基于GIS的城市建設用地生態適宜性評價

中圖分類號：P208;TU984.115 文獻標志碼：A 文章編號:1003-5168(2025)12-0114-05

DOI:10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2025.12.022

Ecological Suitability Evaluation of Urban Construction Land Based on GIS

LI Shibao (Anhui Urban Construction Design and Research Institute Co.，Ltd.，Hefei 23oooo，China)

Abstract: [Purposesl Quantitative analysis and evaluation of the ecological suitability of construction land provides a reference for addressing the contradiction between urban expansion and limited land resources.[Methods] Taking Lu'an City asa case study，the ecological suitability of urban construction land was calculated with the support of GIS by selecting the influencing factors of urban construction land，using the ANP method to determine the weights of each influencing factor and constructing an evaluation index system.Findings] The results show that most of the suitable construction areas are distributedin theurbanarea of Lu'an Cityand the countiesunder its jurisdiction，the suitableconstruction areas are primarily developed land with a strong economic foundation and high development level.The moderately suitable construction areasare close to the central plain hils and basins or the area with more fragmented terrain，with diverse terrain and no distinct characteristics，and the slope is mostly 8^°～ （20 （202 20^° ; The main characteristics of the prohibited construction area are areas with high terrain altitude or steep slopes，which are mostly distributed in the mountainous areas of the north and south.[Conclusions] In the future，Lu'an City should focus on optimizing construction land from aspects such as urban planning，ecological spatial planning，balancing resources and environmental factors and enforcing ecological red-line policies.

Keywords:construction land; ecological suitability; Lu'an City

0 引言

我國城市數量多，類型復雜，發展水平各不相同[1]，不同城市在進行城市建設用地適宜性評價時所采用的評價指標體系與合成計算方法也有所不同[2，但總體的評價指標基本是從經濟、社會等人文因素進行定性描述，而重點針對生態系統、生態環境等方面的評價因素較少且對GIS的空間分析及可視化技術利用不充分[3]。陳瑩[4以大冶湖生態新區（核心區）為例，在層次分析法確定權重后運用激勵型變權，應用三套理論評價方法于建設用地優化利用（三級）評價；李劉飛5采用元胞自動機（ANN-CA)預測得到未來土地利用區劃指標，并量化自然因素和社會驅動兩個指標構建建設用地潛在適宜性評價體系的方法；李益敏利用層次分析法（AnalyticHierarchyProcess，AHP)和GIS的空間分析對怒江州建設用地生態適宜性進行了評價。本研究重點從生態安全角度，構建城市建設用地生態適宜性評價體系。以安徽省六安市為研究區進行實證研究，廣泛調查收集六安市地形地貌、河流湖泊、土地利用現狀等生態環境要素及人口、經濟、社會等方面資料，構建六安市建設用地生態適宜性評價指標體系，并借助GIS平臺的空間分析與可視化技術得出適宜性分級結果。以期為六安市城市發展規劃進行建設用地布局與選擇提供科學支撐。

1研究區概況

六安市位于安徽省西部，位于 115^°26^′E～117^° 14^′E，31^°01^′N～32^°40^′N ，東鄰合肥，南接安慶，西與河南固始相連，北與阜陽相接。六安市轄六安市、霍邱、舒城、金寨、霍山、壽縣5縣和金安、裕安2區，總面積為 1 7976km² ，總人口為704.8萬人。近年來，六安市作為國家級交通樞紐城市、合肥都市圈副中心城市和大別山區域性中心城市，城市建設迅速發展，城鎮化率顯著提升。在城市空間快速擴展階段，不可避免地存在侵占農用地、林地、草地等生態用地的現象。六安市城市規劃邊界劃定過程中，雖然已注意對生態資源的避讓，但在空間上仍呈現出與建設用地與林地資源相接壤狀態。

