摘 要： 探討Kruskal與模糊聚類(lèi)分析相結(jié)合的方法在拆舊區(qū)空間時(shí)序安排中的運(yùn)用，提出基于Kruskal的拆舊區(qū)空間時(shí)序安排模糊聚類(lèi)分析方法。以河北省承德市獅子溝鎮(zhèn)為例，建立拆舊區(qū)適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及權(quán)重。針對(duì)拆舊區(qū)空間時(shí)序的特點(diǎn)，確立了拆舊項(xiàng)目區(qū)，并運(yùn)用Kruskal進(jìn)行模糊聚類(lèi)對(duì)不同拆舊項(xiàng)目區(qū)空間進(jìn)行時(shí)序安排。通過(guò)研究結(jié)果可靠性分析證實(shí)，基于Kruskal的模糊聚類(lèi)分析是進(jìn)行拆舊區(qū)空間時(shí)序安排的一種精確、可靠的方法。

關(guān)鍵詞： Kruskal； 拆舊區(qū)； 空間時(shí)序； 模糊聚類(lèi)

中圖分類(lèi)號(hào)： TN911?34； F301.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2016）13?0121?03

Abstract： The application of the combination method of Kruskal and fuzzy cluster analysis in old district dismantling spatial timing sequence scheduling is discussed to propose the Kruskal?based fuzzy clustering analysis method for old district dismantling spatial timing sequence scheduling. Shizigou Town of Chengde City， Hebei Province is taken as an example to establish the suitability evaluation index system and weight of the old district dismantling. According to the characteristics of the old district demolishing spatial timing sequence， the project area of old district demolishing was determined. The Kruskal is used for fuzzy clustering to perform the timing sequence scheduling for different old district demolishing project spaces. The study results and reliability analysis confirm that the Kruskal?based fuzzy clustering analysis is an accurate and reliable method to perform the old district demolishing spatial timing sequence scheduling.

Keywords： Kruskal； old district demolishing； spatial timing sequence； fuzzy clustering

0 引 言

拆舊區(qū)是指按照建設(shè)用地增減掛鉤需要進(jìn)行土地整理和土地復(fù)墾轉(zhuǎn)為耕地的存量農(nóng)村建設(shè)用地。主要包括廢棄的磚瓦窯場(chǎng)、農(nóng)村工礦用地、農(nóng)村居民點(diǎn)用地等，重點(diǎn)是農(nóng)村居民點(diǎn)用地。目前，對(duì)于拆舊區(qū)的時(shí)序安排，往往僅通過(guò)構(gòu)建拆舊適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系計(jì)算評(píng)價(jià)分值實(shí)現(xiàn)，缺乏可靠性[1?7]。

Kruskal（最小生成樹(shù)）是給定一無(wú)向連通圖（V表示頂點(diǎn)，E表示邊），其中對(duì)于中的每條邊都賦予權(quán)重W求生成樹(shù)T=（V，H），HE，使生成樹(shù)所有邊權(quán)重最小，此生成樹(shù)稱為最小生成樹(shù)[8?14]。最小生成樹(shù)Kruskal算法為：先構(gòu)建一個(gè)子圖，該子圖含n個(gè)頂點(diǎn)且邊集為空。將各個(gè)頂點(diǎn)作為生成樹(shù)上每一棵樹(shù)的根節(jié)點(diǎn)形成樹(shù)網(wǎng)。然后選取一條權(quán)值最小的邊，這條最小的邊需要在網(wǎng)的邊集中選取。如果這條邊上面的兩個(gè)頂點(diǎn)分別屬于不同的樹(shù)，那么就將這條邊加入子圖，反之，如果這條邊上的兩個(gè)頂點(diǎn)落在了同一棵樹(shù)上，那么這條邊不可取，需要取下一條權(quán)值最小的邊再嘗試。按上面所述類(lèi)推，直至樹(shù)網(wǎng)中只有一棵樹(shù)（即子圖中含有n-1條邊時(shí)結(jié)束）。因?yàn)椴鹋f區(qū)在空間時(shí)序安排上，不同時(shí)期、不同地區(qū)之間劃分十分不明顯且先后順序也不分明，也就是說(shuō)，界限不明確。因此需要將模糊聚類(lèi)分析引入拆舊區(qū)空間時(shí)序研究，以增加測(cè)算結(jié)果的可靠性[15]。目前關(guān)于Kruskal與模糊聚類(lèi)分析相結(jié)合的方法運(yùn)用到拆舊區(qū)空間時(shí)序安排中的研究還很少。

