鞏垠熙，王 鶯，梁 敏，王 佩，陳思宇

(1. 地理國情監(jiān)測國家測繪地理信息局工程技術研究中心，陜西 西安 710054； 2. 國家測繪地理信息局第一航測遙感院，陜西 西安 710054; 3. 中國地震局第二監(jiān)測中心，陜西 西安 710054)

?

地理國情信息支撐下的空間開發(fā)適宜性評價

鞏垠熙1,2，王 鶯3，梁 敏1,2，王 佩1,2，陳思宇1,2

(1. 地理國情監(jiān)測國家測繪地理信息局工程技術研究中心，陜西 西安 710054； 2. 國家測繪地理信息局第一航測遙感院，陜西 西安 710054; 3. 中國地震局第二監(jiān)測中心，陜西 西安 710054)

作為主體功能區(qū)劃的重要基礎性工作，空間開發(fā)適宜性評價在協(xié)調(diào)解決城鎮(zhèn)化進程中產(chǎn)生的空間開發(fā)失控和區(qū)域無序競爭等問題方面具有重要意義。本文利用地理國情成果數(shù)據(jù)、大比例尺基礎測繪成果數(shù)據(jù)和行業(yè)專題資料及統(tǒng)計資料，結合GIS分析技術和層次分析方法，在構建適宜榆林市實際的空間開發(fā)適宜性評價體系的基礎上，詳細分析了榆林市空間開發(fā)的適宜性。結果表明，榆林市最適宜開發(fā)和較適宜開發(fā)的區(qū)域主要分布在榆林市的西北部地區(qū)，占榆林市總面積的18.4%；最不適宜開發(fā)和不適宜開發(fā)的地區(qū)主要分布在榆林市東南部地區(qū)，分別占榆林市總面積的39.86%和41.75%。究其原因，可能由于榆林市東南部多為山區(qū)、地勢復雜，屬于地質(zhì)災害頻發(fā)地區(qū)，同時該地區(qū)人口數(shù)量大，導致人均可利用水資源較為匱乏，開發(fā)難度較大。

空間開發(fā)適宜性；地理國情；空間分析

空間開發(fā)適宜性評價是主體功能區(qū)劃的重要基礎性工作，也是解決因城鎮(zhèn)化過快導致的空間開發(fā)失控和區(qū)域無序競爭等問題的科學基石，在調(diào)節(jié)人類社會發(fā)展產(chǎn)生的人與自然之間、生產(chǎn)與生活活動之間以及自然生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部關系不盡協(xié)調(diào)的矛盾方面具有重要意義。

空間開發(fā)適宜性評價作為熱點問題一直受到國內(nèi)外學術界的廣泛關注。土地生態(tài)適宜性評價方法最初是由麥克哈格于1967年正式提出的。隨著GIS技術的發(fā)展，基于GIS技術和評價模型構建的空間開發(fā)適宜性評價方法逐漸成為國外學者研究的重點，如哈佛大學實驗室開發(fā)的SYMAP和GRID系統(tǒng)中有專門針對空間適宜性評價的模塊。國內(nèi)學者則注重從不同角度著手探討和評價空間開發(fā)的適宜性。評價視角有基于單因素的評價方法，也有基于多維度構建評價指標的評價方法。研究尺度涉及國家、經(jīng)濟區(qū)、長江流域經(jīng)濟帶、省市、區(qū)縣等各個尺度。地域類型涵蓋了山地、平原、河湖岸線及海岸等多種類型。然而，上述研究雖然考慮了多方面的因素，但是在評價中多以行政區(qū)劃作為評價單元，缺少對評價對象空間實際分布的考慮，評價結果難以反映空間開發(fā)的細部特征，嚴重影響了對區(qū)域空間功能分區(qū)的指導價值。地理國情成果數(shù)據(jù)具有空間精度高、時效性好、涉及行業(yè)領域廣等優(yōu)勢，能夠客觀準確地反映資源、生態(tài)、社會、經(jīng)濟要素的空間分布特征和動態(tài)變化。因此，將地理國情成果數(shù)據(jù)應用于空間開發(fā)適宜性評價中不僅能夠改進評價結果的精度，同時也是區(qū)域規(guī)劃能否科學完成的有力保障。

鑒于以上原因，本文以榆林市為研究區(qū)，利用地理國情成果數(shù)據(jù)和行業(yè)專題資料，結合空間聚合、區(qū)域統(tǒng)計等GIS分析技術，從自然、社會、經(jīng)濟等方面入手對榆林市的空間開發(fā)適宜性進行評價，以期為市縣尺度上的主體功能區(qū)劃和規(guī)劃提供科學支撐。