2 研究方法

2.1 指標因子選取

在構建指標體系之前，需明確指標選取原則① 生態保護優先原則。隨著生態文明建設的不斷推進，生態安全與生態保護成為城市建設用地開發的首要考慮因素，生態安全不僅是地區社會經濟發展的限制因素，良好的生態環境還是吸引人口集聚，促進規模經濟的必然條件，故應首先從生態保護原則選取評價指標； ② 主導性與綜合性相結合原則。在對城市建設用地生態適宜性評價中，各評價因素不能賦予相同的權重，而應根據不同要素的重要性明確不同要素權重，城市建設用地生態適宜程度是地區自然、生態、社會經濟等多種因素交織作用的結果，因此，應盡可能考慮多種影響因素，并須突出聯系、分清主次。 ③ 針對性與可操作性相結合原則。指標體系所選取的評價指標須符合評價區域發展實際，針對性強，并能考慮到限制性因素，且指標具有可獲得性，能在GIS環境下操作并能進行相關分析。

遵循以上指標選取原則，結合相關學者研究的基礎上，本研究構建出適用于六安市城市建設用地生態適宜性評價的指標體系見表1。自然環境因子選取高程、坡度、坡向、地形起伏度等；社會經濟因子選取與城市建成區距離、與交通設施距離、土地利用現狀、人口密度等；生態限制因子包括植被覆蓋程度、基本農田保護、水域、風景區（自然保護區)等。

2.2評價體系的構建

本研究的建設用地生態適宜性評價流程是基于構建的評價指標體系，借助網絡分析法（AnalyticNetworkProcess，ANP)確定各指標權重，根據所得權重并進一步結合GIS空間分析及圖像處理的多指標綜合評判法，運用GIS重分類、疊加分析等功能進行地圖的疊加生成，最終的適宜性分級圖。這也可以理解為地圖疊加法，該方法能夠有效地根據自然因子、社會經濟因子、生態因子等不同性質因素進行綜合的建設用地生態適宜性分析7]。

權重確定：在對不同評價因子進行疊圖時不能賦予相同的權重，而應分清主次，需明晰各評價指標權重。網絡分析法（AnalyticNetworkProcess，ANP)是一種適用于非獨立評價的層次遞階式結構的決策方法，主要依靠決策者的判斷或打分，采用兩兩相對比較的標度形式對決策因素進行判別，最終計算出矩陣內元素相對于總決策目標的權重，可以網絡形式展現各指標的聯系[8]。其計算過程如下。首先，確定評價的系統控制層與網絡層，生成ANP結構模型；其次，借助AHP評價原理構建指標初始矩陣，以頂部控制層 B_i 為準則，網絡層中 C_j 中的元素為次級準則，比較網絡層中兩兩元素的相對重要程度，并計算其特征向量值，在此特征向量的基礎上，進一步構建由特征向量構成的超級矩陣。最后，通過比較兩兩元素的重要性，在超級矩陣的基礎上構建加權超級矩陣，計算加權超級矩陣即可得指標權重。

消除量綱：由于不同評價指標具有不同單位，因此需消除量綱不同帶來的影響，采用極差標準化法對評價原始數據進行標準化處理，使所有標準化后數據均在0\\~1范圍內。其計算過程如下。

正向評價指標計算公式為式（1)。

負向評價指標，其計算公式為式（2）。

式中： X_ij 為指標的統計值， X_jmin??X_jmax 分別為該項指標的最小值和最大值， i 為第 i 個樣本 ，j 為第 j 個指標。

多指標綜合評價法：在計算出指標權重與標準化后數值后，對每本樣本(即每個柵格）內所有指標進行加權計算，求得建設用地生態適宜性得分，其計算公式為式（3）。

式中： A_i 表示每個樣本的建設用地生態適宜性得分； Y_ij 表示第 i 層因素中 j 個因子標準化后的分值； W_j 代表第i層因素中 j 個因子的分值。根據得

3建設用地生態適宜性評價結果

基于AMP的權重計算思路，利用SuperDeci-sions軟件對指標體系內各指標進行權重計算，軟件輸出的超權矩陣可得評價指標相對建設用地生態適宜性的權重大小（見表2）。

