基于熵值法的霍邱县国土空间开发适宜性评价研究

张 欣，赵立辉，黄 润，孙贤斌，李远平

(1.皖西学院 环境与旅游学院，安徽 六安 237012；2.六安市城乡规划设计研究院，安徽 六安 237000)

国土空间开发适宜性评价是依据国土空间的自然条件、社会发展特点、人们的生活方式以及政府宏观政策等方面来分析国土空间对预定发展用途的适宜性水平[1-3]。当前城市化进程加快，这使得国土空间开发无序、城市空间结构失衡以及资源过度利用等多种现象更加显现出来[4]。本研究以霍邱县域内允许建设区以及有条件建设区为本次评价对象，通过对霍邱县域国土空间开发适宜性评价，探讨在国土空间开发的过程中，土地承载力、资源环境容量以及空间分布等方面的特征，综合反映霍邱县国土空间的开发适宜性。从而，为霍邱县空间规划、国土开发等提供借鉴。

1 研究区概况

霍邱县位于安徽省的西部，是六安市的辖县之一，东经115°50′20″～116°32′31″，北纬31°44′51″～32°36′31″，位于大别山北麓、淮河南岸。其西侧邻近河南省信阳市固始县，其东侧与六安市裕安区、淮南市寿县接壤，以北靠近阜阳市的颍上县和阜南县，以南与金寨县相靠。霍邱县域内南部地区是丘陵，其北部多是平原，总体形态仍以平原为主。霍邱县属于北亚热带气候，位于中国东部季风区，全年气候温暖，降雨量适中，一年四季较分明[5]。霍邱县的资源非常丰富，不仅是国家商品粮以及优质油菜生产基地，同时还是畜牧水产品生产的重点县，其中，有多类产品和资源获得“国强省冠”的称号。

2 研究方法和数据来源

2.1 熵值法

“熵”(entropy)是由德国物理学家克劳修斯(Clausius)提出，用以解释一种能量在空间中分布的均匀程度。之后由香农(Shannon)把熵运用到信息论中，熵指的是对于不确定性的一种度量，若信息量越大，则不确定性越小，且熵也越小；若信息量越小，则不确定性就越大，且熵也越大[6，7]。熵值法是一种客观赋权法，其原理是按照每一指标观测值所提供的数据来判定指标的权重。其特点是能够很好地表示出指标信息熵的效用价值，从而使计算得到的指标权重可信度更好，一般适用于多元指标的综合评价中[8，9]。其基本算法过程是：

1)设有m个待评方案，n个评价指标，构建原始指标数据矩阵X=(xij)m×n，其中xij即第i个方案第j个指标的数值；

2)数据的标准化处理

正向指标：

负向指标：

3)计算第j项指标下第i个方案占该指标的比重

4)计算第j项指标的熵值

5)计算第j项指标的差异系数

对于第j项指标，若指标值xij的差异越大，则对方案评价的作用越大，其熵值会越小

gj=1-ej, 即：gj越大，其指标越重要

6)求权数

7)计算各方案的综合得分

2.2 数据来源和处理

根据霍邱县的特点，本研究对霍邱县国土空间开发适宜性评价主要收集两类数据，一类是统计数据，主要来源于官方公布的统计数据和霍邱县相关规划文本，通过对指标数据的搜集建立Excel库，同时利用Excel计算数据指标权重。另一类是非统计类的空间信息数据，包括霍邱县相关规划图纸和行政区划图、地形图等，这些能够直观反映霍邱县的资源禀赋、城镇特征的数据图，主要从六安市规划设计院获得，并通过对研究区行政边界裁剪，利用ArcGIS软件矢量化霍邱县及各乡镇的行政区域边界，测算各区域空间数据等。

2.3 构建国土空间开发适宜性评价指标体系

国土空间开发适宜性指标体系的构建过程中，对于每一指标要素的选择均会对适宜性评价的结果产生影响。因此，评价指标的选取遵循可持续原则、综合性原则、可度量原则以及稳定性原则[10，11]，选取开发约束条件、国土开发程度和国土开发潜力三个方面[12]，综合反映城市国土空间开发适宜性，构建霍邱县国土开发适宜性综合评价指标体系(表1)。

表1 霍邱县国土开发适宜性综合评价指标体系

3 霍邱县国土空间开发适宜性分项评价内容

3.1 霍邱县国土空间开发约束评价

在国土空间开发过程中，需要分析国土空间开发的约束因素，通过熵值法求得的参评因子对霍邱县开发约束要素进行分析。按照公式把参评因子值和开发约束条件权重值进行叠加，即可获取霍邱县各乡镇开发约束值(表2)，再结合GIS技术的自然断裂法进行分级，就能够绘制出霍邱县开发约束条件评价等级图[13](图1)。

