2024年5月27日发(作者：)
基于GIS空间分析技术的农村居民点用地适宜性评价——以
陕西省韩城市为例
张海龙
【摘 要】以陕西省韩城市为例,依据新时期我国农村建设要求,从韩城市农村地区居
民点用地特征入手,选取生态条件、生产条件和生活条件3个方面的16个相关评价
指标,建立评价体系,利用生态位理论与模糊物元模型,评价其农村居民点用地适宜性,
将韩城市农村可用作居民点的土地依据适宜性划分为4个等级:高适宜居民点用地、
一般适宜居民点用地、不适宜居民点用地和禁止居民点用地.研究结果可为我国广
大农村地区居民点选址提供参考.%Taking Hancheng City of Shaanxi Province
as study area,according to characteristics of rural residential land in
Hancheng city,it selected 16 relevant indicators from ecological,productive
and living conditions three aspects,to establish the index system for rural
residential land suitability the help of niche and fuzzy
matter element model,suitability of rural residential land was
evaluated,suitability of rural residential land in the district was divided into
4 grades:highly suitable residential land,suitable residential land,unsuitable
residential land and forbidden residential results of this study can
provide reference for selection of residential land of vast rural areas in
China.
【期刊名称】《安徽农业科学》
【年(卷),期】2017(045)021
【总页数】4页(P199-202)
【关键词】生态位理论;农村居民点;适宜性评价;韩城
【作 者】张海龙
【作者单位】商洛学院城乡规划与建筑工程学院,陕西商洛 726000
【正文语种】中 文
【中图分类】F301.23
居民点是人们集聚形成的定居地点。依据性质和人口规模，可将其分为城市居民点
和农村居民点。相比各方面条件都优越的城市居民点，地理自然环境、社会经济基
础和文化等都对农村居民点的形成和发展产生着深远影响[1-4]。长期以来，我国
传统农村居民点普遍存在的生产生活基础设施落后、缺少必要的服务设施等问题，
居住环境较为恶劣[5-6]。其建设长期依靠农民的自由意愿并受当地经济条件的限
制，分布不集中、规模较小，发展空间有限。近年来，政府对“三农”问题尤为重
视，通过多渠道大力发展农村经济，改善农村面貌，提高农民生活水平。然而在经
济取得发展的同时，农村居民点建设也出现了如规划不合理、闲置土地等现象[7]。
因此迫切需要对土地适宜性进行评价，为规划居民点提供依据。
生态位是反映种群在时空上所拥有的位置及其与环境以及其他相关种群之间的功能
关系与相互作用[8-10]。由于生态位理论易于建模和理论迁移，它的应用已不局限
在生态学，已经被广泛应用于企业演化、城市扩张、旅游发展等领域[11-13]。该
研究将农村居民点用地对自然条件以及社会经济条件的需求资源空间与农村居民点
用地的现实自然条件以及社会经济条件进行耦合，这种耦合关系即农村居民点用地
生态位适宜度。物元分析理论是使用关联函数定量描述事物发展的一种非经典数学
的理论[14]，该模型在地质评价、环境评价以及中草药适宜性评价等相关工作中，
证明了其科学性以及实用性，取得了较好的效果[15-16]。
目前国内主要用相关分析、景观分析以及GIS空间分析等研究方法规划居民点分
布[17-18]，为该研究奠定了理论基础。笔者以陕西省韩城市为例，运用生态位理
论与模糊物元模型评价其农村地区的居民点用地适宜性，以期评价结果能够帮助决
策机构合理使用该市农村土地资源，科学规划乡村聚落。
1.1 研究区概况 韩城市位于110°7′19″～110°37′24″E、35°18′50″～35°52′08″N。
全市南北长50.2 km，东西宽42.5 km，总土地面积1591.60 km2，70%属于山
区。2012年韩城市总人口为40.47万，其中农村人口为15.45万。韩城市土地变
更调查显示，2012年末农村居民点面积为46.51 km2，占土地总面积的2.92%。
1.2 数据来源 研究数据来源于：①采用依照国土资源部相关技术规程分类的2013
年韩城市土地利用数据[19]；②由地理空间数据云下载得到韩城市相关地型数
据;③2013年《韩城统计年鉴》。
1.3 研究方法 ①选取评价指标体系，计算各指标值，描述韩城市农村居民点用地
资源现实生态位；②利用模糊物元模型概念构造韩城市农村居民点用地评价指标隶
属函数，计算需求生态位；③利用最大信息熵模型计算各指标权重，并求出综合评
价指标值；④划分韩城市居民点用地适宜等级并计算面积，指出分布区域。
