金华市乡村聚落空间集聚特征的GIS分析研究

周亮亮，叶 玮，黄中伟，吴 勇

（浙江师范大学地理与环境科学学院，浙江 金华 321004）

近年来，基于GIS相关技术对我国乡村聚落空间结构和地理特征的定量研究越来越多，但针对金衢盆地的研究较少。笔者通过利用GIS的空间分析技术对金衢盆地中金华市区的乡村聚落的空间聚集进行了研究，旨在了解在盆地中的聚落格局的空间集聚规律，为新农村建设的优化和调控提供决策参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况及数据来源

金华市区位于浙江省中西部，东连义乌市，南接遂昌县、武义县，西邻龙游县，北接兰溪市。地理经纬度在东经 119°18′～119°56′，北纬 28°44′～29°19′之间。面积2 049.8 km2。整体地势呈南北高中间低平的“U”字形，南北地属山区，地形起伏较大，沟谷切割较深。南部属仙霞岭山系余脉，其中小金竹为境内最高峰，海拔1 336 m，另外九峰山的地貌特征属丹霞地貌位于南山与盆地交接地带；市区北部属龙门山系，其大盘山主峰海拨1 312 m，国家“AAAA”级双龙风景旅游名胜区就位于南坡；中部为金华江、武义江、义乌江等流域构成的丘陵平原。

结合金衢盆地内的金华市的地理特征，并充分考虑研究所用相关数据采集的可行性和在定量分析中的可操作性，笔者采用的数据信息主要来自于研究区国家1∶25万基础地理数据库和ETM图像，包括地形等高线、坡度、水系、交通道路数据层等。利用ETM图像进行一定的分析识别并经过对实地乡村聚落的调查来获取金华市各乡村聚落，得到每个村落的经纬度坐标，录入计算机中形成一个数据库。共获得乡村聚落330个。

1.2 研究方法

研究以GIS中的缓冲区分析模块为基础，采用渐变尺度的空间结构度量方法（Variable Clumping Method，VCM）。其原理是对某一乡村聚落（图斑抽取为点）为中心进行缓冲区分析时，当相邻聚落的距离小于缓冲区半径的两倍时，它们之间的缓冲区就会产生相互叠加的现象，如果相邻聚落的距离大于缓冲区半径的两倍及以上时，它们之间的缓冲区表现是分离的。当缓冲区半径发生变化，乡村聚落缓冲区出现叠加的数量就会发生相应的变化，根据这两者之间的关系可以定量地反映出聚落的空间分布格局，即VCM曲线[1-2]。当研究区的乡村聚落分布较为集中，即成团簇状布局时，缓冲区会在其半径还较小时就已经出现叠加现象。当研究区的乡村聚落之间分布较零散，即各乡村聚落间距离较远，此时缓冲区叠加往往出现在半径较大的时候。笔者采用的缓冲区最小尺度为100 m，并以100 m为单位进行逐级递增，从而建立起乡村聚落一系列的缓冲区。然后统计在各种缓冲区半径下的缓冲区内相互叠加的聚落数量，最后再以各缓冲区半径为横轴，以缓冲区内发生相互叠加的聚落而生成增加出来的村庄个数为纵轴，从而建立起乡村聚落空间集聚的VCM曲线。再以此为基础对金华市区中所有乡村聚落的空间分布格局进行定量化测度分析。

将国家基础地理数据库中解读出来的金华市区1∶25万基础数据中等高线图层在Arcgis10软件中进行插值生成DEM，进而生成坡度图。应用GIS中的空间分析功能，提取出所建研究区的乡村聚落数据库中各点状聚落的坡度和高程，从而对金华市区中的乡村聚落分布与地形之间的关系进行定量化分析。

从以上的基础数据中提取水系和道路两旁分布的乡村聚落相关数据信息，运用GIS中的缓冲区分析功能对乡村聚落沿河流水系、道路交通网聚集的情况分别进行定量化分析，道路、水系缓冲区的最小尺度均为100 m，获得水系、道路对乡村聚落的影响程度。

2 结果与分析

2.1 乡村聚落在空间上的聚集特征

金华市区的乡村聚落的VCM曲线（图1）显示：VCM曲线从缓冲区半径从100 m增加到400 m时其乡村聚落的数量开始上升，900 m时出现第一个峰值；半径1 200 m时，乡村聚落缓冲区曲线开始由缓冲区半径的增加而下降；当乡村聚落缓冲区半径大于1 500 m时，VCM值就开始趋近于0，即表明所有的聚落缓冲区已经能完全叠加。乡村聚落的聚集累积比例表明：在缓冲区半径为900 m时，百分比为56.4%；在缓冲区半径为1 200 m时，乡村聚落的聚集累计比例达到92.7%；缓冲区半径为1 600 m时，金华市区中的乡村聚落数量的聚集累计已经达到100%，即所有的村庄聚落在缓冲区内完全叠加。这就表明在研究区内绝大多数乡村聚落之间的相邻距离小于1 600 m，它们在一定空间地域内会呈现相对比较集中趋势。此外，还有7.2%的乡村聚落在相邻距离1 300~1 600 m之间，在一定空间地域上呈现出相对分散分布状态。

