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基于GIS的建设性土地适宜性的方法评价与研究进展
郑文辉
土木工程与建筑学院，
南昌大学，南昌，江西，330031，中国
关键词：建设用地适宜性评价，GIS方法，研究进展
摘要：建设用地适宜性评价是土地资源有效配置的前提。中国正处于城市化快速发展的历史时期；建设用地需求快速增长；建设用地适宜性评价研究具有较强的现实意义和广阔的应用前景。本文从基本环节相协调一致的五个方面总结了基于GIS的建设用地适宜性评价基本分析方法。然后介绍了建设性的研究进展情况，从土地适宜性评价的角度确定了评价因子和因子权重,评估因素分类、土地分类的情况。最后，分析了本课题的研究方向，即完善评价方法和运用新的数学方法，结合政府部门相关标准与城市扩展模式，区域发展战略与地理信息系统来做进一步研究分析。
1、引言
建设用地适宜性评价是综合地理、生态、经济等方面的多学科综合研究，评价土地固有的生态条件，准备建设的土地的性质，以及社会效益、工程技术适宜的程度和限度。在城市的发展过程中，建设用地适宜性评价是土地资源有效配置的前提。中国正处于城市化快速发展的历史时期；建设用地需求增长迅速。因此，对建设用地适宜性评价研究具有较强的现实意义和广阔的应用前景。
建设性土地适宜性评价的基本分析方法来自于美国景观设计师McHarg在1969年所讨论的土地生态适宜性的概念[1]。 他和hiscolleague在Staten岛的计划中使用这种方法。 地理信息系统（GIS）是一种用于操纵和分析空间信息的新技术[2]，它在近几十年来发展起来，并被广泛应用于调查，环境评价，区域开发计划和公共行政。 通过建立基于GIS的评价过程，形成定性，定量和可见的评价结果，建设性土地适宜性评价大大提高了评价效率，分析结果的准确性和应用性。
2、基本分析方法
海量的地理信息数据存储和强大的空间分析功能是GIS的本质特征。以此建立了土地适宜性评价的基本分析方法; 如图1所示。
图1 基本分析方法
鉴于该区域的环境和特点，研究工作评价因素通常由水域，植被，农田，建成区，边坡，社会经济，发展目标，道路交通系统，人口分布等组成。考虑到已经确定的评价因素，研究人员收集和重组基本数据，其通常由遥感技术解译遥感图像，以获得该地区关于水，植被，农田，建成区，收集区的现状， 其中包括高速公路和高速公路区域的情况，收集划分到基本行政单位区域的行政区划图，收集区域社会经济发展状况的材料，建立地理信息数据库，同时现场调查补充缺陷部分， 并收集该地区的电子地形图。 研究人员应收集以上资料，整理、调整、矢量化，做好分析准备。
研究者基于GIS的空间分析功能对每个评价因素进行分析，一般包括通过缓冲区分析法、空间插值法和网格分析法来分析该区域当前的土地利用方式，地形，建筑物的潜在条件，交通状况和区域的可达性，并通过空间插值法分析区域的人口分布，建立和完成基于行政区域的发展状况和环境的区域属性数据库。最后研究者应对分析结果进行分类和归类，形成各种因素的演化图。
通过基于网格重叠分析或矢量叠加分析的方法，对因子评估的结果进行综合加权叠加分析。确定因子权重是多因素综合分析的一个技术关键，通常使用的方法是层次分析法和专家打分方法[3,4]。
根据聚类分析等方法，对综合分析结果进行分类和编制，形成统计分析结论，并以分析结果为依据，制定土地利用、分类管理和建设性土地分配等政策。
3、研究方法与进展
在以上研究方法的基本框架下，众多学者对建设用地适宜性评价进行了研究，其创新体现在这一工作的各个环节上。
3.1因子和权重
确定评价因子，研究因子和确定因子的权重是影响分析结果科学性的重要的关键点。虽然有很多评价因素，但是研究人员应该综合各种因素以避免因素之间的重复。例如，在尹等人关于2007年江苏省新增建设用地分配的研究中，研究人员使用主成分分析法将影响土地分配的十三个因素合并为三个综合因素，包括人口资源，经济和社会，城市发展，从而集中讨论。然而传统评价模型在最终的评价因素中具有很大不确定性;例如，不能确定相同等级因子之间的差异大小;然而，不同等级因子之间的分界又会有很大的差异。考虑到上述问题，周等人在2007年对传统评价模型进行了基于灰色关联的分析[5]。在土地评价中，一些因素对施工构成了绝对的约束;此时，用综合加权叠加分析法来研究是不合适的。例如，宗等人在2007年关于土地利用生态适宜性评价的研究中[6]，重叠层，生态敏感程度由最高敏感值决定，根据选择最大值以体现生态需求的原则[7] 。
3.2评价因素分类