按照指標體系中適宜性分級方法，可對原始數據進行初步分級，有明確劃分標準的則嚴格按照劃分標準進行分級，無明確劃分標準的則采用自然斷裂點分級法進行劃分。部分指標分級如圖1所示。

在ArcGIS10.0平臺支持下，利用其空間分析功能結合評價指標標準化后，分值和權重值按照多指標加權綜合評價法公式進行疊加分析，得到六安市的多指標加權疊加的建設用地生態適宜性評價結果如圖2所示。由圖2可知，第一類區域為適宜建設區，主要分布在六安市城區及下轄的縣建設用地，多為經濟基礎好，已開發程度高的建設用地，占六安市總面積的 9.26% 。其主要特點為地質條件較好、地形相對平緩、人口密度較大、水源較為充足。無論是高程、坡度、坡向還是交通狀況、社會經濟條件均具有良好的先天優勢，是六安市城市建設用地適宜建設的優勢區域，但同時也是資源消耗大、環境污染大、人類活動強度高的易受到生態威脅的區域；第二類用地為較適宜建設區，占六安市總面積的32.53% ，此類區域的優勢不及適宜建設區突出，地形多樣，無明顯特征，坡度多在 8～20^° ，比較靠近中部平原丘陵及盆地地帶或者地形較為破碎的區域，該類區域適合城市的邊緣化及工業區、新區及防護林、游憩、休閑等綠地公園建設，也不適宜人口聚集度高的城鎮建設；第三類區域為禁止建設區，占六安市總面積的 58.21% ，主要特點為地形海拔高度較高或坡度較大，多分布在南北部山區地帶。此類區域主要特點為地勢起伏大、海拔較高、水源充沛，主要用地類型為基本農田、自然保護區，該類區域生態敏感程度高，不適宜作為建設用地。

結合六安市城市規劃、生態空間規劃來看，六安市目前已連片開發建設用地主要分布在中部、東南部和東北部的建成區范圍內，基本屬于生態適宜性評價結果中的適宜建設區范圍內，也符合城市建設用地的生態適宜性要求；較適宜建設區占生態適宜建設區總面積的比例較小，仍存在較大開發利用潛力，但需注重與資源環境相協調、與生態紅線相統一；六安市中心城區未來建設用地空間可由中部擴展向東西兩端連通，金安區、裕安區及東部新城是六安市中心城建設的核心地帶，可依托主要交通干線逐步形成六安市舊城改造、新城建設的整體骨架。

4結論

本研究在綜合國內外土地利用適宜性分析方法的基礎上，提出并建立了ANP與GIS技術相結合的評價指標體系，并以六安市為研究區，通過ArcGIS得到六安市建設用地生態適宜性評價圖。針對六安市城市建設用地生態適宜性評價研究結果，提出以下幾點優化建議。一是尊重適宜建設區已建設成果。城市規劃之前應當加強對全域自然本底、經濟基礎、社會發展的總體把握，充分考慮區域生態安全格局，將生態文明建設納入其中，以城市適宜建設區為引導，尊重自然，避免建設過程中對生態環境的破壞，尤其是在對較適宜建設區的拓展建設過程中；二是相關城市規劃部門及決策者在考慮城市空間擴展時，應充分考慮多種要素，既要滿足城市新區發展需要，又要考慮對六安市老城區建設用地進行優化改造，此外，還有應當定期開展資源環境承載力、國土空間開發適宜性評價，以了解對城市建設狀況，促進經濟、社會、生態環境的協調可持續發展；三是政府部門應加大對生態脆弱區、自然保護區的環境規制力度，特別是金寨、霍山等地的地質災害易發區，強化地質災害防護能力，對生態脆弱區及時補充相關防護基礎設施，并制定相關政策，加強普法宣傳，以提高居民的生態保護意識。

參考文獻：

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（欄目編輯：陳萌萌）