基于GIS的四川省传统村落空间分布研究

吴彩燕 宋 林

(西南科技大学环境与资源学院 四川绵阳 621010)

传统村落，又称古村落，是指形成较早，具有一定历史、文化与社会价值的村落[1]。如今，经济发展以及城镇化加速推进，越来越多的传统村落已经淡出了人们的视野。为了更好地保护这些传统村落，国家高度重视，并投入了很大的精力对传统村落进行全国性的摸底调查，分别于2012年、2013年、2014年和2016年进行了4次中国传统村落评选与公示。

传统村落是珍贵的文化遗产，也是区域地理以及传统文化研究中的重要对象。目前，已有部分学者对传统村落相关问题进行了研究，内容主要包括传统村落的旅游开发、空间布局、保护发展、文化景观、建筑风貌等[2-14]。刘沛林等[15]从“意象”出发，把中国古村落景观概括为4个基本意象，并通过差异比较初步研究了我国古村落景观的多维空间立体图象。康璟瑶等[16]以前3批国家级传统村落为研究对象，讨论了中国传统村落分布与经济、人口、地形、交通、城市格局等要素之间的关系。冯亚芬等[17]对广东省传统村落的空间分布特征进行了深入研究，并探讨了影响其分布的因素。何小芊等[18]针对湘鄂赣地区的550个传统村落，运用空间分析方法和数理统计方法，从市域、县域两个尺度出发探讨了村落的空间分异及影响因素。蒋姝婷[19]从传统村落民宿旅游角度出发，通过回归方程的构建，提出可持续发展模式及发展对策。季诚迁[20]从文化生态学视角阐述了肇兴侗寨的古村落与生态环境和文化环境之间的关系。虽然目前对于传统村落的研究成果在不断增多，但从计量地理学角度研究省域内部传统村落的分布特征的报道较少。因此，笔者在前人研究成果的基础上，从计量地理学与GIS的角度对四川省前4批国家级传统村落的空间分布进行探讨，为四川省传统村落保护和可持续发展提供参考依据。

1 研究区概况及数据来源

1.1 研究区概况

四川省位于北纬26°03′～34°19′，东经97°21′～108°12′ 之间，地处长江上游，与陕西、重庆、贵州、云南、西藏、甘肃、青海7省(市)交界。四川省的地形地貌复杂多样，同时兼具山地、平原、丘陵和高原4种地貌类型，高度差异大，地势西高东低。四川省人口众多，资源丰富，是我国的西部大省，也有着众多的传统村落。如表1所示，在四川省前4批225个国家级传统村落中，第1-4批国家级传统村落对应的数量分别为20，42，22，141个，其具体分布情况如图1所示。

表1 四川省前4批国家级传统村落统计表Table 1 Statistical table of the first four batches of national traditional villages in Sichuan Province

图1 四川省传统村落分布图Fig.1 Distribution map of traditional villages in Sichuan Province

1.2 数据来源

(1)传统村落数据及整理。文中的四川省前4批国家级传统村落的名称、地点、数量等数据均来源于中国住房和城乡建设部官网(http://www.mohurd.gov.cn/)。全国前4批国家级传统村落总计4 157个村落，其中，四川省的前4批国家级传统村落总计225个，通过Excel将以上数据整理成表。通过百度地图API获得四川省前4批国家级传统村落的经纬度坐标，将其录入到整理的传统村落的Excel表格中，在ArcGIS软件中将表格导入、建立数据库、转换为矢量数据，以点图层的形式显示并保存。

(2)基础地理数据。研究所需的四川省市级行政区划的矢量图层数据与DEM(Digital Elevation Model，数字高程模型)数据均来源于地理空间数据云网站(http://www.gscloud.cn/)。

2 研究方法

本文采用GIS与计量地理的相关方法。从计量地理学角度引入统计模型，从分布类型(最邻近点指数)、集中程度(地理集中指数与空间基尼系数)、均衡程度(不平衡指数)、分布密度(核密度估计法)4个方面对四川省前4批传统村落的空间分布特征进行探究。

2.1 最邻近点指数

(1)

(2)