影响建设性土地选择的因素具有不同的性质;一些对因素选择具有促进作用，另一些具有限制作用;将所有因素叠加在一起的分析方法忽略了因素之间的本质差异。一些学者发现了这个问题，并采用评价因子分类的方法对评价方法进行改进，使评价结果更客观、更合理。例如，2006年，陈等人划分区域评价因子为两组，包括自然生态和经济社会，通过叠加分析，分别评价生态经济角度下各单位的重要性指数，基于互斥矩阵的综合分析，将苏州地区分为四类，并在此基础上提出了关于不同类型分区要求[8]。在卢等人关于2007年空间发展区域化方法的研究中，研究人员分别对发展基础，位置条件和资源环境三个目标进行分类，定义三个目标的高，中，低标准值，确定空间发展类型对应不同组合的三个目标，然后区域空间发展基于不同的政策要求反映在不同的组合中[9]
3.3土地分类
一些学者提出了基于gis的建设性土地适宜性评价在国土规划布局中的应用，以此来使分析结果更具体。例如，2006年，梁等首先选择萍乡主要的土地利用类型，建立生态适宜性评价因子系统，然后对每种类型的土地类型进行评价，之后对每种土地类型的生态适宜性分布图进行加权叠加分析[10]，最终获得了该区域综合生态适宜性分布图。秦等学者于2010构建基于GIS的城市未来模型；通过土地评估，战略诱导和场景模拟等步骤，构建了若干可供选择的土地规划模拟方案，并基于多目标矩阵的方法综合评价这些方案，然后提供土地规划布局的最佳方案[11]。
4、进一步的研究方向
在研究方法的基本框架下，基于GIS的建设性土地适宜性评价在许多学者的推动下获得了重要的研究成果。以下几个方面可能成为这项工作的发展方向。
选择评价因素并确定权重是建设性土地评价的关键点和难点，选择的因素在当前的研究中通常具有主观性; 选择的因子总是由于基础数据的不同而不同; 研究因素之间的相互影响因子很简单; 确定评价因素的权重还不够。 这些都是应该立即改进的方面，以此来增强这项工作的科学性; 因此，新的数学方法如模糊数学方法应更广泛地使用。
目前，行政部门和学术界还没有统一对中国建设性土地适宜性评价的准确定义和明确说明; 现有研究几乎集中在微尺度区域，如县规模，城市行政区域; 然而，宏观区域的评价是不完善的。 现在有必要逐步发布相关标准，建立和完善面向公众的基本信息数据库，使这项工作走上标准化轨道，适应社会经济发展的需要。
今天，中国越来越重视科学发展; 因此，通过城市扩展模型，规划系统和GIS的结合，可以提高建设性土地适宜性评价的应用价值。它可以使土地资源被适当地规划，并能直接的给政府提供科学地，决定生成可比性，动态和可见的解析过程，并提供基于建设性土地适宜性评价和区域发展战略。
5、结论
在当前中国，进行建设性土地适宜性评价研究具有很强的现实意义和广阔的应用前景。 本文从五个基本环节对基于GIS的建设性土地适宜性评价的基本分析方法进行了总结，介绍了许多学者在研究方法的基本框架下所开展的这项工作的研究开发成果，然后从三个角度对这项工作的进一步研究方向进行分析。
参考文献
[1]McHarg：Design with Nature（自然历史出版社，USA 1969）。
[2] S.J. Carver：国际地理信息系统杂志（1991）。 p321-339
[ 3 ] L. Saaty：层次分析法（麦格劳山、美国1980）。
[ 4 ] C. Chen，W. Chen和W.G. Lv：地理卷28进展（2009）。775-781 P.
[ 5 ] S.M. Yin，X.B. Jin，Y.K. Zhou，Y.Y. Zhao和J.J. Li：自然资源学报
22（2007）。372-379 P.
[ 6 ] J.F. Zhou，G.H. Huang，Z.W. Li，通用汽车曾，S. Jiao和L. Tang：[J].生态学报Vol.27（2007）。p774-783
[ 7 ] Y.G. Zong，R. Wang，C.G. Wang，H.Y. Wang和L. Zhang：地理研究第26卷（2007）。1117-1126 P
[ 8 ] W. Chen，W. Sun，X.J. Duan和J.L. Chen：地理学报61卷（2006）。p839-846
[ 9 ] Y.Q. Lu，K. Lin和L. Zhang：地理学报62卷（2007）。p351-363
[ 10 ] T. Liang，C.X. Cai，M. Liu和X.L. Peng：地理研究26卷（2007）。p782-788
[ 11 ] X.H. Qin，X.J. Duan和J. Yang：地理学报65卷（2010）。p1121-1129
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