2.2 乡村聚落在沿水系上的空间集聚特征

如图2所示，从缓冲区半径100～400 m时，金华市区乡村聚落的数目先增加，然后递减；缓冲区半径增加到1 000 m时，其乡村聚落数目累积百分比为81.4%；当半径为1 800 m时，达到93.2%；大于1 900 m时，聚落分布仅占全部聚落的5.9%。这表明金华市区内的乡村聚落受水系分布影响较为明显。对聚落数目与缓冲区半径之间进行回归分析，其回归系数R2=0.849 1，说明其相关程度很高。其数量关系可用图3中的方程式拟合，由图3可知，随乡村聚落缓冲区半径的增加，乡村聚落数目呈逐渐递减的关系，距水系距离越远，聚落分布越少。

2.3 乡村聚落在沿道路上的空间集聚特征

道路是影响乡村聚落分布的重要因素之一。金华市区内，其道路交通较为发达。从图4可知，当道路缓冲区半径达到100 m时，研究区内的乡村聚落数目达到最多，随着缓冲区半径的增加，其乡村聚落的数量开始逐渐减少；缓冲区半径达到2 400 m时，研究区内的所有村庄聚落都在该缓冲区内；当缓冲区半径是500 m时，缓冲区内乡村聚落的数目占全部聚落的比例为70.3%。这说明金华市区乡村聚落的分布沿道路交通网络分布比较明显，且绝大多数乡村聚落邻近道路布置。在乡村聚落数目与缓冲区半径之间建立回归分析，其中数量关系可用图5中的方程式进行拟合。其回归系数R2=0.705 7，说明相关程度亦很高。研究结果表明，乡村聚落的数目会随着缓冲区半径的增加呈逐步递减的趋势，即距离道路越远，聚落分布越来越稀少。

2.4 乡村聚落的地形空间分异特征

金华地处金衢盆地东段，为浙中丘陵盆地地区，地势南北隆起、中部低平。境内山地以500～1 000 m低山为主，分布在南北两侧，山地内侧散布起伏相对和缓的丘陵。盆地底部是宽阔不一的冲积平原，地势低平[3]。由图6可知，绝大数乡村聚落分布在150 m以下，占聚落总数的62.1%，高程150 m以上的占聚落总数的37.9%。这表明随着地势的增加，聚落的分布逐渐减少。

如图7所示，绝大多数乡村聚落分布在坡度10°以下，占聚落总数的76.2%，主要位于盆地底部的冲积平原及河流低阶地上；坡度10°以上的占聚落总数的23.8%，表明乡村聚落也随着坡度的增加，聚落的分布逐渐减少。

3 结 论

对金华市区的乡村聚落的空间集聚特征进行了定量化分析，研究结果发现，金华市区的乡村聚落的空间分布在中间的盆地底部平坦地势地区表现较为聚集，而在南北两边的高山丘陵地区则表现得较为分散。金华市区的绝大多数相邻乡村聚落在空间距离为1 200 m时其缓冲区基本重合，即在1 200 m以内是聚落与聚落之间最大的距离。金华市区内的水系、道路和地形对区内的乡村聚落的空间分布有相当大的影响。乡村聚落距离道路、水系越远，聚落的数量越少。虽然乡村聚落沿水系和道路分布有着一定的相似性，都呈现出了在研究区内距离乡村聚落越远，其数目越来越少，且均呈现出逐步递减的趋势，但当乡村聚落在距离水系和道路较近的空间地域（缓冲区半径＜500 m），乡村聚落则显现出其多沿道路集聚特征比沿水系集聚更明显，而在较远距离内（缓冲区半径＞500 m），沿水系集聚的特征比沿道路集聚更明显。绝大多数乡村聚落分布在高程为150 m以下的金衢盆地底部的地势平坦地区，而在高程大于150 m的高山丘陵地区，聚落的分布就相对较少，且绝大多数乡村聚落分布在坡度10°以下，随坡度的增加，聚落的分布逐渐减少。

[1]冯文兰，周万村，李爱农，等.基于GIS的岷江上游乡村聚落空间聚集特征分析：以茂县为例[J].长江流域资源与环境，2008，17（1）：57.

[2]陈晓军，刘庆生，张宏业.大城市边缘区建设用地空间分布格局的定量化测度研究 [J].武汉大学学报（信息科学版），2006，31（3）：260-265.

[3]沈叶琴.金华市生态安全研究[D].金华：浙江师范大学，2006.