式中：m为四川省的传统村落点个数；A为研究区的面积；D为传统村落的点密度。

2.2 地理集中指数

地理集中指数可用于研究传统村落空间分布的集中程度，其公式为：

(3)

式中：G表示四川省前4批国家级传统村落的实际地理集中指数；四川省第i个市内的传统村落数量用Xi表示；t为四川省前4批国家级传统村落总数；n为四川省省内的市区总数。G值介于 0～100之间，若G值越接近100，说明四川省内的传统村落分布越集中；G值越接近于0，则越分散。设G0为传统村落平均分布于省内各市区时的地理集中指数，其计算公式为：

(4)

式中：t为四川省前4批国家级传统村落总数;n为四川省的市区总数。当G>G0时，呈集中分布，反之，若G

2.3 空间基尼系数

空间基尼系数可以测量研究对象空间分布的均衡程度，运用空间基尼系数来度量传统村落在四川省各个市区中的空间分布状况，探究其在四川省内的分布变化规律，其公式为：

(5)

式中：Gini表示空间基尼系数；Pi表示四川省内第i个市区内的传统村落个数占全省传统村落总数的比重；n表示四川省的市区总数。空间基尼系数的取值介于0～1之间，其取值越大，表明四川省传统村落空间分布的集中程度越高，取值越小则表示传统村落的集中程度越低。

2.4 不平衡指数

用于反映区域要素分布均衡程度的不平衡指数，能够体现四川省前4批的国家级传统村落在省内各市区中分布的均衡性，其计算公式为：

(6)

式中：S表示不平衡指数；n代表四川省的市区总数；Yi表示四川省各个市区拥有的国家级传统村落数量在全省总数的占比从大到小排序后第i位的累计百分比。不平衡指数S的取值范围为0～1，当S=0时，表示传统村落在四川省内各市区中平均分布；当S=1时，表示在四川省的某一市区内集中分布。

2.5 核密度估计法

本文采用核密度估计法来对四川省的传统村落分布的密集程度进行分析，其计算公式为：

(7)

3 四川省传统村落空间分布特征分析

3.1 空间分布类型

图2 平均最邻近处理结果报表Fig.2 Average nearest neighbor processing result report

3.2 空间分布集中程度

对于四川省前4批国家级传统村落的空间分布的集中程度的研究，本文通过地理集中指数与空间基尼系数两个统计模型来进行计算分析，两个模型的结合相互验证相互补充，使得结果更具说服力。四川省前4批国家级传统村落在各个市区中的具体分布情况如表2所示。

在两个统计模型的计算中，四川省前4批国家级传统村落的总数t=225，四川省省内的市区总数n=21。通过地理集中指数公式计算出所求的地理集中指数G=28.66，若这些传统村落在四川省内各市区平均分布时，G0=28.21。由于G>G0，说明四川省传统村落的分布从整体上看较为集中。通过空间基尼系数的计算公式可以计算出四川省前4批国家级传统村落的空间基尼系数Gini=0.94，表明国家级传统村落在四川省内分布的集中程度较高。

3.3 空间分布均衡程度

经计算得出四川省前4批国家级传统村落的不平衡指数S=0.44，可以知道四川省前4批国家级传统村落在各个市区分布不均衡。通过绘制对应的洛伦兹曲线(如图3所示)可发现，有近60%的传统村落分布在阿坝藏族羌族自治州(16.00%)、甘孜藏族自治州(13.78%)、泸州市(11.56%)、绵阳市(6.22%)、巴中市(5.78%)与自贡市(5.78%)这6个市州中。

3.4 空间分布密度

通过核密度计算公式，并利用ArcGIS软件中的核密度分析对四川省的225个国家级传统村落进行可视化处理，生成核密度分布图，可以看到四川省的国家级传统村落在空间上的分布集聚区。制图时结合Silverman的“经验法则”，经多次试验最终选取带宽为80 km，核密度分析结果如图4-图8所示。

