旅游型城市建設(shè)用地適宜性評價(jià)研究基于GIS的旅游城市建設(shè)用地適宜性評價(jià)以皖南池州市為例

旅游型城市建設(shè)用地適宜性評價(jià)研究基于GIS的旅游城市建設(shè)用地適宜性評價(jià)以皖南池州市為例

自20世紀(jì)90年代以來，旅游業(yè)受到國家政府和公眾的影響，旅游業(yè)逐漸成為許多城市的支柱產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來，在文化資源豐富的大城市，旅游業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)收入和就業(yè)崗位迅速增加。相對薄弱的城市和城市，積極挖掘當(dāng)?shù)貎?yōu)勢資源，形成當(dāng)?shù)靥厣糜挝幕?，受到許多游客的喜愛。池州位于安徽省西南部,是一個(gè)以傳統(tǒng)工業(yè)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的城市,2000年被國務(wù)院正式批準(zhǔn)成為首批生態(tài)經(jīng)濟(jì)示范城市,這項(xiàng)政策為池州市旅游業(yè)的發(fā)展提供了契機(jī),近幾年池州市旅游業(yè)快速發(fā)展,成為池州市主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),如何做好城市轉(zhuǎn)型,合理評價(jià)旅游型城市的建設(shè)用地是政府和廣大學(xué)者應(yīng)思考的問題。城市用地選擇是一個(gè)城市發(fā)展首先需要思考的問題,用地選擇恰當(dāng)與否,關(guān)系城市的功能組織和城市規(guī)劃布局形態(tài),同時(shí)對建設(shè)工程經(jīng)濟(jì)和城市運(yùn)營管理都有一定影響。以往國內(nèi)城市規(guī)劃學(xué)者對工業(yè)城市的建設(shè)用地適宜性評價(jià)研究較多,對旅游城市評價(jià)涉及較少。旅游城市相對于傳統(tǒng)城市對生態(tài)環(huán)境要求高,更加強(qiáng)調(diào)對歷史文物古跡的保護(hù)及人文景觀的建設(shè)和恢復(fù),并在城市自然環(huán)境的基礎(chǔ)上進(jìn)行旅游資源的開發(fā)和建設(shè),同時(shí)不能片面強(qiáng)調(diào)傳統(tǒng)工業(yè)在城市經(jīng)濟(jì)中的作用,而是更加注意工業(yè)對環(huán)境的負(fù)面作用。城市工作者如果采用傳統(tǒng)的城市建設(shè)用地的評價(jià)方法,只注重工業(yè)發(fā)展帶來的經(jīng)濟(jì)利益忽視自然環(huán)境和人文環(huán)境的重要,必然會(huì)對旅游城市優(yōu)美的自然環(huán)境造成破環(huán),忽視對城市悠久的歷史文化或文物古跡的保護(hù)。如果我們進(jìn)行盲目和不合理的開發(fā),在工程經(jīng)濟(jì)上難以達(dá)到最優(yōu)狀態(tài),對旅游城市的和諧發(fā)展也造成威脅。我國城市在過去幾十年進(jìn)行的城市用地適宜性中,注重定性分析,很少采用定量分析及相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,更多的是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對地形圖進(jìn)行簡單的主觀判斷,不能從數(shù)學(xué)角度詳盡闡述各類用地之間的差異性,說服力不足。用定性定量相結(jié)合的方法研究城市用地評價(jià)顯然很有必要。GIS是為解決資源與環(huán)境等全球性問題而發(fā)展起來的技術(shù)與產(chǎn)業(yè),為城市規(guī)劃學(xué)者從定量角度研究城市問題提供了技術(shù)支撐,在城市規(guī)劃中的運(yùn)用逐漸受到關(guān)注,研究者無須掌握數(shù)學(xué)模型復(fù)雜的計(jì)算過程,只需了解數(shù)學(xué)模型的相關(guān)原理,然后把相關(guān)的數(shù)據(jù)輸入地理信息系統(tǒng)中,就可以得到準(zhǔn)確的分析結(jié)果。