基于GIS的牡丹江市主城區(qū)建設用地適宜性評價

王建偉，陳桂虎，宋立東，宋林旭，佟智強，高 博

中國地質調查局牡丹江自然資源綜合調查中心，黑龍江牡丹江157021

0 引言

城市是人類活動對自然環(huán)境干預最為強烈的地區(qū)，也是各種環(huán)境工程地質問題和地質災害多發(fā)區(qū)域［1］.地質環(huán)境是城市規(guī)劃建設的載體，如何避免地質災害，高效合理地開發(fā)利用，是決定規(guī)劃設計方案是否科學合理的主要因素之一［2］.土地利用適宜性評價的目的就是根據人類的需求和意愿確定合理的土地利用空間格局［3］.建設用地適宜性評價，屬城市土地利用規(guī)劃的基礎研究［4］，其中，地質地貌條件對建設用地適宜性的限制是建設用地適宜性指標體系最重要的組成部分［5-6］，因此，能否有效利用地學知識評價城市建設用地適宜性，對指導城市建設與規(guī)劃具有重要影響［7-8］.

本文以“牡丹江市多要素城市地質調查”項目調查成果為依托，通過重點研究牡丹江市主城區(qū)地質地貌條件，結合主城區(qū)建設用地規(guī)劃需要，利用GIS和層次分析法（AHP）對牡丹江市主城區(qū)建設用地適宜性進行評價，以期為牡丹江市主城區(qū)建設和發(fā)展提供參考.

1 研究區(qū)概況

牡丹江市是黑龍江省東南部區(qū)域性中心城市，是我國面向東北亞地區(qū)和俄羅斯對外開放的重要門戶.市區(qū)下設西安區(qū)、東安區(qū)、愛民區(qū)和陽明區(qū)4個城區(qū)，其中主城區(qū)面積約136 km2（圖1），位置129°32′06.37″—129°41′48.18″E、44°30′06.37″—44°38′16.91″N.該市屬大陸性濕潤季風氣候，四季分明，年均氣溫為2.7℃，多年平均降水量547.9 mm.主城區(qū)內地勢四周高，中部低，有河谷平原和丘陵，以河谷平原為主.

圖1 研究區(qū)位置示意圖Fig.1 Location sketch map of the study area

2 評價方法

2.1 評價體系建立

主城區(qū)內巖體分布較為廣泛，發(fā)育有新近系上新統(tǒng)富錦組（Nf）泥巖、粉砂巖，白堊系下統(tǒng)猴石溝組（K1h）砂巖、含礫砂巖，二疊紀中晚期中酸性侵入巖①黑龍江省地質調查研究總院.牡丹江市幅1∶25萬區(qū)域地質調查報告.2007.；第四系土體厚度平均約15 m.區(qū)內地震烈度小于Ⅵ度，歷史上記載無破壞性地震發(fā)生，屬于穩(wěn)定程度相對較高的基本穩(wěn)定區(qū)［9-10］，地殼穩(wěn)定性適宜開展工程建設.

根據牡丹江市主城區(qū)地質環(huán)境條件，參考規(guī)范［11-13］選取地形地貌、水文地質條件、工程地質條件和地質災害4個指標作為此次建設用地適宜性評價的一級評價指標.二級評價指標包括地貌類型、地面坡度、地下水位埋深、地下水腐蝕性、地基承載力、土體壓縮模量和地質災害易發(fā)性7個指標.根據評價指標對建設用地的影響程度，經專家咨詢后確定量化級別，將建設用地適宜性評價結果劃分為適宜、較適宜、適宜性差和不適宜4個級別，對應量化標準為10分、6分、3分和1分（表1）.

表1 牡丹江市主城區(qū)建設用地適宜性評價體系表Table 1 Suitability evaluation indexes of construction land in main urban area of Mudanjiang City

2.2 權重的確定和一致性檢驗

利用層次分析法，依據各評價指標的重要性，采用1～9標度法對評價指標兩兩做出比較，建立量化判斷矩陣（表2），然后確定各級指標權重［14-20］（表3）.

