基于模糊聚类算法的小城镇土地分等研究

李红霞

摘   要：小城镇土地分等是通过对影响小城镇土地质量的经济、社会、自然等各项因素的综合分析，揭示小城镇之间土地质量的地域差异。针对小城镇发展情况及小城镇土地的影响因素，运用模糊聚类算法对土地分等进行定量分析，得到客观的分等结果。

关键词：土地分等  小城镇  模糊聚类算法  南县

中图分类号：S159                                    文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2019）06（b）-0252-02

自改革开放以来，随着我国城镇化进展的推进，小城镇也在不断发展，数量有了巨大的增长，现阶段，我国县以下的小城镇近2万个。小城镇的发展为我国社会经济的发展做出了巨大的贡献，有效地吸纳农业剩余人口，缓和农村人多地少的矛盾，有效地促进农业的可持续发展。同时也是经济发展的广大市场，是城市工商业产品的重要市场。但是，我国小城镇在发展的过程也存在着许多问题，除了全国东西部地方因大环境发展的原因导致小城镇发展的巨大差异以外。在很多地区，在同一个县市范围内的不同小城镇的发展也大有区别，对县域内小城镇土地进行分等，找出影响各小城镇土地的主要因子，根据各小城镇土地等级状况，为制定针对不同等级不同影响因子的土地政策提供依据，也为小城镇规划提供支持。

目前我国城镇土地分等研究多在大尺度范围内展开，如范黎、吴群对江苏省64个地级市、县级市和县城镇的分等[1]，周国华等对城市间土地分等的研究[2]，针对小城镇土地分等的研究较少，研究方法主要有定性分析、层次分析法、综合指数法等。影响小城镇土地的因素众多，且许多因素具有一定的模糊性，故对小城镇土地进行分等也就具有模糊性的特点，本文以湖南省益阳市南县县域内小城镇为例，采用模糊聚类算法对其进行分等研究。

1  模糊聚类分析的基本过程

模糊聚类分析是一种采用模糊数学语言对事物按一定的要求进行描述和分类的数学方法[4]。适用于事物之间的界限是模糊时按一定要求对事物进行分类。通常把被聚类的事物称为样本，将被聚类的一组事物称为样本集，模糊聚类分析有两种基本方法：系统聚类法和逐步聚类法。采用模糊聚类分析法进行分类的主要过程如下：（1）计算样本或变量间的相似系数，建立模糊相似矩阵;（2）利用模糊相似矩阵使用直接聚类法进行分类;（3）最后根据不同的截取水平λ对模糊相似矩阵进行动态截取分类[5]。

2  湖南省南县小城镇土地分等研究

根据《城镇土地分等定级规程》的有关规定，小城镇土地分等可采用“以多因素综合评定法为主，以市场资料分析法等进行验证”的技术途径。影响小城镇土地分等的因素、因子很多，其选择的合理与否直接关系到土地分等成果的准确与否。通过对影响小城镇土地等别因素分析的基础上，遵循《城镇土地分等定级规程》的有关原则，建立了由6项指标构成的指标体系，见图1。

南县位于湖南省北部、洞庭湖西北部，是益阳市最北端的行政区划县。南县县域内现有9个建制镇，通过统计、土地等相关部门对各镇上述6项指标数据进行收集整理，再进行相应的模糊聚类分析，得到9个建制镇的土地等级。

（1）数据标准化。

zi=xi-xmin/xmax-xmin

其中：zi为指标的标准分数;xi为某镇某指标的指标值;xmax为全部镇中某指标的最大值;xmin为全部镇中某指标的最小值。经标准化后表1中数据如表1。

（2）建立模糊相似矩阵R。

建立模糊相似矩阵R，主要是确定其相似系数rij，即：xi 与xj的相似程度。本文中使用绝对值减数法（海明距离法） 建立模糊相似矩阵，

其中0≤c≤1，适当选取c值，使得rij在[0，1]中分散开。

本文取c=0.15，按绝对值减数法进行标定，得到模糊相似矩阵R：

（3）利用直接聚类法求取聚类图。

建立模糊相似矩阵R之后，计算传递闭包t（R）的运算量比较大，本文采用了直接聚类法求取聚类图。例如，当λ=0.9645时，县域内小城镇土地等级可划分为8类：{x1}（1南洲镇），{x2}（2茅草街镇）， {x3}（3华阁镇），{x4，x7}（4明山头镇， 7青树嘴镇 ），{x5}（5三仙湖镇），{x6}（6武圣宫镇），{x8}（8厂窖镇），{x9}（9麻河口镇）;当λ=0.9152时，县域内小城镇土地等级可划分为3类：{x1}（1南洲镇），{x2}（2茅草街镇），{x3～x9}（3华阁镇，4明山头镇，5三仙湖镇，6武圣宫镇，7青树嘴镇，8厂窖镇，9麻河口镇）。根据λ取值的不同，可以划分为不同土地级别，并建立动态聚类图（如图2）。

3  结语

影响建小城镇土地等的因素、因子十分复杂，涉及自然、经济、社会等诸多方面。本文以益阳市南县县域内小城镇为例，运用模糊聚类方法对土地分等进行定量分析研究，能够取得了比较客观的分等结果。

参考文献

[1] 范黎，吴群.江苏省城镇土地分等研究[J].国土资源科技管理，2007（1）：46-50.

[2] 周国华，郑云有，朱翔.城镇间土地分等方法研究——   以湖南省地级市为例[J].热带地理，2000，20（3）：238-242.

[3] 高勇.成都市城鎮土地分等研究[J].河南科技，2014（1）：199-201.

[4] 李艺明.基于模糊聚类的客户分类方法研究[D].广东工业大学，2006.

[5] 高新波.模糊聚类分析及其应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2004.