摘要

低丘緩坡土地資源的綜合開發(fā)利用對保護(hù)優(yōu)質(zhì)耕地、拓展建設(shè)用地空間、保障城市建設(shè)用地的供給具有重大意義。大理市低丘緩坡資源豐富，可利用潛力巨大。該研究根據(jù)大理市實際情況，構(gòu)建低丘緩坡建設(shè)適宜性評價體系，確定因子權(quán)重與評分標(biāo)準(zhǔn)，利用ArcGIS軟件空間分析功能，對大理市低丘緩坡建設(shè)適宜性進(jìn)行綜合評價，結(jié)果表明：大理市85 606.33 hm2低丘緩坡土地中，適宜建設(shè)的占67.78%，不適宜建設(shè)的占32.21%。評價結(jié)果可為大理市重點區(qū)塊及重點項目選址布局提供決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞 低丘緩坡;土地適宜性評價;評價因子;ArcGIS;大理市

中圖分類號 S28 "文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A "文章編號 0517-6611（2014）32-11512-03

The Construction Suitability Evaluation Research about Mild Slope of Low Mountains and Hills in Dali City Based on GIS

WANG Na1， ZUO Xiaoqing1*， YANG Yijun2 et al

（1. Kunming University of Science and Technology， Kunming， " Yunnan 650093; 2. Kunming Jintu Science and Technology Co. Ltd.， Kunming， Yunnan 650093）

Abstract Comprehensive development and utilization of mild slope of low mountains and hills is of great significance to protect high quality cultivated land， ensure the urban construction land supply and expand the land space for construction. The low hills gentle slope land resource is rich in Dali City， it has huge utilization potential. Follow the evaluation rules， in combination with the practical situation of Dali City， the suitability evaluation system was constructed and the factor weights and scoring criteria were determined. Then， using the spatial analysis functions， the comprehensive evaluation was conducted， the results showed that in 85 606.33 hm2 mild slope of low mountains and hills， 67.78% is suitable for construction land， 32.21% is not suitable. The evaluation results can provide decisionmaking basis for the key project site selection.

Key words "Mild slope of low mountains and hills; Land suitability evaluation; Evaluation factors; ArcGIS; Dali City

隨著人口的不斷增加以及城市化進(jìn)程的加快，大量人口向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移集中，將直接帶動城鎮(zhèn)住宅用地和各類公共基礎(chǔ)設(shè)施用地需求的增加，形成對用地的剛性需求，進(jìn)一步加大對土地資源的消耗，尤其在生產(chǎn)力布局調(diào)整和工業(yè)化、城市化加快發(fā)展的情況下，能源、交通、水利等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)仍將長期保持旺盛的、剛性的用地需求[1]。然而可用于經(jīng)濟發(fā)展的建設(shè)用地數(shù)量日趨減少，土地供給彈性系數(shù)呈明顯降低走勢，土地資源尤其是耕地資源約束日益增強。對低丘緩坡等未利用地的綜合開發(fā)利用，是國土資源部門探索不同地形、地類土地利用模式的新舉措。其對減少工業(yè)和城鎮(zhèn)建設(shè)占用城鎮(zhèn)周邊和平原的優(yōu)質(zhì)耕地，切實保護(hù)耕地，拓展建設(shè)用地新空間，推動鄉(xiāng)村城鎮(zhèn)化和城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展具有重要意義。

1 "研究區(qū)概況

大理市是大理白族自治州州府所在地，是大理州政治、經(jīng)濟、文化中心，地理坐標(biāo)為99°58～100°27′E、25°25′～25°58′N。大理市為高原盆地地形，總體特征是西北高，東南低，四周高，中間低，屬典型的亞熱帶高原季風(fēng)氣候區(qū)，且土壤類型多樣，耕地土壤肥沃，適宜多種作物生長發(fā)育。

低丘緩坡是壩區(qū)以外，主要分布在坡度8～25°地區(qū)的土地資源。結(jié)合大理市地形地貌情況，將大理市低丘緩坡界定為：壩區(qū)范圍以外、扣除25°以上集中連片區(qū)域（大于50 hm2）、扣除洱海和水庫水面以及海拔在3 000 m以上的土地。大理市低丘緩坡土地資源共85 606.33 hm2，占全市國土總面積的49.22%，其中農(nóng)用地面積73 440.61 hm2，占全市低丘緩坡土地面積的85.79%;建設(shè)用地面積3 790.75 hm2，僅占全市低丘緩坡土地面積的4.43%，由此得出大理市低丘緩坡土地資源的可開發(fā)利用潛力巨大。