表3 各評價指標權重表Table 3 Weights of each evaluation index

根 據 表2，指 標 值CI＝0.0498，RI＝0.90，CR＝0.0543＜0.1，判斷矩陣滿足隨機一致性檢驗，計算得到的權重分布合理；權向量V＝（0.4543，0.1514，0.0417，0.0104，0.0883，0.0221，0.2318），即為所有評價指標權重.

表2 一級評價指標判斷矩陣Table 2 Judgment matrix of first-level evaluation index

2.3 評價模型

對136 km2主城區(qū)采用CGCS2000標準1∶50 000地理底圖，按照500 m×500 m單元劃分（邊界不足500 m×500 m的網格也算為一個單元格），共將主城區(qū)劃分為606個評價單元格（圖2），將各二級評價指標按適宜性評價量化標準在所有單元格中賦值，分別制作各二級指標適宜性程度分區(qū)圖（圖3、4）.

圖2 主城區(qū)評價單元格劃分Fig.2 Evaluation grid division of main urban area

圖3 評價指標分區(qū)圖Fig.3 Zoning maps of evaluation indexes

應用加權平均綜合指數模型，按式（1）計算所有單元格綜合適宜性評分PI，按表4對主城區(qū)進行適宜性分區(qū).

表4 評價單元的工程建設適宜性判定標準Table 4 Evaluation criterion of engineering construction suitability

式中：n為二級指標總數；Wi為第i個二級指標權重；Pi為第i個二級指標量化分值.

2.4 評價結果

評價結果（圖5）表明，牡丹江市主城區(qū)建設用地適宜性分為建設用地適宜區(qū)、建設用地較適宜區(qū)、建設用地適宜性差區(qū)和建設用地不適宜區(qū).建設用地不適宜區(qū)主要是主城區(qū)內丘陵地帶，面積11.64 km2，占牡丹江市主城區(qū)總面積的8.6%；建設用地適宜性差區(qū)主要是低漫灘、丘陵溝谷地帶，坡度較陡、地下水位埋深較淺及地質災害中易發(fā)區(qū)域，主要集中在主城區(qū)北部和東北部，面積45.13 km2，占牡丹江市主城區(qū)總面積的33.2%；工程建設較適宜區(qū)主要為牡丹江高漫灘、Ⅰ級階地和坡度較緩的地帶，面積44.52 km2，占牡丹江市主城區(qū)總面積的32.7%；工程建設適宜區(qū)主要為主城區(qū)高平原區(qū)域，面積34.69 km2，占牡丹江市主城區(qū)總面積的25.5%.

圖5 牡丹江市主城區(qū)建設用地適宜性評價分區(qū)圖Fig.5 Suitability evaluation zoning map of construction land in main urban area of Mudanjiang City

3 結論與建議

牡丹江市主城區(qū)建設用地適宜區(qū)和較適宜區(qū)占主城區(qū)總面積的58.2%，總體適宜性良好；建設用地不適宜區(qū)主要為丘陵地區(qū)，植被覆蓋率高，坡度大于50%，工程建設開發(fā)難度較大；建設用地適宜性差區(qū)主要為地下水位埋深較淺及地質災害中易發(fā)區(qū)域，建議開發(fā)時應重點做好崩塌、滑坡、泥石流的預防治理工作；建設用地較適宜區(qū)和適宜區(qū)主要為地質環(huán)境較好的一級階地和高平原區(qū)，工程地質條件好，地形平坦開闊，巖土體承載力高，有利于工程建設.主城區(qū)北部區(qū)域開發(fā)程度較高，人口密集，空間利用有限，限制了城市的進一步發(fā)展.主城區(qū)南部區(qū)域地質環(huán)境條件更為優(yōu)越，適宜區(qū)面積更為廣闊，有助于城區(qū)的進一步擴大升級.建議牡丹江市適度向南發(fā)展，做好規(guī)劃，合理利用，開發(fā)建設的同時做好生態(tài)環(huán)境和永久基本農田的保護工作.

圖4 地質災害易發(fā)分區(qū)圖Fig.4 Zoning map of geohazard susceptibility