基于GIS的農村居民點分布格局及與地形因子關系分析
——以韶關市大塘鎮為例

江海斌， 陳秀玲 ， 陳世發

(1.韶關市國土資源技術中心，廣東 韶關 512026；2.韶關學院 旅游與地理學院，廣東 韶關 512005)

近年來，很多學者對各種地域類型的城鄉居民點分布特征進行了詳細研究，涵蓋了農村居民點分布格局、分布演變、影響因素等領域，農村居民點的分布格局影響農戶活動的范圍，甚至一定程度上影響農戶生計行為。農村居民點作為一種重要的土地利用類型，其空間分布與地形地貌要素具有高度的耦合性[1-3]，地形因子是農村居民點分布的重要影響因素，而丘陵山區其影響更為明顯[4]。地形坡度與海拔是影響農村居民點分布的主要自然因素[5]，馬小娥等[6]學者從景觀格局的角度研究農村居民點空間格局，曾遠文等[7]學者采用景觀生態學中的斑塊個數、斑塊總面積、距離指數、面積指數和居民點分散度研究農村居民點空間布局特征，并對影響居民點空間分布的各個因素進行疊加分析。樂容潮等[8]學者研究表明農村居民點斑塊較簡單，復雜性較低，呈隨機、均勻、聚集3種狀態分布，農村居民點分布密度較低。而研究居民點格局的影響因素也是研究的熱點，張勰等[9]學者采用空間自相關分析與緩沖區疊加分析方法分析農村居民點與地形坡度、高度的關系；徐州等[10]學者研究不同高程、坡度、坡向、地形起伏度、坡度變率和高程變異系數等地形因子的農村居民點的分布特征，周霖等[11]學者以重慶市萬州區為例，借助ArcGIS、GeoDa、Fragstats軟件，分析研究區農村居民點空間分布、規模和形態，離城鎮、河流、交通近的區域居民點分布多，形狀指標也較大。

但是，對于低山丘陵地區，且地處城郊地帶的農村居民點分布的格局與地形因子的研究相對缺乏。韶關位于粵北山區，地貌形態決定土地利用的重要自然因素是地形地貌。韶關市城鎮化水平卻比較低，地形復雜，地勢起伏大，本文以韶關市城郊地帶的曲江區大塘鎮農村居民點為研究對象，運用GIS空間分析技術與Fragstats4.2景觀格局軟件，綜合分析韶關市大塘鎮農村居民點的分布格局及其地形影響因子，為粵北地區農村居民點分布規劃及農戶生計研究提供可行的理論依據。

1 研究區概況

大塘鎮位于韶關市區的東部，介于113°37′E、24°40′N，面積為175 km2(圖1)。東接曲江區的楓灣、小坑等鎮，西臨湞江區的新韶鎮，與韶關市教育功能區韶關學院等學校相接，南臨曲江區的馬壩、沙溪等鎮，在韶鋼集團旁邊，北靠仁化縣大橋鎮，距離韶贛高速公路的出口只有6 km，該鎮距市區中心11 km。一直都有著韶關重鎮、“東大門”的稱號。大塘鎮地貌特點是以丘陵山地為主，地勢較平緩，整體東高西低，南高北低，呈東南-西北的傾向，屬亞熱帶季風型氣候區，是顯著的濕熱和干冷氣候，濕度大，無霜期長的特點。研究區海拔處于66.2～707.17 m之間，平均海拔164.2 m，坡度范圍為0°～67.94°，平均坡度為14.21°，土地利用復雜多樣，主要以林地為主。

圖1研究區地理位置及居民點分布

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源

本研究使用的數據資料包括韶關市大塘鎮1∶10 000的行政區劃圖、大塘鎮地形圖以及韶關市大塘鎮遙感影像圖和土地利用現狀數據庫，利用GIS軟件追蹤等高線進行矢量化形成區域等高線，再將其轉化為DEM圖，以DEM圖為基礎，提取出研究區坡度、坡向、高度的數據。農村居民點的提取，以2017年大塘鎮影像圖為基礎，對影像圖進行處理，目視解譯大塘鎮居民點分布，并結合實地野外調查得出居民點分布圖。

2.2 研究方法

2.2.1 GIS與RS技術方法 利用韶關市大塘鎮行政區界，居民點分布圖以及研究區DEM圖等數據，利用GIS空間分析技術提取研究區的高程、坡度、坡向等地形因子，同時以大塘鎮影像圖為基礎，勾勒出居民點分布情況，運用空間查詢與空間疊置等方法，綜合研究農村居民點分布與地形因子之間的關系。

