基于主成分與聚類分析法的城市土地利用規(guī)劃分區(qū)研究*
——以廣州市為例

李 丹，韓書成※，張燕純，易森鵬

(1.華南理工大學公共管理學院，廣東廣州 510640；2.廣東友元國土信息工程有限公司，廣州 510640)

?

·農業(yè)區(qū)劃·

基于主成分與聚類分析法的城市土地利用規(guī)劃分區(qū)研究*
——以廣州市為例

李 丹1，韓書成1※，張燕純1，易森鵬2

(1.華南理工大學公共管理學院，廣東廣州 510640；2.廣東友元國土信息工程有限公司，廣州 510640)

[目的]土地利用分區(qū)是土地利用總體規(guī)劃的核心內容之一，是合理確定土地利用方向，優(yōu)化土地利用結構與布局的重要途徑。為了對廣州市土地利用及未來發(fā)展方向提供理論指導，結合其土地利用現(xiàn)狀和特點，選取土地利用結構、土地開發(fā)利用程度、社會經濟狀況和環(huán)境資源承載力4項一級指標及15項二級指標，建立土地利用綜合分區(qū)指標體系。[方法]通過SPSS19.0軟件，運用主成分分析法提取出前4個主成分，并將其作為新的樣本數(shù)據，采用層次聚類分析法對廣州市土地利用進行綜合分區(qū)。[結果]根據聚類分區(qū)結果，將廣州市分為4類土地利用區(qū)：中心發(fā)達區(qū)，包括荔灣區(qū)、海珠區(qū)、天河區(qū)和越秀區(qū)； 綜合發(fā)展區(qū)，包括白云區(qū)、番禺區(qū)、花都區(qū)、增城區(qū)和從化區(qū)； 重點潛力區(qū)即南沙區(qū)； 資源組合區(qū)是(新)黃埔區(qū)。根據各分區(qū)的差異性，提出各區(qū)域土地資源開發(fā)利用中存在的主要問題及未來發(fā)展方向。[結論]根據各區(qū)的自然經濟條件及土地利用狀況，將廣州市分為4類土地利用區(qū)具有合理性，能為廣州市今后土地利用規(guī)劃的科學編制提供參考。

土地利用綜合分區(qū) 主成分分析法 層次聚類分析法 廣州市 建議

0 引言

土地利用分區(qū)是按土地利用方向的不同，在充分考慮土地利用現(xiàn)狀和社會經濟發(fā)展情況的基礎上，根據統(tǒng)計分析方法，歸納總結出土地利用區(qū)域的差異性與相似性，將規(guī)劃地區(qū)劃分出不同的用地區(qū)域[1-3]。隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，社會對土地資源的需求也愈加旺盛，在現(xiàn)今土地資源浪費嚴重和后備土地資源不足的情況下，進行合理的土地利用分區(qū)對于確定土地利用方向，優(yōu)化土地利用結構與布局，提高土地資源利用效率具有重要的現(xiàn)實意義[4-5]。

國內土地利用分區(qū)研究起步較晚，早期的研究主要是對土地利用分區(qū)的概念、分區(qū)原則、分區(qū)指標體系及分級系統(tǒng)進行研究[6-7]。后來，以陳百明[8]提出的以土地利用為核心的土地用分區(qū)理論得到較多學者關注，同時，分區(qū)方法則如Kohonen神經網絡法[9]、主要因素法[10]和GIS空間分析法[11]等也逐漸得到學者重用。當前，越來越多學者基于不同的研究尺度對省域[12-14]、市域[15-16]和縣域[1,17-18]等地利用分區(qū)進行研究，至此，土地利用分區(qū)研究成果越來越豐富。

由于土地利用綜合分區(qū)涉及的指標較多，目前常用的研究方法在分區(qū)時難以避免指標間的相關性，給分區(qū)研究增加了復雜性。文章以廣州市為例，運用主成分分析法遴選出一組互不相關的綜合指標，并將其作為新的樣本數(shù)據，運用層次聚類分析法進行綜合分區(qū)，不僅達到簡化分析過程的效果，也使分區(qū)結果較為客觀合理。