1.3.1 评价指标体系构建。根据相关研究，从生态条件、生产条件和生活条件中选
择16个指标，构造韩城市农村居民点用地适宜性评价指标体系(表1)[17,20-21]。
1.3.2 评价指标体系计算。用韩城市DEM数据计算出生态条件中的Z1、Z2和Z3
这3个指标；每个单元的距离指标Z4、Z7、Z8、Z10、Z11、Z14和Z15由欧式
距离量测，最终生成分辨率为100 m的栅格数据；Z5由《韩城市统筹城乡发展规
划》等资料转绘；农用地图斑图层与500 m分辨率网格进行叠置分析，即可求Z6，
将网格缩小为100 m同理可求出Z13；借助韩城市居民点数据，采用密度制图可
得到Z12图层；提取韩城市主要道路，由公式(1)计算韩城市2013道路通达度。
式中,Y3为道路通达度;ri=d/di，d=g/2l，g为韩城市总面积，di为缓冲距离，l
为韩城市主干道路总长。
1.3.3 模糊物元模型。由于广大农村地区对居民点建设时用地需求不统一，故该研
究利用模糊物元模型来确定这种需求。模型中，研究目标为R=(N，C，V)，N代
表事物名称，C代表事物特征，V代表N的量值，R为研究目标，即模糊物元。
对于R多个特征值C1，C2，…，Cn，分别对应模糊值v1，v2,…,vn,则m个事物
及其n 维物元将构成复合物元Rnm：
式中，μij( i = 1，2,…,n;j=1,2,…，m)是第i个事物第j个特征对应的模糊值[15]。
1.3.3.1 隶属规则。隶属函数可以将语义上模糊的概念以及专家意见在形式上转化
为定量的数学描述[22]。在该研究中采取从优隶属度原则，有下梯形[公式(3)]或者
上梯形[公式(4)]2种：
其中，Z1、Z2、Z3和Z8指标不适用公式(3)和公式(4)，而使用高斯隶属函数[公
式(5)]确定。
评价指标的隶属函数类型及阈值见表2。不同地质灾害等级量化标准见表3。
1.3.3.2 关联变换。根据表2、3，建立关联系数复合模糊物元Rξ：
式中,μij为各评价指标的值;n为评价指标的个数，即16;m为全体农村居民点，共
3 285块。
令则第i个指标熵值归一化后为：
则指标的熵权值为：
θi=[1-e(μij)]
所求各评价指标权重见表2最后一列。
1.3.3.4 综合评价指标值的计算。设Rk表m个事物的关联度组成的关联度复合物
元，Rw是指标的信息熵权重向量，则有：
Rk=Rw
式中，公式中的模糊算子采用M(,+)。在ArcGIS 10.0中，以表1中的评价指标参
与空间计算，其中Kj是第j个栅格单元生境适宜性的总得分，wi为第i个指标的
权重，ξij是第个栅格第i个指标隶属度。Ki∈(0，1)，取值越接近1，表明该栅格
单元所对应的土地越适合建设农村居民点。
根据相关数据，利用公式(1)～(11)，计算得到韩城市农村居民点用地适宜性综合
评价值(图1)。
采用Natural Breaks分级方法[21]，依据适宜性综合评价值从高到低顺序，将韩
城市农村居民点用地适宜性划分为4类：高适宜、一般适宜、不适宜和禁止(表4)。
用地适宜性综合评价指数大于等于0.745为高适宜建设用；介于0.315～<0.532
的区域为不适宜建设用地；介于0.532～<0.745的区域为一般适宜建设用地；介
于0.030～<0.315的区域为禁止建设用地(图2)。
由图2和表4可知，韩城市农村居民点最适宜建设用地面积为287.46 km2，主要
位于研究区东部，属黄土台塬带，地势平坦，条件优越，同时也是韩城市市区所在
地。最适宜建设用地区外缘的中部浅山区黄土丘陵地带以及县域内沿河谷分布的平
坦区域为韩城市农村居民点建设的一般适宜区域，该区域面积为454.80 km2，地
形较为平坦，离水源地较近，基础服务设施完善，具备规划农村居民点有利条件，
可以进行居民点建设。韩城市农村居民点不适建设用地面积为423.71 km2，主要
分布在韩城市北部和西南部的低山丘陵地带，该区域地形复杂，基础设施薄弱，离
主要城镇服务区较远，人口分布零散，不利于居民点的发展。禁止建设农村居民点
的土地面积为425.63 km2，分为两部分：无法进行农村居民点建设的区域如河流、
水库等；自然地理条件不适合农村居民点建设的区域。这部分区域集中分布在县域
西部王峰镇、盘龙乡、薛峰乡以及县域西部部分地区，该区域多为梁、峁状山岭，
坡度较大，地质灾害高发，不宜规划农村居民点，应作为重点生态保护区域。
客观准确地评价大区域内农村居民点用地适宜性，可为各级政府进行移民搬迁、推
进社会主义新农村建设或合理规划居民点、建立和谐人地关系提供决策依据。该研
究基于GIS空间分析技术，以韩城市农村居民点用地适宜性为研究目标，运用生
态位理论和模糊物元模型，对韩城市农村居民点用进行了多因素综合适宜性评价，
将韩城市农村居民点用地划分为4种类型。结果表明，受制于各种条件，韩城市
农村的居民点用地适宜性具有显著区别，由县域东部黄土台塬带向西部低山丘陵和
山区逐渐降低。
该研究将生态位理论引入农村居民点用地适宜性评价中，进行了实践应用，并取得
了预期结果，对生态位理论的跨学科应用具有一定推广示范作用。模糊物元模型的
优势是能定量原本只能定性的模糊数学关系，在较大程度上避免了主观因素对评价
结果的影响，这为土地适宜性评价开辟了新思路。
【相关文献】
[1] 朱雪欣,王红梅,袁秀杰,等.基于GIS的农村居民点区位评价与空间格局优化[J].农业工程学报，
2010，26(6):326-333.