1 指標(biāo)體系建立及權(quán)重

本文選取了河北省承德市獅子溝鎮(zhèn)為研究對(duì)象，研究是以獅子溝鎮(zhèn)完成土地利用總體規(guī)劃修編成果為基礎(chǔ)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)自于2012年獅子溝鎮(zhèn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒、獅子溝鎮(zhèn)全國(guó)第二次土地調(diào)查成果、耕地質(zhì)量補(bǔ)充完善成果、獅子溝鎮(zhèn)土地志、獅子溝鎮(zhèn)居民抽樣問(wèn)卷以及實(shí)地調(diào)研統(tǒng)計(jì)得出。建立拆舊適宜度的指標(biāo)體系，見(jiàn)表1。

2 數(shù)據(jù)處理

由于本研究是以城鎮(zhèn)用地增加能力，農(nóng)村居民點(diǎn)拆舊為基礎(chǔ)，河北省承德市獅子溝鎮(zhèn)具體轄5個(gè)社區(qū)及5個(gè)行政村。

（1） 計(jì)算獅子溝鎮(zhèn)各居民點(diǎn)斑塊間相鄰距離的平均值

運(yùn)用MapGIS7.0空間分析模塊中的空間疊加功能，利用測(cè)距尺分別測(cè)出獅子溝鎮(zhèn)各居民點(diǎn)斑塊間相鄰距離的平均值，如表2所示。

（2） 拆舊項(xiàng)目區(qū)確定

以測(cè)算的平均值作為半徑劃出不同拆舊村莊覆蓋區(qū)域范圍，并以居民點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行村莊組合。進(jìn)行組合的村莊應(yīng)保證地理?xiàng)l件盡量相對(duì)均一，確定拆舊項(xiàng)目區(qū)92個(gè)。

（3） 拆舊項(xiàng)目區(qū)調(diào)整

根據(jù)《獅子溝鎮(zhèn)村莊空間布局規(guī)劃》的要求，以及獅子溝鎮(zhèn)民俗、民風(fēng)和相關(guān)部門(mén)的意見(jiàn)進(jìn)行項(xiàng)目區(qū)內(nèi)村莊調(diào)整，最終組成88個(gè)拆舊項(xiàng)目區(qū)。

3 構(gòu)建模糊聚類(lèi)矩陣

采用AHP法確定各項(xiàng)目區(qū)拆舊適宜能力權(quán)重，因涉及數(shù)據(jù)較多，各項(xiàng)目區(qū)拆舊適宜能力權(quán)重確定較為煩瑣?；诟黜?xiàng)目區(qū)拆舊適宜能力權(quán)重的計(jì)算，不同村域之間存在著較大的差異，對(duì)權(quán)重所列數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理及建立模糊等價(jià)矩陣后得到矩陣為：

4 最小生成樹(shù)進(jìn)行模糊聚類(lèi)

（1） 選取最大元

（2） 選取次大元

（3） 元素歸類(lèi)

5 結(jié)果及可靠性分析

（1） 結(jié)果分析

基于《獅子溝鎮(zhèn)土地利用總體規(guī)劃（2010—2020年）》，測(cè)近遠(yuǎn)期城鎮(zhèn)建設(shè)用地需求量和模糊聚類(lèi)分布規(guī)律的一般認(rèn)知水平，選取屬于區(qū)間{0.8，+∞}；{0.8，0.7}，{-∞，0.7}。然后分別將項(xiàng)目區(qū)連接線截?cái)嗖⑦M(jìn)行聚類(lèi)。最終得到了88個(gè)項(xiàng)目區(qū)的三個(gè)不同的拆舊時(shí)間階段，即優(yōu)先拆舊區(qū)中期拆舊區(qū)條件拆舊區(qū)。