但如何將GIS技術(shù)運(yùn)用在旅游城市建設(shè)用地適宜性評價(jià)中,仍未有詳盡的論述,本次研究用定性的方法選取評價(jià)因子,用層次分析法確定各因子權(quán)重,并通過地理信息系統(tǒng)的技術(shù)手段將定性和定量方法完美結(jié)合,最終形成池州市建設(shè)用地適宜性評價(jià)圖。1評價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建在適宜性評價(jià)過程中,指標(biāo)的選取和標(biāo)準(zhǔn)化、權(quán)重的確定及如何將GIS和決策過程結(jié)合始終是評價(jià)方法研究的關(guān)鍵。本文在研究池州市建設(shè)用地適宜性評價(jià)的過程中,根據(jù)旅游城市的特殊性確立了以下評價(jià)原則:1)旅游資源開發(fā)和保護(hù)原則,如果發(fā)現(xiàn)某區(qū)域有重要的旅游資源可待開發(fā)和保護(hù),此因素具有優(yōu)先決定權(quán),這類區(qū)域不允許進(jìn)行除旅游之外其他用途的開發(fā);2)生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則,良好的生態(tài)環(huán)境是旅游型城市可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ),在城市發(fā)展的同時(shí)要注重自然環(huán)境的保護(hù);3)綜合性原則,依據(jù)城市所處區(qū)域的自然社會(huì)經(jīng)濟(jì)三個(gè)方面,有代表并全面地選擇池州的指標(biāo)體系;4)因地制宜原則,池州市有其獨(dú)特的自然、水文地質(zhì)特征,土地利用狀況隨著城市發(fā)展有較大程度的變動(dòng),指標(biāo)體系的選取應(yīng)能充分反映池州市的獨(dú)特性。本文遵照以上四個(gè)原則,運(yùn)用麥克哈格適宜性評價(jià)理論,根據(jù)層次分析方法的相關(guān)原理,從自然因素、社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素、旅游資源開發(fā)與生態(tài)保護(hù)因素三方面構(gòu)建此次研究的評價(jià)指標(biāo)體系。首先從保護(hù)城市生態(tài)與歷史文物古跡、城市旅游資源開發(fā)的角度對池州市內(nèi)的自然條件進(jìn)行研究,把自然風(fēng)景優(yōu)美、歷史文物分布較多的區(qū)域作為重點(diǎn)保留的區(qū)域,劃為非建設(shè)用地的范圍,如歷史文物古跡保護(hù)區(qū)、自然風(fēng)景保護(hù)區(qū)、城市水域廊道景觀區(qū)等;其次根據(jù)自然條件對工程建設(shè)的影響來選取相關(guān)指標(biāo),如地形地貌、地基承載力、洪水淹沒程度等因素;最后根據(jù)城市的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r來確定相關(guān)指標(biāo),如建成區(qū)、交通區(qū)位優(yōu)勢等。在此次研究中共選取10個(gè)評價(jià)因子,構(gòu)成了池州市城市建設(shè)用地適宜性評價(jià)指標(biāo)體系。2評估方法2.1適宜性等級評價(jià)評價(jià)因子確定后,依據(jù)各評價(jià)因子對池州市城市建設(shè)用地的影響程度,將其劃分為5個(gè)適宜性等級(表1),并用5、4、3、2、1代表評價(jià)因子適宜性分值。2.2確定綜合評價(jià)因子權(quán)重評價(jià)因子權(quán)重的準(zhǔn)確與否直接影響評價(jià)結(jié)果的公正,采用用層次分析法對各評價(jià)因子的重要性比較,依據(jù)判斷矩陣是否一致,從而得出各個(gè)評價(jià)因子的權(quán)重。2.2.1確定權(quán)重的原則(1)研究的準(zhǔn)則層和目標(biāo)層層次分析法的多層次指標(biāo)體系由目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層三個(gè)層次組成。