基于GIS的牡丹江市主城区建设用地适宜性评价

王建伟，陈桂虎，宋立东，宋林旭，佟智强，高 博

中国地质调查局牡丹江自然资源综合调查中心，黑龙江牡丹江157021

0 引言

城市是人类活动对自然环境干预最为强烈的地区，也是各种环境工程地质问题和地质灾害多发区域［1］.地质环境是城市规划建设的载体，如何避免地质灾害，高效合理地开发利用，是决定规划设计方案是否科学合理的主要因素之一［2］.土地利用适宜性评价的目的就是根据人类的需求和意愿确定合理的土地利用空间格局［3］.建设用地适宜性评价，属城市土地利用规划的基础研究［4］，其中，地质地貌条件对建设用地适宜性的限制是建设用地适宜性指标体系最重要的组成部分［5-6］，因此，能否有效利用地学知识评价城市建设用地适宜性，对指导城市建设与规划具有重要影响［7-8］.

本文以“牡丹江市多要素城市地质调查”项目调查成果为依托，通过重点研究牡丹江市主城区地质地貌条件，结合主城区建设用地规划需要，利用GIS和层次分析法（AHP）对牡丹江市主城区建设用地适宜性进行评价，以期为牡丹江市主城区建设和发展提供参考.

1 研究区概况

牡丹江市是黑龙江省东南部区域性中心城市，是我国面向东北亚地区和俄罗斯对外开放的重要门户.市区下设西安区、东安区、爱民区和阳明区4个城区，其中主城区面积约136 km2（图1），位置129°32′06.37″—129°41′48.18″E、44°30′06.37″—44°38′16.91″N.该市属大陆性湿润季风气候，四季分明，年均气温为2.7℃，多年平均降水量547.9 mm.主城区内地势四周高，中部低，有河谷平原和丘陵，以河谷平原为主.

图1 研究区位置示意图Fig.1 Location sketch map of the study area

2 评价方法

2.1 评价体系建立

主城区内岩体分布较为广泛，发育有新近系上新统富锦组（Nf）泥岩、粉砂岩，白垩系下统猴石沟组（K1h）砂岩、含砾砂岩，二叠纪中晚期中酸性侵入岩①黑龙江省地质调查研究总院.牡丹江市幅1∶25万区域地质调查报告.2007.；第四系土体厚度平均约15 m.区内地震烈度小于Ⅵ度，历史上记载无破坏性地震发生，属于稳定程度相对较高的基本稳定区［9-10］，地壳稳定性适宜开展工程建设.

根据牡丹江市主城区地质环境条件，参考规范［11-13］选取地形地貌、水文地质条件、工程地质条件和地质灾害4个指标作为此次建设用地适宜性评价的一级评价指标.二级评价指标包括地貌类型、地面坡度、地下水位埋深、地下水腐蚀性、地基承载力、土体压缩模量和地质灾害易发性7个指标.根据评价指标对建设用地的影响程度，经专家咨询后确定量化级别，将建设用地适宜性评价结果划分为适宜、较适宜、适宜性差和不适宜4个级别，对应量化标准为10分、6分、3分和1分（表1）.

表1 牡丹江市主城区建设用地适宜性评价体系表Table 1 Suitability evaluation indexes of construction land in main urban area of Mudanjiang City

2.2 权重的确定和一致性检验

利用层次分析法，依据各评价指标的重要性，采用1～9标度法对评价指标两两做出比较，建立量化判断矩阵（表2），然后确定各级指标权重［14-20］（表3）.

表3 各评价指标权重表Table 3 Weights of each evaluation index

根 据 表2，指 标 值CI＝0.0498，RI＝0.90，CR＝0.0543＜0.1，判断矩阵满足随机一致性检验，计算得到的权重分布合理；权向量V＝（0.4543，0.1514，0.0417，0.0104，0.0883，0.0221，0.2318），即为所有评价指标权重.

表2 一级评价指标判断矩阵Table 2 Judgment matrix of first-level evaluation index

2.3 评价模型

对136 km2主城区采用CGCS2000标准1∶50 000地理底图，按照500 m×500 m单元划分（边界不足500 m×500 m的网格也算为一个单元格），共将主城区划分为606个评价单元格（图2），将各二级评价指标按适宜性评价量化标准在所有单元格中赋值，分别制作各二级指标适宜性程度分区图（图3、4）.

图2 主城区评价单元格划分Fig.2 Evaluation grid division of main urban area

图3 评价指标分区图Fig.3 Zoning maps of evaluation indexes

应用加权平均综合指数模型，按式（1）计算所有单元格综合适宜性评分PI，按表4对主城区进行适宜性分区.

表4 评价单元的工程建设适宜性判定标准Table 4 Evaluation criterion of engineering construction suitability

式中：n为二级指标总数；Wi为第i个二级指标权重；Pi为第i个二级指标量化分值.

2.4 评价结果

评价结果（图5）表明，牡丹江市主城区建设用地适宜性分为建设用地适宜区、建设用地较适宜区、建设用地适宜性差区和建设用地不适宜区.建设用地不适宜区主要是主城区内丘陵地带，面积11.64 km2，占牡丹江市主城区总面积的8.6%；建设用地适宜性差区主要是低漫滩、丘陵沟谷地带，坡度较陡、地下水位埋深较浅及地质灾害中易发区域，主要集中在主城区北部和东北部，面积45.13 km2，占牡丹江市主城区总面积的33.2%；工程建设较适宜区主要为牡丹江高漫滩、Ⅰ级阶地和坡度较缓的地带，面积44.52 km2，占牡丹江市主城区总面积的32.7%；工程建设适宜区主要为主城区高平原区域，面积34.69 km2，占牡丹江市主城区总面积的25.5%.

图5 牡丹江市主城区建设用地适宜性评价分区图Fig.5 Suitability evaluation zoning map of construction land in main urban area of Mudanjiang City

3 结论与建议

牡丹江市主城区建设用地适宜区和较适宜区占主城区总面积的58.2%，总体适宜性良好；建设用地不适宜区主要为丘陵地区，植被覆盖率高，坡度大于50%，工程建设开发难度较大；建设用地适宜性差区主要为地下水位埋深较浅及地质灾害中易发区域，建议开发时应重点做好崩塌、滑坡、泥石流的预防治理工作；建设用地较适宜区和适宜区主要为地质环境较好的一级阶地和高平原区，工程地质条件好，地形平坦开阔，岩土体承载力高，有利于工程建设.主城区北部区域开发程度较高，人口密集，空间利用有限，限制了城市的进一步发展.主城区南部区域地质环境条件更为优越，适宜区面积更为广阔，有助于城区的进一步扩大升级.建议牡丹江市适度向南发展，做好规划，合理利用，开发建设的同时做好生态环境和永久基本农田的保护工作.

图4 地质灾害易发分区图Fig.4 Zoning map of geohazard susceptibility