第30卷 第4期2011年4月地 理 研 究GEOGRAPH ICAL RESEARCHV ol 30,N o 4A pr ,2011收稿日期:2010 07 14;修订日期:2010 09 10基金项目:国家自然科学基金(40635026);中科院知识创新工程方向项目(KZCXZ YW Q10 4 1);中国博士后科学基金面上项目 作者简介:何丹(1980 ),女,湖南岳阳人,博士后,主要研究方向为经济地理、城市和区域发展以及土地利用。
Email:hedan@igs nrr ac cn资源型城市建设用地适宜性评价研究以济宁市大运河生态经济区为例何 丹1,2,金凤君1,2,周 璟3(1 中国科学院区域可持续发展分析与模拟重点实验室,北京100101;2 中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101;3 北京大学环境科学与工程学院,北京100871)摘要:以山东省济宁市大运河生态经济区为例,探讨了煤炭资源型城市建设用地适宜性评价的指标体系、评价模型以及G IS 技术支持下的分析评价方法。
选取自然因素、社会经济因素、生态安全因素3方面8个单因子构成该研究区适宜性评价指标体系,利用模糊层次分析法确定指标权重,基于多因素叠加分析和GIS 空间分析方法,设计了四种煤炭塌陷的未来情景,进行了研究区城市建设用地适宜性单因子评价和四种情景下的综合评价。
结果表明:情景1(现状塌陷)中,可高强度开发(很适宜)的用地为7476 9hm 2,占总面积的32 6%;较为适宜建设的土地为4967hm 2,占21 6%;较不适宜与不适宜的土地共占33 49%。
情景4(最终塌陷)中,适宜用地为4084 21hm 2,占总面积的17 79%。
较为适宜的土地为4511 56hm 2,占19 65%。
较不适宜与不适宜的土地共占53 44%。
随着采煤塌陷面积的不断扩大,适宜建设的土地急剧减少。
今后应根据不同的塌陷区现状,进行不同形式的改造、更新和再利用,引导形成集约高效的新型生态城区。
关键词:资源型城市;建设用地;适宜性评价;大运河生态经济区;济宁文章编号:1000 0585(2011)04 0655 12土地适宜性评价方法由美国宾夕法尼亚大学麦克哈格教授于1960年提出[1]。
建设用地适宜性评价是城市总体规划中的一项重要基础性工作,可以确定研究区域建设用地的最大供给量及分布状况,指导土地利用规划用地结构调整,确定土地的最适宜用途,为科学调整用地结构提供科学依据;对于珍惜和合理利用土地、解决建设用地增加与耕地减少、生态平衡等矛盾具有重要作用。
国内外学者从不同角度对此进行了大量研究,主要包括:评价方法和技术[2~7]、城市设计建筑的规划设计[8~10]、城市生态环境[11~15]、土地开发政策[16]、特殊地区的城市(陇南灾区、水网密集区、山地城市等)[17~19]等,还有的从综合的角度出发[20~28]来研究建设用地适宜性评价。
国外更关注某种用地的选择,即基于某种具体建设用途而进行的用地适宜性评价,我国建设用地适宜性评价则多是针对所有建设活动而进行的对用地可建与否做出初步判断,不考虑具体的建设用途[19]。
长期以来,国内外对平原地区城镇建设用地适宜性研究颇多,对资源型这种特殊类型的城市建设用地适宜性更是研究较少。
地下煤炭资源开采对地面建设的影响是现实而长远的,并成为济宁发展的突出矛盾。
656 地 理 研 究30卷煤炭开采形成大面积塌陷区,造成生态系统退化、景观破坏和污染地下水,影响生态经济区的生产生活环境,制约了城市建设用地空间。
本文以济宁市大运河生态经济区为规划研究区,通过与GIS 技术结合,探索了煤炭资源型城市建设用地适宜性评价的方法,并提出此类城市发展的一些对策建议。
图1 济宁市大运河生态经济区示意图F ig 1 M ap o f Gr and Canal Eco lo gy andEconomy Ar ea in Jining1 济宁市大运河生态经济区概况济宁市位于鲁西南腹地,西与菏泽市接壤,东与滕州市、临沂市连接,南连枣庄市和江苏省徐州市,北与泰安市毗连。
济宁市辖2区3市7县,全市总面积10684 9km 2,总人口822万人。
历史文化悠久,既是孔孟文化的发祥地,也曾是京杭大运河的治理都府。
著名的京杭大运河纵贯济宁全境,流经梁山、汶上、嘉祥、任城、中区、鱼台、微山等7个县区,全长约230km 。
沿河地域面积和人口均占全市总面积和总人口的一半以上。
济宁市大运河生态经济区规划范围为:北起北二环,南至南二环,西起济徐高速公路,东至京杭运河及西外环,建设总用地面积约230km 2(图1)。
2 生态经济区建设用地适宜性评价2 1评价指标与原则图2 生态经济区城市建设用地适宜性评价体系Fig 2 T he suitable evaluat ion index system of the Gr and Canal Eco lo gic and Econom ic Ar ea,Jining城市建设用地评价,主要依据 中华人民共和国城市规划法 和 中华人民共和国土地管理法 等相关法律文件,在工作中采用以下原则:综合分析与主导因素相结合、实用性、动态性、因地制宜和可计量原则。
根据生态经济区本身特点,按以上原则进行因子选择。
按照对建设用地扩展作用性质的不同将因素分为三大类,即自然因素、社会经济因素和生态安全因素。
