基于GIS的丘陵地区农村居民点发展评价研究——以江西会昌晓龙乡为例*

郭昌晟，游细斌，付远方

(赣南师范大学 地理与规划学院，江西 赣州 341000)



·赣江流域资源与环境·

基于GIS的丘陵地区农村居民点发展评价研究
——以江西会昌晓龙乡为例*

郭昌晟，游细斌†，付远方

(赣南师范大学 地理与规划学院，江西 赣州 341000)

农村居民点整理是低效建设用地整理的主要内容之一.以会昌晓龙乡为例，运用生态位理论建立农村居民点发展评价体系，采用熵权TOPSIS法确定各评价指标的权重，通过加权Voronoi图对晓龙乡农村居民点进行发展评价，确定各农村居民点的整理方式，并对整理后的农村居民点布局进行优化.结果表明：研究区农村居民点发展实力低级地区占很大比例，乡域空间分布类型表现为随机型，村尺度表现为集群型，居民点的发展实力等级呈现出以河流和交通干道为中心向周边边远山区递减的趋势.

农村居民点整理；熵权TOPSIS；加权Voronoi图；生态位理论；山地丘陵地区

我国新型城镇化不断前进的过程中，低效建设用地的整理可以缓解日益增长的建设用地需求与耕地保护之间的关系.农村居民点整理是低效建设用地整理的主要内容之一，农村居民点整理首先要进行农村居民点发展评价，在此基础上，对其进行优化布局.对农村居民点整理的研究，就研究方法而言，主要有GIS空间分析、AHP、Voronoi图等.如孔雪松[1]、郜红娟[2]、朱雪欣[3]、曲衍波[4]、张娟锋[5]借助GIS空间分析技术划定农村居民点发展实力；窦晓璐[6]利用SPSS软件进行因子分析确定村庄的发展条件；朱亮[7]、纪亚洲[8]、聂小清[9]利用层次分析法生成人居环境适宜性评价图；李云强[10]、刘仙桃[11]、钟紫玲[12]、关小克[13-14]和李鑫[15]采用Voronoi图Cv值和景观特征指标相结合的分析方法，研究了地形、公路及河流等环境因素对农村居民点空间分布特征的影响；邹亚锋[16]、刘超[17]运用加权Voronoi图确定农村居民点影响力；陈伟[18]运用两步移动搜索(2SFCA)算法确定迁并村的拆迁范围和迁移方向；杜挺[19]、刘玉[20]基于熵权TOPSIS进行县域经济评价和空间分析[18-19]；周婧[21]、张佰林[22]基于参与式农村评估方法探讨了农户兼业行为与居民点用地形态变化的关系[20]；杨俊[23]制作了农村居民点整理时序图.空间尺度上，目前主要集中于县域及以上尺度空间，对微观尺度关注较少.如朱亮、杜挺、刘玉研究了省域的农村居民点整理[7，19-20]，曲衍波、张娟锋、刘仙桃、关小克的相关研究集中在北京市区[4-5，11，13-14]，贫困山区县研究有郜红娟、钟紫玲、周婧[2，12，21]，平原县市占有很大比例[1,3,6,8,10,14,16,18]，微观尺度的研究仅有聂小清、刘超、张佰林、杨俊等[9,17,22,23].

这些研究极大地推动了我国农村居民点整理的理论发展和应用.然而，南方丘陵地区，低山丘陵多，农村生产空间极为有限，县域内农村居民点整理存在显著差异，因此，在微观尺度上对农村居民点发展进行评价，可以丰富农村居民点整理的理论基础和方法，指导农村居民点整理.本文以江西会昌县晓龙乡为例，在乡域微观角度上，运用生态位理论建立农村居民点发展评价体系，采用熵权TOPSIS法确定各评价指标的权重，通过加权Voronoi图对晓龙乡农村居民点进行发展评价，确定各农村居民点的整理方式，并对整理后的农村居民点布局进行了优化.

1 研究区概况与数据获取

1.1 研究区概况

晓龙乡位于会昌县西部，赣州市东南部(图1).境内多为丘陵河谷盆地地形，山地丘陵占总面积的73.28%，主要分布在北部和东部.最大河流安远江南北向穿境而过，在北部形成上罗水库，晓龙河在晓龙集镇处自东向西汇入安远江.过境交通主要有会昌县城-晓龙乡-高排乡县道，晓龙乡-安远长沙乡县道和晓龙乡-于都靖石乡乡道.属亚热带季风型气候，湿润温和，四季分明[24]，盛产优质稻、脐橙、烟叶、红薯.全乡总面积131.43 km2，辖晓村村、老屋下村、高兰村、庙背村、田尾村、里田村、倒圳村、桂林村、塘头下村、上保村10个村委会和晓龙1个居委会，75个村小组[25].