[2] 刘晓清,毕如田,高艳.基于GIS的半山丘陵区农村居民点空间布局及优化分析：以山西省襄垣县
为例[J].经济地理，2011,31(5):822-826.
[3] 马晓冬,李全林,沈一.江苏省乡村聚落的形态分异及地域类型[J].地理学报，2012,67(4):516-525.
[4] 吴秀芹,张艺潇,吴斌,等.沙区聚落模式及人居环境质量评价研究：以宁夏盐池县北部风沙区为例
[J].地理研究,2010，29(9):1683-1694.
[5] 谢作轮,赵锐锋,姜朋辉,等.黄土丘陵沟壑区农村居民点空间重构：以榆中县为例[J].地理研究，
2014,33(5):937-947.
[6] 王传胜,孙贵艳,朱珊珊.西部山区乡村聚落空间演进研究的主要进展[J].人文地理，2011(5):9-14.
[7] 王林林,路春燕.陕北黄土丘陵沟壑区聚落分布及形成机制：以延安市安塞县为例[J].农业现代化
研究，2015,36(5):883-889.
[8] AUSTIN M l prediction of species distribution:An interface between ecological
theory and statistical modeling[J].Ecological modelling，2002,157(2/3):101-118．
[9] SOBERON J,PETERSON A retation of models of fundamental ecological niches
and specie’s distributional areas[J].Biodiversity informatics，2005(2):1-10．
[10] HIRZEL A R,LAY G t suitability modeling and niche theory[J].Journal of
applied ecology,2008,45(5):1372-1381．
[11] 钱辉,张大亮.基于生态位的企业演化机理探析[J].浙江大学学报(人文社会科学
版),2006,36(2):20-26.
[12] 瘳红娟,徐建华,岳文泽.城市生态系统适宜度的时空对比分析[J].生态科学,2003,22(4):300-304.
[13] 欧阳志云,王如松,符贵南.生态位适宜度模型及其在土地利用适宜性评价中的应用[J].生态学
报,1996,16(2):113-120.
[14] 蔡文.物元模型及其应用[M].北京:科学技术文献出版社,1994：7-10.
[15] 陈斌,丁世飞.基于信息熵的模糊物元模型预测玉米螟种群动态[J].数学的实践与认识2007，
37(10):78-82.
[16] 郭彦龙,卫海燕,顾蔚,等.基于模糊物元模型的桃儿七潜在地理分布研究[J].生态学
报,2015,35(3):770-778
[17] 秦天天,齐伟,李云强,等.基于生态位的山地农村居民点适宜度评价[J].生态学报，2012，
32(16):5175-5183.
[18] 蒙莉娜,郑新奇,赵璐,等.基于生态位适宜度模型的土地利用功能分区[J].农业工程学
报,2011,27(3):282-287.
[19] 吴江国,张小林,冀亚哲,等.县域尺度下交通对乡村聚落景观格局的影响研究：以宿州市埇桥区为
例[J].人文地理，2013，28(1):110-115.
[20] 齐增湘,廖建军,徐卫华,等.基于 GIS 的秦岭山区聚落用地适宜性评价[J].生态学
报,2015,35(4):1247-1283.
[21] 曲衍波,张凤荣,姜广辉,等.基于生态位的农村居民点用地适宜性评价与分区调控[J].农业工程学
报,2010,26(11):290-296.
[22] 胡宝清.模糊理论基础[M].2版.武汉:武汉大学出版社，2010:271-300.
[23] LU C Y,GU W,DAI A H,et ing habitat suitability based on geographic
information system (GIS) and fuzzy:A case study of Schisandra sphenanthera
Qinling Mountains,China[J].Ecological modelling,2012,242(3):105-115.
[24] WEBER T m entropy modeling of mature hardwood forest distribution in
four [J].Forest ecology and management，2011，261(3):779-788.
[25] 张家其,吴宜进,葛咏,等.基于灰色关联模型的贫困地区生态安全综合评价：以恩施贫困地区为例
[J].地理研究,2014,33(8):1457-1466.
发布评论