冀南太行山區(qū)鄉(xiāng)村聚落空間格局研究
——以涉縣為例

宋宏利，張曉楠

冀南太行山區(qū)鄉(xiāng)村聚落空間格局研究
——以涉縣為例

宋宏利1，2，張曉楠3

（1.河北工程大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，河北 邯鄲 056038；2.河北省煤炭資源綜合開發(fā)與利用協(xié)同創(chuàng)新中心，河北 邯鄲 056038；3.河北工程大學(xué) 礦業(yè)與測繪工程學(xué)院，河北 邯鄲 056038）

以2014年SPOT5遙感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用核密度估計、熱點識別等方法，分析涉縣2014年鄉(xiāng)村聚落空間格局的分布特征。結(jié)果表明：涉縣的鄉(xiāng)村聚落斑塊呈現(xiàn)出“北密南疏，西密東疏，清漳河流域密度大，離縣城越近密度越大”的分布格局，西北部為鄉(xiāng)村聚落的核心區(qū)；高海拔地區(qū)雖然人口密度比較小、但是鄉(xiāng)村聚落的密度卻比較高，低海拔地區(qū)人口密度大，但是鄉(xiāng)村聚落密度相對較低。

鄉(xiāng)村聚落；太行山區(qū)；空間格局

聚落是人類為了生產(chǎn)和生活的需要而集聚定居的各種形式的居住場所[1]，聚落的空間結(jié)構(gòu)及分布特征是區(qū)域人居環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)展水平的重要表達(dá)，是鄉(xiāng)村地理學(xué)研究的核心問題[2]。近年來，我國學(xué)者在鄉(xiāng)村聚落方面開展了大量研究，并得出重要成果[3-8]。然而，經(jīng)綜合分析，現(xiàn)有研究多集中于中國西北及西南山地丘陵區(qū)域，而關(guān)于華北太行山區(qū)的鄉(xiāng)村聚落研究則較少。基于此，本文擬以冀南太行山東麓的涉縣為研究對象，通過核密度、熱點探測等分析方法，揭示該區(qū)域鄉(xiāng)村聚落的空間格局特征，為精準(zhǔn)扶貧及合理區(qū)域規(guī)劃提供參考。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于太行山東麓低山丘陵區(qū)，介于北緯36°17′～ 36°55′，東經(jīng) 113°26′～ 114°之間，東西長約37.5 km，南北寬約64.5 km。東鄰武安市、磁縣，北接山西省左權(quán)縣，西以黃櫨垴、大寨垴、黃花山為界，連接山西省黎城、平順縣，南以漳河為界，與河南省安陽、林州市隔河相望。地勢大體趨勢是北部高、南部低、西部高、東部低，清漳河流域一帶地勢普遍偏低，中部地勢較為平坦。

2 數(shù)據(jù)來源及研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文以代表2014年時間基點的SPOT5遙感數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在GIS軟件中完成影像配準(zhǔn)、鑲嵌裁剪、空間參考轉(zhuǎn)換等預(yù)處理過程，目視解譯完成涉縣鄉(xiāng)村居民點、道路等陸表信息的提取工作，經(jīng)與Google Earth高分辨率影像對照驗證，解譯精度為96.5%，滿足研究精度要求。

2.2 研究方法

2.2.1 核密度估計

核密度估計方法是非參數(shù)密度估計的一種統(tǒng)計方法，用于計算每個點在鄰域中的密度，可以使鄉(xiāng)村聚落分布情況可視化表達(dá)，計算公式：

式中：n為觀測值；k為核函數(shù)；di為（x，y）位置距第i個觀測位置的距離；h為帶寬或平滑參數(shù)，當(dāng)h取值較大時，分析結(jié)果反映的是研究區(qū)域樣本點的整體分布特征；當(dāng)h取值較小時，反映的是研究區(qū)域樣本點的局部分布特征，h選擇以研究范圍大小和樣本點之間的平均距離為依據(jù)。本文為了更好地分析涉縣區(qū)域鄉(xiāng)村聚落點分布情況，采用的是固定帶寬值。

2.2.2 熱點分析

熱度分析是計算高值和低值的空間Getis-Ord Gi＊ 統(tǒng)計，通過得到的Z得分和p值判斷高值或低值在空間上發(fā)生聚類的位置，其計算公式為

式中：xj是要素j的屬性值；wij是要素i和要素j之間的空間權(quán)重；n是要素總數(shù)。

圖1 研究區(qū)鄉(xiāng)村聚落核密度圖Fig.1 The kernel density map of rural settlement distribution

3 結(jié)果分析

3.1 核密度分析

從圖1看出，涉縣鄉(xiāng)村聚落斑塊密度最大為3.88個/km2，最小為0.19個/ km2。總體的分布格局為北密南疏，西密東疏，離縣城越近越密集，地勢越平坦的地方越密集，研究區(qū)域的西北部是鄉(xiāng)村聚落分布的核心區(qū)。河南店鎮(zhèn)中心密度達(dá)到了3.02～3.88個/ km2，是鄉(xiāng)村聚落斑塊最密集區(qū)；涉城鎮(zhèn)、更樂鎮(zhèn)、紫金鎮(zhèn)、遼城、木井形成了密度為2.16～3.02個/ km2的二級鄉(xiāng)村聚落斑塊密集區(qū)；在涉縣的南部，鄉(xiāng)村聚落分布較為稀疏。