1 研究區(qū)概況

榆林市位于陜西省最北部，東臨黃河，與山西相望，西連寧夏、甘肅，北鄰內(nèi)蒙古，南接本省延安市。轄1區(qū)11縣、156個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、16個街道辦事處、2974個行政村，總人口364.5萬。地域東西長385 km，南北寬263 km，土地總面積43 000 km2。地貌大體以長城為界，北部為風沙草灘區(qū)，占總面積的42%，南部為黃土丘陵溝壑區(qū)，占總面積的58%。榆林市地處毛烏素沙漠和黃土高原過渡地帶，風蝕沙化和水土流失嚴重，東南部的丘陵溝壑區(qū)是黃河中游水土流失最嚴重的地區(qū)。榆林市有著豐富的能源礦產(chǎn)資源，是正在建設的國家能源重化工基地，是21世紀國家重要的能源接續(xù)地，已成為中國實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略的熱點區(qū)域之一。

2 研究數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

2.1.1 統(tǒng)計數(shù)據(jù)

收集2015年榆林市各區(qū)縣統(tǒng)計年鑒資料和由發(fā)改部門提供的規(guī)劃資料，主要用于提取榆林市各區(qū)縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的常住人口、生產(chǎn)總值、行業(yè)產(chǎn)值和農(nóng)業(yè)產(chǎn)值數(shù)據(jù)，以及產(chǎn)業(yè)園區(qū)生產(chǎn)總值等數(shù)據(jù)。

2.1.2 專題資料

水資源數(shù)據(jù)來源于2015年榆林市和各縣(區(qū))水資源公報；自然災害數(shù)據(jù)來源于榆林市地質(zhì)災害易發(fā)區(qū)范圍及相關屬性資料、榆林市地質(zhì)災害點資料；大氣污染監(jiān)測數(shù)據(jù)來源于2015年榆林市大氣承載力研究報告。土地可利用資源評價指標的計算中使用了榆林市環(huán)保部門提供的生態(tài)保護紅線資料。

2.1.3 空間數(shù)據(jù)

空間數(shù)據(jù)主要包括空間分辨率為2 m的榆林市精細化DEM數(shù)據(jù)，基于榆林市地理國情要素數(shù)據(jù)提取的縣級、鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)劃矢量界線、交通干線、交通樞紐等矢量數(shù)據(jù)，以及基于地表覆蓋數(shù)據(jù)提取的各區(qū)縣中心城區(qū)現(xiàn)狀建成區(qū)、產(chǎn)業(yè)園區(qū)、耕地、園地、水域、荒漠、裸露地表等地物類型。此外，研究還收集了榆林市1∶1萬、1∶5萬DLG等基礎測繪成果數(shù)據(jù)，用于補充基于地理國情要素數(shù)據(jù)提取的交通干線和交通樞紐數(shù)據(jù)。以上數(shù)據(jù)均來源于陜西省測繪地理信息局。

2.2 研究方法與技術流程

2.2.1 評價指標體系構建

空間開發(fā)適宜性評價是應用地域功能理論和主體功能區(qū)規(guī)劃理論，綜合考慮自然生態(tài)與環(huán)境條件、資源承載力與利用程度、經(jīng)濟效益與開發(fā)需求，并結合區(qū)域政策導向，定量化評估區(qū)域城鎮(zhèn)化發(fā)展?jié)摿Γ源_定空間開發(fā)適宜程度。由于空間開發(fā)適宜性受自然資源、生態(tài)環(huán)境、社會經(jīng)濟等眾多的因素的影響，因此，評價指標體系的構建應結合榆林地區(qū)實際情況，遵循科學性、全面性、相對穩(wěn)定性、通用可比性、可度量性、可操作性的原則，從目標層、準則層和要素層3個層級進行構建，如圖1所示。目標層即空間開發(fā)適宜性評價，評價準則層包括適宜性評價和約束性評價兩個維度。適宜性評價是指評估市縣空間開發(fā)支持程度的指標，約束性評價是指約束和限定市縣空間開發(fā)的指標?？紤]到榆林經(jīng)濟發(fā)展模式和實際情況，適宜性評價選取經(jīng)濟發(fā)展水平、人口聚集度、交通干線、區(qū)位優(yōu)勢、地形地勢5個利于榆林空間開發(fā)的要素。開發(fā)約束性包含生態(tài)、農(nóng)業(yè)和環(huán)境等方面，同時考慮到水資源對榆林市發(fā)展的重要限制作用，下設可利用土地資源、地質(zhì)災害、人均可利用水資源、環(huán)境容量等4個指標。