图1 晓龙乡区位图

近年来，位于原中央苏区的会昌县迎来苏区振兴发展的重大契机，然而，会昌县的山地丘陵割裂了城乡之间的有机发展，阻碍了区域发展.晓龙乡开展居民点整理工作，实行迁村并点工作，把一些偏远山区的居民点迁往集中居住区.这种举措将使建设用地进一步集中，与此同时把更多的剩余劳动力转移到第二、三产业.乡村土地利用结构的调整，可以为区域发展解决部分建设用地指标，同时转移部分人力资源.

1.2 数据来源

1.2.1 空间数据

研究采用的空间数据主要有GIS基础数据、地形数据、行政区边界，其中GIS基础数据来源于晓龙乡MapGIS格式土地利用规划，地形数据来源于会昌县10 m间距等高线，乡行政区边界来源于会昌县总体规划图，村行政区边界来源于晓龙乡村庄布点规划图.

1.2.2 属性数据

属性数据中的社会经济数据来源于晓龙乡村庄布点规划(2012～2030年)、晓龙乡2013年统计报表.

2 评价指标体系构建

除了地形因素外，影响农村居民点现状分布的因素还有各居民点之间的区位联系、居民收入水平、居民生产生活风俗和交际活动.群落中生物所处地位和所起作用为生态位(niche)，是研究区域为居民提供的生态环境和文化经济因素的加总[26].生态环境因素关乎农民的生计，文化经济因素制约着农民的幸福富强.考虑到现有居民点基础和影响支配力在居民点评价中不可忽视的重要作用，本文根据生态位态势理论，建立评价指标体系.根据晓龙乡实际情况，针对南方丘陵地区这一特定地域选取对居民点发展具有重大影响的主导限制因素，体现在苏区振兴发展过程中亟待解决的问题，所选取的指标应具有差异较大、相关性较小、可定量的特征.按生态位发展态势分类，选取如下指标，构建农村居民点发展评价指标体系(见表1).

表1 农村居民点发展评价指标体系

其中地形位指数平均了高程和坡度属性值，综合体现地形影响了建设的难易程度，其计算公式如下[10]：

(1)

3 农村居民点发展评价与优化

图2 晓龙乡村庄居民点Voronoi图

3.1 农村居民点空间分布特征

把MapGIS格式晓龙乡土地利用规划图文件转换后加载到ArcGIS 9.3中，提取农村居民点，生成Voronoi图[11](见图2).

统计斑块数、用地比例、密度、平均面积、Cv值(标准差/平均值×100%)、斑块总面积，得到晓龙乡各村居民点空间分布表(见表2).

表2 晓龙乡各村居民点空间分布

农村居民点空间分布有集群型(Cv值大于64%)、随机型(Cv值33%～64%)和均匀型(Cv值小于33%)3种，其中集群型往往与水源、耕地、林场或县乡道等特定资源的靠拢分布有关，均匀型分布则体现了自然、经济条件和人民生产生活的相似性，随机型分布表明居民点分布与自然、经济条件和人民生产生活的相关性并不明显.

由表2可知，基于Voronoi图的晓龙乡域农村居民点空间分布Cv值为37.41%，其空间分布类型表现为随机型.这是因为晓龙乡地处赣南低山丘陵地区，七分半山一分半水一分田的特定地形格局，在交通便利、水源充足的地区固然有聚集居民点，但在偏远甚至人迹罕至的地区也有零星居民点.里田村、塘头下村居民点斑块数和斑块总面积最少，村庄规模较小.上保村、庙背村、桂林村用地比例、密度、平均面积较大，土地集约利用有较大空间.晓龙村斑块数、用地比例和密度比较大，这与集镇在全乡社会经济的中心地位直接相关.晓村村、庙背村都是紧邻集镇的村，是未来集镇拓展空间，集镇的辐射作用初步显现.老屋下村、高兰村、倒圳村、塘头下村用地比例、密度、平均面积较低，可以在集聚的前提下扩大居民点规模.而作为个体的11个村的Cv值绝大部分都大于100%，呈现集群型分布.用自然断点分级法把Cv值分5类得到晓龙乡Cv值分布图(见图3).村域尺度上沿交通干道和水域的居民点Cv值较高，形成向优良经济和自然条件集聚的趋势.在大分散、小集中的格局下，形成了中心村带动基层村的布局模式.

3.2 基于加权Voronoi图的居民点发展评价

晓龙乡等高线要素经过式(1)计算得到地形位图(见图4).

图3 晓龙乡Cv值分布图 图4 晓龙乡地形位图

按表3的道路影响半径生成缓冲区，自然断点分级法分为5个层级得到道路通达度图(见图5).