2 低丘緩坡建設(shè)適宜性評價

2.1 " "評價原則

低丘緩坡建設(shè)用地適宜性評價主要遵循以下原則：因地制宜原則;生態(tài)優(yōu)先原則;全面分析與主導(dǎo)因素相結(jié)合的原則;經(jīng)濟、社會、生態(tài)效益相結(jié)合的原則;可持續(xù)利用原則[2]。

2.2 " 評價方法與流程

研究相關(guān)案例及資料，結(jié)合大理市實際情況，決定選擇多因素加權(quán)求和法，采用層次組合法確定評價指標(biāo)體系，運用層次分析法結(jié)合專家打分法確定各因子權(quán)重，再利用ArcGIS空間分析模塊，采用多因子疊加分析的方法與主成分分析方法結(jié)合的方式，對大理市低丘緩坡建設(shè)適宜性進(jìn)行評價分析。

ArcGIS操作過程：進(jìn)行空間分析需要柵格數(shù)據(jù)，所以先將矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成柵格數(shù)據(jù)，在需要的圖層中提取需要加權(quán)的數(shù)據(jù)，使其成為單獨的一層。在土地適宜性分析時，一般需對數(shù)據(jù)進(jìn)行重分類，并賦予合理的分值，然后進(jìn)行點源、線源或面源的緩沖區(qū)分析（直線距離）。對數(shù)據(jù)確定權(quán)重，編制合理的數(shù)據(jù)模型或簡易的成本計算函數(shù)。使用柵格計算器對數(shù)據(jù)模型或成本計算函數(shù)進(jìn)行計算，得到最佳的結(jié)果。大理市低丘緩坡建設(shè)用地適宜性評價流程見圖1。

2.3 "評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

2.3.1

影響因素分析。影響低丘緩坡建設(shè)用地適宜性的因素有很多，根據(jù)因子的屬性可將其分為彈性因子和剛性因子。其中彈性因子也稱一般因子，其特點是該因子對低丘緩坡建設(shè)用地適宜性的影響隨外界條件的變化而變化，且通過一定的工程技術(shù)手段可以改變其適宜性結(jié)果;剛性因子又稱特殊因子，特殊因子的適宜性僅分為適宜和不適宜2種，不適宜的情況在目前的科學(xué)技術(shù)條件下是沒有辦法通過技術(shù)手段加以解決的，剛性因子對低丘緩坡用地建設(shè)適宜性的影響較大且不隨外界條件的改變而改變，例如不可防治的地質(zhì)災(zāi)害、然災(zāi)害;位于地震斷裂帶500 m范圍內(nèi);壓覆重要礦產(chǎn)資源等。

圖1 "低丘緩坡建設(shè)用地適宜性評價流程

2.3.2

構(gòu)建評價體系。建設(shè)用地適宜性評價主要是在分析自然環(huán)境條件的基礎(chǔ)上，根據(jù)區(qū)位、社會經(jīng)濟、生態(tài)等條件的影響，對區(qū)域土地進(jìn)行綜合全面的評價，以確定建設(shè)用地的適宜性程度，為建設(shè)用地的選址提供依據(jù)[3]。

參考國內(nèi)外山地利用相關(guān)研究，根據(jù)山地建設(shè)用地的特殊情況，遵循生態(tài)優(yōu)先、綜合性和主導(dǎo)性等原則，結(jié)合大理市的具體情況，并根據(jù)指標(biāo)間的層次關(guān)系，最終確立符合本次研究的指標(biāo)評價體系，將適宜性影響因素分為自然基礎(chǔ)條件、社會經(jīng)濟條件和人為因素3個一級指標(biāo)，地形地貌、地質(zhì)地震條件、自然地質(zhì)災(zāi)害、交通條件、城市聚集效應(yīng)和土地利用6個二級指標(biāo)，坡度、相對高差、坡向、地形形態(tài)、巖土類型、地基承載力、斷裂帶距離、地質(zhì)災(zāi)害類型、地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性、水土流失、交通可達(dá)性、中心城鎮(zhèn)影響力和土地利用類型共計13個評價因子，10個必選指標(biāo)，其中坡向與地形形態(tài)、巖土類型與地基承載力、地質(zhì)災(zāi)害類型與地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性為二選一指標(biāo)。所建立的評價指標(biāo)體系見表1。