表2 国土空间开发约束评价得分值

由图1可以看出，霍邱县国土空间开发约束性总体趋势从南到北逐渐减少，其中以冯井镇、范桥镇和众兴集镇三镇的开发约束性最高；城关镇、马店镇的开发约束性最低；以霍邱县中心城区为中心，周边新店镇、宋店乡、三流乡等11个乡镇开发约束性较小。

3.2 霍邱县国土空间开发强度评价

当前开发强度既能够对霍邱县发展的现状给出适当的判定，另外还可以从存量角度影响霍邱县未来发展速度，如果霍邱县当前开发强度很大，其城镇化和工业化水平已接近峰值，因此霍邱县未来发展速度即会处于缓慢发展的状态[14]。按照以上因素，运用熵值法得出的参评因子对现有开发强度进行分析。通过公式计算出的得分值和霍邱县当前开发强度的权重值进行叠加，即可求出霍邱县国土空间当前开发强度值(表3)，再利用GIS技术可绘制开发强度评价等级图(图2)。

图1 霍邱县乡镇开发约束条件评价等级

图2 霍邱县乡镇开发强度评价等级

表3 国土空间开发强度评价得分值

由图2可以看出，霍邱县国土空间开发强度以中心城区城关镇为核心，以中心城区周边的新店镇、宋店乡、三流乡、潘集镇开发强度为次之的较高开发强度的集中，而处于中西部区域的邵岗乡、河口镇、白莲乡等乡镇的开发约束性较小。

3.3 霍邱县国土空间开发潜力评价

未来开发潜力既要在时间上满足霍邱县发展的目标，还需在空间上反映出霍邱县的特色和功能定位；并且城镇化的发展要坚持以生态资源所能承受的范围为前提，才可以实现霍邱县持续稳定发展[15]。与此同时，霍邱县在未来国土空间利用过程中，不但要考虑到多种空间之间的相互协调，还应该增强内部的协调完善，从而改善霍邱县当前国土空间利用混乱的现象。按照上述同样方法可得到霍邱县开发潜力评价得分值(表4)和开发潜力评价等级图(图3)。

表4 国土空间开发潜力评价得分值

由图3可以看出，霍邱县国土空间开发潜力以中心城区城关镇为主，开发潜力最高。潜力较次之的为新店镇、长集镇和马店镇。而临淮岗乡、孟集镇、潘集镇、城西湖乡等12个乡镇均处于中等的发展潜力区域，其他乡镇均为开发潜力中等以下的区域。

4 霍邱县国土空间开发适宜性综合评价结果

通过对霍邱县国土空间开发适宜性的三大分项目标层进行加权叠加，从而得出霍邱县国土空间开发适宜性评价的综合得分值(表5)和综合评价等级(图4)。

由图4可以看出，霍邱县国土空间开发适宜性以霍邱县中心城区城关镇及临水镇最高。较为次之的是集中在中心城区周边的新店镇、长集镇和马店镇；霍邱县国土空间开发适宜性处于中等水平的乡镇，主要集中在东部的临淮岗乡、潘集镇和孟集镇，中部的城西湖乡、宋店乡，西部的冯井镇、范桥镇、龙潭镇等13个乡镇区域，在空间上形成三角形的发展趋势；其他地区的其他乡镇，其国土空间开发适宜性较小且均处于中等水平以下。

图3 各乡镇开发潜力评价等级

图4 各乡镇开发适宜性综合评价等级

表5 霍邱县国土空间开发适宜性综合评价得分值

5 讨论与建议

从研究角度分析，本文主要基于熵值法对霍邱县各乡镇国土空间开发进行了适宜性分析，熵值法求指标的权数时权数会随指标样本的变化而变化，权数依赖于指标样本，因此，在未来的适宜性评价过程中应加强指标体系的规范性和统一性。从评价结果分析，为提高霍邱县的国土空间开发水平，结合霍邱县当前发展条件，我们需要推进土地整治工作，从而提高霍邱县土地的承载能力。因此，针对于开发水平处于中等的乡镇，主要包括临淮岗乡、潘集镇、孟集镇，城西湖乡、宋店乡，冯井镇、范桥镇、龙潭镇等乡镇，需要合理改善其土地利用结构，促进农业基础设施建设；同时针对于开发水平最高和较次之的乡镇，主要包括城关镇及临水镇、新店镇、长集镇和马店镇，还需保护其现有的农田，提高人们对耕地的保护意识。从管理角度分析，今后一段时间将是霍邱县城镇化快速发展的关键期，在城镇化建设期间无疑会出现挤占耕地的现象，这种情况将会与保护耕地产生矛盾。因此还需推进建设用地利用的节约化和集约化，同时，相关部门应严格管控建设用地规模，提升霍邱县土地使用效率，才能够为霍邱县国土空间开发提供足够的空间。