王婉婷

(內(nèi)蒙古師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022)

居民點(diǎn)，也稱之為聚落，是人們居住、生活、休息和進(jìn)行各種社會(huì)活動(dòng)的場(chǎng)所[1]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，人們的居住條件發(fā)生顯著的變化，尤其以大量農(nóng)村人口逐漸向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移這一現(xiàn)象較為明顯。十九大后，鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略全面推廣和實(shí)施，鄉(xiāng)村空間也發(fā)生了一定變化。

居民點(diǎn)空間分布是人地關(guān)系在各種環(huán)境因素的活動(dòng)影響下在空間上的投影，不同區(qū)域居民點(diǎn)的分布特征具有差異性[2]。因此本文以鄂爾多斯市為研究區(qū)域，以2020年的居民點(diǎn)數(shù)據(jù)作為研究對(duì)象，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法和GIS空間分析方法，對(duì)研究區(qū)居民點(diǎn)空間分布特征進(jìn)行分析，以期為建設(shè)美麗鄉(xiāng)村和落實(shí)鄉(xiāng)村振興提供一定的現(xiàn)實(shí)依據(jù)。21世紀(jì)以來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于居民點(diǎn)的研究比較多元化，注重多元學(xué)科融合以及多樣的方法相結(jié)合展開深入研究。目前，國(guó)外學(xué)者關(guān)于居民點(diǎn)的研究多集中于空間功能性、居民點(diǎn)空間與社會(huì)文化轉(zhuǎn)向、鄉(xiāng)村空間重構(gòu)以及生態(tài)環(huán)境等方面[3-4]，在居民點(diǎn)空間研究?jī)?nèi)容上具有綜合多維性。國(guó)內(nèi)學(xué)者關(guān)于居民點(diǎn)空間的研究多在居民點(diǎn)空間格局、演變、影響因素、鄉(xiāng)村空間重構(gòu)、空間布局優(yōu)化以及適宜性評(píng)價(jià)等方面展開[5-10]。關(guān)于居民點(diǎn)空間尺度的研究，多以全國(guó)范圍、縣域、北方地區(qū)等空間較大尺度研究為主[11-13]；在居民點(diǎn)時(shí)間尺度上的研究多以30年至40年的時(shí)間跨度分階段研究為主[14-16]；在居民點(diǎn)空間典型性和代表性區(qū)域選擇上，多集中于山地丘陵地區(qū)、黃土溝壑區(qū)、平原地區(qū)、高原牧區(qū)和沙漠綠洲地區(qū)等典型性區(qū)域展開深入研究[17-22]。鄂爾多斯市為內(nèi)蒙古自治區(qū)呼包鄂城市群的核心城市，人口、經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，而有關(guān)鄂爾多斯市居民點(diǎn)空間分布的相關(guān)研究較少[23]，因此本文基于2020年鄂爾多斯市居民點(diǎn)數(shù)據(jù)，對(duì)其空間分布現(xiàn)狀特征進(jìn)行分析研究，以豐富城市居民點(diǎn)空間特征研究的案例。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

鄂爾多斯市位于內(nèi)蒙古自治區(qū)的西南部，地處鄂爾多斯高原腹地，地理位置為北緯37°35′24″—40°51′40″，東經(jīng)106°42′40″—111°27′20″，總面積8.7萬km2。該區(qū)域東、西、北三面被黃河環(huán)繞，南與黃土高原相連，地貌類型多樣。氣候類型屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候；地勢(shì)西北高、東南低，地形相對(duì)復(fù)雜。鄂爾多斯市下轄2個(gè)區(qū)和7個(gè)旗，即東勝區(qū)、康巴什區(qū)、準(zhǔn)格爾旗、伊金霍洛旗、烏審旗、鄂托克前旗、鄂托克旗、杭錦旗、達(dá)拉特旗(本文將東勝區(qū)和康巴什區(qū)統(tǒng)稱為鄂爾多斯市區(qū))，2020年該區(qū)域的常住人口為215.36萬人。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文的數(shù)據(jù)主要包括聚落數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)。其中2020年鄉(xiāng)村聚落數(shù)據(jù)來源于BigMap遙感影像，分辨率為30m，經(jīng)過矯正、配準(zhǔn)及矢量化，得到鄂爾多斯市鄉(xiāng)村聚落矢量化點(diǎn)數(shù)據(jù)。區(qū)縣行政界線來源于鄂爾多斯市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)(http://ngcc.sbsm.gov.cn/)；鄂爾多斯市DEM高程數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云(www.gscloud.cn)，分辨率為30m；水系和交通矢量圖均來源于中國(guó)國(guó)家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)(1∶25萬)。

