基于GIS空间分析的县域农村居民点布局优化研究

(1.成都理工大学 四川 成都 610059；2.山东农业工程学院 山东 济南 251100)

一、绪论

在很长一段时间内，由于人们对居民点规划的不合理加之我国自然状况有很大的区别，导致很多人的住处没有合理的布局，呈现出一种流放，杂乱的局面。而且农村的用地效率不足，很多用地荒废无用，不利于我国土地的合理使用。要想更好地让农民居住，应该首先被考虑的就是整治农村居民点这项措施。

随着社会不断进步，科技不断发展，数字化似乎是当下社会发展的一种大趋势，空间分析技术作为其中的一项技术，为我们的优化布局提供了基础。GIS空间分析功能是地理信息系统的主要特征，也是将GIS区别于一般信息处理系统的特征。这项技术为农村居民点布局优化和村庄合理布局分析提供了技术支持，同时，为农村居民点研究与布局注入了新的活力与支撑[1]。

二、研究区概况及数据准备

(一)研究区概况

山东省烟台市栖霞市，地处东经120°33′—121°15′，北纬37°05′—37°32′之间。栖霞市东临海阳市，西接招远、龙口市，南邻莱阳市，北临莱阳市,总面积为2016平方千米。栖霞市的地形地貌以丘陵和低山为主，地势起伏较大，最高海拔为艾山主峰，海拔大约800m左右，最低海拔在栖霞市经济开发区一带，大约海拔40m左右。其中被称作“胶东屋脊”[2]的山系是由牙山、艾山构成。栖霞市地貌以丘陵和矮山为主。栖霞市内大小河流约有110多条，水资源丰富，栖霞市境内主要有六大河系。以六大河系为中心，涉及周边各大小支流，给两岸居民提供便利的水资源。在六大河系中白洋河为最大河流[2]，流经境内5个镇、街道，最终注入渤海。

(二)数据准备与数据预处理

此篇论文所需数据包括：栖霞市行政区划图、栖霞市DEM数据、栖霞市年鉴和居民点等矢量数据资料。其中栖霞市行政区划数据是从实习公司获取，栖霞市DEM数据是在地理空间数据云下载得来，居民点数据和水系道路数据来源于实地调查，年鉴来源于网络。

数字高程模型是进行农村居民点优化布局的基础数据,本篇论文就是基于此来进行的。

三、农村居民点空间布局特征

(一)栖霞市农村居民点用地现状

通过栖霞市居民点矢量数据点与栖霞市坡度、坡向、河流、道路等矢量数据的叠加分析，可以直接了解居民点分布与坡度，坡向，河流，道路的关系，栖霞市农村居民点居民点大部分分布在坡度在0-5°，坡向朝阳，河流附近，道路周围的地区。

(二)空间分布的特征分析

1.由栖霞市农村居民点布局与坡度的关系图分析

把栖霞市坡度分为9个等级，4个区间：分别为适宜区0°～10°、较适宜区10°～20°、不适宜区20°～30°、陡坡30°～69°。然后，对栖霞市DEM进行slope分析，然后与居民点分布图进行intersect。通过ArcGIS将居民点落入各坡度分级情况进行数量统计，然后分析如下：

表1 栖霞市居民点与坡度关系表

通常来说，坡度与居民点分布较为密切，坡度≤20°的区域人们可以更好地进行耕作和生活。在表1可以看出有87.2%和10.75%的居民点分布在0°～10°的适宜区和10°～20°的较适宜区上，基本符合分布规律。在30°～69°左右的地区易发生滑坡、泥石流等地质灾害，对生活造成不便。栖霞农村居民点处于20°～30°的占2.05%，可以适当的考虑是否搬迁，没有处于30°以上的陡坡处，布局合理。

2.栖霞市坡向图中的农村居民点分布

把栖霞县坡向分为9个类别。然后，将得出的坡向图栅格数据，在重分级后，由栅格数据转为矢量格式，与区域内居民点矢量图层intersect分析，然后用ArcGIS软件属性表的统计功能坡向分级情况进行统计，结果见表2：

