GIS支持下的城市用地適應性分析—以英國格拉斯哥為例

趙安洋

南開大學周恩來政府管理學院，天津 300071

英國格拉斯哥近年來城市擴張迅速，然而城市規劃缺乏以土地適宜性評價為前提的分析作為基礎，常出現基礎設施規劃需求與實際不符、城市擴張缺乏持續性等問題，考慮到格拉斯哥在蘇格蘭地區的重要經濟、社會影響，對城市的適宜性進行分析來指出格拉斯哥地域上的發展方向和重點是需要進行重點研究的。

1 研究區概況

格拉斯哥位于蘇格蘭中南部，格拉斯哥是蘇格蘭第一大商業城市，優良港口較多，制造業是該城市的核心產業，造船業發達，是一個傳統的重工業城市，地處平原，地勢北高南低，平原為主，地表較為起伏，城市總面積175km2，建設用地40km2，計劃擴展用地25km2。格拉斯哥城市城區沒有行政去畫的分割，通常本地人會將城區分為東北城區，西北城區和南城區，其中東西北城區與南城區的分割是克萊德河。格拉斯哥城市總人口230萬，占整個蘇格蘭地區的40%。

2 研究過程

2.1 評價模型

評價模型目前采用較多的是多因子加權疊加分析法：

式中：S—適宜性等級；Wi—權重；Xi為—變量因子。

2.2 選定研究設計的評價因子

城市作為一個多元的的綜合系統，有著排他性和異質性。在進行城市建設用地評價時，所涉及到的影響因素很多，同時不同的城市由于地理位置以及經濟性狀的差異導致不同因子對城市建設所起到的影響效果是有差異的，本文將影響因子歸為兩大類，即社會經濟因子與自然因子，并因地制宜地選取了符合對格拉斯哥城市發展現狀有實質性影響的因子。

2.2.1 社會經濟因子

社會經濟因子的分析可以提高城市建設的效益，促進城市建設成本的節約，社會經濟因子往往是與市民生活相關的，所以需要著重分析，本研究主要從交通的可達性、用地現狀和城市增長極核三個方面進行評價。第一，交通可達性指利用一種特定的交通系統從某一給定區位到達活動地點的便利程度。可達性反映了區域與其他有關地區相接觸進行社會經濟和技術交流的機會與潛力，此類研究可利用GIS技術，建立緩沖區，鎖定交通基礎設施為中心，影響范圍為半徑展開緩沖區。第二，在進行城市用地選擇時，用地現狀作為城市規劃的背景需要進行調研，政府對于城市內部不同功能，不同性質的建設用地的投入是有差異的。由此本研究對格拉斯哥的城市土地用地進行歸納，并將土地利用類型分為居民地、建設用地、草地、林地、水域五類。其中，居民地是首要適宜用地，林地和水田水域則作為不適宜城市用地的代表。第三，由增長極核理論，城市區已經建成的設施具有其自身影響范圍，可以在其范圍內影響經濟活動的進一步擴大和發展，由此當建設區距離建成區越近時，越容易擴張為城市用地，這一理論在用地評價過程當中可以起到重要的作用，通過在建成區附近建立緩沖區，也可以作為衡量用地適宜性分析的指標。2.2.2 自然因子

自然因子是指城市環境形成的的基本因子，任何一種城市地貌都不是單一自然因子形成的，是多個因子共同作用的結果。在城市的初步建設過程中，自然往往是需要考慮的首要因素，因為自然因子是客觀條件，難以改變的，對于城市建設的可行性產生決定性的影響，同時很大程度上決定了城市未來經濟性的潛力，經歸納，格拉斯哥的自然因子包括地形、地質、坡度、水域和植被等。例如水域條件，對于格拉斯哥這一面依靠克萊德河，一面臨海的城市，水域條件的好壞直接影響了城市內部生態系統的平衡，同時水域也可以為城市景觀，城市水循環作出貢獻。這些自然因素也可以進一步被分解，例如，地質因子可被劃分為地質現象和地基承載力，有害地質現象包括泥石流、滑坡、沖溝和巖溶等建設用地應盡量避開這些區域；地基承載力是地基土單位面積上隨荷載增加所發揮的承載潛力，其影響建筑物的施工材質以及建筑物的高度和密度，應具體分析。

2.3 設定評價標準

總結收集并列舉不同的評價因子對區域生態環境的影響，將評價因子劃分為不同的適宜性等級。運用專家打分法和層次分析法確定各個生態因子的權重，格拉斯哥城市規劃范圍內建設土地適宜性評價因子的劃分如表1所示。

表1 城市土地適宜性評價因子和劃分

一級指標二級指標適宜性分類條件評價分值權重很適宜 居民用地 9用地分類0.15社會經濟因子適宜 旱地 7較不適宜 林地 4不適宜 草地 2很不適宜 水域 0適宜 1km緩沖區 9交通可達性較不適宜 1～2km緩沖區 7很不適宜 ＞2km緩沖區 4 0.13很適宜 建成區 9增長級核 適宜 1～2km緩沖區 7較不適宜 ＞2km緩沖區 4 0.08

2.4 評價結果與分析

首先以已經分類的不同因子的圖層作為基礎，利用GIS分析工具，將圖層進行疊加。其次，對這些圖層進行加權疊加，得到評價結果。

將城市建設用地適宜性分為5個等級：很適宜、較適宜、較不適宜、不適宜和不可用地。在格拉斯哥未來的建設土地規劃中可以將很適宜和較適宜用地劃為重點建設區，將基本適宜用地劃為限制建設區，將不適宜和不可用地劃為禁止建設區（或生態控制區）。

3 結語

通過回顧評價結果可以發現，格拉斯哥區劃內規劃區很適宜進行土地建設的地區主要分布在東北邊緣，北部邊緣以及南部邊緣。較適宜建設的地段主要分布在東北邊緣周邊地區，中心城區，以及西南地區；在南部邊緣周邊地區零散分布。基本適宜建設的地段主要分布在中心城區周邊；在較適宜建設的用地周邊呈環狀分布。不適宜和很不適宜的用地在西部水源保護地區，南部高地，東部高地周邊亦有分布。格拉斯哥未來的城市建設土地的布局首先應按照自然環境的的發展規律，這樣就可以有效的促進城市自然生態環境的良性循環，避免對生態系統的破環和干擾，依據分析結果，制定規劃戰略，指定區域發展優先級。其次要遵循社會經濟發展規律，要合理安排土地開發順序，節約城市開發成本，促進城市經濟發展可持續。

運用多因子加權疊加的分析方法，將影響城市土地適宜性的因子進行分類，并形成不同的圖層，利用GIS對城市土地進行空間分析、疊置分析以及緩沖區分析，對城市土地建設適宜程度作出分級。這種方式的創新點在于，可以使得城市規劃布局的專業人員更好地理解城市土地用地建設適宜程度并且很清晰地展示出未來城市擴展的方向，可以做到具體問題具體分析。同時，這種方法從社會經濟以及生態環境的角度為城市的土地利用提出建議，是城市規劃策略的重要嘗試和補充，GIS技術也為多方參與規劃提供了工具、技術平臺，是當前城市規劃布局中土地開發利用常用的一種有效手段。與此同時這種技術也存在著缺陷，它無法實時收集動態的城市變化過程，例如人的遷移情況，土壤物質的改變，由于其不斷變化，就很難設定因子范圍來表達，如何解決這一問題，將是生態適宜性評價發展和完善的一個方向。