① 優(yōu)先拆舊區(qū)。包括獅子溝社區(qū)的13個(gè)項(xiàng)目區(qū)。區(qū)內(nèi)村集體經(jīng)濟(jì)較強(qiáng)，村民主要從事第二、三產(chǎn)業(yè)，思想觀念更新快，且各類(lèi)信息獲取途徑多，對(duì)城鎮(zhèn)化意愿極其強(qiáng)烈。該區(qū)域具有成熟的基礎(chǔ)設(shè)施條件和區(qū)位條件，進(jìn)行拆舊項(xiàng)目適宜性較強(qiáng)，同時(shí)，該區(qū)內(nèi)項(xiàng)目區(qū)多數(shù)緊鄰獅子溝鎮(zhèn)未來(lái)發(fā)展經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)核心和建設(shè)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展中心，外來(lái)投資踴躍，是城鎮(zhèn)化新農(nóng)村建設(shè)首先波及的地區(qū)，將這些項(xiàng)目區(qū)列為優(yōu)先拆舊區(qū)也有利于對(duì)城鄉(xiāng)建設(shè)用地建新指標(biāo)。

② 中期拆舊區(qū)。包括獅子溝社區(qū)、羅漢堂社區(qū)、喇嘛寺社區(qū)、普寧寺社區(qū)的21個(gè)項(xiàng)目區(qū)，該區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢，人均產(chǎn)值偏低。鼓勵(lì)政府、村集體、個(gè)人、社會(huì)等多方籌資；建好道路、水、電、通信等基礎(chǔ)設(shè)施，資金籌集應(yīng)本著“誰(shuí)投資、誰(shuí)受益”的原則，逐步改善現(xiàn)有的村容村貌，防止村莊盲目擴(kuò)展造成空心村。

③ 條件拆舊區(qū)。包括獅子溝社區(qū)、上二道河子村、萬(wàn)樹(shù)園社區(qū)、羅漢堂村、獅子溝村的54個(gè)項(xiàng)目區(qū)。該區(qū)域農(nóng)村居民人口數(shù)量多，具有一定的用地規(guī)模，因居民點(diǎn)數(shù)量大，潛力巨大，但經(jīng)濟(jì)落后，發(fā)展瓶頸較多，個(gè)別村莊處于水土資源條件匱乏、經(jīng)濟(jì)條件滯后、交通不便、信息不對(duì)稱的狀態(tài)。應(yīng)進(jìn)行拆舊思想工作，合理規(guī)劃，通過(guò)全鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動(dòng)該拆舊區(qū)的整體發(fā)展。

（2） 可靠性分析

本文結(jié)合河北省承德市獅子溝鎮(zhèn)拆舊區(qū)項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)證研究。引入模糊聚類(lèi)到拆舊時(shí)空研究當(dāng)中，減少了人為主觀因素的干擾，得到承德市獅子溝鎮(zhèn)拆舊區(qū)項(xiàng)目共計(jì)88個(gè)，并在時(shí)間序列上分為三個(gè)時(shí)間區(qū)域，空間分布上呈現(xiàn)顯著圍繞中心城區(qū)和重點(diǎn)商業(yè)區(qū)逐級(jí)遞減的圈層結(jié)構(gòu)?；緷M足《獅子溝鎮(zhèn)土地利用總體規(guī)劃（2010—2020年）》中確定的各時(shí)期建設(shè)用地需求及空間分布，符合鎮(zhèn)域空間發(fā)展規(guī)劃要求，充分證明了時(shí)間序列上三個(gè)時(shí)間區(qū)域的可靠性與實(shí)用性。該研究方法應(yīng)用于時(shí)空安排的科學(xué)性，將為今后各地拆舊工作的開(kāi)展、項(xiàng)目的優(yōu)化安排、資源的合理利用提供參考。

6 結(jié) 論

在地理信息要素中，時(shí)間信息和空間信息具有不確定性。實(shí)際中，因?yàn)椴鹋f區(qū)在空間時(shí)序安排上，不同時(shí)期、不同地區(qū)之間劃分十分不明顯且先后順序也不分明，也就是說(shuō)，界限不明確。比如說(shuō)優(yōu)先拆舊區(qū)，兩個(gè)相鄰的社區(qū)或村莊受所處的地理位置、經(jīng)濟(jì)水平、自然因素的影響，彼此之間的界線范圍區(qū)分不很明顯，彼此關(guān)系多為模糊關(guān)系，采用傳統(tǒng)的普通關(guān)系的定量方法實(shí)現(xiàn)相對(duì)比較困難，不能將時(shí)序確定到具體時(shí)間上。為避免主觀隨意性及分析的干擾性，影響測(cè)算結(jié)果的可靠性因此將模糊聚類(lèi)分析引入拆舊區(qū)時(shí)序研究，大大增加了測(cè)算結(jié)果的可靠性。

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