（土地资源管理专业论文）基于GIS的临澧县农村居民点用地布局优化研究.pdf

中文摘要 随着城镇化进程的加快，新农村的建设的深入，将城镇建设用地 的增加与农村居民点用地的减少挂钩以及更集约节约的利用土地，很 重要的环节在于如何优化农村居民点用地布局。本文以临澧县为研究 区域，运用地理信息系统( g i s ) 技术，结合层次分析法，对临澧县 农村居民点用地布局优化展开了研究，这对指导当地农村居民点用地 合理布局、合理利用土地具有现实意义。论文的主要研究内容和结论 如下： 第一，在简要分析本文的研究背景、意义的基础上，总结评述了 国内外在村庄建设与布局优化以及g i s 技术的应用等方面的进展，为 总体上把握论文研究的方向和深度提供了依据。 第二，综合分析了支撑全文研究的基础理论：人居环境的科学理 论、区位理论、景观生态学理论、农村聚落地理理论、可持续发展理 论和地理信息系统基础理论，为临澧县农村居民点用地布局优化研究 奠定了基础。 第三，依据d e m 地形图、土地利用现状图、地质灾害图和社会 经济数据，运用g i s 技术，进行相关因子图层提取，数据转换，多种 空间分析，构建了空间数据库和属性数据库。采用g i s 技术和层次分 析法相结合的方法对临澧县农村居民点用地适宜性进行评价，分为四 个适宜性等级：适宜性优、适宜性良、适宜性中、适宜性差。 第四，根据临澧县农村居民点用地现状与适宜性评价结果，确定 现状农村居民点用地布局的合理性。以此为依据，对农村居民点用地 进行优化布局，并提出了四种调整模式：整体搬迁异地改造模式、建 立中心村，缩并自然村模式和城镇化发展模式、内部改造模式。 关键词：农村居民点用地，g i s ，适宜性评价，布局优化，临澧县 a b s t r a c t w i t ht h e r a p i d a d v a n c e m e n to fu r b a n l z a t l o na n dne w r u r a l c o n s t r u c t i o n ，o p t i m a lr e a d j u s t m e n to f1 1 j r a lf e s i d e n t 遍ll a n di st h ek e yt o c o n n e c ti n c r e a s eo fu r b a nc o l l s t n l c t i o n1 a n dw i t hd e c r e a s eo fr u r a l s e t t l e m e n ta n dt ou s el a n dm o r es a v i n g l ya n di n t e n s i v e l y jt a k i n gl i n l i ( 如u n t ya sa ne x a m p l e ，t h ep a p e rs t u d i e so nt h eo p t i m a lr e a d j u s t m e n to f m r a ls e t t l e m e n ti nl i n l ic o u n t yb a s e do ng i sa n da h p a n a l y s i sm e t h o d t l l er e s u nh a st h es i 印i f i c a n c et og u i d et h el o c a l l a y o u to fr u r a ls e t t l e m e m a n dt ou s el a n dm o r er a t i o n a l l y t h em a i nr e s u l t so ft h i si n v e s t i g a t i o na r e a sf 0 1 l o w s ： f i r s t l y ；b a s e d o ne l a b o r a t i o nt h er e s e a r c hb a c k 伊o u n da n dt h e s i 舯i f i c a n c e ，t h ep a p e ra n a l y s e sa n ds u m m a r i z e st h ed o m e s t i ca n df o r e i g n r e l a t e dr e s e a r c h d e v e l o p m e mt e n d e n c yb r i e f l y np r o v i d e ss o m e e v i d e n c e sf o rt h