基于GIS 空間分析的縣域尺度空間規(guī)劃整合模式研究

厙瑞紅，葉學(xué)琦

（三和數(shù)碼測繪地理信息技術(shù)有限公司，甘肅 天水 741000）

我國在新時(shí)期發(fā)展中積極開展國家空間規(guī)劃體系建設(shè)工作，通過對空間資源的整合與統(tǒng)籌規(guī)劃，進(jìn)一步提高空間資源的綜合利用效率。但是，從現(xiàn)階段發(fā)展角度出發(fā)，空間規(guī)劃體系建設(shè)還不夠完善，在實(shí)際工作中存在部門協(xié)調(diào)性比較差、規(guī)劃項(xiàng)目種類比較多的問題。而進(jìn)行空間規(guī)劃整合能夠有效解決上述問題，實(shí)現(xiàn)“四位一體”的高效管理體系，同時(shí)加強(qiáng)政府部門的資源管理效果。因此，有必要對空間規(guī)劃整合模式進(jìn)行深入研究。

1 GIS 技術(shù)分析

GIS 技術(shù)又叫做地理信息系統(tǒng)技術(shù)，是在現(xiàn)代化技術(shù)支撐下的先進(jìn)技術(shù)，能夠利用多種軟件系統(tǒng)與硬件設(shè)備，對空間地理信息進(jìn)行收集采集、整理儲存、管理應(yīng)用及顯示分析等操作，在土地資源規(guī)劃、城市發(fā)展建設(shè)以及資源管理配置等領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用[1]。GIS 技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中涉及了多個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)知識，對現(xiàn)有的空間信息以及地理信息數(shù)據(jù)的有效采集與處理，構(gòu)建出具有可視化的數(shù)據(jù)模型，通過直觀分析對其中的空間數(shù)據(jù)價(jià)值進(jìn)行挖掘，并且綜合人口資源、氣象信息、人文地理和社會(huì)經(jīng)濟(jì)等信息進(jìn)行系統(tǒng)研究，從而為國土空間規(guī)劃工作開展提供技術(shù)保障。

2 空間規(guī)劃整合概述

空間規(guī)劃整合又叫做多規(guī)合一，主要是指對地區(qū)范圍的空間信息進(jìn)行綜合性的統(tǒng)籌管理，以此形成地區(qū)的“一張藍(lán)圖”，為國土空間規(guī)劃提供保障。在空間規(guī)劃整合中，對土地資源的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行明確設(shè)計(jì)具有重要的作用。空間規(guī)劃整合需要從地區(qū)宏觀尺度出發(fā)，對地區(qū)的空間信息進(jìn)行綜合性的協(xié)調(diào)管理。黨的十八大以來，我國在發(fā)展過程中一直重視空間規(guī)劃體系的建設(shè)工作，在各地區(qū)建設(shè)時(shí)積極開展空間規(guī)劃整合工作，對三區(qū)三線進(jìn)行科學(xué)設(shè)定，對城鎮(zhèn)地區(qū)、農(nóng)村地區(qū)、生態(tài)環(huán)境、生態(tài)保護(hù)紅線和農(nóng)田保護(hù)紅線等問題進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注[2]。由此可見，在地區(qū)空間規(guī)劃整合的過程中遵循統(tǒng)一性、政策性與宏觀性的思想原則，對城鎮(zhèn)、生態(tài)、農(nóng)業(yè)的空間規(guī)劃整合進(jìn)行系統(tǒng)研究，以此建立基于“三大空間”的用地標(biāo)準(zhǔn)分類建設(shè)，制定總體發(fā)展框架，并將其他空間發(fā)展規(guī)劃綜合考慮，以此保證國土空間規(guī)劃的最終成果質(zhì)量。

3 案例分析

3.1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)位于南部地區(qū)（如圖1 所示），具有比較明顯的區(qū)域地理特征，該研究區(qū)地理面積在2 185.67 km2左右，其中包括17 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)與3 個(gè)街道。東西方向的寬度為48 km，南北方向的長度達(dá)到82 km，屬于云南高原與四川盆地的過渡區(qū)域。