1 評價模型及評價步驟

為了達到簡化分區(qū)的分析過程和使分區(qū)結果更加客觀合理，該文先構建土地利用綜合分區(qū)指標體系，然后借助SPSS19.0軟件，運用主成分分析法提取出符合要求的主成分。最后，將主成分作為新的樣本數(shù)據，采用層次聚類分析法將廣州市土地利用進行綜合分區(qū)，以期為廣州市今后制定合理的土地利用分區(qū)政策提供參考依據。

1.1 主成分分析模型

主成分分析法(Principal Component Analysis)是考慮各指標之間的相互關系，利用降維的方法將多個指標轉換為少數(shù)幾個互不相關的指標，從而使進一步研究變得簡單的一種統(tǒng)計方法。主成分分析法能夠減少指標相關性、避免信息重疊和克服權重確定的主觀性，是一種較為客觀的研究方法[19]。

1.2 聚類分析模型

層次聚類分析的實質是建立一種分類方法，根據個案或變量之間的親疏程度，將最相似的對象聚集在一起[20]。具體分為兩類，一類是Q型聚類，把具有共同特點的個案聚集在一起，以便對不同的個案進行分析； 一類是R型聚類，把具有共同特征的變量聚集在一起，對不同類的變量進行分析。該文試圖將主成分分析得到的主成分指標作為新的樣本數(shù)據，運用層次聚類分析法對廣州市土地利用規(guī)劃進行綜合分區(qū)，進而得到分區(qū)結果。

1.3 評價步驟

(1)指標體系構建。

(2)對選取的指標數(shù)據進行標準化處理。

(3)對標準化后的指標進行主成分分析，減少數(shù)據冗余。

(4)將主成分分析后得到的指標進行層次聚類分析，得到聚類結果。

2 實證研究

2.1 研究區(qū)域概況

廣州市是海上絲綢之路的起點之一、中國的“南大門”和珠三角都市圈的核心城市。2014年，廣州市進行新一輪行政區(qū)劃調整，將蘿崗區(qū)和黃埔區(qū)合并為新黃埔區(qū)，行政區(qū)劃也將原來的“十區(qū)二市”變?yōu)椤笆粎^(qū)”的格局，市轄面積從38.43萬hm2擴大到74.34萬hm2，耕地面積占土地總面積的12.97%，人口密度達1 133人/km2，人均GDP為19.83萬元。隨著廣州市經濟快速發(fā)展，土地供需矛盾越來越突出，進行合理的土地利用規(guī)劃分區(qū)不僅可以提高土地利用效率，緩解土地供需矛盾，也能為廣州市政府今后制定合理的土地利用規(guī)劃政策提供依據。

2.2 指標體系構建

2.2.1 指標體系構建原則

土地利用是人們根據土地的特點和社會經濟發(fā)展要求，在土地上開展的一套生物、技術和經濟的復雜活動[21]。土地利用分區(qū)涉及的指標多，工作量大，且目前學界還沒有統(tǒng)一的指標體系，因此，該文在構建指標體系時遵循了以下原則：(1)綜合性原則：指標的選取盡可能綜合考慮涵蓋社會、經濟和生態(tài)三方面，避免指標體系單一不全面； (2)系統(tǒng)性原則：選取的各個子指標在一個系統(tǒng)的體系下考量，盡量做到相互補充； (3)獨立性原則：各個子系統(tǒng)的指標之間應該相互獨立，減少彼此之間的相關性，提高各指標的代表性； (4)可操作性原則：指標數(shù)據要易于收集且全面、完整； (5)時效性原則：指標數(shù)據應具有時效性，避免數(shù)據陳舊，提高數(shù)據的代表性[22]。

2.2.2 指標體系構建

該文在指標體系構建原則的指導下，參考已有研究成果[23-26]，并根據廣州市自然、經濟和社會情況，選取土地利用結構、土地開發(fā)利用程度、社會經濟狀況和環(huán)境資源承載力4項一級指標及15項二級指標，建立廣州市土地利用綜合分區(qū)指標體系(表1)。