eo r i e n t a t i o na n dd e p t ho ft h er e s e a r c h s e c o n d l y ，i ta n a l y s e st h et h e o r i e sw h i c hs u p p o nt h ew h o l er e s e a r c h ， s u c ha s ：s c i e n t i f i ct h e o r i e so fh u m a ne n v i r o n m e n t ，t h e o r i e so fl o c a t i o n ， t h e o r i e so fn l r a ls e t t l e m e n tg e o 伊印h y ，t h e o r i e s0 fl a n d s c a p ee c o l o 斟 a b o u tr u r a ls e t t l e m e n t ，s u s t a i n a b l el a n du s et h e o r i e s ，l a n d s c a p ee c o l o g y t h e o r i e s ，g e o 伊a p h yi n f o r m a t i o ns y s t e mb a s a l t h e o r i e s t h e s et h e o r i e s1 a y g o o df o u n d a t i o nf o rs t u d y i n go nt h eo p t i m a lr e a d j u s t m e mo fr e s i d e n t i a l 1 a n di n “n l ic o u n t y t h i r d l y ，s e tt h es p a t i a ld a t a b a s ea n da t t r i b u t ed a t a b a s eb yt h em e t h o d t h a te x t r a c t i n gf a c t o 卜l a y sa f t e rd a t ac o i e r s i o na n ds p a t i a la n a l y s i sb a s e d o ng i sa c c o r d i n gt ot h ed e m 、l a n d u s e d i a 伊a m 、g e o l o g yd i s a s t e r d i a 争a ma n de c o n o m i c s o c i e t a ld a t a e v a l u a t et h er u r a lr e s i d e n t i a ll a n d s u i t a b i l i t yi n “n l ic o u m yb yc 0 m b i n i n gg i sa n da h e t h e ne x c e l l e n t ， g o o d ，m e d i u ma n dp o o r l a n ds u i t a b i l i t yf o u 卜l e v e la r eg o t t e n f o u r t h l v ，b a s e do nt h ea c t u a l i t yo ft h er u r a lr e s i d e n t i a ll a n da n dt h e r e s u l to ft h en l r a lr e s i d e m i a ll a n ds u i t a b i l i t y t h em r a lr e s i d e n t i a ll a n d r a t i o n a l i t yi sa s s e s s e d t h e nl a s tp a r tp u tsf 0 刑a r dt oo p e r a t i o nm o d e s i n r u r a lr e s i d e n t i a ll a n dc o i l s o l i d a t i o n t h et y p ean dt h em o d eo fl a n d c o n s o l i d a t i o na r ed i s c u s s e d t 1 1 e r ea f ef o u fk i n d so fo p e r a t i o nm o d e s ： m o v i n gt oa n