基于GIS的建设用地适宜性评价——以成都市中心五城区为例

曾爽ZENG Shuang；王成霞WANG Cheng-xia

（绵阳城市学院，绵阳 621000）

0 引言

近年来，我国城市化步伐不断加快，其发展进程也日新月异。土地适宜性评价是城市规划与管理的重要研究部分，而建设用地作为城市进行开发和建设的基础用地，可逆性差，因此需要进行科学的规划和管理。从第三次全国土地调查结果来看，城镇建设用地集约程度不足，低效闲置土地未能较好规划利用，问题较为突出；乡村土地规模大，但所存在的布局不合理问题未能完全解决。如何盘活建设用地，合理进行土地规划，仍是在城市化进程中不得不解决的问题。本文以四川省成都市中心五城区为例，综合运用层次分析法、专家打分法与GIS方法，进行城区建设用地的适宜性评价，依据评价结果将研究区内的土地划为五个等级——适宜、较适宜、普通适宜、勉强适宜和不适宜，为成都市中心五城区的城区改造工作提供有效参考，为成都市的城市建设贡献力量。

1 研究区概况

成都市是四川省省会，在四川盆地西部，经度102°54′E～104°53′E；纬度30°05′N～31°26′N。成都市中心五城区是成都市最早的五个主城区，总面积为42406hm2，包括金牛区、武侯区、青羊区、成华区、锦江区，如图1所示。据2020年全国人口第七次普查结果数据显示，成都市中心主城区常住人口为1541.94万人，其中，中心五城区有527.27万人，占比约34.20%。锦江区地处市区东南部，是成都市的商业金融中心，也是四川省人民政府和人大所在地。金牛区地处市区西北部，区内拥有西南地区最大的批发市场和西南综合交通枢纽。武侯区地处市区西南部，区内拥有武侯祠、锦里等著名景点。青羊区地处市区西部，中共四川省委、四川省政协和西部战区司令部所在地，是成都市的政治文化军事中心，区内有天府广场、杜甫草堂等景点。成华区地处市区东部，区内拥有中国西部第一高塔和西南最大的动物园。

图1 成都市中心五城区行政区划图

2 数据与方法

2.1 数据处理

2.1.1 数据来源

本文主要数据包括：①2020年成都市中心五城区矢量边界数据与路网数据，获取自OpenStreetMap开源地图；②2020年7月，云量小于等于5%的GDEMV2_30m分辨率DEM数字高程模型数据，获取自地理空间数据云；③成都市中心五城区2020年土地利用数据，来自Globeland30；④部分社会经济数据来源于成都统计公众信息网的2020年成都统计年鉴。

2.1.2 数据预处理

将已有的DEM数据在ENVI中进行辐射定标、大气校正、几何校正后导入到ArcGIS中，利用数据分析工具进行处理，得到坡度坡向数据。再将其他数据导入到ArcGIS中，以便后续处理。

2.2 研究方法

构建建设用地适宜性评价指标体系，可以从自然、社会经济等角度出发，选择合适的评价因子。本文综合考虑研究区实际情况，从自然因素和社会经济因素中，分别依据地形、水系与交通，选取了坡度、坡向、高程、铁路、土地利用类型、距水体距离六个评价因子[1]，再进行层次分析法和专家打分法进行分析，检验一致性，构建评价模型；利用GIS技术的多环缓冲区分析、栅格计算等方法，得到加权后的建设用地综合评价分值，最终获得研究区的建设用地适宜性评价结果。

2.2.1 评价因子的确定

自然因素是影响大部分建设用地分布的基本因素，所涉及的单因子主要包括高程、坡度和距水体距离。社会经济因素对建设用地的分布和选址起主导作用，所涉及的单因子主要包括与铁路、土地利用类型。

2.2.2 建立评价指标体系

根据各单因子对建设用地适宜性的影响程度，需要对各单因子分级进行处理。评价指标的确立，首先需要保证基于研究区实际情况，此外，还要确定各单因子的适宜性分级指标的取值区间，对应最终评价的五个适宜等级。同时，需要对每个适宜等级进行打分，本文采用等差赋值法[2]设定分值为9分、7分、5分、3分、1分，对应适宜、较适宜、普通适宜、勉强适宜和不适宜五个等级，本文通过对前人评价方法的思考与研究[3]，结合成都市中心五城区实际情况，对单因子再次归类，同时邀请专家进行单因子重要性打分。最终得到成都市中心五城区建设用地适宜性评价指标体系（如表1所示）。最后利用ArcGIS的空间分析功能，对单因子进行量化分析，以单因子分析图的形式呈现结果，再进行栅格叠加分析得到最终的综合因子分析结果。

表1 成都市中心五城区建设用地适宜性评价指标体系

3 建设用地适宜性评价

3.1 单因子评价

3.1.1 地形

坡度因子。坡度的大小与相关工程项目的道路选线与土石方工程量紧密相关，从而对资金投入与项目难度产生重要影响。

坡向因子。坡向对日照时数和太阳辐射强度有影响，因此影响用地周围的生态。

高程因子。高程与植被类型、岩土含水量、人类工程活动和降雨等紧密相关，会影响建设用地的区位分布。

3.1.2 水系

距水体距离因子。建设用地的选址应该避免水污染，同时要满足人们对水资源获取的便捷度。

3.1.3 铁道交通与土地利用

铁路因子。铁路串联交通不发达地区，辐射更多人口，保证重点物资的运输，对沿线地区的工业产值和工业增加值的增长有极大推动作用。

土地利用类型因子。土地利用类型是按土地的不同特点划分的地域单元，本文提取了成都市中心五城区的建设用地、林地、草地、耕地和水体五种类型。根据生态环保原则，将耕地和林地的建设用地适宜性分别设置为勉强适宜和不适宜。