2.3 數(shù)據標準化

為了消除指標間的量綱關系，使指標數(shù)據具有可比性，提供統(tǒng)一的數(shù)據計算平臺，需將原始指標數(shù)據進行標準化處理。該研究采用z-score標準化的方法，見公式(1)使每個數(shù)據屬性均值等于0，方差等于1，得到原始指標數(shù)據的標準化矩陣(表2)。

表1 土地利用綜合分區(qū)指標體系

一級指標二級指標指標計算公式代號土地利用結構耕地比重(%)耕地面積/土地總面積A1園地比重(%)園地面積/土地總面積A2草地比重(%)草地面積/土地總面積A3交通用地比重(%)交通用地面積/土地總面積A4水域及水利設施比重(%)水域及水利設施用地面積/土地總面積A5土地開發(fā)利用程度耕地灌溉率(%)水澆地面積/耕地面積A6土地復種指數(shù)(%)全年農作物播種面積/耕地面積A7城鎮(zhèn)村及工礦用地比例(%)城鎮(zhèn)村及工礦用地面積/土地面積A8社會經濟狀況人均GDP(萬元)GDP總量/總人口A9單位土地產出值(元/hm2)地區(qū)生產總值/土地總面積A10第二產業(yè)占GDP比例(%)第二產業(yè)GDP/GDP總量A11第三產業(yè)占GDP比例(%)第三產業(yè)GDP/GDP總量A12環(huán)境資源承載力森林覆蓋率(%)森林面積/土地總面積A13人口密度(km2)總人口/土地總面積A14人均耕地面積(hm2)耕地面積/總人口A15

表2 標準化后的數(shù)據

P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10P11A1-1 030-1 091-1 039-1 0060 1441 6011 1810 257-0 2831 7930 562A2-0 649-0 660-0 586-0 607-0 265-0 119-0 4280 162-0 2861 1422 958A3-0 825-1 154-1 056-0 8310 9390 8481 9061 126-0 4021 119-0 516A4-1 083-1 320-1 038-1 1560 9510 0691 0611 4300 3561 4260 656A5-0 945-1 021-0 848-0 9650 113-0 7231 8800 8611 6570 9200 118A6-0 853-0 956-0 916-0 8880 930-0 529-0 2340 4540 5162 4800 953A7-0 822-2 5051 0151 0150 2520 9900 7670 6140 694-0 1920 680A8-1 057-1 181-0 793-0 3041 5420 2112 0061 064-0 6440 876-0 076A9-0 5571 327-0 1382 1250 0521 6760 113-0 474-0 454-0 625-1 322A10-0 483-1 442-0 866-0 967-0 5211 5900 0691 0261 7760 8590 506A110 8651 7821 2371 3360 829-1 0570 300-0 643-1 419-0 582-0 319A12-0 4520 062-0 4691 156-0 2642 910-0 148-0 3590 467-0 637-0 960A13-0 936-0 984-0 954-0 925-0 2032 6130 5600 1170 2320 9110 555A14-0 589-0 587-0 587-0 513-0 145-0 551-0 5020 456-0 5401 3562 790A150 0792 1171 3240 5470 877-1 2380 598-0 029-1 4510 727-0 411 注：表中原始數(shù)據來自《廣州市統(tǒng)計年鑒》(2015)和廣州市第二次全國土地調查數(shù)據

(1)

2.4 主成分分析

以廣州市11區(qū)為基本單位，根據主成分分析法的原理和步驟，運用SPSS19.0軟件進行處理，發(fā)現(xiàn)KMO檢驗值為0.705>0.7，可以進行主成分分析。為了使主成分因子能夠更好地解釋原始變量，采用方差極大法進行旋轉[27]。根據特征值>1和累積貢獻率≥85%的原則[28]，提取出前4個主成分，其載荷矩陣、特征值、貢獻率及累計貢獻率見表3。