o t h e ra r e a ，n a t u r a lv i l l a g ec o m b i n i n gt o c e n t e rv i l l a g e ， u r b a n i z a t i o ni nc o u n t r ya r e aa n di m e r i o rr e a d j u s t m e n ta n dm o d e k e y 、b r d s ：n l r a l r e s i d e m i a l l a n d ，g i s ，s u i t a b i l i t ye v a l u a t i o n ，o p t i m a l r e a d j u s t m e m ， “n l ic o u n t y m 湖南师范大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的 研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人 完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：别夔知7 年i f f 月弓日 学位论文作者签名：刎1 次知7 年i f f 月弓日 l 湖南师范大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属湖南师范大学。 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南师范大学可以将本学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密留。 ( 请在以上相应方框内打“ ) 作者签名：孝1 荧 日期：7 年多月乡日 导师签名：棚日期：工叫罗年厶月多日 6 0 基于g i s 的临澧县农村居民点用地布局优化研究 1 绪论 1 1 选题背景及其意义 1 1 1 选题背景 ( 1 ) 可持续发展背景 可持续发展是以社会、经济、生态协调发展为目标，而不是单纯 地追求经济增长。近几年来，由于人口急剧增长、资源不断消耗、环 境日益恶化，使得经济和社会的发展受阻，可持续发展的问题受到越 来越多的重视。由于土地、人口、环境、社会经济发展是一个相互关 联的整体【1 1 ，为了满足当前和未来发展需求，协调资源保护与社会经 济发展，必须坚持土地的合理和集约利用。国务院关于深化改革严 格土地管理的决定【2 】明确指出，为了贯彻落实科学发展观，保证经 济社会的可持续发展，要实行最严格的土地管理制度，实行强化节约 和集约用地政策。农村居民点是农村经济社会活动的中心区域，即聚 落。农村聚落在一定程度上是土地利用系统的核心，是土地人口 复合子系统在现实土地利用状态下的表象。农村居民点用地优化布局 正是提高农村居民点用地效率和集约化程度，促进土地有序、合理与 科学化利用的重要手段。 ( 2 ) 农村城镇化背景 当前，我国正处于快速城镇化发展的转型期，未来农村地区将有 大量农村人口逐步转为城镇人口，农村地域自身内部将发生剧烈变 化：与此同时，“以工促农、以城带乡”的发展阶段也不断推动农村地 区的变革。因此，农村居民点的发展演变将成为快速城镇化过程中变 化最为深刻的空间载体。通过对农村居民点用地的优化布局，可以进 一步缓解城乡建设用地供需矛盾，加快城镇化和工业化进程，对统筹 城乡经济和社会发展作用重大，意义深远。 ( 3 ) 新农村建设背景 近几年，随着经济和社会的发展，城乡差距进一步扩大。同时， 农业发展缓慢，农村经济、环境落后，“三农”问题日益严重，为了统 硕士学位论文 筹城乡发展，国家提出了构建和谐社会的目标。中共十六届五中全会 指出，要高举邓小平理论和“三个代表”重要思想伟大旗帜，全面贯彻 落实科学发展观，统筹城乡经济社会发展，实行工业反哺农业、城市 支持农村和“多予少取放活”的方针，按照“生产发展、生活宽裕、 乡风文明、村容整洁、管理民主”的要求，协调推进农村经济建设、 政治建设、文化建设、社会建设和党的建设，建设社会主义新农村。 国家在2 0 0 6 年的一号文件里，将村庄规划正式纳入各级政府的工作 范畴，提出要安排资金支持编制村庄规划和开展村庄治理试点，向农 民免费提供经济安全适用、节地节能节材的住宅设计图样，引导和帮 助农民切实解决住宅与畜禽圈舍混杂问题，搞好农村污水、垃圾治理 等等。新农村建设的开展为农村居民点用地的优化布局提供了契机。 