鄂尔多斯市居民点空间分布特征研究

王婉婷

(内蒙古师范大学 地理科学学院，内蒙古 呼和浩特 010022)

居民点，也称之为聚落，是人们居住、生活、休息和进行各种社会活动的场所[1]。随着社会经济的发展以及城镇化进程的加快，人们的居住条件发生显著的变化，尤其以大量农村人口逐渐向城镇转移这一现象较为明显。十九大后，乡村振兴战略全面推广和实施，乡村空间也发生了一定变化。

居民点空间分布是人地关系在各种环境因素的活动影响下在空间上的投影，不同区域居民点的分布特征具有差异性[2]。因此本文以鄂尔多斯市为研究区域，以2020年的居民点数据作为研究对象，运用数理统计法和GIS空间分析方法，对研究区居民点空间分布特征进行分析，以期为建设美丽乡村和落实乡村振兴提供一定的现实依据。21世纪以来，国内外学者对于居民点的研究比较多元化，注重多元学科融合以及多样的方法相结合展开深入研究。目前，国外学者关于居民点的研究多集中于空间功能性、居民点空间与社会文化转向、乡村空间重构以及生态环境等方面[3-4]，在居民点空间研究内容上具有综合多维性。国内学者关于居民点空间的研究多在居民点空间格局、演变、影响因素、乡村空间重构、空间布局优化以及适宜性评价等方面展开[5-10]。关于居民点空间尺度的研究，多以全国范围、县域、北方地区等空间较大尺度研究为主[11-13]；在居民点时间尺度上的研究多以30年至40年的时间跨度分阶段研究为主[14-16]；在居民点空间典型性和代表性区域选择上，多集中于山地丘陵地区、黄土沟壑区、平原地区、高原牧区和沙漠绿洲地区等典型性区域展开深入研究[17-22]。鄂尔多斯市为内蒙古自治区呼包鄂城市群的核心城市，人口、经济在快速发展，而有关鄂尔多斯市居民点空间分布的相关研究较少[23]，因此本文基于2020年鄂尔多斯市居民点数据，对其空间分布现状特征进行分析研究，以丰富城市居民点空间特征研究的案例。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

鄂尔多斯市位于内蒙古自治区的西南部，地处鄂尔多斯高原腹地，地理位置为北纬37°35′24″—40°51′40″，东经106°42′40″—111°27′20″，总面积8.7万km2。该区域东、西、北三面被黄河环绕，南与黄土高原相连，地貌类型多样。气候类型属温带大陆性季风气候；地势西北高、东南低，地形相对复杂。鄂尔多斯市下辖2个区和7个旗，即东胜区、康巴什区、准格尔旗、伊金霍洛旗、乌审旗、鄂托克前旗、鄂托克旗、杭锦旗、达拉特旗(本文将东胜区和康巴什区统称为鄂尔多斯市区)，2020年该区域的常住人口为215.36万人。

1.2 数据来源

本文的数据主要包括聚落数据和空间数据。其中2020年乡村聚落数据来源于BigMap遥感影像，分辨率为30m，经过矫正、配准及矢量化，得到鄂尔多斯市乡村聚落矢量化点数据。区县行政界线来源于鄂尔多斯市基础地理信息数据(http://ngcc.sbsm.gov.cn/)；鄂尔多斯市DEM高程数据来源于地理空间数据云(www.gscloud.cn)，分辨率为30m；水系和交通矢量图均来源于中国国家基础地理信息数据库(1∶25万)。

2 研究方法

2.1 泰森多边形法

泰森多边形用于定性、统计、邻近等空间分析。泰森多边形面积随点要素的集聚程度而发生变化，可用泰森多边形面积的标准差与平均值的比值计算出变异系数CV值，由变异系数CV值来判断居民点的空间分布类型。其公式为：

(1)

(2)

式中：Si是第i个多边形的面积，S为多边形面积的平均值，n是多边形面积的个数，R为方差。当CV为57%(包括33%—64%的值)，点要素呈随机分布；当CV为92%(包括大于64%的值)，呈集群分布；当CV为29%(包括小于33%的值)，呈均匀分布。

2.2 Ripley′s K函数法

利用Ripley′s K函数的多距离空间聚类可以对居民点进行不同空间距离的聚类程度分析，以此分析居民点在不同空间尺度范围内的分布特征。其公式为：

(3)

(4)

式中：A为研究区域面积，d为距离阈值，n为居民点数量，Wij(d)为在距离d的范围内，居民点到居民点j之间的距离。K(d)可转化为平方根的形式来表示L(d)与d之间的线性关系，来判断在距离d范围内各区域居民点空间分布模式。当观察K值的L(d)>0时，表示呈集聚分布；L(d)<0时，表示呈扩散分布；L(d)=0时，表示呈随机分布。

2.3 核密度估计法

核密度估计法是一种非参数估计方法，用于分析居民点空间分布密度及相对集中程度。其公式为：

(5)

式中：n表示观测数值，h表示带宽，k为核函数，di为点到参考位置的距离。核密度值越高，居民点分布越集中。

3 鄂尔多斯市居民点空间分布特征分析

3.1 基于泰森多边形法的空间类型特征

通过建立鄂尔多斯市以及各旗县居民点分布的泰森多边形，计算出居民点分布的变异系数CV值，以此分析其空间分布类型(如表1所示)。由计算结果可知，鄂尔多斯市全部居民点的CV值为151.60%，总体空间分布模式呈现集群分布。研究区各旗县空间分布类型均为集群分布，集聚程度有差异。其中集群性较强的是鄂托克前旗、杭锦旗、乌审旗和达拉特旗，CV值均超过了100%，但其集群性比全部居民点集群性弱。居民点集群性较弱的为伊金霍洛旗和市区,通过对比其他旗县，这两个区域的居民点在县域范围内分布相对均匀，这是因为鄂尔多斯市和伊金霍洛旗的县域面积小，居民点数量较高，其分布密度分别为0.33个/km2和0.21个/km2，位列第二和第三。居民点在各区域范围内趋于饱和，这与该区域的区位优势、交通便利密切相关。居民点选址限制相对较少，布局较自由，因此集群性较弱。