表3 旋轉后的主成分載荷

一級指標二級指標成分1成分2成分3成分4土地利用結構耕地比重0 8750 1580 1850 653園地比重0 592-0 494-0 4570 384草地比重0 7580 1560 6110 046交通用地比重0 928-0 1790 281-0 049水域及水利設施比重0 750-0 1200 273-0 464土地開發(fā)利用程度土地復種指數(shù)0 775-0 4380 0230 109耕地灌溉率0 4790 344-0 087-0 236城鎮(zhèn)村及工礦用地比例0 674-0 0180 6890 056社會經濟狀況單位土地產出值-0 4810 6880 2320 379第二產業(yè)占GDP比例0 8360 343-0 322-0 186第三產業(yè)占GDP比例-0 858-0 2770 3370 181人均GDP-0 0300 957-0 0910 249環(huán)境資源承載力人均耕地面積0 7680 483-0 0940 340森林覆蓋率0 556-0 608-0 3680 675人口密度-0 584-0 4820 5420 268特征值4 2244 0563 0312 195貢獻率28 16127 04020 20814 636累積貢獻率28 16155 20175 40990 045

從主成分載荷表分析(表3)，耕地比重(0.875)、交通用地比重(0.928)、第二產業(yè)占GDP比例(0.836)和第三產業(yè)占GDP比例(-0.858)在主成分1上載荷量絕對值均大于0.80，它們反映了土地利用類型及經濟發(fā)展情況，可稱之為土地利用綜合因子，且主成分1的特征值為4.224，貢獻率為28.161，均高于其它主成分的特征值和貢獻率，表明土地利用綜合因子在分區(qū)中占有較大作用。單位土地產出值(0.688)和人均GDP(0.957)在主成分2上具有較大載荷量，它們反映了社會經濟狀況，可稱之為社會經濟水平因子。主成分3在草地比重(0.611)和城鎮(zhèn)村及工礦用地比例(0.689)上有較大載荷，反映的是土地利用結構，可稱之為土地利用結構因子。主成分4在耕地比重(0.653)和森林覆蓋率(0.675)上有較大載荷，反映了土地生態(tài)環(huán)境，可稱之為土地生態(tài)因子。

圖1 廣州市層次聚類分析樹狀圖

2.5 層次聚類分析

該研究使用的是層次聚類分析的Q型聚類，即以廣州市各區(qū)為個案，將具有共同特征的區(qū)域劃分到一個土地利用區(qū)內，達到土地利用綜合分區(qū)的目的。SPSS19.0提供了多種層次聚類方法和計算變量個案間距離的方法，選用不同的方法，所得的聚類結果可能會有較大區(qū)別。組間連接層次(Between-Groups linkage)和歐式平方距離(Squared Euclidean Distance)是學者在層次聚類分析中最常用的方法，此方法計算簡單，能較好地體現(xiàn)算法的性能，聚類結果比較準確合理。該文將層次聚類分析提供的多種方法進行了對比分析(限于篇幅，此處不一一展示)，發(fā)現(xiàn)采用組間連接層次和歐氏平方距離進行聚類得到的結果與區(qū)域的發(fā)展情況最為符合，故該文采用此種聚類方法，得到如下聚類結果樹狀圖(圖1)。

2.6 綜合分區(qū)結果

根據層次聚類分析結果，在類間距離d=7時，研究區(qū)域分為4類：荔灣區(qū)、海珠區(qū)、越秀區(qū)和天河區(qū)為一類； 白云區(qū)、番禺區(qū)、花都區(qū)、增城區(qū)和從化區(qū)為一類； 南沙區(qū)為一類； (新)黃埔區(qū)為一類。

2.7 各分區(qū)土地利用現(xiàn)狀

根據上述聚類結果和結合各分區(qū)的自然經濟社會條件以及土地利用現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢，將廣州市四大分區(qū)命名為中心發(fā)達區(qū)、綜合發(fā)展區(qū)、重點潛力區(qū)和資源組合區(qū)，并提出四大分區(qū)的土地利用方針(表4和圖2)。