圖1 空間開發(fā)適宜性評價指標體系

2.2.2 多指標綜合評價

根據(jù)評價指標體系，遵循方便實用、簡單清晰的原則設計權重評估表，該表由榆林市發(fā)改、國土等部門專家根據(jù)榆林當?shù)貙嶋H情況填寫，對各指標間的相對重要程度作定性的判斷。表格與填寫示例如圖2所示。

整理專家填寫的評估表，利用AHP層次分析法軟件建立判斷矩陣并進行一致性檢驗，從而確定各指標權重(見表1)；并將各單項指標和權重進行加權求和，最終得到多指標綜合評價結果。加權求和的公式為

(1)

式中，F(xiàn)疊加分析為多指標綜合評價值；i為各單項指標；fi為各單項指標評價值；λi為各單項指標權重值；n為單項指標數(shù)量。其中當f自然災害影響評價為0時，F(xiàn)疊加分析值為0，表明該區(qū)域不適宜開發(fā)。

在考慮榆林市實際情況的基礎上，基于榆林市生態(tài)保護紅線、禁止開發(fā)區(qū)等數(shù)據(jù)確定的不適宜空間開發(fā)的比例，結合榆林市國土空間規(guī)劃提出的用于開發(fā)的用地規(guī)模和土地存量，確定優(yōu)先開發(fā)、適宜開發(fā)的比例。依據(jù)確定的比例關系利用逐層確定法對多指標綜合評價結果進行分級。分級函數(shù)如下

表1 單項指標權重

(2)

式中，一級為最適宜開發(fā)區(qū)域；二級為較適宜開發(fā)區(qū)域；三級為較不適宜開發(fā)區(qū)域；四級為最不適宜開發(fā)區(qū)域。

3 結 果

分析榆林市開發(fā)適宜性的空間分布特征(如圖3所示)，結果表明，最適宜開發(fā)和較適宜開發(fā)的區(qū)域主要分布在榆林市的西北部地區(qū)，包括榆陽區(qū)的中心城區(qū)、神木縣的西部地區(qū)，以及定邊縣和靖邊縣的北部地區(qū)；最不適宜開發(fā)和不適宜開發(fā)的地區(qū)主要分布在神木縣和橫山縣的東南部地區(qū)、靖邊縣和定邊縣的南部地區(qū)、位于榆林市北部的府谷縣，以及位于榆林市南部的子洲縣、清澗縣、佳縣、吳堡縣、佳縣和綏德縣等區(qū)域。統(tǒng)計分析榆林市空間開發(fā)適宜性等級所占面積比發(fā)現(xiàn)(如圖4所示)，最適宜開發(fā)的區(qū)域總面積約為1 605.11 km2，占榆林市總面積的3.74%；較適宜開發(fā)的地區(qū)占榆林市總面積的14.66%；較不適宜和最不適宜的區(qū)域分別占榆林市總面積的39.86%和41.75%。

圖3 榆林市空間開發(fā)適宜性綜合評價

圖4 榆林市空間適宜性評價各等級面積占比

分別統(tǒng)計榆林市各區(qū)縣適宜開發(fā)等級面積，結果表明，榆陽區(qū)和靖邊縣最適宜開發(fā)的面積較大，分別為411.29和396.42 km2，占其(區(qū))縣面積的6%和7.99%；子洲縣最適宜開發(fā)的地區(qū)面積最小，為0.34 km2，僅占子洲縣面積的0.016%；其次為清澗縣，最適宜開發(fā)的區(qū)域面積為2.94 km2，占清澗縣面積的0.16%。較適宜開發(fā)在各縣的分布狀況與最適宜開發(fā)類似，不同的是吳堡縣較適宜開發(fā)區(qū)域面積小于清澗縣和子洲縣，三縣分別為18.47、33.03、24.44 km2。同時，米脂縣較適宜開發(fā)的面積小于清澗縣；神木縣較適宜開發(fā)的面積大于榆陽區(qū)；定邊縣適宜開發(fā)的面積大于靖邊縣。統(tǒng)計較不適宜和最不適宜開發(fā)的面積在各縣的分布情況表明，較不適宜和最不適宜開發(fā)的面積占各縣面積比例從大到小依次為子洲縣、清澗縣、米脂縣、府谷縣、吳堡縣、佳縣、橫山縣、定邊縣、綏德縣、榆陽區(qū)、靖邊縣和神木縣。