通过农村居民点用地优化布局，一方面可以改善农民的生活环境，促 进社会主义新农村建设；另一方面可以用农村居民点用地置换出土地 指标，为城市发展提供有力的建设用地保障，从而实现农村建设用地 减少与城市建设用地增加相挂钩的目标【3 1 。 1 1 2 选题意义 农村居民点作为农村社会基本的聚落空间地域单元和居住形式， 是农村生产生活的经济、社会、组织基础。农村居民点用地的优化布 局，有利于促进城乡经济社会统筹发展，对解决“三农”问题和全面建 设小康社会具有战略意义。 ( 1 ) 促进农村居民点转型，有利于促进城乡统筹发展 我国传统的农村是在小农经济基础上发展起来的，具有规模小而 散的特点。随着城市化进程的加速发展，农村已不再是从事单纯个体 农业生产的聚落，它已成为工业空间组织结构中的一个有机组成部 分，与城市的地域界限目渐模糊。因此，农村的生产要素面临着重新 组合的要求，从分散走向集聚，由“同质同构”向“异质异构”转变中【4 】。 然而过去的经验证明，如果仅仅就“农村”而论“农村 ，用简单化的空 间集聚模式来处理当今多样化和复杂化的新型农村，往往不能从根本 上解决问题，必须从城乡体化的角度来研究，以推动农村居民点转 型，促进城乡统筹发展。 ( 2 ) 促进农村居民点集聚，有利于实现土地的集约利用 基于g i s 的临澧县农村居民点用地布局优化研究 随着经济的快速发展，工业化、城市化的快速推进，对土地的需 求迅速增长，耕地保护和建设用地需求的双重压力明显加大，解决这 些问题，只有走节约与集约的道路。当前农村居民点普遍存在着规模 小、占地大、入均居住用地面积过大的现象。通过对农村居民点用地 的优化布局，实施迁村并点，促进居民点兼并集聚，可以改变农村居 住模式，节约大量的用地。同时，通过对旧宅基地的复垦，则可以恢 复土地的可耕力，实现可持续发展的目标。 ( 3 ) 引导农民向城镇集中，有利于耕地保护政策的落实 近年来，随着经济的发展，农民收入水平的提高，扩大住房面积、 改善居住条件，已成为农民消费性投资的重要方面。农村居民点布局 分散，农户建房用地缺乏合理规划和严格管理是目前耕地减少的一项 重要因素。傅伯杰等( 2 0 0 4 ) 主持的“环渤海地区土地利用变化及可持 续利用研究 课题研究结果显示，1 9 8 5 1 9 9 5 年，环渤海地区耕地流向 农村居民点的面积9 0 5 2 万h m 2 ，占耕地总流出量的2 6 2 5 ，流向城 市的耕地面积1 9 9 7 万h m 2 ，是流向农村居民点的耕地面积的 2 2 0 6 【5 】。本文在构建农村居民点用地适宜性评价中选取了土地资源 保护因子，从而达到保护耕地的目的，通过对农村居民点建设进行空 问引导和用地控制，有利于耕地保护政策在广大农村的落实。 ( 4 ) 促进村庄合理布局，有利于完善村镇规划体系 在我国，城市的规划工作既形成了比较完善的体系，也有了一套 比较成熟的研究方法。但长期忽视对农村地区的规划研究，尤其是在 8 0 年代初农村经济迅速发展时期，因没有及时规划部署，对农村“建 房热”缺乏引导，错过了对农村进行空间调整和改造的时机，对农村 建设的长期发展造成不利影响。随着对村镇规划的重视，各地都在加 强村镇规划的编制。由于规划编制多是套用城市规划方法，或是将编 制某城市规划的模式缩小套用，或是将编制城市某居住区规划的模式 放大套用，有的成为主观臆测、随意性的产物，依据、论证经不起实 践的检验。缺乏理论的实践只能是盲目的，而理论和实践的脱节则促 使我们对原有学科体系的反思。现有的村庄规划理论已严重滞后于村 庄规划实践的发展。本文在对农村居民点用地适宜性评价的基础上， 进行现状农村居民点用地布局的合理性分析，这使村庄合理布局更具 3 硕士学位论文 科学性，也具有一定的理论意义。 ( 5 ) 改善乡村的人居环境，优化农村人居环境体系空问结构 乡村人居环境空间规划的最终目标是：形成与大自然亲密融合， 继承并发展历史文脉，居住区和生产区相间布局、有机结合，居住区 规模适宜、生活环境美好、服务设施配套的合理布局形态，即创造出 充满新鲜空气、保持田园风光、体现地方特色、呈现现代文明的最佳 人居空间环境【6 】o 然而，近年来，农村乱占乱建现象比较严重，农房 建筑选点、定点随心所欲：有些房屋选点不当，房屋建在水沟上，地 基基础长期受水的浸泡；有的房屋建在坡地上、危岩或危坎处，有滑 坡的可能。通过农村居民点用地的优化布局，规范农民建房行为，改 变农村地区各类设施严重缺乏，环境恶劣的现状，使城市的生活方式、 基础设施、社会服务设施向农村地区延伸，从而改善乡村的人居环境。 1 2 国内外相关研究与实践 1 2 1 村庄建设与布局优化 在村庄建设与布局优化方面，国外以村镇规划、农村居民点发展 模式的研究和实践为主。