表4 四大分區(qū)土地利用戰(zhàn)略及方針

四大分區(qū)包含區(qū)域土地利用方針中心發(fā)達區(qū)荔灣區(qū)、海珠區(qū)、越秀區(qū)、天河區(qū)挖掘后備土地潛力 節(jié)約集約利用土地綜合發(fā)展區(qū)白云區(qū)、番禺區(qū)、花都區(qū)、增城區(qū)、從化區(qū)調整土地資源配置 提高土地利用效益重點潛力區(qū)南沙區(qū)優(yōu)化土地利用布局 創(chuàng)新土地發(fā)展方式資源組合區(qū)(新)黃埔區(qū)整合土地資源優(yōu)勢 協(xié)調區(qū)域土地發(fā)展

表5 四大土地利用分區(qū)指標體系數(shù)值比較

一級指標二級指標中心發(fā)達區(qū)綜合發(fā)展區(qū)重點潛力區(qū)資源組合區(qū)土地利用結構耕地比重(%)5 66012 7408 22844 396園地比重(%)6 31414 9136 09514 282草地比重(%)1 0570 6930 3781 632交通用地比重(%)5 0813 6633 8255 154水域及水利設施比重(%)11 18911 96526 6245 154土地開發(fā)利用程度土地復種指數(shù)(%)314 084293 159336 043217 271耕地灌溉率(%)83 88084 99490 88099 630城鎮(zhèn)村及工礦用地比例(%)76 86515 3798 46430 347社會經濟狀況人均GDP(萬元)20 97413 16017 17513 179單位土地產出值(萬元/hm2)2788 40687 279130 838223 017第二產業(yè)占GDP比例(%)11 18539 97573 66053 625第三產業(yè)占GDP比例(%)88 70157 02021 59444 239資源環(huán)境承載力森林覆蓋率(%)9 68639 8562 1272 652人口密度(km2)132 9446 6324 81516 922人均耕地面積(m2)4 257192 088170 888262 362

圖2 廣州市土地利用綜合分區(qū)

3 各分區(qū)土地利用規(guī)劃建議

3.1 中心發(fā)達區(qū)

該區(qū)域包括荔灣區(qū)、海珠區(qū)、天河區(qū)和越秀區(qū)。該區(qū)域人均GDP，單位土地產出值和第三產業(yè)占GDP比例遠大于其他三大分區(qū)，說明該區(qū)經濟最發(fā)達，土地利用效益最高，經濟發(fā)展創(chuàng)新能力強。此外，相比其它三大分區(qū)，該區(qū)的耕地、園地、草地比重、耕地灌溉率和人均耕地面積及森林覆蓋率較小，但交通用地比重、城鎮(zhèn)村工礦用地比和人口密度較大，反映出該區(qū)城市化發(fā)展程度高，但隨著而來的人地矛盾、糧食安全危機和土地利用結構不盡合理等問題也比較嚴重。

該區(qū)是老城區(qū)匯集區(qū)，新增建設用地面積少，土地復墾整治潛力大。在未來的土地利用規(guī)劃中，要進一步優(yōu)化土地利用結構與布局，合理控制城市新增建設用地面積，挖掘存量土地內部潛力，不斷提高土地集約利用水平。要轉變土地利用方式，以土地利用轉變帶動經濟發(fā)展方式轉變，重點發(fā)展第三產業(yè)，不斷提高經濟發(fā)展水平。此外，該區(qū)域經濟發(fā)展速度快，土地開發(fā)利用程度高，今后要注意避免經濟建設非法占用農業(yè)或生態(tài)用地，均衡經濟、社會和生態(tài)三者發(fā)展，緩解糧食安全危機和環(huán)境承載壓力，走全面協(xié)調可持續(xù)發(fā)展之路。

3.2 綜合發(fā)展區(qū)