由核密度分析结果可见，四川省第1-4批传统村落的分布均有对应的高密度聚集区。从图4可知，第一批的传统村落的密集区有甘孜州、阿坝州、广元巴中南充三市交界处、雅安成都两市交界处；从图5可知，第二批的传统村落的密集区有阿坝州、泸州市、内江自贡两市交界处、雅安市；从图6可知，第三批的传统村落的密集区有内江自贡泸州三市交界处、宜宾泸州两市的省界处；从图7可知，第四批的传统村落的密集区有泸州自贡内江三市、巴中达州两市交界处、绵阳德阳两市交界处、阿坝州。

图4 四川省第一批传统村落核密度分布图Fig.4 Nuclear density distribution map of the first batch of traditional villages in Sichuan Province

图5 四川省第二批传统村落核密度分布图Fig.5 Nuclear density distribution map of the second batch of traditional villages in Sichuan Province

图6 四川省第三批传统村落核密度分布图Fig.6 Nuclear density distribution map of thethird batch of traditional villages in Sichuan Province

图7 四川省第四批传统村落核密度分布图Fig.7 Nuclear density distribution map of the fourth batch of traditional villages in Sichuan Province

如图8所示，从四川省的前4批传统村落整体的核密度分布上看，传统村落在空间上集中在四川省东南部，主要是在泸州、内江、自贡、宜宾一带，在这4个市的交界处形成了一个较大的密集区，该聚集区呈东南-西北走向的带状分布；其次，在阿坝州的东南部、巴中达州交界处、德阳绵阳两市交界处等地区也有较小的块状密集分布区。

图8 四川省前4批传统村落整体核密度分布图Fig.8 Distribution map of the overall nuclear density of the first four batches of traditional villages in Sichuan Province

3.5 传统村落空间分布特征驱动力分析

3.5.1 自然地形条件

通过统计汇总传统村落所处地区的自然地形条件，可以得到四川省前4批国家级传统村落所在地的地形条件统计表，如表3所示。由表3可知，就海拔高度而言，四川省的传统村落在200～700 m的低海拔地区分布占比近半数，为47.11%，在3 000 m以上的高海拔地区分布较少；传统村落所处地区地形坡度在0°～5° 的数量占比为42.22%，在坡度较大的地区分布很少；从地形起伏度的占比可见，四川省的传统村落多分布在地形起伏较小的地区；从地表粗糙度来看，在地表粗糙度为1.00～1.03的地区村落占比75.11%，而地表粗糙度较大的地区分布极少。通过表3的分析可以发现，中低海拔、地形起伏较小、地势平坦的地区更有利于四川省传统村落的发展与保存。

表3 四川省传统村落地形条件统计表Table 3 Statistical table of the topographical conditions of traditional villages in Sichuan Province

3.5.2 社会人文条件

结合四川省各市(州)的社会经济条件(图9)可以发现：甘孜、阿坝这两个少数民族自治州的人口经济条件比较欠缺，但这两个地区的传统村落分布数量却很多；成都的人口经济交通条件好，传统村落的数量较少；泸州、绵阳、巴中这些人口经济交通条件欠发达地区，传统村落的数量占比较大。分析图9可知，人口众多、经济发达不利于传统村落的发展与保存，少数民族地区的传统村落的保存相对较好，交通要素对传统村落的影响不太明显。

图9 四川省传统村落社会人文条件统计图Fig.9 Statistical map of the social and humanistic conditions of the traditional villages in Sichuan Province

4 结论

本文利用GIS技术与计量地理方法，从宏观角度对四川省前4批的225个国家级传统村落的空间分布进行了分析，得到以下结论：(1)四川省前4批国家级传统村落的分布类型为凝聚型；(2)四川省传统村落在整体上呈现集中分布，且集中程度较高；(3)四川省的传统村落在市域尺度上分布不均匀，在阿坝、甘孜、泸州、绵阳、巴中和自贡6个市州中就有59.11%的传统村落分布；(4)四川省的前4批传统村落分布具有密集性，在四川省东南部的泸州、内江、自贡、宜宾4市的交界处形成了一个较大的呈东南-西北走向的带状密集区，在阿坝东南部、巴中达州交界处、德阳绵阳交界处等地区也有较小的块状密集分布区；(5)地形、交通、民族及经济发展水平等条件影响四川省传统村落的空间分布。