具有借鉴意义的国外村镇规划方面的实践 如：美国的小城镇规划，一是尽可能满足人的生活需要，其新村一般 布局紧凑，并将人们的居住、工作、购物、娱乐集中在一起，同时注 意尊重当地的生活传统；二是最大限度地绿化和美化环境，同时非常 重视垃圾处理和污水处理，努力创造一个良好的生活环境用；英国 从2 0 世纪5 0 年代开始实施大规模的中心村建设，加强基础设施和公 共设施的建设，促进乡村人口的集中，以便发挥规模效益，提高乡村 的生活质量。2 0 世纪7 0 年代以后，改变了过去单一的中心村建设的 做法，提出因地制宜进行村镇规划【7 】；韩国于1 9 7 1 年发起的“新村 运动”，将全国的乡村分为三类( 基础村、自助村、自立村) ，并根 据不同类型的特点提出相应的发展内容。经过3 0 多年的发展，韩国 实现了经济起飞，城乡发展的差距大为缩小【8 1 。国外农村居民点发展 模式主要有：德国的村庄更新模式、英国的重点建设模式、印度的综 合援助开发模式、以色列的等级服务中心模式【9 】。 上述国家的成功经验主要有：加大工业反哺农业、城市反哺农 4 基于g i s 的临澧县农村居民点用地布局优化研究 村的力度；通过制定科学规划引导乡村发展，实行分类分区指导， 加大乡村基础设施和公共服务设施投资建设力度；充分发挥乡村社 区主导性，突出乡村的地域特色：注重生态环境保护；村庄建设 中本着节约、经济的原则，重视一切具有利用价值的建筑；从产业 化途径提高农业生产力，促进农村经济发展，实现农民收入增加与生 活水平改善。 在我国，纵观改革开放后村镇建设所走过的历程，大致经历了三 个发展阶段：改革开放后到9 0 年代初期的农村建设恢复和繁荣发展 阶段、以小城镇建设为重点的村镇建设时期和新世纪初至今的社会主 义新农村建设阶段。1 9 8 0 年以来，我国有关行政主管部门开始致力 于村镇规划、建设和管理工作，起草的相关政策性文件、技术规范及 标准等有几部，如村庄与集镇规划建设管理条例、村镇规划标 准、村镇综合评价指标体系研究、全国重点镇调查与发展促 进政策建议、小城镇建设技术政策等。这些技术规范、标准与 政策对指导村镇建设与规划设计，发挥积极作用。目前，我国农村居 民点发展模式主要有：台湾的农村社区更新模式、上海的三集中模式、 苏州近郊的综合开发模式、石家庄综合整理模式、张家港的集中居住 模式【9 】。以上模式有一定的借鉴意义：在农村社区更新的过程中， 注重民众的参与，体现了农民的主体地位；对于土地的集中符合未 来农业发展趋势，对于工业的集中布局和农民集中居住也符合集约发 展的理念；农民土地被征用而纳入城市政府建设计划，具有推进速 度快、开发水平高、成效显著等优点；大刀阔斧地进行行政区划调 整以及政府通过建设多层次社区服务体系以引导农民适当集中居住。 对于农村居民点用地布局的相关研究自从上个世纪9 0 年代末以 来，愈加受到国内学者的重视。金其铭( 1 9 8 9 1 ) 认为规模与布局是相互 联系的，村镇的合理布局首先得取决于村镇的人口规模，而合理的人 口规模的确定也得考虑当地的自然环境、生产特点以及村镇的布局模 式等多方面因素【1 0 】。田光进( 2 0 0 2 ) 认为农村居民点的分布受地形、水 系、耕地、交通、入口、城市等自然及人文因素的影响，农村居民点 的规模、形态、分布规律反映了这些因素的综合作用【1 l 】。2 0 0 3 年， 他进一步指出农村居民点的分布受自然条件、经济发展水平和社会条 硕士学位论文 件的影响，中国农村居民点分布受农业的影响较大，主要分布在农业 较为发达的地区，且农村居民点分布在一定程度上反映了农村人口的 分布，相对于城镇，农村居民点的分布受到自然条件的影响更大【1 2 】。 姜广辉( 2 0 0 5 ) 通过对农村居民点布局现状及当前规划体系的分析， 指出应根据科学发展观的要求将农村居民点体系布局的调整和整理 作为土地利用总体规划的重点内容，同时还对如何在当前土地利用总 体规划中体现科学发展观作了一定探讨【1 3 】。张如林( 2 0 0 6 ) 基于发 达地区农村发展的现实与要求，提出的农村居民点点网集中空间重构 模式具有一定的适用性，较好地适应了土地集约利用、发展现代农业 以及改善农村居民生活质量的要求与趋势【1 4 1 。唐世超( 2 0 0 7 ) 以重庆 市永川区为例，对丘陵地区农村居民点空间布局进行了研究，并提出 了四种农村居民点整理模式：包入式、迁弃式、归并式、征用式【1 5 】。 张强( 2 0 0 7 ) 以北京市郊区为例，对农村居民点布局合理性进行了辨 析，他强调在农村居民点调整中要注意协调好农民需求与城市需求之 间的关系，并指出通过适度调整解决农村居民点布局中存在的生存 性、功能性、规模性、体制性、结构性等不合理问题，是新农村建设 的内容之一【1 6 1 。 