2 研究方法

2.1 泰森多邊形法

泰森多邊形用于定性、統(tǒng)計(jì)、鄰近等空間分析。泰森多邊形面積隨點(diǎn)要素的集聚程度而發(fā)生變化，可用泰森多邊形面積的標(biāo)準(zhǔn)差與平均值的比值計(jì)算出變異系數(shù)CV值，由變異系數(shù)CV值來判斷居民點(diǎn)的空間分布類型。其公式為：

(1)

(2)

式中：Si是第i個(gè)多邊形的面積，S為多邊形面積的平均值，n是多邊形面積的個(gè)數(shù)，R為方差。當(dāng)CV為57%(包括33%—64%的值)，點(diǎn)要素呈隨機(jī)分布；當(dāng)CV為92%(包括大于64%的值)，呈集群分布；當(dāng)CV為29%(包括小于33%的值)，呈均勻分布。

2.2 Ripley′s K函數(shù)法

利用Ripley′s K函數(shù)的多距離空間聚類可以對(duì)居民點(diǎn)進(jìn)行不同空間距離的聚類程度分析，以此分析居民點(diǎn)在不同空間尺度范圍內(nèi)的分布特征。其公式為：

(3)

(4)

式中：A為研究區(qū)域面積，d為距離閾值，n為居民點(diǎn)數(shù)量，Wij(d)為在距離d的范圍內(nèi)，居民點(diǎn)到居民點(diǎn)j之間的距離。K(d)可轉(zhuǎn)化為平方根的形式來表示L(d)與d之間的線性關(guān)系，來判斷在距離d范圍內(nèi)各區(qū)域居民點(diǎn)空間分布模式。當(dāng)觀察K值的L(d)>0時(shí)，表示呈集聚分布；L(d)<0時(shí)，表示呈擴(kuò)散分布；L(d)=0時(shí)，表示呈隨機(jī)分布。

2.3 核密度估計(jì)法

核密度估計(jì)法是一種非參數(shù)估計(jì)方法，用于分析居民點(diǎn)空間分布密度及相對(duì)集中程度。其公式為：

(5)

式中：n表示觀測(cè)數(shù)值，h表示帶寬，k為核函數(shù)，di為點(diǎn)到參考位置的距離。核密度值越高，居民點(diǎn)分布越集中。

3 鄂爾多斯市居民點(diǎn)空間分布特征分析

3.1 基于泰森多邊形法的空間類型特征

通過建立鄂爾多斯市以及各旗縣居民點(diǎn)分布的泰森多邊形，計(jì)算出居民點(diǎn)分布的變異系數(shù)CV值，以此分析其空間分布類型(如表1所示)。由計(jì)算結(jié)果可知，鄂爾多斯市全部居民點(diǎn)的CV值為151.60%，總體空間分布模式呈現(xiàn)集群分布。研究區(qū)各旗縣空間分布類型均為集群分布，集聚程度有差異。其中集群性較強(qiáng)的是鄂托克前旗、杭錦旗、烏審旗和達(dá)拉特旗，CV值均超過了100%，但其集群性比全部居民點(diǎn)集群性弱。居民點(diǎn)集群性較弱的為伊金霍洛旗和市區(qū),通過對(duì)比其他旗縣，這兩個(gè)區(qū)域的居民點(diǎn)在縣域范圍內(nèi)分布相對(duì)均勻，這是因?yàn)槎鯛柖嗨故泻鸵两鸹袈迤斓目h域面積小，居民點(diǎn)數(shù)量較高，其分布密度分別為0.33個(gè)/km2和0.21個(gè)/km2，位列第二和第三。居民點(diǎn)在各區(qū)域范圍內(nèi)趨于飽和，這與該區(qū)域的區(qū)位優(yōu)勢(shì)、交通便利密切相關(guān)。居民點(diǎn)選址限制相對(duì)較少，布局較自由，因此集群性較弱。