圖1 研究區(qū)地理位置

某一地區(qū)東部與北部地區(qū)地勢相對較低，西南方向地區(qū)較高，全區(qū)具有較大的地勢起伏變化，其中丘陵地區(qū)的面積達(dá)到1 605 km2，達(dá)到全區(qū)總面積的73.6%左右。中山以及中低山區(qū)的面積約為577 km2，占全區(qū)總面積的26.4%。氣候條件具有比較明顯的季節(jié)變化性，屬于大陸季風(fēng)性氣候。在6—10 月具有比較頻繁的降雨，夏季氣溫較高。全年平均氣溫在18.7℃左右，全年降雨量達(dá)到1 071 mm。

研究區(qū)具有豐富的水資源，區(qū)域內(nèi)部河流數(shù)量比較多，總流域面積在7 140 km2左右，流域面積在50 km2以上的河流數(shù)量達(dá)到13 條。

與此同時(shí)，研究區(qū)具有豐富的礦產(chǎn)資源與生物資源，自然植被主要為闊葉林與針葉林，植物資源種類的數(shù)量達(dá)到3 000 種以上。區(qū)域內(nèi)有山羊、黃雀、斑鳩和狐貍等幾十種珍貴的野生動(dòng)物。礦產(chǎn)資源包括石英石、煤炭、硫磺和頁巖等多種資源，具有較強(qiáng)的開發(fā)潛力。

3.2 空間規(guī)劃整合的數(shù)據(jù)整合

在縣域尺度下的空間規(guī)劃整合模式中，對“土規(guī)”“城規(guī)”“林規(guī)”3 類的空間規(guī)劃整合屬于重點(diǎn)工作內(nèi)容[3]。現(xiàn)階段主要采用“兩兩疊加”的方法進(jìn)行多規(guī)合一，利用ArcGIS 軟件對圖像信息中的沖突圖斑進(jìn)行識別，但是該方法難以對3 種空間規(guī)劃整合進(jìn)行數(shù)據(jù)圖像重疊分析。基于此，本文主要利用ArcGIS 中的Polygon to Raster 功能模塊進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的處理。將規(guī)劃過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成為正方形的柵格數(shù)據(jù)，柵格邊長設(shè)計(jì)為25 m。設(shè)置“類別”的屬性字段，對3 類空間規(guī)劃中的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)別性賦值，隨后進(jìn)行空間數(shù)據(jù)得加診斷，對各規(guī)劃體系中能夠的空間數(shù)據(jù)重疊情況進(jìn)行識別與分析，最終將柵格數(shù)據(jù)的格式進(jìn)行統(tǒng)一轉(zhuǎn)化，保存到GIS 空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中[4]。3 類空間數(shù)據(jù)的疊加診斷結(jié)果如圖2 所示。

圖2 3 類空間數(shù)據(jù)疊加情況

3.3 空間數(shù)據(jù)疊加對比

對研究區(qū)城鎮(zhèn)空間差異進(jìn)行比對分析，在“林規(guī)”中并未設(shè)置城鎮(zhèn)空間，因此僅對“城規(guī)”和“土規(guī)”進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)疊加診斷即可。通過空間規(guī)劃整合的疊加診斷結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn)，城鎮(zhèn)空間中存在著“土規(guī)有、城規(guī)無”“城規(guī)有、土規(guī)無”和“土規(guī)和城規(guī)相一致”的3 種差異性情況，兩者城鎮(zhèn)空間重疊的面積達(dá)到53.03 km2，像元數(shù)量達(dá)到84 848 個(gè)；“城規(guī)”中的城鎮(zhèn)空間面積達(dá)到128.7 km2，對應(yīng)的像元數(shù)量達(dá)到205 920 個(gè)；“土規(guī)”中的城鎮(zhèn)空間面積僅有4.09 km2，對應(yīng)的像元數(shù)量達(dá)到6 544 個(gè)。

對研究區(qū)農(nóng)業(yè)空間差異進(jìn)行比對分析。在“林規(guī)”中并未設(shè)置農(nóng)業(yè)空間，因此，僅對“城規(guī)”和“土規(guī)”進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)疊加診斷即可。通過空間規(guī)劃整合的疊加診斷結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)空間中存在著“土規(guī)有、城規(guī)無”“城規(guī)有、土規(guī)無”和“土規(guī)和城規(guī)相一致”的3 種差異性情況，兩者農(nóng)業(yè)空間重疊的面積約為17 km2，像元數(shù)量達(dá)到26 881 個(gè)；“城規(guī)”中的農(nóng)業(yè)空間面積約為9 km2，對應(yīng)的像元數(shù)量達(dá)到14 529 個(gè)；“土規(guī)”中的農(nóng)業(yè)空間面積達(dá)到了1 237 km2，對應(yīng)的像元數(shù)量達(dá)到1 979 089 個(gè)。