表2 栖霞市居民点与坡向关系表

从坡向分析结果可知：栖霞市居民点在9个坡度上分布较均匀，其中南方向和西南方向分布较多，但是在水平方向上的居民点较少。由于山坡有阴阳两面，居民更喜欢居住在日照充分，对农作物生长有利的阳面坡部分。而在阴面山坡的居民点较少，在整个区域内大约有11.55%的居民点朝正北，11.95%的居民点朝西北，这些居民点可以适当的往阳坡调整。

3.水系与农村居民点分布之间的关系

水源对于我们居民点的布局有着重要的作用，所以在我们选择居民点布局优化的时候，必须要考虑水源的位置问题。栖霞市的水系主要是以众多的河流为主，为了研究居民点与水源的关系问题，我们需要建立缓冲区来分析，本篇论文对栖霞市内主要的水系，每隔500m建立缓冲区，然后将不同距离的缓冲区数据与栖霞市居民点数据进行叠置分析，得到不同缓冲区距离的居民点分布图，最后用ArcGIS软件属性表的统计功能对各个缓冲区内居民点数量进行统计，结果见表3:

表3 栖霞市河流缓冲区内居民点统计表

4.道路分布与农村居民点的关系

交通是否便利直接影响人类选址，所以道路布局影响着居民点布局。本文分别选取了乡镇村道和县道栅格数据图层，建立不同的缓冲区进行分析。首先对县道图层以500m为缓冲距离缓冲区分析，在与居民点进行intersect分析，然后选择缓冲距离1000、2000和大于2000的距离进行缓冲区设置。然后分别与居民点进行叠加分析。再将乡镇村道图层以300m为缓冲距离做缓冲区分析，然后选择缓冲距离600、900和大于900的距离进行缓冲区设置，再分别与居民点进行叠置分析，得出道路距离与居民分布之间的关系，进而对农村居民点优化布局提供指导。统计结果见如表4、表5：

表4 栖霞县道缓冲区内居民点统计

表5 栖霞乡镇道缓冲区内居民点统计

四、栖霞市农村居民点布局优化研究

根据以上通过缓冲区和叠置步骤，对栖霞市农村居民点空间分布特征做了一个详细的描述。基于这些数据对栖霞市县域农村居民点进行一个优化布局研究，布局如下图所示。在布局合理的情况下，要以人为本，为民着想的理念进行布局优化。做居民点优化布局的目的是为了是人们的生活、生产等更加便利，要做到这些需要从农村居民点的实际情况出发，结合当地的风俗习惯和自然资源等进行优化。从而使农村建设往更好的方向发展，解决以往农村居民点分布不均、流放粗放的现象。

图1 栖霞市适宜搬迁区

五、结论与展望

本篇论文主要是基于GIS空间分析技术对栖霞市县域农村居民点进行合理的优化布局研究。基于栖霞市DEM高程模型，生成栖霞市坡度和坡向图，然后通过缓冲区与叠置分析，得出栖霞市居民点的布局特点，根据这些特点进行优化布局研究。

1.通过分析县域农村居民点优化研究的一些基础知识，分析出布局不是简简单单的要求去如何搬迁，如何寻找居住地，而是要综合考虑各种要素才能对农村居民点有一个合理的评价与规划方法，最终确定这个位置是否符合人们的居住条件。

2.本文的总体技术指导是基于ArcGIS进行的，基于栖霞市DEM高程模型，生成栖霞市坡度和坡向图，然后通过缓冲区与叠置分析，得出栖霞市居民点的布局特点，根据这些特点进行优化布局研究。看研究水源，道路，坡度等因素对居民点的影响，结果分析可知，农村居民点分布首先是基于地形地貌进行的，对农村居民点的规模和形状有着直接的影响，同时道路、水源等也是不可忽视的重要因素。