該區(qū)域包括白云區(qū)、番禺區(qū)、花都區(qū)、增城區(qū)和從化區(qū)。該區(qū)耕地、園地、水域及水利設施比重、土地復種指數(shù)和人均耕地面積大，農業(yè)發(fā)展條件較好。但交通用地比重、城鎮(zhèn)村及工礦用地比、人均GDP、單位土地產出值和人口密度都比較小，反映出該區(qū)經濟發(fā)展水平不高，城市道路基礎設施落后和土地利用效益低。在生態(tài)方面，該區(qū)森林覆蓋率位于4區(qū)之首，遠高于其他三大分區(qū)，說明生態(tài)環(huán)境好，自然資源承載能力較強，該區(qū)土地面積大，超出廣州市土地總面積的1/2，但距離市中心普遍較遠，區(qū)域發(fā)展情況比較復雜。2014年廣州市將增城市和從化市撤市改區(qū)后，兩區(qū)農民將加速城市化，逐步變成“市民”。今后，該區(qū)要進一步將行政區(qū)劃與城市發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃相匹配，推動增城、從化兩區(qū)快速融入廣州市“一盤棋”格局中。此外，針對該區(qū)經濟發(fā)展落后、人口密度小、大量后備土地資源潛力尚未挖掘和環(huán)境資源優(yōu)勢沒有得到充分發(fā)揮的情況，還應重點提高對資金、人才和土地等資源的整合能力，充分發(fā)揮該區(qū)資源優(yōu)勢，加快經濟發(fā)展，逐步融入廣州市半小時生活圈。

3.3 重點潛力區(qū)

該區(qū)是南沙區(qū)，人均GDP僅次于中心發(fā)達區(qū)，第二產業(yè)占GDP比例、人均耕地面積、土地復種指數(shù)、耕地灌溉率和水域及水利設施比重大，但單位土地產出值、第三產業(yè)占GDP比例、城鎮(zhèn)村及工礦用地比例和人口密度都比較小，反映出該區(qū)雖經濟和農業(yè)總體發(fā)展情況較好，但存在城市化發(fā)展水平較低，經濟發(fā)展創(chuàng)新能力不足，地多人少和土地利用方式較為粗放等問題。

南沙區(qū)是廣東省三大自貿區(qū)之一，其發(fā)展戰(zhàn)略是建設成國際智慧海濱城市、粵港澳合作區(qū)和珠江三角洲世界級的新紐帶，主打高端服務業(yè)，科技智慧產業(yè)和海洋產業(yè)，是廣州市今后重點發(fā)展?jié)摿^(qū)。針對目前該區(qū)第三產業(yè)發(fā)展落后，科技創(chuàng)新能力不強和土地利用效率低等問題，今后應在規(guī)劃戰(zhàn)略引導下，發(fā)揮本區(qū)臨海區(qū)位優(yōu)勢，打造高端海洋旅游業(yè)，要充分利用自貿區(qū)特殊政策優(yōu)勢，創(chuàng)新發(fā)展模式，加強社會管理，完善公共服務和不斷吸引資金人才進駐此區(qū)，盡快打響南沙名片。

3.4 資源組合區(qū)

該區(qū)僅(新)黃埔區(qū)，農業(yè)發(fā)展情況較好，耕地比重、園地比重、土地復種指數(shù)、耕地灌溉率和人均耕地面積都比較大。社會經濟發(fā)展相對落后，人均GDP、單位土地產出值、第三產業(yè)占GDP比重及人口密度小。森林覆蓋率較低，生態(tài)環(huán)境有待改善。

2014年廣州市實行新一輪行政區(qū)域調整，將原黃埔區(qū)和蘿崗區(qū)合并成新黃埔區(qū)后，不僅擴大了黃埔區(qū)面積，也給兩區(qū)資源互補、產城融合、提高區(qū)域發(fā)展競爭力提供了有利條件。今后該區(qū)應盡快讓地廣人稀的原蘿崗區(qū)和人多地少的原黃埔區(qū)實現(xiàn)“優(yōu)勢組合”，調整行政區(qū)內的產業(yè)布局、人口結構和城區(qū)功能定位，加快經濟發(fā)展速度，提高經濟發(fā)展水平。此外，該區(qū)也要加大對生態(tài)環(huán)境建設的投資力度，逐步改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，為經濟發(fā)展提供良好的環(huán)境保障。