2.2.2 景觀生態學方法 將韶關市大塘鎮的居民點作為一種景觀，利用景觀格局分析的方法分析居民點分布格局。大塘鎮居民點的景觀格局指數采用景觀格局分析軟件Fragstats 4.2進行。斑塊數量(NP)反映大塘鎮居民點的斑塊總數、斑塊總面積(TA)為所有居民點的面積之和，而平均斑塊密度(MPS)則揭示居民點平均斑塊面積，這3個指數反映大塘鎮居民點格局破碎化程度。最大斑塊指數(LPI)為大塘鎮居民點最大斑塊面積比例，可以反映大塘鎮居民點形態的優勢度，一般取值為0～100之間；景觀形狀指數(LSI)反映大塘鎮斑塊類型的離散程度(≥1)

平均斑塊黏合度(CONTIG_MN)是反映居民點之間的連通性，黏合度越大，連通性越好。蔓延度指數(CONTAG)為景觀水平指數，反映居民點分散與集中程度，分散度低，則具有較高的蔓延度。散布與并列指數(IJI)表示各居民點斑塊的鄰接程度。聚合度(AI)為斑塊類型的聚集程度，取值為0～100之間。分割度(DIVISION)反映居民點被分割的破碎程度。分離度(SPLIT)反映大塘鎮居民點的個體分布的分離程度，在普遍運用面積比率的同時還考慮了居民點斑塊數量。香農多樣性指數(SHDI)為居民點斑塊在大塘鎮出現的頻率。香農均勻度指數(SHEI)反映大塘鎮居民點分布均勻程度的指標，分布極其均勻時，其指數為1。

3 結果與分析

3.1 大塘鎮農村居民點的景觀格局特征

研究平均斑塊總面積為551.5 hm2，斑塊數量為515個，而平均斑塊密度為1.07 hm2·個-1。

經統計分析，韶關市大塘鎮最大斑塊指數為1.86，斑塊之間的差異程度相對較低，而景觀形狀指數為23.99，居民分布離散，平均斑塊黏合度為0.16，蔓延度指數為58.30，而散布與并列指數為38.86，居民點的分割度為0.99，居民點分布相對較為破碎，而分離度則為220.12，居民點分布相對分離。而香農多樣性指數與均勻度指數分別為5.76和0.93，農村居民點在大塘鎮分布相對較為均勻，在大塘鎮的大部分區域均有居民點的分布，居民點分布聚合程度一般，聚合度為67.63。

3.2 農村居民點空間分布形態

韶關市大塘鎮地形多為低山丘陵地區，大塘鎮農村居民點的空間分布不均衡，主要的分布形態為點狀分布(圖1)。這主要是因為研究區地勢崎嶇不平，并不適合集中連片的居民點建設。除地形原因外，居民點分布還受河流、道路及距市中心范圍遠近等因素影響。

近年來由于基礎設施的逐步完善，對外交流的加強，為了方便出行，更多農民選擇在公路兩旁新建房屋，因此居民點分布在道路網密集的區域相對密集。從圖1可以看出，韶關市大塘鎮農村居民點集中分布于道路兩側，呈現點狀分散分布。以點狀分布為主的農村居民點分布，使研究區居民點的分布呈現出面積小而分散的特征。同時，道路的分布也主要集中于地勢相對平緩，人口分布密度相對較大的區域，兩者也呈現關聯關系。

3.3 大塘鎮居民點分布與地形因子的關系

3.3.1 居民點分布與地形高度的關系 在低山丘陵區，農村居民點建在高低不同的區域，從而形成錯落復雜，高低不一的居民點。利用大塘鎮DEM提取高度(圖2A)，同時對海拔高度進行重分類，由于在高程250 m以上的區域，無居民點的分布，故而單列為一級，在250 m以下的區域，結合GIS的自然間斷法進行分類，在150 m以下的區域，每隔30 m設置高程分級，而150～250 m高程，每隔50 m設置高程分級，共設置6個高程級別。