目標(biāo)層只有一個(gè)元素,側(cè)重于某次項(xiàng)目研究的最終目標(biāo);準(zhǔn)則層包含項(xiàng)目研究過程中所考慮的準(zhǔn)則及子準(zhǔn)則,體現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)目標(biāo)所涉及的中間環(huán)節(jié);指標(biāo)層最為具體,包括為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)可供選擇的各種措施、決策方案等。(2)判斷矩陣的建立同一層次指標(biāo)aij的重要程度用數(shù)字1～9進(jìn)行數(shù)量化,1表示兩元素具有相同的重要性,3表示前者稍重要,5表示前者明顯重要,7表示前者強(qiáng)烈重要,9表示前者極端重要;而2、4、6、8為上述判斷的中間值,然后進(jìn)行兩兩比較。在此次研究中共有10個(gè)指標(biāo),按照其基本原理,最終形成10階判斷矩陣。A=??????a11a12?a1na21a22?a2n????am1am2?amn??????A=[a11a12?a1na21a22?a2n????am1am2?amn](3)特征根法利用判斷矩陣求解某一層次中各評價(jià)因子的權(quán)重,根據(jù)公式AW=λmaxW(λmax為A的最大特征根,W為對應(yīng)于λmax的正規(guī)化特征向量),應(yīng)用方根法求解判斷矩陣A的特征向量和特征值。為了保證判斷矩陣A的最大特征根λmax的準(zhǔn)確性,還需要對判斷矩陣進(jìn)行一致性檢驗(yàn),將一致性指標(biāo)的值和平均隨機(jī)一致性指標(biāo)進(jìn)行比較,若它們差值為0,說明一致性愈好,反之一致性較差。(4)確定各層次的權(quán)重對多層指標(biāo)體系中所有單因子的權(quán)重進(jìn)行最終排序,基本算法是將每個(gè)單因子的權(quán)重乘以上一層次的權(quán)重就得到該因子的最終權(quán)重,公式如下:Bn=∑j=1maibnjBn=∑j=1maibnjBn為指標(biāo)層權(quán)重,aj為準(zhǔn)則層各因素相對于目標(biāo)層的權(quán)重,bn為評價(jià)因子相對于準(zhǔn)則層的權(quán)重。2.2.2評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重分類根據(jù)以上論述的相關(guān)原理求出目標(biāo)層指標(biāo)和準(zhǔn)則層指標(biāo)的權(quán)重(表2)。2.3相關(guān)生態(tài)保護(hù)意識的分城市建設(shè)用地評價(jià)通常是根據(jù)建設(shè)用地的自然條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件和當(dāng)?shù)胤煞ㄒ?guī)所確定的生態(tài)保護(hù)措施,并結(jié)合修建要求進(jìn)行綜合分析。本文按照池州市建設(shè)用地的生態(tài)適宜性程度將其劃分為5個(gè)等級:最適宜、較適宜、基本適宜、不適宜和不可用地。3池州市建設(shè)用地適宜性綜合評價(jià)圖的生成池州市位于安徽省西南部,擁有優(yōu)美的自然風(fēng)光和悠久的歷史文化,長期以來重視城市生態(tài)環(huán)境保護(hù),在2000年被國務(wù)院評為國家級生態(tài)經(jīng)濟(jì)示范區(qū)。城市地理位置優(yōu)越,北有長江,南有平天湖,水資源充沛,是皖南重要的濱江港口城市。全市歷史文物古跡眾多,許多保存完好,如包公井、百牙塔、清溪塔等,有損的古代建筑也得到了恢復(fù)建設(shè),如秀山門、毓秀門等,接待旅游人數(shù)逐年上升,是安徽省優(yōu)秀的省級歷史文化名城。池州市區(qū)總面積22.33平方公里,常住人口20萬人,全市境內(nèi)有著名的佛教圣地“九華山”,有牯牛降和升金湖國家級自然保護(hù)區(qū)等,還有久負(fù)盛名的“大王洞”,每年創(chuàng)造的旅游收入占GDP的40%以上,是全國著名的旅游城市。