基于GIS空間分析的縣域農村居民點布局優化研究

(1.成都理工大學 四川 成都 610059；2.山東農業工程學院 山東 濟南 251100)

一、緒論

在很長一段時間內，由于人們對居民點規劃的不合理加之我國自然狀況有很大的區別，導致很多人的住處沒有合理的布局，呈現出一種流放，雜亂的局面。而且農村的用地效率不足，很多用地荒廢無用，不利于我國土地的合理使用。要想更好地讓農民居住，應該首先被考慮的就是整治農村居民點這項措施。

隨著社會不斷進步，科技不斷發展，數字化似乎是當下社會發展的一種大趨勢，空間分析技術作為其中的一項技術，為我們的優化布局提供了基礎。GIS空間分析功能是地理信息系統的主要特征，也是將GIS區別于一般信息處理系統的特征。這項技術為農村居民點布局優化和村莊合理布局分析提供了技術支持，同時，為農村居民點研究與布局注入了新的活力與支撐[1]。

二、研究區概況及數據準備

(一)研究區概況

山東省煙臺市棲霞市，地處東經120°33′—121°15′，北緯37°05′—37°32′之間。棲霞市東臨海陽市，西接招遠、龍口市，南鄰萊陽市，北臨萊陽市,總面積為2016平方千米。棲霞市的地形地貌以丘陵和低山為主，地勢起伏較大，最高海拔為艾山主峰，海拔大約800m左右，最低海拔在棲霞市經濟開發區一帶，大約海拔40m左右。其中被稱作“膠東屋脊”[2]的山系是由牙山、艾山構成。棲霞市地貌以丘陵和矮山為主。棲霞市內大小河流約有110多條，水資源豐富，棲霞市境內主要有六大河系。以六大河系為中心，涉及周邊各大小支流，給兩岸居民提供便利的水資源。在六大河系中白洋河為最大河流[2]，流經境內5個鎮、街道，最終注入渤海。

(二)數據準備與數據預處理

此篇論文所需數據包括：棲霞市行政區劃圖、棲霞市DEM數據、棲霞市年鑒和居民點等矢量數據資料。其中棲霞市行政區劃數據是從實習公司獲取，棲霞市DEM數據是在地理空間數據云下載得來，居民點數據和水系道路數據來源于實地調查，年鑒來源于網絡。

數字高程模型是進行農村居民點優化布局的基礎數據,本篇論文就是基于此來進行的。

三、農村居民點空間布局特征

(一)棲霞市農村居民點用地現狀

通過棲霞市居民點矢量數據點與棲霞市坡度、坡向、河流、道路等矢量數據的疊加分析，可以直接了解居民點分布與坡度，坡向，河流，道路的關系，棲霞市農村居民點居民點大部分分布在坡度在0-5°，坡向朝陽，河流附近，道路周圍的地區。

(二)空間分布的特征分析

1.由棲霞市農村居民點布局與坡度的關系圖分析

把棲霞市坡度分為9個等級，4個區間：分別為適宜區0°～10°、較適宜區10°～20°、不適宜區20°～30°、陡坡30°～69°。然后，對棲霞市DEM進行slope分析，然后與居民點分布圖進行intersect。通過ArcGIS將居民點落入各坡度分級情況進行數量統計，然后分析如下：

表1 棲霞市居民點與坡度關系表

通常來說，坡度與居民點分布較為密切，坡度≤20°的區域人們可以更好地進行耕作和生活。在表1可以看出有87.2%和10.75%的居民點分布在0°～10°的適宜區和10°～20°的較適宜區上，基本符合分布規律。在30°～69°左右的地區易發生滑坡、泥石流等地質災害，對生活造成不便。棲霞農村居民點處于20°～30°的占2.05%，可以適當的考慮是否搬遷，沒有處于30°以上的陡坡處，布局合理。

2.棲霞市坡向圖中的農村居民點分布

把棲霞縣坡向分為9個類別。然后，將得出的坡向圖柵格數據，在重分級后，由柵格數據轉為矢量格式，與區域內居民點矢量圖層intersect分析，然后用ArcGIS軟件屬性表的統計功能坡向分級情況進行統計，結果見表2：

