基于模糊聚類算法的小城鎮土地分等研究

李紅霞

摘 ? 要：小城鎮土地分等是通過對影響小城鎮土地質量的經濟、社會、自然等各項因素的綜合分析，揭示小城鎮之間土地質量的地域差異。針對小城鎮發展情況及小城鎮土地的影響因素，運用模糊聚類算法對土地分等進行定量分析，得到客觀的分等結果。

關鍵詞：土地分等 ?小城鎮 ?模糊聚類算法 ?南縣

中圖分類號：S159 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）06（b）-0252-02

自改革開放以來，隨著我國城鎮化進展的推進，小城鎮也在不斷發展，數量有了巨大的增長，現階段，我國縣以下的小城鎮近2萬個。小城鎮的發展為我國社會經濟的發展做出了巨大的貢獻，有效地吸納農業剩余人口，緩和農村人多地少的矛盾，有效地促進農業的可持續發展。同時也是經濟發展的廣大市場，是城市工商業產品的重要市場。但是，我國小城鎮在發展的過程也存在著許多問題，除了全國東西部地方因大環境發展的原因導致小城鎮發展的巨大差異以外。在很多地區，在同一個縣市范圍內的不同小城鎮的發展也大有區別，對縣域內小城鎮土地進行分等，找出影響各小城鎮土地的主要因子，根據各小城鎮土地等級狀況，為制定針對不同等級不同影響因子的土地政策提供依據，也為小城鎮規劃提供支持。

目前我國城鎮土地分等研究多在大尺度范圍內展開，如范黎、吳群對江蘇省64個地級市、縣級市和縣城鎮的分等[1]，周國華等對城市間土地分等的研究[2]，針對小城鎮土地分等的研究較少，研究方法主要有定性分析、層次分析法、綜合指數法等。影響小城鎮土地的因素眾多，且許多因素具有一定的模糊性，故對小城鎮土地進行分等也就具有模糊性的特點，本文以湖南省益陽市南縣縣域內小城鎮為例，采用模糊聚類算法對其進行分等研究。

1 ?模糊聚類分析的基本過程

模糊聚類分析是一種采用模糊數學語言對事物按一定的要求進行描述和分類的數學方法[4]。適用于事物之間的界限是模糊時按一定要求對事物進行分類。通常把被聚類的事物稱為樣本，將被聚類的一組事物稱為樣本集，模糊聚類分析有兩種基本方法：系統聚類法和逐步聚類法。采用模糊聚類分析法進行分類的主要過程如下：（1）計算樣本或變量間的相似系數，建立模糊相似矩陣;（2）利用模糊相似矩陣使用直接聚類法進行分類;（3）最后根據不同的截取水平λ對模糊相似矩陣進行動態截取分類[5]。

2 ?湖南省南縣小城鎮土地分等研究

根據《城鎮土地分等定級規程》的有關規定，小城鎮土地分等可采用“以多因素綜合評定法為主，以市場資料分析法等進行驗證”的技術途徑。影響小城鎮土地分等的因素、因子很多，其選擇的合理與否直接關系到土地分等成果的準確與否。通過對影響小城鎮土地等別因素分析的基礎上，遵循《城鎮土地分等定級規程》的有關原則，建立了由6項指標構成的指標體系，見圖1。

南縣位于湖南省北部、洞庭湖西北部，是益陽市最北端的行政區劃縣。南縣縣域內現有9個建制鎮，通過統計、土地等相關部門對各鎮上述6項指標數據進行收集整理，再進行相應的模糊聚類分析，得到9個建制鎮的土地等級。

（1）數據標準化。

zi=xi-xmin/xmax-xmin

其中：zi為指標的標準分數;xi為某鎮某指標的指標值;xmax為全部鎮中某指標的最大值;xmin為全部鎮中某指標的最小值。經標準化后表1中數據如表1。

（2）建立模糊相似矩陣R。

建立模糊相似矩陣R，主要是確定其相似系數rij，即：xi 與xj的相似程度。本文中使用絕對值減數法（海明距離法） 建立模糊相似矩陣，

其中0≤c≤1，適當選取c值，使得rij在[0，1]中分散開。

本文取c=0.15，按絕對值減數法進行標定，得到模糊相似矩陣R：

（3）利用直接聚類法求取聚類圖。

建立模糊相似矩陣R之后，計算傳遞閉包t（R）的運算量比較大，本文采用了直接聚類法求取聚類圖。例如，當λ=0.9645時，縣域內小城鎮土地等級可劃分為8類：{x1}（1南洲鎮），{x2}（2茅草街鎮）， {x3}（3華閣鎮），{x4，x7}（4明山頭鎮， 7青樹嘴鎮 ），{x5}（5三仙湖鎮），{x6}（6武圣宮鎮），{x8}（8廠窖鎮），{x9}（9麻河口鎮）;當λ=0.9152時，縣域內小城鎮土地等級可劃分為3類：{x1}（1南洲鎮），{x2}（2茅草街鎮），{x3～x9}（3華閣鎮，4明山頭鎮，5三仙湖鎮，6武圣宮鎮，7青樹嘴鎮，8廠窖鎮，9麻河口鎮）。根據λ取值的不同，可以劃分為不同土地級別，并建立動態聚類圖（如圖2）。

3 ?結語

影響建小城鎮土地等的因素、因子十分復雜，涉及自然、經濟、社會等諸多方面。本文以益陽市南縣縣域內小城鎮為例，運用模糊聚類方法對土地分等進行定量分析研究，能夠取得了比較客觀的分等結果。

參考文獻

[1] 范黎，吳群.江蘇省城鎮土地分等研究[J].國土資源科技管理，2007（1）：46-50.

[2] 周國華，鄭云有，朱翔.城鎮間土地分等方法研究—— ? 以湖南省地級市為例[J].熱帶地理，2000，20（3）：238-242.

[3] 高勇.成都市城鎮土地分等研究[J].河南科技，2014（1）：199-201.

[4] 李藝明.基于模糊聚類的客戶分類方法研究[D].廣東工業大學，2006.

[5] 高新波.模糊聚類分析及其應用[M].西安：西安電子科技大學出版社，2004.