此次對大理市低丘緩坡土地綜合開發(fā)利用建設(shè)適宜性進(jìn)行評價，其指標(biāo)體系的確定需要涵蓋低丘緩坡土地開發(fā)所特有的形式，反映其自身的特點，并且還要考慮資料的可獲得性和指標(biāo)的可量化性。結(jié)合大理市低丘緩坡土地現(xiàn)狀和未來發(fā)展需要，根據(jù)評價工作需要和指標(biāo)數(shù)據(jù)的可獲得性，此次共選取了10個因素作為彈性因子。

2.3.3

確定因子權(quán)重。權(quán)重是一個相對的概念，是針對某一指標(biāo)而言。此次指標(biāo)權(quán)重的確定采用層次分析法確定[4]，然后征求專家意見，如權(quán)重不合理，專家提出適宜的指標(biāo)權(quán)重。最后，綜合專家確定的權(quán)重，采取平均值經(jīng)修正后作為最終權(quán)重值。權(quán)重表示在評價過程中，是被評價對象的不同側(cè)面的重要程度的定量分配，對各評價因子在總體評價中的作用進(jìn)行區(qū)別對待。權(quán)重的確定主要是對一般因子的權(quán)重進(jìn)行確定，權(quán)重值域為0到1，直接體現(xiàn)適宜或不適宜。一般因子權(quán)重又層次分析法和專家打分法相結(jié)合的方式確定，確定的一般因子權(quán)重系數(shù)列入表1。

對評價指標(biāo)體系評價因子

進(jìn)行打分，參考相關(guān)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及研究成果綜合確定評價因子得分，具體打分結(jié)果見表2。

2.4 "評價模型

根據(jù)項目區(qū)各項彈性因子的綜合特點，確定最小評價單元為50 m×50 m，選取一定數(shù)量的與適宜性相關(guān)的評價因子，采用專家打分法確定各個評價因子的權(quán)重，根據(jù)各個評價因子不同的情況設(shè)定不同的賦值標(biāo)準(zhǔn)，通過數(shù)學(xué)模型，計算評價單元各個評價因子的分值。

對于大理市低丘緩坡可供開發(fā)利用資源的適宜性評價主要采用多因素綜合加權(quán)分值評價方法，每一個土地適宜性評價單元的綜合分值是反映土地適宜性的重要指標(biāo)。土地適宜性評價單元的綜合分值越大，說明其土地質(zhì)量越好，土地利用越適宜，限制性越少;反之，則相反。

表2 低丘緩坡建設(shè)用地適宜性評價因子打分結(jié)果

評價因子80～100分60～80分40～60分0～40分備注

坡度∥°≤88～1515～25≥25

相對高差∥m≤1010～2525～50≥50

坡向南、南東-南西西、西-西南、東、東-東南 "西-西北、東-東北北、北西-北東

地基承載力∥ kPa≥250250～180180～100 ≤100

斷裂帶距離∥m≥3 0002 000～3 0001 000～2 000500～1 000

地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)性非易發(fā)區(qū)低易發(fā)區(qū)中易發(fā)區(qū)高易發(fā)區(qū)

水土流失無一般中等嚴(yán)重

交通可達(dá)性∥m≤1 0001 000～2 0002 000～3 000≥3 000主干道距離

主要城鎮(zhèn)影響力∥m≤1 0001 000～3 0003 000～5 000≥5 000影響力距離

土地利用類型建設(shè)用地其他土地 園地、林地、其他農(nóng)用地耕地、牧草地

根據(jù)確定的各因素、因子不同級別的得分值，再根據(jù)各個因素、因子對目標(biāo)影響的大小確定權(quán)重，建立評價模型土地質(zhì)量評價綜合分值的數(shù)學(xué)模型為[5]：

M=∑ni=1Ki×Vi

式中，M為評價單元適宜性綜合分值;Ki為評價單元第i個評價因子的權(quán)重系數(shù);Vi為評價單元第i個評價因子的量化分?jǐn)?shù)。

2.5 建設(shè)適宜性等級

利用GIS空間疊加分析，最后得出大理市建設(shè)用地適宜性評價結(jié)果的空間分布圖，為了直觀地體現(xiàn)建設(shè)適宜性的不同等級，依據(jù)評價結(jié)果由高到低劃分為4個不同的適宜等級[7]。一等適宜評價分值在80分以上，即山地坡度、工程地質(zhì)等自然條件比較優(yōu)越，能滿足各項設(shè)施的建設(shè)需求。 這類用地一般具有坡度適宜、地質(zhì)條件良好、沒有地質(zhì)災(zāi)害影響、生態(tài)敏感度較低、自然條件優(yōu)越等特點，是適宜山地城鎮(zhèn)以及工業(yè)建設(shè)的用地，這類用地一般不需或只需稍加簡單的工作準(zhǔn)備措施即可用于建設(shè)。二等適宜評價分值在60～80分，這類用地的特點是自然基礎(chǔ)條件、社會經(jīng)濟條件和認(rèn)為條件較好比較適宜建設(shè)，但存在一定的限制因素，需采取一定的措施進(jìn)行處理才能進(jìn)行建設(shè)。三等適宜評價分值為40～60分，即存在一定的自然基礎(chǔ)條件、社會經(jīng)濟條件以及人為因素的限制，需要采取相應(yīng)的經(jīng)濟技術(shù)和工程設(shè)施處理后方可建設(shè)。不適宜評價分值在40分以下，限制因素較大或某項特殊因子限制不適宜建設(shè)。