表1 鄂尔多斯市居民点空间分布类型统计表

3.2 基于Ripley′s K函数的多尺度空间特征

为进一步探究鄂尔多斯各区域居民点在不同空间尺度范围内的分布情况，分别在99%置信度下，对其进行Ripley′s K函数分析(如图1所示)。鄂尔多斯各区域居民点均呈现空间集聚特征，但在不同空间尺度上存在差异。在不同的观测距离下，各区域均呈现单峰的特征，随着距离的增加，集聚程度先增后减。在35km的观测距离下，鄂尔多斯市区、准格尔旗、达拉特旗和伊金霍洛旗出现峰值的距离分别为13km、17km、10km和15km。其中准格尔旗出现峰值的距离最大，表明其居民点分布较其他三个区域更分散，居民点区位选择的尺度范围较大。在50km的观测距离下，鄂托克旗、杭锦旗、乌审旗和鄂托克前旗的出现峰值的距离分别为27km、14km、12km和16km。以鄂托克旗出现的峰值距离最大，比准格尔旗居民点空间分布较分散，其区位选择的空间尺度最大。在100km的观测距离下，通过对鄂尔多斯市全部居民点进行进行Ripley′s K函数分析，结果表明：其呈现单峰特征，峰值出现在75km处。从图1可知，鄂尔多斯市区、达拉特旗、鄂托克旗、杭锦旗、乌审旗和鄂托克前旗曲线分别在大于25km、25km、50km、33km、36km和43km处，表示这几个区域在不同空间尺度范围内呈离散分布，随着空间观测距离增加，其居民点空间分布相对离散化。

(a)鄂尔多斯市区

3.3 基于核密度估计法的空间密度特征

通过计算各区域居民点分布密度，密度从大到小依次是准格尔旗、鄂尔多斯市区、伊金霍洛旗、达拉特旗、鄂托克旗、杭锦旗、乌审旗和鄂托克前旗。其中准格尔旗的聚落占总数的比重最高，为29.86%；鄂托克前旗的聚落占比最低，为5.78%。进一步运用核密度估计法对鄂尔多斯市居民点进行空间可视化分析，由此得到居民点空间密度分布图(如图2所示)。鄂尔多斯市居民点分布呈“东密西疏”空间分布，分布密度不均匀。研究区东部地区的地形相对平坦、坡度较缓，水源充足，居民点多分布于此；而库布齐沙漠和毛乌素沙地位于鄂尔多斯市的西部和南部地区，不适宜定居，因此居民点分布较少，其空间分布密度较小。核密度高值区主要集中在准格尔旗，呈“双核”的空间分布特征，居民点多分布在黄河沿岸，表明水源对居民点选址有重要影响。鄂尔多斯市中心的核密度值较高，表明城市中心周边居民点的密度分布较高，这是因为城市的区位优势使得居民点多集中分布在城市周围。总体来看，鄂尔多斯市的居民点往往集中分布在地形条件较好、适宜发展农业、交通便利、邻近水源和靠近城镇的区域，因此研究区居民点的分布具有差异性。

图2 鄂尔多斯市居民点空间密度分布图

4 结语

本文以鄂尔多斯市为研究区域，运用泰森多边形法、Ripley′s K函数法和核密度估计法对研究区居民点的空间分布类型特征、空间多尺度特征以及空间密度特征等进行分析，结果表明：(1)从空间分布类型特征看，鄂尔多斯市在整体上空间呈集群分布，各区域也均呈现集群空间分布，空间集聚程度具有差异性。其中集群性最强的是鄂托克前旗，集群性最弱的是伊金霍洛旗，这是由于伊金霍洛旗靠近市中心，其区位优势较明显，交通便利且通达性良好，居民点布局限制少，空间分布相对自由。(2)从空间多尺度空间特征上看，研究区各区域均呈现单峰的分布模式，随着距离的增加，集聚程度呈先增加后减小的特征。鄂托克旗出现的峰值距离最大，其居民点相较于其他区域较分散，区位选择的空间尺度最大。鄂托克旗在距离27km左右的位置其居民点达到最大的空间集聚状态，这在一定程度上反映了居民点选址与空间范围之间的联系。(3)从空间密度特征来看，准格尔旗和鄂尔多斯市区居民点分布密度较高。总体来看，鄂尔多斯市居民点具有“东密西疏”的空间分布特征，居民点空间分布不均衡性特征显著。核密度高值区多集中在准格尔旗，具有明显的双核结构空间分布特征。总体来看，鄂尔多斯市居民点的空间分布与地形、水源、交通、城镇等因素密切相关。

本研究还存在不足之处：第一，未对影响鄂尔多斯居民点空间分布的影响因素进行探究，在后续的研究中可以系统化地对鄂尔多斯市居民点空间分布的影响因素进行深入研究。第二，文中对鄂尔多斯居民点的空间分布仅体现在点数据上，未对聚落面数据进行解译，未来将会以居民点斑块等面数据对其形态进行研究。第三，居民点的空间分布是一个长期发展的演变过程，本文仅对2020年的居民点进行分析研究，未在较长时间尺度对研究区居民点空间分布演变展开研究，后期可以进一步深化鄂尔多斯市居民点空间分布等方面的研究。