4 結論

通過參考已有研究和結合廣州市發(fā)展實際，該研究選取土地利用結構、土地開發(fā)利用程度、社會經濟狀況和環(huán)境資源承載力4項一級指標及15項二級指標，較為全面地建立了土地利用綜合分區(qū)指標體系。根據主成分和聚類分析結果，并結合各區(qū)的自然經濟條件及土地利用狀況，把廣州市11區(qū)分為中心發(fā)達區(qū)、綜合發(fā)展區(qū)、重點潛力區(qū)和資源組合區(qū)等4類土地利用區(qū)域，并對各分區(qū)今后的土地利用發(fā)展方向提供了對策建議，有利于廣州市今后土地利用規(guī)劃的科學編制。

[1] 禹洋春，刁承泰，蔡朕，等.基于聚類分析法的西南丘陵山區(qū)縣域土地利用分區(qū)研究.中國農學通報， 2014, 30(2): 227～232

[2] 王炯， 許月明，郭慶.基于聚類分析法的保定市土地利用分區(qū)及建議.中國農業(yè)資源與區(qū)劃， 2011, 32(2): 63～67

[3] 郝晉珉. 土地利用規(guī)劃學.北京：中國農業(yè)大學出版社， 2007.188～189

[4] 劉平輝， 郝晉珉.土地利用分類與城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃.北京：中國大地出版社， 2005： 24～27

[5] 尹珂， 肖軼.基于空間聚類分析法的土地利用主體功能分區(qū)——以重慶市渝北區(qū)為例.水土保持通報， 2011, 31(6): 181～185

[6] 楊子生. 土地合理利用區(qū)劃的若干基本問題之探討.玉溪師專學報(自然科學版), 1992，(5)： 44～50

[7] 馮紅燕， 譚永忠，王慶日，等.中國土地利用分區(qū)研究綜述.中國土地科學， 2010, 24(8): 71～76

[8] 陳百明. 中國土地利用與生態(tài)特征區(qū)劃.北京：氣象出版社， 2003

[9] 彭建， 王軍.基于Kohonen神經網絡的中國土地資源綜合分區(qū).資源科學， 2006, 28(1): 43～50

[10]金儒成， 梅再美，蔡廣鵬，等.主導因素法對利用聚類分析進行土地利用分區(qū)的校正研究——以貴州省仁懷市和羅甸縣為例.安徽農業(yè)科學， 2010， 38(15)： 8115～8118，8171

[11]文勝歡， 師學義，和文超，等.基于GIS空間分析法的土地利用功能分區(qū)研究.資源與產業(yè)， 2012, 14(2): 66～70

[12]吳勝軍， 洪松，任憲友，等.湖北省土地利用綜合分區(qū)研究.華中師范大學學報(自然科學版)， 2007, 41(1): 138～142

[13]李淑杰， 竇森，王利敏.吉林省土地利用綜合分區(qū)及調控政策研究.安徽農業(yè)科學， 2010， 38(2)： 846～848,882

[14]潘竟虎， 石培基，孫鵬舉.統(tǒng)籌甘肅省土地利用分區(qū)研究.中國土地科學， 2009, 23(9): 9～14

[15]趙璐， 鄭新奇.濟南市土地利用綜合分區(qū)與空間管制研究.安徽農業(yè)科學， 2008, 36(4): 1550～1552

[16]翁清光， 翁發(fā)春.漳州市土地利用綜合分區(qū)與調控對策研究.吉林師范大學學報(自然科學版)， 2010, 8(3): 85～89

[17]鄧永旺， 王成，楊慶媛，等.縣域土地利用綜合分區(qū)研究——以重慶云陽縣為例.水土保持研究， 2013， 20(6)： 240～245,288,333

[18]寧雅楠， 李貝，楊偉州，等.基于主成分分析法的土地利用景觀分區(qū)研究——以青龍滿族自治縣為例.中國農業(yè)資源與區(qū)劃， 2016, 37(2): 22～28