2.6 "評價結(jié)果及分析

利用ArcGIS軟件的空間分析模塊如緩沖區(qū)分析法、直線距離法等，依次對各評價單元的各評價因子進(jìn)行評價[6]。由于各評價因子的單位不同、量化數(shù)據(jù)的含義也不同，無法進(jìn)行直接比較，在每個因子評價過程中，同步進(jìn)行歸一化處理，然后參考評價因子打分表對各評價因子賦值。歸一化是一種簡化計算的方式，即將有量綱的表達(dá)式，經(jīng)過變換，化為無量綱的表達(dá)式，成為純量。歸一化處理的主要方法有線性函數(shù)轉(zhuǎn)換、對數(shù)函數(shù)轉(zhuǎn)換、反正切函數(shù)轉(zhuǎn)換等。歸一化處理后的各因子數(shù)值，彈性因子在0≤X≤100范圍內(nèi)取有理數(shù)值，剛性因子取值為Y=0或Y=1。

運用上述評價方法經(jīng)過綜合評價，得到大理市低丘緩坡土地綜合開發(fā)利用分等定級成果，并對其中每個等級中的面積進(jìn)行統(tǒng)計，得到大理市低丘緩坡建設(shè)適宜性評價匯總（表3）。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) " " " " " " " " " " " " 2014年

表3 大理市低丘緩坡建設(shè)適宜性評價匯總

行政單位低丘緩坡

土地資源總

面積∥hm2

適宜建設(shè)

一等適宜

面積∥hm2比例∥%

二等適宜

面積∥hm2比例∥%

三等適宜

面積∥hm2比例∥%

適宜合計

面積∥hm2比例∥%

不適宜建設(shè)

面積

hm2比例

%

大理市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)214.44 23.72 0.03189.88 0.220.00 0.00213.60 0.250.83 0.00

大理鎮(zhèn)1 433.50 0.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.001 433.50 1.67

洱海管理局150.67 1.55 0.00133.53 0.160.00 0.00135.08 0.1615.59 0.02

鳳儀鎮(zhèn)20 131.71 1 017.83 1.1915 599.36 18.22660.81 0.7717 277.99 20.182 853.72 3.33

海東鎮(zhèn)10 589.26 3 111.86 3.636 369.44 7.44775.72 0.9110 257.02 11.98332.24 0.39

上關(guān)鎮(zhèn)7 904.65 491.92 0.576 024.23 7.040.00 0.006 516.15 7.611 388.50 1.62

雙廊鎮(zhèn)13 876.21 306.99 0.369 110.83 10.6491.71 0.119 509.53 11.114 366.67 5.10

太邑鄉(xiāng)7 388.29 1.06 0.001 400.71 1.641 982.22 2.323 383.99 3.954 004.30 4.68

挖色鎮(zhèn)7 879.74 490.65 0.574 664.92 5.452.36 0.005 157.93 6.022 721.82 3.18

灣橋鎮(zhèn)1 056.81 0.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.001 056.81 1.23

喜洲鎮(zhèn)4 007.78 0.00 0.000.09 0.000.00 0.000.09 0.004 007.69 4.68

下關(guān)鎮(zhèn)9 253.58 421.55 0.495 138.84 6.0018.06 0.025 578.45 6.523 675.13 4.29

銀橋鎮(zhèn)1 719.68 0.00 0.000.00 0.000.00 0.000.00 0.001 719.68 2.01

合計85 606.33 5 867.12 6.8548 631.84 56.813 530.88 4.1258 029.84 67.7827 576.49 32.21

由表3可知，大理市低丘緩坡土地資源中，二等適宜區(qū)域較為集中，一等適宜和三等適宜建設(shè)區(qū)域分布不集中。主要原因是蒼山自然保護(hù)區(qū)、地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)和受地質(zhì)災(zāi)害