基于GIS技术的湖北省石首市生态适宜性评价
2021-08-05黄淑娟孟祥冰
黄淑娟，孟祥冰
（桂林理工大学）
1 引言
在实施“可持续发展战略”和中国现代化建设的进程中，过快的城市化产生了诸如交通拥堵、水资源污染等一系列的城市病，其产生的主要原因是缺少了科学系统的规划，没有做到将生态安全等因素进行综合分析。现在为了保护城市的生态安全，促进城市的可持续发展，我们需要对城市建设用地的生态适应性评价之后再进行城市建设用地的选址。
生态适宜性评价作为一种景观生态分析方法，当前主要用于城市土地规划、农林生态规划及风景旅游区生态规划等方面[1]。这种评价方法是将整个区域纳入考虑，综合包括坡度、坡向等因素在内的各种评价因子，对规划场地进行前期生态评价、分析，依据评价结果，从而制定出相应的生态保护与利用的途径与方式。
2 研究区域概况
石首市地处长江中下游平原，位于江汉平原腹地，湖北省的南部，与湖南省北部相接。石首市下辖包括新厂、横沟市在内的14个乡镇、办事处和经济开发区，总面积1427km2，总人口62.6 万。以石首市为例，借助RS 与GIS 技术，运用ENVI 与ArcGIS 等软件根据生态适宜性的分析方法对石首市的空间分布特点及其土地利用类型的空间关系进行了综合分析，找出石首市城市发展存在的问题及根源，并据此提出符合石首市自身特点的规划策略，保障石首市的城市生态安全以及可持续发展。
3 研究的技术方法
从石首市的土地生态适宜性入手，提出城市发展、生态系统建设优化对策。利用地面用地分类、适宜性指标评价体系、单因子分析等方法进行分析然后划分等级，提出方案。在景观格局、生态安全格局、土地利用效率领域为石首市的城市规划发展提供依据。
4 生态适宜性分析
4.1 研究区域的评价因子的选取
本着全面性和系统性原则、科学性原则、适用性原则、动态性原则，综合考虑实际因素以及前人的研究成果，依据城市用地选择的要求，结合城市生态规划的要求，选择城市用地影响较大的因子[2]。在分析了石首市地理区位、自然环境、人文条件等因素的情况下，本次评价中选取了水体、高程、坡度、坡向和用地现状分类作为本次生态适宜性评价的生态因子。采用AHP 层次分析法对各个因子的权重进行赋值，建立评价体系，并得到各项因子的权重系数(见表1)。
表1 各项因子权重系数表
4.2 各项因子分析
4.2.1 水体缓冲因子
利用ENVI 将下载的遥感影像和DEM 数据处理为GIS 可识别的shapefile文件，利用邻域分析中的多环缓冲区分析，再利用重分类工具进行重分类，水体周边30m以内的缓冲区为四级，水岸线周边30m 至50m 缓冲区为三级，岸线周边50m 至100m 缓冲区为二级，其余大于100m 缓冲的区域为一级，赋值分别为7、5、3、1[3]。得到结果（见图1）。
图1 水因子多环缓冲区分析结果
4.2.2 用地敏感因子
根据AHP 层次分析法的权重值以水体7、绿地为5、农田为3、建设用地为1。在ArcGIS 软件中进行重分类，得到结果（见图2）。
图2 用地敏感因子评价图
4.2.3 高程因子
将高程影响进行重分类，本次研究将0m～20m 赋值唯1，20m～36m 赋值为3，36m～60m赋值为5，61m～137m赋值为7进行重分类，得到结果（见图3）
图3 高程因子分类结果图
4.2.4 坡向因子
先用坡向工具对DEM 图像进行分析，得到坡向图并进行赋值，本次研究将平坡赋值为1，北坡赋值为3，西北、东北、东坡赋值为5，西、东南、西南、南坡赋值为7，最终得到坡向因子分类图（见图4）。
图4 坡向因子分类图
4.2.5 坡度
使用坡向工具处理DEM 图像，得到石首市的坡度图（见图5）。然后对坡度进行重分类，选取0‐4 度赋值为1，4‐10 度赋值为3，10‐23 度赋值为5，23‐56 度赋值为7，得到该区域的坡度因子分类图（见图6）。
图5 坡度图
图6 坡度因子分类图
4.2.6 加权叠加
确定各因子的权重（见表1），在GIS中利用加权叠加工具进行分析（见图7）。
图7 加权叠加结果图
根据赋予的权重，将各个因子进行加权叠加分析，得到对于土地的生态适应性分析的结果。本文通过将水体、高程、坡度、坡向和用地现状分类进行了空间叠加计算，得出研究区域生态适宜性分析的综合评价值Z，在1——7间变化。然后通过对结果进行了再处理、聚类，划分出4 类用地，即适宜用地、基本适宜用地、较不适宜用地和不适宜用地，从而建立发展用地生态适宜度模型，为土地合理配置、有序开发提供科学依据[4]。
7 结语
本研究利用GIS 技术探索了单因子的评价方法，并以湖北省石首市为研究对象，运用ENVI、ArcGIS 等数据操作平台，进行了生态适宜性评价。相对于传统的评价方法，通过GIS可以更全面的分析各种因子的影响，并且能够将各因子进行量化分析并根据各个因子对城市建设的影响程度不同的赋予权重进行叠加分析。这样的生态适应性分析和评价能够更直接、科学、客观的对城市用地进行评价和确定土地利用生态适应性等级，提高了生态适宜性评价的科学性和综合性，也能更加合理的指导我们今后的规划设计。