表1 鄂爾多斯市居民點(diǎn)空間分布類型統(tǒng)計(jì)表

3.2 基于Ripley′s K函數(shù)的多尺度空間特征

為進(jìn)一步探究鄂爾多斯各區(qū)域居民點(diǎn)在不同空間尺度范圍內(nèi)的分布情況，分別在99%置信度下，對(duì)其進(jìn)行Ripley′s K函數(shù)分析(如圖1所示)。鄂爾多斯各區(qū)域居民點(diǎn)均呈現(xiàn)空間集聚特征，但在不同空間尺度上存在差異。在不同的觀測(cè)距離下，各區(qū)域均呈現(xiàn)單峰的特征，隨著距離的增加，集聚程度先增后減。在35km的觀測(cè)距離下，鄂爾多斯市區(qū)、準(zhǔn)格爾旗、達(dá)拉特旗和伊金霍洛旗出現(xiàn)峰值的距離分別為13km、17km、10km和15km。其中準(zhǔn)格爾旗出現(xiàn)峰值的距離最大，表明其居民點(diǎn)分布較其他三個(gè)區(qū)域更分散，居民點(diǎn)區(qū)位選擇的尺度范圍較大。在50km的觀測(cè)距離下，鄂托克旗、杭錦旗、烏審旗和鄂托克前旗的出現(xiàn)峰值的距離分別為27km、14km、12km和16km。以鄂托克旗出現(xiàn)的峰值距離最大，比準(zhǔn)格爾旗居民點(diǎn)空間分布較分散，其區(qū)位選擇的空間尺度最大。在100km的觀測(cè)距離下，通過對(duì)鄂爾多斯市全部居民點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)行Ripley′s K函數(shù)分析，結(jié)果表明：其呈現(xiàn)單峰特征，峰值出現(xiàn)在75km處。從圖1可知，鄂爾多斯市區(qū)、達(dá)拉特旗、鄂托克旗、杭錦旗、烏審旗和鄂托克前旗曲線分別在大于25km、25km、50km、33km、36km和43km處，表示這幾個(gè)區(qū)域在不同空間尺度范圍內(nèi)呈離散分布，隨著空間觀測(cè)距離增加，其居民點(diǎn)空間分布相對(duì)離散化。

(a)鄂爾多斯市區(qū)

3.3 基于核密度估計(jì)法的空間密度特征

通過計(jì)算各區(qū)域居民點(diǎn)分布密度，密度從大到小依次是準(zhǔn)格爾旗、鄂爾多斯市區(qū)、伊金霍洛旗、達(dá)拉特旗、鄂托克旗、杭錦旗、烏審旗和鄂托克前旗。其中準(zhǔn)格爾旗的聚落占總數(shù)的比重最高，為29.86%；鄂托克前旗的聚落占比最低，為5.78%。進(jìn)一步運(yùn)用核密度估計(jì)法對(duì)鄂爾多斯市居民點(diǎn)進(jìn)行空間可視化分析，由此得到居民點(diǎn)空間密度分布圖(如圖2所示)。鄂爾多斯市居民點(diǎn)分布呈“東密西疏”空間分布，分布密度不均勻。研究區(qū)東部地區(qū)的地形相對(duì)平坦、坡度較緩，水源充足，居民點(diǎn)多分布于此；而庫(kù)布齊沙漠和毛烏素沙地位于鄂爾多斯市的西部和南部地區(qū)，不適宜定居，因此居民點(diǎn)分布較少，其空間分布密度較小。核密度高值區(qū)主要集中在準(zhǔn)格爾旗，呈“雙核”的空間分布特征，居民點(diǎn)多分布在黃河沿岸，表明水源對(duì)居民點(diǎn)選址有重要影響。鄂爾多斯市中心的核密度值較高，表明城市中心周邊居民點(diǎn)的密度分布較高，這是因?yàn)槌鞘械膮^(qū)位優(yōu)勢(shì)使得居民點(diǎn)多集中分布在城市周圍?？傮w來看，鄂爾多斯市的居民點(diǎn)往往集中分布在地形條件較好、適宜發(fā)展農(nóng)業(yè)、交通便利、鄰近水源和靠近城鎮(zhèn)的區(qū)域，因此研究區(qū)居民點(diǎn)的分布具有差異性。