1 2 2g i s 技术的应用 地理信息系统( g i s ) 的发展己历经3 0 余年，用户的需要、技术之 进步、应用方法的提高以及有关组织机构的建立等因素，深深影响着 地理信息系统的发展历程。地理信息系统的大容量、高效率及其结合 的相关学科的推动使其具有运筹帷幄的优势，成为国家宏观决策和区 域多目标开发的重要技术支撑，也成为与空间信息有关各行各业的基 本工具，其强大的空间分析能力及其发展潜力使得g i s 已得到广泛、 深入的应用：测绘与地图制图、资源管理、城乡规划、灾害预测、土 地调查与环境管理、国防、宏观决策等方面表现出强大的生命力旧。 近年来，国外在处理土地问题时在很大程度上取决于土地政策的 实施，土地政策的实施需通过良好的土地管理来实现，而土地管理离 不开土地有关信息的支持。因此，在国外些发达国家中作为采集和 提供土地信息的土地信息系统是有效管理土地资源、制定土地规划的 基础，在土地资源管理中发挥至关重要的作用【1 8 】。 基于g i s 的临澧县农村居民点用地布局优化研究 发达国家的土地信息系统建设具有较长的历史，在服务于土地资 源管理方面形成了比较成熟的经验。近年来，随着g i s 和网络技术的 发展及可持续发展模式对土地有关的信息需求的变化，土地信息系统 体系框架和功能发生了显著的变化。目前，发达国家大多数都已完成 基于g i s 和i m e m e t 技术的国家级土地信息系统建设，在土地利用规 划与地区经济发展方面发挥了重要的决策支持作用，使土地信息系统 能更好地服务于各种级别土地利用规划和地区经济的可持续发屉，并 对土地市场发展产生了推动作用【1 9 锄l 。 国外学者将g i s 技术应用到了多方面的研究中。具有代表性的 有：c h u r l e c c ( 1 9 9 3 ) 应用线形规划作为g i s 分析工具，对空间属性 进行优化和变量组合，并在西班牙进行土地规划试验研究【2 1 】： b e l l a m v ( 1 9 9 5 ) 在澳大利亚北部通过数据库决策支持系统( d s s ) 评价草地资源规划的合理性，包括成本、收益、风险和对环境的影响 【2 2 】；g a h e g a n ( 1 9 9 9 ) 应用模糊数学与神经网络相结合的g i s 技术 来研究地理现象的空间分布规律【2 3 】；s u m b a n g a nb a j a 等( 2 0 0 4 ) 利用 g i s 技术，建立空间数据模型，分析农业用地适宜性，分别选取了五 大指标：土壤适宜性指标、耐侵蚀指数、土壤排水能力指数等，综合 计算农业用地适宜性【2 4 1 。 我国地理信息系统起步稍晚，从2 0 世纪7 0 年代初期，我国开始 推广计算机在测量、制图、遥感等领域中的应用。目前，地理信息系 统在土地管理的应用中有较大发展，但也存在应用水平低、微观层次 应用较少、数据源和数据质量难以保障、数据存储与管理不完善、数 据集成共享程度低等诸多问题。 在学术研究方面，g i s 作为研究技术手段正发挥着巨大的作用， 国内学者将g i s 技术应用到了城镇和农村居民点的优化布局研究中。 程建权等( 1 9 9 9 ) 对城镇发展布局优化方法进行了探讨【2 5 】；王恒山 等( 1 9 9 9 ) 对村庄布局优化进行了研究，主要是对如何建立优化系统 的研究【2 6 】；党安荣等( 2 0 0 0 ) 利用g i s 空问分析对居民点分布特征进 行了研究，主要是海拔高度、坡度、坡向与居民点分布关系的定量说 明阳；汤国安、赵牡丹( 2 0 0 0 ) 通过综合应用基于g i s 的缓冲区分析、 多层面的复合分析等空间分析方法，揭示了陕西榆林地区乡村聚落的 硕士学位论文 空问分布受自然条件和人为因素影响的基本特征 2 8 】；陶冶等( 2 0 0 6 ) 对农居点撤并中的耕作出行阻力因素，根据空间距离统计构建了基于 g i s 的定量分析模型，并对规划行为的负面效应进行微观描述【2 9 】； 张小军( 2 0 0 6 ) 在以g i s 为基础，从经纬度、高程、坡度和坡向、居 民地与水系分布的相关信息，对西部生态脆弱区居民点空间信息进行 分析研究【3 0 】。 编止所述，国内外许多学者对农村居民点用地布局从多学科、多 视角出发进行了探讨。研究方法多样，主要运用遥感、地理信息系统 技术、景观生态学方法、分形研究方法及其相互结合的技术手段。这 些研究为农村居民点用地进行布局优化提供了一些理论参考和研究 方法。 但是，学者们在研究区域方面，主要集中在经济相对发达地区或 者生态脆弱地区，对于南方丘陵地区的研究较少；在研究内容方面， 农村居民点用地空间层面上的优化布局研究相对而言比较薄弱。