在三类因素基础上选取8个单因子构成适宜性评价指标体系,其中,A 为目标层,B 为中间层,C 为指标层(图2)。
2 2 评价模型与等级2 2 1 评价模型 应用较多的是多因素叠加分析法。
选择各种不同类型的评价因子,将各类因子进行量化分级,利用GIS 空间分析功能生成单因子的评价结果进行叠加,得到4期何 丹等:资源型城市建设用地适宜性评价研究 以济宁市大运河生态经济区为例657综合各因素的建设用地适宜性评价图。
其公式表达式为:S= n i=1W i X i(1)式中,S是用地适宜性评价的综合得分值,X i为某单元第i个因子分值,W i为第i个因子权重,决定了变量对适宜性的贡献程度。
n为评价因子的个数。
2 2 2 评价等级 十一五 规划中提出了主体功能区划,将区域空间划分为重点开发区、优化开发区、限制开发区和禁止开发区;在城镇区域总体规划中,将土地空间划分为已建区、适建区、限建区和禁建区。
本文依据各评价因子对城市建设用地的影响程度,主要考虑土地的区位条件和土地质量的地域差异,将其划分为6个适宜性等级(表1),即:最适宜、适宜、较适宜、一般适宜、较不适宜和不适宜建设区。
表1 生态经济区建设用地适宜性等级体系Tab 1 The suitable grade system of the Grand C anal Ecologic and Economic Area 适宜等级等级说明建设区划分最适宜已经建成的城市地区,包括中心城区已建区、现状的乡镇、独立工矿区等。
已建区适宜应优先作为建设用地适建区较适宜作为建设用地使用的限制性影响因素少,适于作为建设用地适建区一般适宜作为建设用地使用需要进行适当的开发和整理,且用地效果不是很明显限建区较不适宜使用的限制性影响因素较多,没有特殊需要一般不作为建设用地使用限建区不适宜自然条件不能够满足建设基地使用的需要,需要采取比较艰巨的工程措施,一般不作为建设用地禁建区2 3 评价步骤生态经济区建设用地适宜性评价包括以下步骤:(1)建立数字高程模型(DEM)。
将AutoCAD中1 1万的研究区数字化地形图中的等高点图层导入到ArcGIS中生成shp文件,利用shp生成T IN,将T IN转成DEM。
(2)建立矢量数据库。
收集相关图件资料,把纸质图件扫描成数字栅格图像,利用Arcgis9 3对扫描图像进行空间几何精确配准和校正,然后对各个地理要素进行矢量化,从而建立研究区矢量数据库。
(3)建立单因子评价图层并对因子进行评分。
本文采取网格法在ArcGIS上划分单元,根据各单元土地质量一致性和差异性原则,将生态经济区以5m 5m的网格单元进行划分,每一个单元格即为评价单元。
本文选取对研究区建设用地利用方式影响较大的8个因子作为适宜性分析的主要评价因子。
每个因子对应于A rcGIS9 3中的一个图层。
根据各因子中不同要素对用地适宜性重要程度的不同对其赋予不同的等级值,运用特尔斐法确定单因子内部的适宜性评价分值,用0、1、3、5、7、9、11代表用地适宜性的高低,分值越高表示越适宜。
由此可以建立用地适宜性评价等级体系(表2)。
(4)确定各评价因子的影响权重。
权重反映每一个评价因子的重要程度,权重越大,该因子对决策的重要性越大。
确定评价指标权重有多种方法,为克服人为主观判断的影响,本文采用模糊层次分析法(FAH P)确定各因子的权重。
其基本原理是对各个因子进地 理 研 究30卷658表2 生态经济区建设用地适宜性评价因子等级划分标准Tab 2 The f actors grade dividing criterion of construction land suitable evaluationin the Grand Canal Ecologic and Economic Area,Jining4期何 丹等:资源型城市建设用地适宜性评价研究 以济宁市大运河生态经济区为例659行两两成对比较得到模糊判别矩阵,再对其进行转换得到模糊一致性矩阵,再由一致阵计算因子权重。
具体步骤是:(1)对n 个变量采用3级标度构造比较矩阵,分别进行成对比较,当因子A 和B 同样重要时值为0 5,A 比B 重要时为1,A 没有B 重要时为0。
(2)转换判别阵得到模糊一致阵。
(3)对一致阵用根法求权重向量,再对其归一化处理得到各个因子的最终权重[10]。
最后得到评价体系中各个因素和因子的权重如下表3所示。
表3 评价指标权重表Tab 3 Weight of evaluation index评价因素权重评价因子(8个)权重评价因子(7个)权重自然条件0 480000高程0 291667高程0 291667河湖水系0 188333河湖水系0 188333社会经济条件0 166667土地利用现状0 091270土地利用现状0 091270交通区位0 075397交通区位0 075397生态环境条件0 353333采煤塌陷0 248070采煤塌陷0 248070地下水源保护区0 030124地下水源保护区0 070175文物古迹保护点0 025068文物古迹保护点0 035088基本农田保护区0 050071图3 土地评价单元综合分值频率直方图F ig 3 Fr equency histo gr am of compositescor es abo ut land evaluat ion units (5)基于GIS 得到研究区建设用地适宜性综合评价结果。