表2 榆林市空間開發(fā)適宜性評價等級面積統(tǒng)計 km2

圖5反映了榆林市空間適宜性開發(fā)涉及的9項單要素評價結果，分別是經(jīng)濟發(fā)展水平評價、人口聚集度評價、交通干線評價、區(qū)位優(yōu)勢評價、地形地勢評價、可利用土地資源評價、地質(zhì)災害評價、人均可利用水資源評價和環(huán)境容量評價等。其中，各適宜性評價要素的分析結果表明，榆林市的西北部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平高于東南部地區(qū)，榆林市經(jīng)濟發(fā)展水平較高及經(jīng)濟發(fā)展水平高的區(qū)域面積達6 736.60 km2，占榆林市總面積的15.70%，神木、府谷產(chǎn)業(yè)園區(qū)聚集區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展水平最高；經(jīng)濟發(fā)展水平較高的地區(qū)則主要集中在神木縣、府谷縣、榆陽區(qū)、府谷縣、靖邊、橫山的部分地區(qū)；發(fā)展水平較低的區(qū)域面積占比約為45.25%，主要分布在遠離產(chǎn)業(yè)園區(qū)及開發(fā)程度較低區(qū)域。人口聚集度評價結果表明，榆林市人口密集度高的區(qū)域主要集中在各區(qū)縣的主城內(nèi)，面積約為1 112.77 km2，占榆林市總面積的2.59%；人口密集度低的區(qū)域面積約占榆林市總面積的86.31%。榆林市交通干線影響程度大的區(qū)域主要集中在榆陽城區(qū)、高速路、等級較高的國道及包西鐵路沿線。區(qū)位優(yōu)勢明顯的地區(qū)則主要分布在榆陽區(qū)、府谷縣、清澗縣、神木縣等地區(qū)，占榆林市總面積的32.2%，交通干線的分布特征是區(qū)位優(yōu)勢分布特征的主要影響因素。其中，榆陽區(qū)周圍交通干線遍布，路網(wǎng)密度大，區(qū)位優(yōu)勢明顯。府谷縣的區(qū)位優(yōu)勢主要受山西省、內(nèi)蒙古臨近縣區(qū)的交通干線的影響，清澗縣則主要受延安市臨近縣區(qū)的交通干線的影響。分析榆林市地形地勢情況發(fā)現(xiàn)，榆林市的地勢由西北向東南傾斜，西北地區(qū)地勢平坦，東南地區(qū)地勢起伏大。

分析可利用土地資源、地質(zhì)災害、人均可利用水資源和環(huán)境容量等約束性因子的評價結果表明，榆林市可利用土地資源豐富的地區(qū)主要有府谷縣、神木縣、榆陽區(qū)、橫山區(qū)、靖邊縣、定邊縣；可利用土地資源比較缺乏的區(qū)域主要集中在子洲縣、清澗縣、米脂縣、綏德縣；榆林市受自然災害影響程度大的區(qū)域主要集中在府谷縣、神木縣、定邊縣、靖邊縣、佳縣等各縣的山區(qū)地帶，約占榆林市總面積的19.11%。以流域為評價單元評價榆林市可利用水資源的結果表明，榆林市人均可利用水資源豐富的區(qū)域主要集中在榆溪河、圪求河、白河等流域；人均可利用水資源較缺乏地區(qū)主要分布在綏德縣和米脂縣境內(nèi)。榆林市環(huán)境容量重度超載的地區(qū)主要集中在神木縣、府谷縣、榆陽區(qū)的產(chǎn)業(yè)發(fā)達及工業(yè)園區(qū)集聚分布地區(qū)，同時榆陽區(qū)與神木縣的大部分區(qū)域均屬于中度超載地區(qū)；榆林市的環(huán)境容量無超載的地區(qū)主要集中在東南部山區(qū)地帶。

圖5 榆林市空間適宜性開發(fā)的單要素評價結果

4 結 論

本文基于地理國情成果數(shù)據(jù)、大比例尺基礎測繪成果數(shù)據(jù)和行業(yè)專題資料及統(tǒng)計資料，結合GIS分析技術和層次分析方法，從約束性評價和適宜性評價兩個角度入手構建了適宜榆林市實際的空間開發(fā)適宜性評價體系，分析探討了榆林市空間開發(fā)的適宜程度。結果表明：