表3 道路影响半径

图5 晓龙乡道路通达度图

行政村sep+isep-iCi高兰0．7190．1180．141老屋下0．2990．5140．632晓村0．5650．2640．319田尾0．5310．3020．363里田0．1710．6440．790庙背0．0980．7210．881晓龙0．0000．8111．000桂林0．7030．1250．150塘头下0．3940．4370．526上保0．7980．0530．062倒圳0．3230．4950．605

注：计算结果保留3位小数.

图6 晓龙乡村庄居民点加权Voronoi图

图7 晓龙乡农村居民点整治分区规划图

表4 各指标的最优解、最劣解、熵值和权重

3.3 农村居民点布局优化

在ArcGIS 9.3中按表4指标权重加权求和(指标正逆为负的取倒数)，和晓龙乡村庄居民点加权Voronoi图进行空间叠加.用自然断点分级法进行重分类，将全乡分为高发展实力级、中高发展实力级、中发展实力级、低发展实力级、不适宜发展5个层级，结合以上分析，得出晓龙乡农村居民点整治分区规划图和晓龙乡农村居民点布局(见图7、表6).

表6 晓龙乡农村居民点布局

高发展实力级居民点占总面积15.36%，主要集中在倒圳村和田尾村，处于西北-东南河谷交通干道沿线.这两个村拥有自己特有的脐橙和红薯产业，相对其他村更能集聚劳动力.中高发展实力级居民点占总面积14.07%，主要集中在集镇所在地晓龙村，其规模较大，交通通达度较好，人口集聚度较强，具备较好经济规模和辐射功能，但空间受限，只能在晓龙河与安远江汇流处集中建设.中发展实力级居民点占总面积27.82%，主要集中在中部河谷地区的庙背村、晓村村，邻近交通干道的老屋下村、里田村.整治过程中，集镇应与其统筹发展，延伸集镇市政基础设施，加强农田水利设施建设，增强集镇吸引力，扭转人口流失趋势.低发展实力级居民点占总面积24.31%，主要集中在西北和东北的上保村、桂林村、高兰村部分地区.此区域山林偏多，农业增收手段有限.整治过程中应当充分听取当地村民意见，选取集中建房点，实现集聚化现代农业.不适宜发展级居民点占总面积18.44%，主要集中在北部的塘头下村和高兰村部分地区.该地区地形复杂，地质灾害频繁，提倡有计划地迁出至周边发展条件较好的居民点，从而在一定程度上实现自然资源高效利用.

4 结论

本文结合生态位态势理论，以会昌县晓龙乡为例，通过建立农村居民点发展评价模型，计算乡域内农村居民点生态位态势，从而评价居民点发展实力.依据计算结果，将全乡农村居民点分为5类，分别是高发展实力级、中高发展实力级、中发展实力级、低发展实力级、不适宜发展级居民点.从整体上看，全乡居民点发展不够理想，不适宜发展、低发展实力级面积为56.14平方公里，占全乡面积42.75%，发展实力低级地区占很大比例.乡域空间分布类型表现为随机型，村尺度表现为集群型.受南方丘陵地形影响，在空间分布上有明显的地形分异和交通导向特征，居民点空间分布形成中心村带动基层村“大分散、小集中”的空间格局，居民点的发展实力等级呈现出从沿河和交通干道地区向周边边远山区递减的趋势.

乡村聚落拆迁安置需谨慎，农民宅基地和土地承包权属都要考虑进整治中.农业生产中耕作距离的远近制约着农民增产增收.农业机具、管理模式现代化将进一步遏制“空心村”的形成.同时，应加强对村民现有的居住习惯、生活方式及社交范围的研究.面对纷繁复杂的农村居民点改迁利益面，今后研究应多样化评价指标体系，更加贴近地域实际，把村民社会文化生产生活习俗纳入规划考虑因素.

[1] 孔雪松.基于农户意愿的农村居民点整理潜力测算与优化[J].农业工程学报，2010，26(8)：296-299.

[2] 郜红娟.基于GIS的岩溶山区农村居民点用地适宜性评价[J].水土保持研究，2015，22(2)：200-203.

[3] 朱雪欣.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)：326-331.

[4] 曲衍波.农村居民点整理潜力综合修正与测算——以北京市平谷区为例[J].地理学报，2012，67(4)：490-503.

[5] 张娟锋.基于四维驱动力的农村居民点整理模式分析——以北京市通州区为例[J].地理研究，2012，31(10)：1815-1823.

[6] 窦晓璐，李韦，冯长春.新型农村社区建设区位选择——以河南省武陟县为例[J].地域研究与开发，2014,33(6):39-44.