3 類空間規(guī)劃中均存在一定量的生態(tài)空間，但是彼此之間的底圖信息的差異性比較大。其中“林規(guī)”中的生態(tài)空間的面積約為325 km2，“城規(guī)”中的生態(tài)空間的面積約為11 km2，“土規(guī)”中的生態(tài)空間的面積約為875 km2。通過空間規(guī)劃整合的疊加診斷結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn)，生態(tài)空間其中存在不同的空間差異情況，分別是“土規(guī)有”“城規(guī)有”“林規(guī)有”“土規(guī)與城規(guī)相一致”“土規(guī)與林規(guī)相一致”“城規(guī)與林規(guī)相一致”，以及“土規(guī)、城規(guī)、林規(guī)相一致”。其中，“土規(guī)有”的生態(tài)空間面積約為599 km2，對應(yīng)的像元數(shù)量達(dá)到958 817 個(gè)；“城規(guī)有”的生態(tài)空間面積約為0.5 km2，對應(yīng)的像元數(shù)量達(dá)到785個(gè)；“林規(guī)有”的生態(tài)空間面積約為50 km2，對應(yīng)的像元數(shù)量達(dá)到80 577 個(gè)；“土規(guī)與城規(guī)相一致”的生態(tài)空間面積約為2 km2，對應(yīng)的像元數(shù)量達(dá)到3 249 個(gè)；“土規(guī)與林規(guī)相一致”的生態(tài)空間面積約為267 km2，對應(yīng)的像元數(shù)量達(dá)到426 785 個(gè)；“城規(guī)與林規(guī)相一致”的生態(tài)空間面積約為1 km2，對應(yīng)的像元數(shù)量達(dá)到2 030個(gè)；以及“土規(guī)、城規(guī)、林規(guī)相一致”的生態(tài)空間面積約為7 km2，對應(yīng)的像元數(shù)量達(dá)到10 865 個(gè)。

對3 類空間的資源使用情況進(jìn)行差異性分析。利用Reclassify 功能進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的疊加針對與差異性分析，并將空間規(guī)劃整合的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類歸納，以此形成空間規(guī)劃整合的數(shù)據(jù)合集。將城鎮(zhèn)空間的“類別”設(shè)置為1，將農(nóng)業(yè)空間的“類別”設(shè)置為3，將生態(tài)空間的“類別”設(shè)置為4，以此構(gòu)成空間規(guī)劃整合模式下的生態(tài)空間集合。對同一空間類型的數(shù)據(jù)圖像進(jìn)行疊加診斷，并對柵格單元進(jìn)行總計(jì)，以此得到以下數(shù)據(jù)圖像：農(nóng)業(yè)空間的面積約為1 263 km2，對應(yīng)的像元數(shù)量約為2 020 497 個(gè)；城鎮(zhèn)空間的面積約為185 km2，對應(yīng)的像元數(shù)量約為297 311 個(gè)；生態(tài)空間的面積約為927 km2，對應(yīng)的像元數(shù)量約為1 483 105 個(gè)。

對3 個(gè)類別的空間圖像進(jìn)行疊加分析，能夠發(fā)現(xiàn)存在以下7 種不同的空間差異情況，分別是“只有城鎮(zhèn)空間”“只有農(nóng)業(yè)空間”“只有生態(tài)空間”“農(nóng)業(yè)與城鎮(zhèn)的重疊空間”“農(nóng)業(yè)與生態(tài)的重疊空間”“生態(tài)與城鎮(zhèn)的重疊空間”“農(nóng)業(yè)、生態(tài)與城鎮(zhèn)的重疊空間”。其中，“只有城鎮(zhèn)空間”的面積約為131 km2，對應(yīng)的像元數(shù)量約為209 631 個(gè)；“只有農(nóng)業(yè)空間”的面積約為1 098 km2，對應(yīng)的像元數(shù)量約為1 757 535 個(gè)；“只有生態(tài)空間”的面積約為770 km2，對應(yīng)的像元數(shù)量約為1 232 095 個(gè)；“農(nóng)業(yè)與城鎮(zhèn)的重疊空間”的面積約為29 km2，對應(yīng)的像元數(shù)量約為46 790 個(gè)；“農(nóng)業(yè)與生態(tài)的重疊空間”的面積約為131 km2，對應(yīng)的像元數(shù)量約為210 127 個(gè)；“生態(tài)與城鎮(zhèn)的重疊空間”的面積約為22 km2，對應(yīng)的像元數(shù)量約為34 850 個(gè)；“農(nóng)業(yè)、生態(tài)與城鎮(zhèn)的重疊空間”的面積約為4 km2，對應(yīng)的像元數(shù)量約為6 035 個(gè)。

