基于熵权-TOPSIS的山区乡村地区交通通达性空间格局研究

周薇 刘芳 赵睿 农耘之

摘要：文章以广西桂平市为例，引入熵权-TOPSIS模型，建构西部乡村地区县域综合交通通达性评價指标体系，客观分析西部山区乡镇综合交通通达性。结果表明：（1）通达性各单项指标对综合交通通达性的影响程度依次为：摩擦阻抗>居民点道路临近度>等效路网密度>干线衔接度>乡镇内部可达性;（2）全域乡村地区交通通达性呈现出明显的整体分布不均衡及两极分化态势，地区差异明显;（3）整体形成以中部为核心的东北-西南走向狭长地带向两侧逐渐递减的“核心-外围”圈层格局，呈现“两轴一核一环”的空间分布格局。

关键词：交通通达性;熵权-TOPSIS;乡村地区;空间格局

0 引言

通达性，亦称可达性，用以表征交通网络中各节点间相互作用机会的大小及节点间交通联系的难易程度，与特定的经济、社会机会要素及其所在区位的重要性相关。通达性被广泛运用于城乡规划和地理学领域，是研究和评价基础设施规划和交通规划有效性的重要指标。区域综合交通通达性及其空间格局研究是近年来国内外交通及规划学界关注的热点之一，区域交通通达性研究正逐步向综合性和微观尺度发展，区域交通通达性评价方法和指标也日趋完善。在区域交通通达性的研究方面，目前的研究成果侧重于对经济发达地区的研究，而对西部山区特别是西部农村地区的研究少有涉及。

农村地区交通通达性对村庄发展和城乡统筹具有重大意义。本文借鉴交通通达性评价的相关研究，选取西部典型的山地丘陵地带——广西桂平市26个县级行政单位为研究对象，构建基于熵权-TOPSIS模型的山区乡村地区交通通达性指标体系，对桂平市域乡村地区公路网络综合通达性的空间格局进行分析研究，为西部山区的国土空间规划、交通规划及农村居民点选址与布局规划提供参考性意见。

1 研究区域与数据

1.1 研究区概况

桂平位于桂东南部，境内地势西北、东南高，中间低，地势由西北大瑶山、东南大容山向中部平原逐渐倾斜。桂平市辖区面积为4 074 km2，下辖21个建制镇、5个乡和414个行政村。2018年桂平市域人口为203.4万人，农村人口数达到168.28万人。随着南广高铁的全线通车，桂平进入高铁时代。此外，桂来高速和贵梧高速横贯桂平东西方向，由省道S304、S323和S212形成“两横一纵”的主要公路交通干线网络，乡镇间主要通过省道、县道和乡道联系。至2018年，桂平市域路网总里程为629.73 km，路网密度达到0.15 km/km2。

1.2 研究数据来源

本研究以桂平市域范围内的行政村为基本研究单元，数据来源：

（1）道路数据主要通过Google Earth在线地图提取桂平市域范围内的高速公路、国道、省道、乡县、农村硬化道路等各级道路路径，以及高速公路出入口等交通节点数据，在ArcGIS中进行数字化和数据修正。

（2）桂平市域高程DEM数据（30M）来源于Google Earth卫星遥感影像地图数据。

（3）行政区边界、乡镇及行政村节点位置、农村居民点斑块数据均来源于桂平市国土资源局2019年全国第三次土地调查数据。

2 研究方法

2.1 评价方法

熵权法是一种客观的指标赋权方法，通过熵值来确定指标权重，其原理是某项指标的差异度越大其所反映的信息量越大，权重相应越大。TOPSIS法又称“逼近理想解的排序法”，是一种有限方案多目标决策分析常用的综合评价方法。其原理是根据评价对象与最优、最劣值的距离计算相对贴近度，按贴近度大小进行优劣排序。将熵权法与TOPSIS法相结合是对TOPSIS法的改进，该方法对样本需求量不大且结果合理，能客观综合地反映区域范围内交通空间通达性。具体计算步骤如下：

2.1.1 构建原始评价矩阵

2.2 通达性评价指标体系及数据获取

本文从区域内部通达性和外部通达性两个方面构建综合交通通达性评价体系。区域内部通达性选取公路网密度和乡镇内部可达性来表征，外部交通通达性则通过居民点公路临近性和干线衔接度来综合衡量。此外，西部山区地形复杂，不同地形对交通出行具有不同程度的影响，可通过地形阻隔系数来衡量。具体指标含义及其计算公式详见表1。根据各评价指标的计算结果，通过Arc GIS自然断点法，最终得出桂平市各乡镇交通通达性单项指标空间分布图。

3 评价与分析

3.1 通达性指标权重排序与分析

构建桂平市各乡镇综合交通通达性评价数据库，对原始数据进行归一化处理并计算出各指标的权重，具体结果见表2。

由表2可以看出，对于桂平各乡镇，综合交通通达性各项评价指标的影响程度从高到低依次为：地形阻隔>居民点道路临近度>等效路网密度>干线衔接度>乡镇内部可达性。其中，地形阻隔所占权重最高（>0.37），居民点道路临近度次之，乡镇内部可达性所占权重最低（<0.10）。从权重值可以看出地形阻隔和居民点道路临近度对该区域交通通达性影响大于其他因素。由此可知，在山地丘陵地带，地形因素仍是对区域交通影响最大的因素。居民点道路临近度反映了乡镇地区乡村公路网络与居民点分布之间的耦合程度，居民点道路临近度越大说明该乡镇居民点的布局越趋向于公路集中，公路网络覆盖的居民点也越多，公路网络在农村居民点间的布局也越合理。从指标权重可以看出，在农村居民点布局松散分散的西部山地丘陵地带，公路网络与居民点临近性比等效路网密度对交通通达性的影响更大。单纯依靠提高路网密度来提高区域交通通达性的做法并不可取，而在公路网络密度一定的情况下，公路网络规划的合理性及村庄布点规划的科学性就显得尤其重要。乡镇内部可达性反映乡镇区域内部各村之间的通达状况，由于村与村之间主要通过农村公路网联系，农村路网已覆盖各行政村，各乡镇内部间差距不大。