(1) 榆林市的西北部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平較東南部地區(qū)高，人口密集度高的區(qū)域則主要分布在各區(qū)縣的主城區(qū)內(nèi)。榆林市交通干線影響程度大的區(qū)域主要集中在榆陽城區(qū)、高速路、等級較高的國道及包西鐵路沿線。受交通干線的影響，區(qū)位優(yōu)勢明顯的地區(qū)的分布狀況與交通干線影響的分布狀況類似。分析榆林市地勢情況發(fā)現(xiàn)，榆林市的地勢由西北向東南傾斜，西北地區(qū)地勢平坦，東南地區(qū)地勢起伏大。

(2) 各約束性要素的評價結果表明，子洲縣、清澗縣、米脂縣、綏德縣等位于榆林市東南部地區(qū)的各縣的可利用土地資源和可利用水資源均較為缺乏；榆林市受自然災害影響程度大的區(qū)域主要集中在府谷縣、神木縣、定邊縣、靖邊縣、佳縣的部分地區(qū)，同時環(huán)境容量無超載地區(qū)主要集中在東南部山區(qū)地帶。

(3) 榆林市最適宜開發(fā)和較適宜開發(fā)的區(qū)域主要分布在榆林市的西北部地區(qū)，占榆林市總面積的18.4%；最不適宜開發(fā)和不適宜開發(fā)的地區(qū)主要分布在榆林市東南部地區(qū)，分別占榆林市總面積的39.86%和41.75%。這一結果與地質(zhì)災害、地形地勢、人均可利用水資源的空間分布特征高度相關。

(4) 本文應用了精細化DEM數(shù)據(jù)、地理國情要素數(shù)據(jù)、地表覆蓋數(shù)據(jù)以及榆林市1∶1萬、1∶5萬DLG等基礎測繪成果數(shù)據(jù)等高精度空間數(shù)據(jù)，以GIS分析技術為主要手段，突破了以往以行政區(qū)為評價單元的模式，實現(xiàn)了對各評價要素信息的精確采集和各統(tǒng)計資料的空間化展示，使得各單要素的評價結果展布于自然地域之上，使得評價結果更為直觀、合理，與其他形式的評價方法相比大大地提高了評價結果空間分布特征的準確性。

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Evaluation of Spatial Development Suitability Based on Geographic National Conditions Information

GONG Yinxi1,2，WANG Ying3，LIANG Min1,2，WANG Pei1,2，CHEN Siyu1,2

(1. National Administration of Surveying, Mapping and Geoinformation Engineering Research Center of Geographic National Conditions Monitoring, Xi’an 710054, China; 2. The First Institute of Geographical information System and Mapping, State Bureau of Surveying and Mapping, Xi’an 710054, China; 3. The Second Crust Monitoring and Application Center,China Earthquake Administration, Xi’an 710054, China)

As an important basic work of the main function division, spatial development suitability evaluation is important in the process of urbanization in coordination. Especially in the coordinated development of space, it has an irreplaceable advantage, in solving the problem of development out of control and disorderly competition. Based on the data of geographic national information data, large-scale basic surveying and mapping data, industry special data and statistical data, combined with GIS analysis and analytic hierarchy process, this paper constructs a suitable evaluation system of spatial development for Yulin city, and analyzes the local suitability of space development. The results show that the most and more suitable area for exploitation and development in Yulin are mainly distributed in the northwest, accounting for 18.4% of the total area. The most unfavorable and unsuitable areas are mainly distributed in the southeast of Yulin, accounting for 39.86% and 41.75% of the total area respectively. The above results are mainly due to the distribution of a large number of mountains, complex terrain and geological disasters in southeastern of Yulin. At the same time, the region’s per capita available water resources is relatively limited, which led to difficulty in the development.

land spatial development suitability; geographic national conditions; space analysis

鞏垠熙，王鶯，梁敏,等.地理國情信息支撐下的空間開發(fā)適宜性評價[J].測繪通報，2017(7)：66-71.

10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0225.

2016-11-24

陜西測繪地理信息局科技創(chuàng)新項目

鞏垠熙(1986—)，男，博士，高級工程師，主要研究方向為國情監(jiān)測及應用。E-mail：top_speedz@163.com

P208

A

0494-0911(2017)07-0066-06