表2 棲霞市居民點與坡向關系表

從坡向分析結果可知：棲霞市居民點在9個坡度上分布較均勻，其中南方向和西南方向分布較多，但是在水平方向上的居民點較少。由于山坡有陰陽兩面，居民更喜歡居住在日照充分，對農作物生長有利的陽面坡部分。而在陰面山坡的居民點較少，在整個區域內大約有11.55%的居民點朝正北，11.95%的居民點朝西北，這些居民點可以適當的往陽坡調整。

3.水系與農村居民點分布之間的關系

水源對于我們居民點的布局有著重要的作用，所以在我們選擇居民點布局優化的時候，必須要考慮水源的位置問題。棲霞市的水系主要是以眾多的河流為主，為了研究居民點與水源的關系問題，我們需要建立緩沖區來分析，本篇論文對棲霞市內主要的水系，每隔500m建立緩沖區，然后將不同距離的緩沖區數據與棲霞市居民點數據進行疊置分析，得到不同緩沖區距離的居民點分布圖，最后用ArcGIS軟件屬性表的統計功能對各個緩沖區內居民點數量進行統計，結果見表3:

表3 棲霞市河流緩沖區內居民點統計表

4.道路分布與農村居民點的關系

交通是否便利直接影響人類選址，所以道路布局影響著居民點布局。本文分別選取了鄉鎮村道和縣道柵格數據圖層，建立不同的緩沖區進行分析。首先對縣道圖層以500m為緩沖距離緩沖區分析，在與居民點進行intersect分析，然后選擇緩沖距離1000、2000和大于2000的距離進行緩沖區設置。然后分別與居民點進行疊加分析。再將鄉鎮村道圖層以300m為緩沖距離做緩沖區分析，然后選擇緩沖距離600、900和大于900的距離進行緩沖區設置，再分別與居民點進行疊置分析，得出道路距離與居民分布之間的關系，進而對農村居民點優化布局提供指導。統計結果見如表4、表5：

表4 棲霞縣道緩沖區內居民點統計

表5 棲霞鄉鎮道緩沖區內居民點統計

四、棲霞市農村居民點布局優化研究

根據以上通過緩沖區和疊置步驟，對棲霞市農村居民點空間分布特征做了一個詳細的描述。基于這些數據對棲霞市縣域農村居民點進行一個優化布局研究，布局如下圖所示。在布局合理的情況下，要以人為本，為民著想的理念進行布局優化。做居民點優化布局的目的是為了是人們的生活、生產等更加便利，要做到這些需要從農村居民點的實際情況出發，結合當地的風俗習慣和自然資源等進行優化。從而使農村建設往更好的方向發展，解決以往農村居民點分布不均、流放粗放的現象。

圖1 棲霞市適宜搬遷區

五、結論與展望

本篇論文主要是基于GIS空間分析技術對棲霞市縣域農村居民點進行合理的優化布局研究。基于棲霞市DEM高程模型，生成棲霞市坡度和坡向圖，然后通過緩沖區與疊置分析，得出棲霞市居民點的布局特點，根據這些特點進行優化布局研究。

1.通過分析縣域農村居民點優化研究的一些基礎知識，分析出布局不是簡簡單單的要求去如何搬遷，如何尋找居住地，而是要綜合考慮各種要素才能對農村居民點有一個合理的評價與規劃方法，最終確定這個位置是否符合人們的居住條件。

2.本文的總體技術指導是基于ArcGIS進行的，基于棲霞市DEM高程模型，生成棲霞市坡度和坡向圖，然后通過緩沖區與疊置分析，得出棲霞市居民點的布局特點，根據這些特點進行優化布局研究。看研究水源，道路，坡度等因素對居民點的影響，結果分析可知，農村居民點分布首先是基于地形地貌進行的，對農村居民點的規模和形狀有著直接的影響，同時道路、水源等也是不可忽視的重要因素。