3.4 多規(guī)統(tǒng)籌下的空間規(guī)劃

空間規(guī)劃整合能夠?yàn)閲议_展空間規(guī)劃體系建設(shè)提供十分關(guān)鍵的作用，對國土空間開發(fā)的適宜性進(jìn)行評價(jià)分析能夠進(jìn)一步加強(qiáng)空間規(guī)劃整合的效果，能夠?yàn)榭臻g規(guī)劃整合中的空間統(tǒng)籌提供基礎(chǔ)依據(jù)和保障[5]。對國土空間開發(fā)的適宜性進(jìn)行評價(jià)需要對自然資源、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等因素進(jìn)行綜合考慮，并結(jié)合國家規(guī)范技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建立模型，通過量化的手段進(jìn)行分析，從而保證國土空間規(guī)劃的合理性、高效性與科學(xué)性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)地區(qū)和國家的可持續(xù)健康發(fā)展。研究區(qū)制定的國土空間開發(fā)適宜性評價(jià)體系見表1。

表1 研究區(qū)國土空間開發(fā)適宜性評價(jià)體系

通過計(jì)算分析能夠發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)制定的3 類空間規(guī)劃與評價(jià)結(jié)果之間具有較高的吻合度，因此能夠說明本次提出空間規(guī)劃布局相對比較合理，能夠?qū)Φ貐^(qū)實(shí)際發(fā)展情況進(jìn)行充分的考慮。但是，通過對疊加數(shù)據(jù)診斷的差異性對比能夠發(fā)現(xiàn)，3 類空間中還存在一定面積的城鎮(zhèn)與農(nóng)業(yè)重疊空間、城鎮(zhèn)與生態(tài)重疊空間、生態(tài)與農(nóng)業(yè)重疊空間及3 類同時(shí)存在的重疊空間。基于此，本文對研究區(qū)的國土空間開發(fā)適宜性進(jìn)行進(jìn)一步的評價(jià)分析，同時(shí)對空間規(guī)劃整合的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行深入探究，基于規(guī)劃編制時(shí)間最近、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度最高等基礎(chǔ)原則，對不同類別的空間重疊情況進(jìn)行探究[6]。最終，對三類空間的實(shí)際情況具有比較精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)結(jié)果，其中農(nóng)業(yè)空間的面積約為1 193 km2，在研究區(qū)的面積占比54.58%；城鎮(zhèn)空間的面積約為165 km2，在研究區(qū)的面積占比7.55%；生態(tài)空間的面積約為828 km2，在研究區(qū)的面積占比37.87%。以此完成對某一地區(qū)的縣域尺度下的空間規(guī)劃整合的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。

4 結(jié)束語

通過本次研究能夠?qū)臻g規(guī)劃整合模式的概念以及基礎(chǔ)內(nèi)涵具有一定的了解，同時(shí)對我國空間規(guī)劃整合在我國國土空間規(guī)劃體系中的作用和定位進(jìn)行描述。本次研究選取研究區(qū)作為研究區(qū)域，對基于GIS 空間分析技術(shù)的縣域尺度下的空間規(guī)劃整合模式進(jìn)行研究，通過研究能夠得出結(jié)論，空間規(guī)劃整合對3 類空間的分類標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)劃協(xié)調(diào)具有積極作用，能夠進(jìn)一步提高空間規(guī)劃的合理性與數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性，能夠?yàn)榈貐^(qū)開展縣域尺度的空間規(guī)劃整合模式發(fā)展提供一定的幫助。