陳婷 羅群 周婷 張超 汪李輝 王志紅

貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 貴州畢節(jié) 551700

1 概述

居民點(diǎn)的集散程度間接揭示了當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、地貌、氣候、土壤、水文等要素，農(nóng)村居民點(diǎn)的分布都是農(nóng)村建設(shè)中土地利用的重大問(wèn)題之一，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究主要集中于交通、地理環(huán)境、土地利用等方面。如楊興艷等[1]利用景觀生態(tài)學(xué)和地理探測(cè)器方法，探究貴州省傳統(tǒng)村落居民點(diǎn)的空間分布差異。高星[2]分析了瀾滄江流域居民點(diǎn)空間分布特征及其影響因素。本文選取四個(gè)地形因子，分析它們對(duì)居民點(diǎn)空間分布的影響，有助于了解黔西北喀斯特地區(qū)居民點(diǎn)分布和影響因素。

2 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)源

2.1 研究區(qū)概況

金海湖新區(qū)位于貴州省畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)和大方縣交界處，國(guó)土面積595平方千米。畢節(jié)市市政府將市公安局、市法院、市檢察院、畢節(jié)市婦幼保健院等機(jī)關(guān)單位搬遷至金海湖新區(qū)，使其環(huán)境資源條件和城市建設(shè)條件更加優(yōu)越。畢節(jié)職教城的設(shè)立吸引了大量學(xué)子入學(xué)，帶動(dòng)了周邊城市的發(fā)展和人才引進(jìn)，新區(qū)的發(fā)展必將帶動(dòng)七星關(guān)區(qū)和大方縣的發(fā)展。圖1為新區(qū)地理位置。

圖1 金海湖新區(qū)地理位置

2.2 數(shù)據(jù)源與處理

數(shù)據(jù)來(lái)源包括全國(guó)1∶100萬(wàn)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，ALOS衛(wèi)星的數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)(12.5m DEM)，以及由高分二號(hào)衛(wèi)星影像經(jīng)過(guò)人工解譯得到的居民點(diǎn)數(shù)據(jù)。通過(guò)GIS空間分析方法選取海拔、坡度、地表起伏度、地表粗糙度四個(gè)地形因子，分析它們對(duì)居民點(diǎn)空間分布的影響。金海湖新區(qū)居民點(diǎn)分布情況如圖2所示，區(qū)域影像如圖3所示。

圖2 居民點(diǎn)分布情況

圖3 衛(wèi)星影像

圖4 居民點(diǎn)核密度分布圖

3 金海湖居民點(diǎn)空間分布特征與影響因素

3.1 基于核密度分析的金海湖居民點(diǎn)空間分布特征

核密度估計(jì)是一種非參數(shù)的表面密度估計(jì)方法。居民點(diǎn)的核密度f(wàn)n(x)公式為：

h表示搜索半徑；n為居民點(diǎn)數(shù)量；(x-xi)為居民點(diǎn)間的距離。生成居民點(diǎn)核密度分布圖，如圖4所示。從圖中可以看出，梨樹鎮(zhèn)和小壩鎮(zhèn)是居民點(diǎn)高度集中區(qū)域，其次是岔河鎮(zhèn)、文閣鄉(xiāng)、竹園鄉(xiāng)和雙山鎮(zhèn)，居民點(diǎn)密集程度最小的是響水鄉(xiāng)。

3.2 基于最鄰近分析分析的金海湖居民點(diǎn)空間分布特征

最近鄰點(diǎn)分析是一種分析點(diǎn)位置關(guān)系的點(diǎn)模式分析法，其計(jì)算公式為：

R=Dobs/Dexp

式中，R是最近鄰指數(shù)，Dobs是平均觀測(cè)距離，Dexp是預(yù)期平均距離。

R<0.5時(shí)，居民點(diǎn)分布為集聚型；0.5

研究區(qū)居民點(diǎn)最近鄰點(diǎn)分析表

3.3 金海湖居民點(diǎn)空間分布的影響因素分析

3.3.1 海拔對(duì)居民點(diǎn)空間分布的影響

在GIS中將海拔分為五個(gè)級(jí)別，生成海拔高度分級(jí)圖，如圖5所示。居民點(diǎn)面積隨海拔變化情況，如圖6所示。

圖5 海拔高度分級(jí)圖

圖6 不同海拔的居民點(diǎn)面積

由圖5圖、6可以看出，居民點(diǎn)分布在海拔1173～1406m之間最多，面積達(dá)1370.63hm2，占總面積的54.08%；其次為海拔1406～1494m，面積達(dá)837.02hm2，占總面積的33.02%；海拔1494～1614m，面積達(dá)237.49hm2，占總面積的9.37%；最少的為海拔1780～2123m，面積只有21.39hm2。

