滁州市居住环境等级评价研究

潘玲玲,杨永国,严大思

(中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州 221116)

1 引 言

城市居住环境是指人类生活和居住的环境,城市发展的目标就是构建出一个社会、人文环境都和谐的居住环境,但是一个和谐的人居环境在选择时要考虑多种因素。国内外学者对宜居城市研究时,采用了不同的方法。前者对城市居住环境的研究涉及自然、社会、安全等多方面,如顾文选等提出从社会文明、经济富裕、环境优美、资源承载、生活便利和公共安全等 6个方面来评价城市是否宜居[1];后者一般是从经济、环境、交通以及可持续发展几个方面考虑,如Patricia Annez认为,21世纪的宜居城市应该建立在经济可持续发展的条件上,同时环境条件和人民生活条件都达到一定的要求[2];另外,城市人居环境的评价方法一般有主观与客观两种方法,前者是通过专家或问卷调查确定城市人居环境的评价指标体系,后者是通过GIS软件,对大量的数据进行分析计算,确定评价指标体系[3]。为了避免两种方法各自的缺陷,本论文采用主观与客观相结合的评价方法。

2 研究方法与步骤

2.1 数据来源

论文选择安徽省滁州市作为研究对象。滁州市地处丘陵地带,地势起伏大;位于琅琊山脚下,靠近琅琊山风景区,人文环境较好。主要采用的数据是滁州市1∶10 000的 DEM数据、滁州市各行政要素分布的矢量数据以及滁州市道路交通网矢量数据。

2.2 指标体系建立

借鉴于国内外专家学者对城市居住适宜性的研究,通过对已有文献的研究并结合滁州市的实际情况,得出本文的城市居住适宜性评价指标包括以下几个方面:地形地势、自然环境、人文环境、生活设施、出行便捷度、安全性和健康性。在该指标层次下分别选择若干具有代表性的子指标作为详细的评价指标,如表 1所示。

滁州市居住适宜性的评价指标体系 表 1

2.3 权重计算

目前主要的计算权重的方法有和积法、方根法、特征根法、最小二乘法和对数最小二乘法等几种[4]。本论文采用的是特征根法计算权重,即 AHP决策分析法。根据AHP方法的原理,在进行指标权重的计算之前,首先需要建立一个判断矩阵 B;其次,求出判断矩阵B的最大特征值λmax;第三,利用BW=λmaxW,解出λmax所对应的特征向量W;最后,将W标准化后即为同一层次中,相应于上一层某个因素的相对重要性的排序权值[4]。

计算出的单层排序值是否合理,需要进行一致性检验,判断矩阵一致性检验使用公式:

其中,CR为一致性比例,RI为平均随机一致性指标,如表2所示,CI为一致性指标。

当一致性比例CR≤0.10时,就认为判断矩阵具有满意的一致性;否则,就需要调整判断矩阵,直到满意为止。一般而言,一阶或二阶的判断矩阵总是具有完全一致性的。对于二阶以上的矩阵,就要对其进行一致性检验[5]。

一阶 ～八阶平均随机一致性指标 表 2

2.4 加权计算

在ArcGIS平台下,对滁州市的DEM数据以及矢量数据进行重分类处理,等级越高表示居住适宜性越好,最后利用加权求和的方法,将AHP确定出的各项评价指标的权重与各项指标重分类的等级数据进行叠加,最后得出滁州市居住适宜性的等级分布图。

3 应用与分析

3.1 指标权重的确定

根据走访调查以及综合专家打分得出滁州居住适宜性评价指标准则层的重要性判断矩阵,如表 3所示。

准则层指标两两判断矩阵 表 3

根据该矩阵计算出评价体系中准则层各指标权重值。

通过AHP分析方法,计算得出准则层以及各项子指标层的权重信息、一致性检验结果,如表 4所示。

各指标权重向量和一致性检验 表 4

3.2 相关数据处理

(1)DEM数据的处理

在ARCGIS平台里,对滁州市DEM数据进行坡度以及地面曲率的提取,并进行重分类。等级越高表示地势越平坦,居住的适宜性越高,图 1为提取的地形坡度数据的重分类,等级较低的地区是琅琊山所在地,地势起伏较大,地势最平坦区域分布在滁州市中心区域以及滁河流域,其余地区呈一定规律分布。

同理,对DEM进行地面曲率的提取,并进行重分类。

图1 滁州市坡度数据的重分类

图2 污染工厂数据的重分类

(2)行政分布数据的处理

论文采用的数据还有滁州市的行政分布矢量点数据以及滁州市道路网矢量数据。根据评价指标体系,将所有的矢量数据分别进行欧基里得距离制图,并对得到的数据进行重分类,统一分为 10级,等级越高的表示居住适宜性越高。图 2为污染工厂的数据重分类的结果,距离污染工厂越远的区域评价等级越高,居住适宜性越好。

同理,对所有的矢量数据根据要求分别进行距离制图,然后进行数据重分类,最后得到的都是重分类后并且统一分布在 10级体系中的数据。

3.3 最终数据的处理

重分类后,各个数据集都统一到相同的等级体系(10级)内,且每个数据集中按照适宜性的大小进行赋值。对重分类后生成的各指标数据集进行栅格计算,即对各数据集加权求和,城市居住适宜性数据集的计算公式为:

其中suit代表适宜等级,Wi代表指标权重值,Pi代表所对应的重分类数据图层。将滁州市人居环境的等级划分为 5个等级,即最适宜居住、比较适宜、一般适宜、较不适宜、适宜性差 5个等级,并加载上滁州市的道路交通网,结果如图 3所示。

图3 滁州市人居环境等级分布图

4 结 论

论文首先运用层次分析法建立城市居住适宜性评价指标体系并确定各级指标的权重因子,然后在ARCGIS平台下,通过空间分析生成符合评价指标体系的数据集,对该数据集重新分类后消除量纲的影响,使得各数据之间具有量可比性,最后按照评价模型中的权重对各成本数据进行叠加,生成城市居住适宜性评价专题图。

分析滁州市人居环境等级分布图,得出:

(1)适宜居住的区域分布在滁州市市中心部分区域以及滁州高新开发区的某些区域。

(2)滁州市其他区域的居住适宜性等级呈一定规律分布。

实验结果表明利用主观与客观相结合的方法提高了工作效率和评价结果的准确性,为滁州市总体规划,房地产开发、居民购房以及商业分析提供理论依据和决策支持,城市居民可采用该项技术进行具体条件的设置,分析出符合自己购房需求的最佳区域。

[1] 顾文选,罗亚蒙.宜居城市科学评价标准[J].北京规划建设,2007(1):7～10

[2] Patricia Annez.Livab le Cities for the 21stCentury[J].Society,1998:45～50

[3] 任学慧,林霞,张海静等.大连城市居住适宜性的空间评价[J].地理研究,2008,27(3):683～691

[4] 杨永国,秦勇,张冬明.层次分析法及其在煤层气项目经济评价中的应用[J].煤田地质与勘探,2001,29(4):19～21

[5] 徐建华.计量地理学[M].北京:高等教育出版社,2006