[7] 朱亮.三峡典型区农村居民点格局及人居环境适宜性评价研究[J].长江流域资源与环境，2011，20(3)：325-330.

[8] 纪亚洲.基于GIS技术与AHP方法的农村居民点整理潜力评价——以江苏省新沂市为例[J].江苏农业科学，2015，43(2)：432-437.

[9] 聂小清.基于GIS的梅岭镇农村居民点用地适宜性评价[J].江西农业大学学报，2013,35(1):204-208.

[10] 李云强，齐伟等.GIS支持下山区县域农村居民点分布特征研究——以栖霞市为例[J].地理与地理信息科学，2011,27(3):73-77.

[11] 刘仙桃，郑新奇，李道兵.基于Voronoi图的农村居民点空间分布特征及其影响因素研究——以北京市昌平区为例[J].生态与农村环境学报，2009,25(2):30-33.

[12] 钟紫玲.基于Voronoi图与景观指数法的山区农村居民点空间分布特征及其影响因素[J].水土保持研究，2014,21(2):211-215.

[13] 关小克.平谷区农村居民点用地的时空特征及优化布局研究[J].资源科学，2013，35(3)：536-544.

[14] 关小克.北京市农村居民点整理分区及整理模式探讨[J].地域研究与开发，2010，29(3)：114-118.

[15] 李鑫.农村居民点整理潜力测算与布局优化研究——以江苏省江都市为例[J].地理科学，2013，33(2)：150-155.

[16] 邹亚锋.加权Voronoi图在农村居民点优化中的应用研究[J].武汉大学学报·信息科学版，2012，37(5)：562.

[17] 刘超，杨海娟等.基于微观视角的农村居民点发展评价与布局优化——以陕西省重点示范镇沙河子镇为例[J].地域研究与开发，2014，33(6)：147-152.

[18] 陈伟.GIS支持下的县域农村居民点布局优化研究——以河北大厂县为例[J].地理与地理信息科学，2013，29(2)：80-83.

[19] 杜挺.基于熵权TOPSIS和GIS的重庆市县域经济综合评价及空间分析[J].经济地理，2014，34(6)：41-46.

[20] 刘玉.农村居民点用地整理的分区评价——以河北省为例[J].地理研究，2010，29(1)：145-152.

[21] 周婧.贫困山区农户兼业行为及其居民点形态——基于重庆市云阳县568户农户调查[J].地理研究，2010，29(10)：1767-1778.

[22] 张佰林.农村居民点功能演变的微尺度分析——山东省沂水县核桃园村的实证[J].地理科学，2015，35(10)：1272-1278.

[23] 杨俊.基于村尺度的山区农村居民点用地现状及其整理时序研究[J].经济地理，2013，33(5)：140-157.

[24] 会昌县志(1986-2009)[M].西安：三秦出版社，2009:53.

[25] 会昌年鉴(2013卷)[Z].会昌县政府，2014:248-249.

[26] 罗小龙，甄峰.生态位态势理论在城乡结合部应用的初步研究——以南京市为例[J].经济地理，2000,20(5):56.

Development Evaluation of Rural Settlements in Hilly Area Based on GIS:A Case Study of Xiaolong Township of Jiangxi

GUO Changsheng, YOU Xibin, FU Yuanfang

(SchoolofGeographyandPlanning,GannanNormalUniversity,Ganzhou341000,China)

Rural residential land consolidation is an important component of inefficient constructive consolidation. A rural settlements development evaluation system is established based on ecological niche theory.Employ entropy weight-TOPSIS is used to calculate the weight of indicator.Adopt weighted Voronoi diagram is used to evaluate the development extent of rural settlements.Spatial optimize of rural settlements is rearranged by using development extent result.The results shows that the settlements of the low-grade development occupy a large scale,and the township space distribution is random pattern and the village is colonial.Moreover,the development grade of settlements are decreased from the areas that are located near the rivers and the traffic arteries to the areas that are located in the surrounding remote mountains.

rural residential land consolidation; entropy weight-TOPSIS; weighted Voronoi diagram; ecological niche theory; hilly area

2016-03-28

10.13698/j.cnki.cn36-1346/c.2016.06.024

研究生创新专项基金(YCX15A046)

郭昌晟(1992-)，男，江西赣州人，赣南师范大学地理与规划学院硕士研究生，研究方向：区域发展与城乡规划.

† 通讯作者：游细斌(1975-)，男，湖南岳阳人，赣南师范大学地理与规划学院副教授，博士，研究方向：区域发展与城乡规划.

http://www.cnki.net/kcms/detail/36.1037.C.20161209.1521.050.html

F301.23

A

1004-8332(2016)03-0099-05