3.3.2 坡度對(duì)居民點(diǎn)空間分布的影響

對(duì)DEM數(shù)據(jù)生成坡度分級(jí)圖，如圖7所示。圖8為居民點(diǎn)面積隨坡度變化情況。

圖7 坡度分級(jí)圖

圖8 不同坡度的居民點(diǎn)面積

由圖7、圖8可以看出，研究區(qū)居民點(diǎn)分布在坡度5°～15°最多，面積達(dá)1539.12hm2，占總面積的60.73%；其次為坡度2°～5°，面積達(dá)517.7hm2，占總面積的20.43%。坡度越大，居民點(diǎn)面積越少，說(shuō)明不同坡度對(duì)居民點(diǎn)的空間分布影響明顯。

3.3.3 地表起伏度對(duì)居民點(diǎn)空間分布的影響

地形起伏度R是單位面積內(nèi)最大相對(duì)高程差，可用下式表示：

R=Hmax-Hmin

使用焦點(diǎn)統(tǒng)計(jì)工具和柵格計(jì)算器計(jì)算高程差值，分為共五個(gè)級(jí)別，得到地表起伏度分級(jí)圖，如圖9所示。居民點(diǎn)面積隨地表起伏度變化情況如圖10所示。

圖9 地表起伏度分級(jí)圖

圖10 不同地表起伏度的居民點(diǎn)面積

由圖9圖和圖10可看出，居民點(diǎn)分布在地表起伏度0～7m最多，面積達(dá)1819.27hm2，占總面積的71.77%；其次為7～13m，面積達(dá)628.23hm2，占總面積的24.78%；其余地表起伏度幾乎沒(méi)有居民點(diǎn)。

3.3.4 地表粗糙度對(duì)居民點(diǎn)空間分布的影響

由坡度計(jì)算地表粗糙度，再將其分為五個(gè)級(jí)別，得到地表粗糙度分級(jí)圖，如圖11所示。居民點(diǎn)面積隨地表粗糙度變化情況如圖12所示。

圖11 地表粗糙度分級(jí)圖

圖12 不同地表粗糙度的居民點(diǎn)面積

由圖11、圖12可看出，居民點(diǎn)多分布在地表粗糙度1～1.05m之間，面積達(dá)2353.4hm2，占總面積的92.86%；其余地表粗糙度幾乎沒(méi)有居民點(diǎn)。研究區(qū)居民點(diǎn)大部分處于粗糙度1～1.05m之間，說(shuō)明研究區(qū)居民點(diǎn)受地表粗糙度影響明顯。

4 結(jié)果與討論

運(yùn)用GIS空間分析方法，選取金海湖新區(qū)的海拔、坡度、地表起伏度和地表粗糙度四個(gè)地形因子，分析它們對(duì)居民點(diǎn)空間分布的影響。結(jié)果表明：

(1)居民點(diǎn)較為集中的地區(qū)為梨樹鎮(zhèn)、小壩鎮(zhèn)，響水鄉(xiāng)分布最稀疏。

(2)新區(qū)受海拔、坡度、地表起伏度、地表粗糙度影響較為明顯。

(3)居民點(diǎn)主要分布在海拔1173～1406m區(qū)域，約占總面積的54.08%；坡度方面，主要集中于5°～15°；起伏度0～7m區(qū)域居民點(diǎn)最多，約占總面積的71.77%；粗糙度1～1.052m內(nèi)居民點(diǎn)分布最多，約占總面積的92.86%。

(4)部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)地理?xiàng)l件優(yōu)越，居民點(diǎn)密集程度大，如梨樹鎮(zhèn)，可能對(duì)當(dāng)?shù)赝恋刭Y源造成壓力。