3.2 基于熱點識別的聚落空間分布特征

圖2表明，研究區(qū)域經(jīng)統(tǒng)Getis-Ord Gi＊ 統(tǒng)計計算，共得到38個一階熱點，主要分布在縣域中部，海拔相對較低的地區(qū)。通過對一階熱點進(jìn)行最近鄰聚類分析，得到66個二階熱點，二階熱點分布比較隨機，鄉(xiāng)村聚落斑塊的空間分布密度較高。256個三階熱點呈現(xiàn)出聚集分布的特點，鄉(xiāng)村聚落斑塊的空間分布密度最高。基于熱點識別技術(shù)，得到涉縣的鄉(xiāng)村聚落分布模式為隨機模式與聚集模式相結(jié)合。

3.3 涉縣鄉(xiāng)村聚落的斑塊數(shù)量特征

表1表明研究區(qū)域鄉(xiāng)村聚落斑塊總數(shù)為524，其中鄉(xiāng)村聚落面積最大為773 852 m2，最小為14 454 m2，總面積42.34 km2，僅占全縣總面積的2.81%。

表1表明，獨居院落和小型院落數(shù)量為0，說明涉縣的鄉(xiāng)村聚落以中等聚落和大型聚落為主導(dǎo)，聚落的規(guī)模普遍較大。中等聚落和大型聚落數(shù)量基本相等，面積卻相差6倍，大型聚落平均斑塊面積高達(dá)13.9 hm2，二者等級差別比較明顯。

表1 涉縣鄉(xiāng)村聚落規(guī)模統(tǒng)計表Tab.1 The statistic table of rural settlement cluster scale

圖2 研究區(qū)鄉(xiāng)村聚落熱點圖Fig.2 The hot point map of rural settlement distribution

4 結(jié)論

1）涉縣的鄉(xiāng)村聚落分布總體較為分散，具體表現(xiàn)為北密南疏，西密東疏，距離縣城越近密度越大，清漳河流域一帶密度大，鄉(xiāng)村聚落空間分布差異顯著。縣域北部是鄉(xiāng)村聚落分布的高密度區(qū)，并且以此中心點向外遞減，南部區(qū)域斑塊密度相對北部區(qū)域較低。

2）由熱點分析得知涉縣鄉(xiāng)村聚落有明顯的高密度聚集區(qū)和低密度聚集區(qū)。熱點圖與核密度圖的分析結(jié)果表現(xiàn)出非常高的一致性，除去一些地勢比較特殊的地區(qū)，高階熱點區(qū)的鄉(xiāng)村聚落斑塊密度較高，低階熱點區(qū)的鄉(xiāng)村聚落斑塊密度較低。兩種密度分析方法相比，熱點圖的集中性更好，更適合用來研究鄉(xiāng)村聚落斑塊的密度分析。

[1]馬利邦，郭曉東，張啟媛.隴中黃土丘陵區(qū)鄉(xiāng)村聚落的空間格局——以甘肅省通渭縣為例[J].山地學(xué)報，2012，30(4)：408-416.

[2]CLARK J K，MCCHESNEY R，MUNROE D K，et al.Spatial characteristics of exurban settlement pattern in the United States[J]. Landscape & Urban Planning，2009，90(3–4)：178-188.

[3]任 平，洪步庭，劉 寅，等.基于 RS 與 GIS 的農(nóng)村居民點空間變化特征與景觀格局影響研究[J].生態(tài)學(xué)報，2014，34( 12)：3331-3340.

[4]方 健，楊興柱，朱 琳.黃山市鄉(xiāng)村聚落空間格局特征及其影響因素[J].熱帶地理，2017，37(2)：277-285.

[5]陳永林，謝炳庚.江南丘陵區(qū)鄉(xiāng)村聚落空間演化及重構(gòu)——以贛南地區(qū)為例[J].地理研究，2016，35(1)：184-194.

[6]馬恩樸，李同昇，衛(wèi)倩茹.中國半城市化地區(qū)鄉(xiāng)村聚落空間格局演化機制探索——以西安市南郊大學(xué)城康杜村為例[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2016，35(7)：816-828.

[7]張 恒，李陽兵.基于空間自相關(guān)的峰叢洼地鄉(xiāng)村聚落集聚形態(tài)格局演變及其分區(qū)——以紫云縣宗地鄉(xiāng)為例[J].熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，36(7)：74-81.

[8]任國平，劉黎明，付永虎，等.都市郊區(qū)鄉(xiāng)村聚落景觀格局特征及影響因素分析[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2016，32(2)：220-229.

Spatial pattern of rural settlements inTaihang Hilly Area of Jinan：a case study of Shexian

SONG Hongli1，2，ZHANG Xiaonan3
（1.School of Earth Science and Engineering， Hebei University of Engineering ， Handan 056038， China；2.Heibei Collaborative Innovation Center of the Comprehensive Development and Utilization of Coal Resource， Handan 056038，China；3.School of mining and surveying engineering ，Hebei University of Engineering ， Handan 056038， China）

Based on the 2014 SPOT5 remote sensing data， the kernel density estimation and hot spot identification are used to analyze the distribution and changes of rural settlements spatial pattern in Shexian County in 2014.The results show that the plots of the settlements in the county of Shexian show the distribution of the density of the “North close south sparse， west close east sparse， Qingzhang River Basin closer， the greater the density from the county”， The northwest is the core of the rural settlement. Some special cases have also been found， such as the low density of population in high altitude areas， but the density of rural settlements is relatively high， the population density is low in the low altitude areas， but the density of rural settlements is relatively low.

rural settlements； taihang hilly region； spatial pattern

TU982.29

A

1673-9469（2017）03-0085-03

10.3969/j.issn.1673-9469.2017.03.018

2017-05-26 特約專稿

河北省高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)研究重點項目（ZD2017212）；河北省社會科學(xué)發(fā)展研究課題民生調(diào)研專項（201701634）

宋宏利（1980-），男，河北撫寧人，博士，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要研究方向為遙感產(chǎn)品精度驗證。