向的居民点分布比重

从图5还可以看出，居民点分布比重高于所对应坡向分布比重级别分别为平地、东南坡、南坡和西南坡；而北坡、东北坡、西坡和西北坡则低于坡向分布比重；而东坡则两者相差无几。

这与研究区的位置位于北回归线以北，南坡能接受较为充裕的阳光，阴坡接受到的阳光相对较少，说明农村居民选址建房倾向于选择坐北朝南，由于阳坡面朝南方，受阳光直射的时间就比其他坡向长，这有利于房屋采光及农作物生长。

4 结论

以韶关市大塘镇为例，运用Fragstats软件和GIS软件，研究农村居民点空间分布格局与地形因子的关系，其研究结论如下：

4.1 韶关市大塘镇农村居民点斑块之间的差异程度相对较低，居民点分布离散，居民点分布聚合程度较低。

4.2 韶关市大塘镇农村居民点的空间分布不均衡，主要的分布形态为点状分布，分布分散，受地形、道路及距市中心范围远近等因素影响。

4.3 农村居民点主要集中于海拔相对较低的地区；居民点分布随坡度增加而减小；南坡、东南坡与西南坡的居民点分布比重高于北坡、东北坡和西北坡。居民点绝大多数分布于海拔低，地形平坦的地区，这有利于发展农耕、基础设施的建设，且稍集中于向阳区，以便农耕与采光。