A

B

C

研究區的農村居民點高程分布統計分析見圖3。由圖3可以看出，韶關市大塘鎮農村居民點分布與高程地形因子總體呈現負相關關系，即海拔高度越高，居民點分布數量越少，海拔高度越低，居民點分布數量越多，在海拔高度120 m以下的區域，高程級所占全部高程級的比重為44.31%，但居民點分布的比重高達87.41%，而在海拔高度超過150 m的區域面積為40.98%，但居民點分布比重僅僅為2.38%。研究區農村居民點主要集中于海拔相對較低的地區，由于該區海拔較高的地區大多為山區丘陵，山高坡陡的地區并不利于發展農業與居住建設，同時該地區的基礎生活設施建設修建難度大且利用率低。

圖3 韶關市大塘鎮不同高程級的居民點分布比重

3.3.2 居民點分布與地形坡度的關系 本次研究在柵格DEM上提取坡度數據，并對其進行重分類(圖2B)。坡度分級結合《土地利用現狀調查技術規程》和國際地理學會對于坡度劃分標準，將坡度劃分為7個等級，具體為0°～2°(極緩坡)，2°～5°(緩坡)，5°～8°(中等坡)，8°～15°(斜坡)，15°～25°(陡坡)，25°～35°(急坡)，35°～90°(險坡)，為此研究區坡度分級共劃分為7級[12]，研究區坡度分布圖見圖2B，并對不同坡度的居民點分布比重進行統計分析(圖4)。

圖4 韶關市大塘鎮不同坡度的居民點分布比重

從圖4可以看出：研究區坡度面積比例最大的是陡坡，其次是斜坡。斜坡及其以上坡度級別(>8°)的分布面積共占研究區的61.92%，說明研究區坡度大，地勢起伏大。居民點的分布隨坡度的增大而迅速降低，坡度變化對農村居民點分布影響明顯。居民點面積比重最大的區域為極緩坡區，其次為緩坡區，兩者占全部居民點分布比重的71.45%，而極緩坡區與緩坡區的坡度級的面積占全部坡度面積29.96%，由此看出，居民點的分布主要集中于極緩坡與緩坡區域。而在坡度15°以上的區域的面積高達43.52%，而居民點分布面積僅僅為3.11%。大塘鎮農村居民點分布隨坡度增加而減小。大部分農村居民點都選擇居住在地勢平緩的區域，坡度平緩有利于節約建筑成本。

3.3.3 農村居民點分布與坡向的關系 根據DEM圖提取的坡向，并且進行重分類(圖2C)，并將坡向分為平地、北坡、東北坡、東坡、東南坡、南坡、西南坡、西坡和西北坡等坡向。研究區韶關市大塘鎮各個坡向的農村居民點均有分布。農村居民點，在各個坡向分布相對均勻。

研究區的農村居民點坡度分布統計分析見圖5，西北坡和西坡的坡向比重最大，分別占到全部坡向比重的13.72%和13.30%，但兩者的居民點則低于坡向比重，分別為13.17%和12.62%。而居民點分布比重最大的坡向為西南坡、南坡和東南坡，均高于該坡向級別的坡向分布比重。

圖5 韶關市大塘鎮不同坡向的居民點分布比重

從圖5還可以看出，居民點分布比重高于所對應坡向分布比重級別分別為平地、東南坡、南坡和西南坡；而北坡、東北坡、西坡和西北坡則低于坡向分布比重；而東坡則兩者相差無幾。

這與研究區的位置位于北回歸線以北，南坡能接受較為充裕的陽光，陰坡接受到的陽光相對較少，說明農村居民選址建房傾向于選擇坐北朝南，由于陽坡面朝南方，受陽光直射的時間就比其他坡向長，這有利于房屋采光及農作物生長。

4 結論

以韶關市大塘鎮為例，運用Fragstats軟件和GIS軟件，研究農村居民點空間分布格局與地形因子的關系，其研究結論如下：

4.1 韶關市大塘鎮農村居民點斑塊之間的差異程度相對較低，居民點分布離散，居民點分布聚合程度較低。

4.2 韶關市大塘鎮農村居民點的空間分布不均衡，主要的分布形態為點狀分布，分布分散，受地形、道路及距市中心范圍遠近等因素影響。

4.3 農村居民點主要集中于海拔相對較低的地區；居民點分布隨坡度增加而減小；南坡、東南坡與西南坡的居民點分布比重高于北坡、東北坡和西北坡。居民點絕大多數分布于海拔低，地形平坦的地區，這有利于發展農耕、基礎設施的建設，且稍集中于向陽區，以便農耕與采光。