3.2 综合因子评价

某一单因子分析结果对建设用地的适宜性的评价角度较为片面，并不能完整表明研究区建设用地的适宜性。因此，本文在查阅相关文献后结合专家打分法与层次分析法，借助SPSSPRO平台得出各单因子指标的权重，构建评价模型，再在ArcGIS中对各单因子进行加权叠加，得到综合评价结果。

3.2.1 权重与一致性检验

评价因子的权重由研究区具体情况决定。本文根据成都市中心五城区实际情况，利用层次分析法得到各单因子权重，计算一致性指标CI=（λmax-n）/（n-1），再计算CR=CI/RI，若CR值小于0.10，则表示一致性检验通过。本次分析结果CR值为0.0196，检验合格（如表2所示）。

表2 层次分析法层次分析结果

3.2.2 构建评价模型

本文依据多因素综合评价模型[1]，构建评价模型计算式如下：

其中，Z为建设用地评价综合分值，i为单因子指标的序数，Xi为第i种单因子指标的值，Wi为第i种单因子指标的权重值。综合分值与建设用地适宜性成正比。

4 基于GIS的评价结果与分析

4.1 评价结果

本文按照评价指标，在ArcGIS中利用多环缓冲区对铁路和距水体距离因子进行分析。

将单因子分析结果利用栅格计算器进行加权叠加，最后采用自然断点法将叠加结果按综合评价分值划为适宜、较适宜、普通适宜、勉强适宜和不适宜五个等级，得到最终的成都市中心五城区建设用地适宜性评价分级结果图如图2所示，评价结果统计表如表3所示。

图2 成都市中心五城区建设用地适宜性评价分级结果图

表3 成都市中心五城区建设用地适宜性评价结果统计表

4.1.1 适宜区

成都市中心五城区适宜成为建设用地的面积大约为13715.860hm2，占五城区面积的32.34%，在五城区均有分布，较为均匀。其高程大多在406-435m，距水体距离在50-500m内，与铁路距离在1000m内，适合规划开发建设工业园区或者商业圈，继续推动地方经济建设。

4.1.2 较适宜区

成都市中心五城区较适宜成为建设用地的区域面积大约为13778.180hm2，占五城区面积32.49%，高程大多在435-470m区间内，距水体距离在500-1000m内，与铁路距离在1000-2500m内，主要分布在青羊区、金牛区和武侯区。适合开发公共基础设施，如公园、商业街等。

4.1.3 普通适宜区

成都市中心五城区建设用地普通适宜区面积约为5865.730hm2，高程在470-500m内，距水体距离在1000-2000m内，与铁路距离在2500-3500m内。该类地区主要分布在锦江区、青羊区和金牛区。总体上适宜发展建设用地，对该类地区进行一定改善升级后也能满足建设用地的发展需求。

4.1.4 勉强适宜区

成都市中心五城区勉强适宜成为建设用地的区域面积约为6773.196hm2，高程分布在500-550m之间，距水体距离在2000-3000m内，与铁路距离在3500-4000m区间内，主要分布在锦江区和金牛区。总体上较难成为建设用地，对改造所需技术要求较高。

4.1.5 不适宜区

成都市中心五城区不适宜成为建设用地的区域面积约为2273.039hm2，高程在550m以上，坡度也较高，距水体距离为50m以下或3000m以上，与铁路距离在4000m以上，故在此区域进行建设用地发展是十分困难的，该类区域主要分布在锦江区、金牛区和青羊区。

4.2 结果定量分析

通过在ArcGIS中的分析统计，得到研究区建设用地适宜性评价分区统计表如表4所示。通过对照表3与表4可知，成都市中心五城区建设用地适宜性较高，建设用地适宜面积在本区占比最高的是锦江区，其占比为18.12%；较适宜面积在本区占比最高的是青羊区，占比17.59%；普通适宜面积在本区占比最高的是金牛区，比例为7.62%；勉强适宜面积和不适宜面积在本区占比最高的是成华区，比例分别为12.82%和7.73%。相对来说，可以加大对锦江区的建设用地发展力度，增大工业园区、商圈等的建设；保证金牛区、武侯区和青羊区的建设用地稳定性；对于成华区可以适度发展规划其他用地的建设。

表4 成都市中心五城区建设用地适宜性评价分区统计表

5 结束语

本文通过构建指标体系和评价模型，有机结合GIS空间分析相关方法与层次分析法得到最终结果，并进行分析评价。GIS作为具有强大空间分析能力的计算机方法，可对土地规划管理相关的科学研究及工程项目提供一定技术支持，使得结果可视化、处理过程高效化。本次评价结果可为成都市中心五城区的规划建设提供有效参考，为其继续发挥在经济、文化等方面的功能给予帮助，具有一定科学性。本文不足之处在于数据类型不够丰富，运用GIS处理所得结果仍有一定限制；同时由于气候、政策等多因素影响，实际结果与评价结果会存在一定偏差，需要后期不断调整改进，有待进一步研究。