[19]張超， 楊秉賡.計量地理學基礎.北京：高等教育出版社， 1991

[20]劉瓊. 湖南省土地利用分區(qū)研究.長沙：湖南師范大學， 2013

[21]何書金， 王秀紅，鄧祥征，等.中國西部典型地區(qū)土地利用變化對比分析.地理研究， 2006， 25(1)： 79～86,185

[22]呂昌河， 賈克敬，冉圣宏，等.土地利用規(guī)劃環(huán)境影響評價指標與案例.地理研究， 2007, 26(2): 249～257

[23]趙榮欽， 黃賢金，鐘太洋，等.聚類分析在江蘇沿海地區(qū)土地利用分區(qū)中的應用.農業(yè)工程學報， 2010, 26(6): 310～314

[24]黃瀟迪， 湯小華.基于主成分—聚類分析的泉州市土地利用功能分區(qū)研究.海南師范大學學報(自然科學版)， 2015, 28(4): 443～447

[25]陳懷錄， 徐藝誦，許計平，等.層次聚類分析法在甘肅省臨夏回族自治州土地利用分區(qū)中的應用.蘭州大學學報(自然科學版)， 2010, 46(5): 19～23

[26]叢明珠， 歐向軍，趙清，等.基于主成分分析法的江蘇省土地利用綜合分區(qū)研究.地理研究， 2008, 27(3): 574～582

[27]徐博， 雷國平，張慧，等.基于主成分分析法和GIS的土地利用綜合分區(qū)研究——以黑龍江省紅興隆墾區(qū)五九七農場為例.水土保持研究， 2013， 20(2)： 186～190，200

[28]潘竟虎， 劉揚，石培基.基于主成分分析和GIS的統(tǒng)籌市域土地利用分區(qū)研究——以甘肅天水市為例.土壤， 2011, 43(4): 637～643

URBAN LAND USE PLANNING BASED ON PRINCIPAL COMPONENT AND HIERARCHICAL CLUSTERING ANALYSIS*——A CASE STUDY OF GUANGZHOU

Li Dan1，Han Shucheng1，Zhang Yanchun1，Yi Senpeng2
(1.School of Public Administration, South China University of Technology, Guangzhou, Guangdong 510640, China;2.Guangdong Youyuan Land information Technology co., Ltd, Guangzhou 510640, China)

Land use zoning, as one of the core content of general land use planning,is an important way determining the land use direction and structure reasonably. The aim of this paper was to provide theoretical directions for land use and future development in Guangzhou. Considering the situation and characteristics of land use in Guangzhou, this paper established an indicator system for land use zoning through selecting four first class indicators (land use structure,land development and use, social and economic condition, bearing capacity of environmental resources) and fifteen second class indicators. The principal component analysis was used to extract the top four principal components by SPSS19.0, and then the land use zoning in Guangzhou was made by the hierarchical clustering analysis. The results showed that Guangzhou was divided into four land use areas, for example, the central and developed area included Liwan district, Haizhu district, Tianhe district and Yuexiu district. The comprehensive development areas were Baiyun district, Panyu district, Huadu district, Zengcheng district and Conghua district.The important and potential area was Nansha district, and the integrate-resource area was the new Huangpu district. Finally, it pointed out the land development directions and problems according to the difference of each area. The results can provide the reference for land use planning scientifically in Guangzhou.

comprehensive land use zoning; principal component analysis; hierarchical clustering analysis; Guangzhou; suggestions

10.7621/cjarrp.1005-9121.20170618

2016-09-29

李丹(1992—)，女，廣東梅州人，碩士。研究方向：土地資源調查與評價、土地利用規(guī)劃與管理?！ㄓ嵶髡撸喉n書成(1979—)，男，河南駐馬店人，博士、副教授。研究方向：土地資源調查與評價、土地利用規(guī)劃與管理。Email：schan@scut.edu.cn

*資助項目：中央高?；究蒲袠I(yè)務費專項資金資助項目“珠三角城市群土地生態(tài)安全預警與調控”(2014ZM0081)； 國家自然科學基金面上項目“劇烈變化環(huán)境下珠江三角洲地區(qū)城市暴雨洪澇災害風險時空演變及其不確定性研究”(51579105)

F301.2

A

1005-9121[2017]06130-08