圖2 鄂爾多斯市居民點(diǎn)空間密度分布圖

4 結(jié)語(yǔ)

本文以鄂爾多斯市為研究區(qū)域，運(yùn)用泰森多邊形法、Ripley′s K函數(shù)法和核密度估計(jì)法對(duì)研究區(qū)居民點(diǎn)的空間分布類型特征、空間多尺度特征以及空間密度特征等進(jìn)行分析，結(jié)果表明：(1)從空間分布類型特征看，鄂爾多斯市在整體上空間呈集群分布，各區(qū)域也均呈現(xiàn)集群空間分布，空間集聚程度具有差異性。其中集群性最強(qiáng)的是鄂托克前旗，集群性最弱的是伊金霍洛旗，這是由于伊金霍洛旗靠近市中心，其區(qū)位優(yōu)勢(shì)較明顯，交通便利且通達(dá)性良好，居民點(diǎn)布局限制少，空間分布相對(duì)自由。(2)從空間多尺度空間特征上看，研究區(qū)各區(qū)域均呈現(xiàn)單峰的分布模式，隨著距離的增加，集聚程度呈先增加后減小的特征。鄂托克旗出現(xiàn)的峰值距離最大，其居民點(diǎn)相較于其他區(qū)域較分散，區(qū)位選擇的空間尺度最大。鄂托克旗在距離27km左右的位置其居民點(diǎn)達(dá)到最大的空間集聚狀態(tài)，這在一定程度上反映了居民點(diǎn)選址與空間范圍之間的聯(lián)系。(3)從空間密度特征來看，準(zhǔn)格爾旗和鄂爾多斯市區(qū)居民點(diǎn)分布密度較高?？傮w來看，鄂爾多斯市居民點(diǎn)具有“東密西疏”的空間分布特征，居民點(diǎn)空間分布不均衡性特征顯著。核密度高值區(qū)多集中在準(zhǔn)格爾旗，具有明顯的雙核結(jié)構(gòu)空間分布特征?？傮w來看，鄂爾多斯市居民點(diǎn)的空間分布與地形、水源、交通、城鎮(zhèn)等因素密切相關(guān)。

本研究還存在不足之處：第一，未對(duì)影響鄂爾多斯居民點(diǎn)空間分布的影響因素進(jìn)行探究，在后續(xù)的研究中可以系統(tǒng)化地對(duì)鄂爾多斯市居民點(diǎn)空間分布的影響因素進(jìn)行深入研究。第二，文中對(duì)鄂爾多斯居民點(diǎn)的空間分布僅體現(xiàn)在點(diǎn)數(shù)據(jù)上，未對(duì)聚落面數(shù)據(jù)進(jìn)行解譯，未來將會(huì)以居民點(diǎn)斑塊等面數(shù)據(jù)對(duì)其形態(tài)進(jìn)行研究。第三，居民點(diǎn)的空間分布是一個(gè)長(zhǎng)期發(fā)展的演變過程，本文僅對(duì)2020年的居民點(diǎn)進(jìn)行分析研究，未在較長(zhǎng)時(shí)間尺度對(duì)研究區(qū)居民點(diǎn)空間分布演變展開研究，后期可以進(jìn)一步深化鄂爾多斯市居民點(diǎn)空間分布等方面的研究。