利用指標(biāo)體系與評價(jià)模型對池州市建設(shè)用地進(jìn)行適宜性評價(jià),得出池州市建設(shè)用地適宜性綜合評價(jià)圖。以池州市1∶25萬地形底圖為基礎(chǔ),按照每平方厘米正方形網(wǎng)格單元將底圖劃分446個(gè)評價(jià)單元,并對評價(jià)單元的順序進(jìn)行編號和列表,然后給每個(gè)單元中每個(gè)評價(jià)因子進(jìn)行賦值。根據(jù)1∶25萬地形圖求得每個(gè)評價(jià)單元的坡高、和平均高程數(shù)值;在工程地質(zhì)圖、水文地質(zhì)圖上求得每個(gè)單元的地基承載力和地下水埋深數(shù)值;利用相關(guān)圖件資料,得到歷史文物古跡保護(hù)區(qū)、人文景觀、保護(hù)水域、自然保護(hù)區(qū)等信息。利用軟件ArcGIS,將上述城市地形圖的投影坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為與國家1∶25萬基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫一致,并將圖層轉(zhuǎn)換為GRID格式,按照50m×50m的標(biāo)準(zhǔn)來劃分格網(wǎng)大小,根據(jù)評價(jià)因子適宜性分值表對其分類賦值。在評價(jià)過程中,重點(diǎn)突出生態(tài)環(huán)境在旅游城市用地評價(jià)中的重要性,首先利用ArcGIS軟件對生態(tài)安全因素中的歷史文物古跡保護(hù)區(qū)、人文景觀、保護(hù)水域、自然保護(hù)區(qū)4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行Mosaic操作,得到保護(hù)區(qū)范圍,將這4個(gè)因子代入式進(jìn)行加權(quán)疊加操作,得到生態(tài)安全因子圖;將保護(hù)區(qū)范圍圖層和其它的指標(biāo)圖層進(jìn)行Exaction操作,得到自然與社會(huì)因子圖;然后將生態(tài)安全因子圖和自然與社會(huì)因子圖進(jìn)行Mosaic相加,得到多因子加權(quán)疊加的城市建設(shè)用地綜合適宜性評價(jià)值。按照上述步驟,最終生成池州市建設(shè)用地適宜性綜合評價(jià)圖(如圖1所示)。不可用地主要包括歷史洪水淹沒地區(qū)和自然保護(hù)區(qū),主要分布在池州市的東南面齊山平天湖保護(hù)區(qū),和城市北端長江堤壩以北的洪水淹沒區(qū),面積為0.89平方公里,占池州市規(guī)劃面積的4.03%;不宜建設(shè)用地主要包括歷史文物古跡保護(hù)區(qū)和自然水域觀光區(qū),歷史文物古跡保護(hù)區(qū)主要分布在池州市西南側(cè)的杏花村景觀恢復(fù)區(qū)內(nèi),自然水域觀光區(qū)主要分布在城市境內(nèi)的白洋河、清溪河兩側(cè)20米左右的自然水域,面積為6.48平方公里,占池州市規(guī)劃面積的29.91%;基本適宜用地主要分布在池州市建成區(qū)南面和西面的區(qū)域,該區(qū)域自然條件較好,場地較適宜工程建設(shè),但基礎(chǔ)設(shè)施條件和交通條件有待開發(fā),面積為10.23平方公里,占池州市規(guī)劃面積的45.80%。較適宜用地主要分布在建成區(qū)的東面和北面的區(qū)域,該區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施完備,交通便利,生態(tài)破環(huán)少,人工建筑幾乎沒有,場地適宜工程面積為2.14平方公里,占池州市規(guī)劃面積的9.61%;最適宜用地是池州市主城區(qū),面積為2.38平方公里,占池州市規(guī)劃面積的10.65%。旅游城市由于城市性質(zhì)的特殊性,其城市規(guī)劃不能簡單追求經(jīng)濟(jì)利益的增長,而要注重旅游資源與自然環(huán)境的保護(hù),用傳統(tǒng)研究方法不能很好的突出旅游城市這一特點(diǎn)。本文以池州市的城市建設(shè)用地適宜性評價(jià)為研究對象,遵照“旅游資源保護(hù)和生態(tài)