由于 县级尺度作为中国行政管理体系中的完整基层单位，是中国土地资源 可持续利用、管理和规划的最佳尺度【3 1 】。因此，本文选择农业人口占 总人口的8 0 、农村居民点用地占建设用地的4 9 7 1 的湖南省临澧 县作为研究区进行农村居民点用地的优化布局，这对指导当地居民点 规划、合理利用土地具有现实意义。 国内现已有部分规划设计单位引入了g i s 系统，但使用情况还在 起步阶段，往往只是用g i s 做一些单因子的分析：在土地适宜性评价 案例分析中，国土资源部门对土地农业适宜性评价较多，方法比较系 统，评价因子指标体系也比较成熟，总体来说己经初步形成体系。然 而，农村居民点用地适宜性评价方面，案例相对较少，评价方法基本 差不多，但评价指标体系的确定还很不成熟。因此，本文在构建临澧 县农村居民点用地适宜性评价体系的基础上，实现对农村居民点用地 的布局优化，以期为土地利用决策提供可靠的依据。 1 3 技术路线 本文在确定研究背景、研究意义的基础上，充分运用人居环境科 学理论、区位理论、景观生态学理论、农村聚落地理理论、可持续发 基于g i s 的临澧县农村居民点用地布局优化研究 展理论、地理信息系统理论等学科知识，借助觚g i s 、m a p g i s 等软 件，综合运用层次分析法，实现对临澧县农村居民点用地适宜性的评 价，根据评价结果进一步对临澧县现状农村居民点用地布局做合理性 分析，最后对布局不合理的农村居民点用地优化布局，提出了优化布 局的调整模式。技术路线如下图： 图1 1 论文技术路线图 f i g 1 1s t u d ys e q u e n c eo ft h et h e s i s 1 4 论文特色 ( 1 ) 论文的研究思路有新意。目前，尽管有一些学者对农村居 民点用地布局优化进行了研究和探讨，但大多数只是定性的分析农村 居民点用地现状存在的问题之后提出优化布局的措施，没有落到具体 的空间层面上。本文从自然条件、经济条件、区位条件、政策因素等 硕士学位论文 方面入手，构建了较科学、全面的农村居民点用地适宜性评价指标体 系，基于评价结果定量的对临澧县农村居民点甩地现状进行布局的合 理性分析，最后有针对性地提出优化布局的调整模式。 ( 2 ) 在研究方法上，论文通过运用g i s 技术与层次分析法相结 合对临澧县进行农村居民点用地适宜性评价，克服了以往管理者和决 策者的人为因素作用的影响，为居民点规划提供参考，为土地利用决 策提供可靠的依据。利用g i s 进行农村居民点用地适宜性评价具有进 度快，精度高，简单易行等优势；它将数值计算和图形处理有机地结 合起来，具有简洁、直观等特点。 1 0 基于g i s 的临澧县农村居民点用地布局优化研究 2 1 人居环境科学理论 2 相关理论基础 1 9 9 3 年前后，吴良镛、林志勤等学者对快速城市化带来的问题， 在人类居住学的基础上创造性的提出中国人居环境的科学理论，这个 理论就是如何正确的看待和处理人居环境的问题。该理论认为人居环 境的核心是人，大自然是人居环境的基础，人类的生产活动，以及人 居环境建设活动都离不开更为广阔的自然背景。人居环境是人类活动 与自然之间发生的联系和作用，理想的人居环境是人与自然的和谐统 一；人居环境内容涵盖丰富，进一步形成了更大规模、更加复杂的人 居环境网络【3 2 1 。因此，在农村居民点用地优化布局过程中，本文始终 以该理论为指导，最终目标是进一步改善研究区的乡村人居环境。 2 2 区位理论 区位是客观物质分布的地区和地点。区位理论则是关于人类活动 的空间分布及其空间中的相互关系的学问。区位理论包括杜能的农业 区位理论、韦伯的工业区位理论、克里斯泰勒的城市区位论、廖什的 市场区位论等。土地区位是自然地理位置、经济地理位置、交通地理 位置在空间地域上的有机结合，是由土地本身和投入其中的资本数量 和结构决定的，它以土地本身的自然条件为基础，但往往更受经济地 理位置和交通地理位置的影响，并与一定地域空间上生产和生活的方 便性呈正相关【3 3 1 。区位理论的不断发展，为土地资源合理利用提供了 理论基础，为土地资源的空间格局优化指明了方向。基于这一理论， 应充分考虑县域内不同区域的区位条件，在空间上合理布局农村居民 点，使村民的出行更方便，生活更便捷。 2 3 景观生态学理论 景观生态学起源于土地利用研究，研究对象是土地镶嵌体，应用 也主要以土地利用为主。按照景观生态学的“斑块一廊道一基质”原 理，土地资源在区域上的生态最佳配置应该是：土地利用集中布局， 1 1 硕士学位论文 一些小的自然斑块与廊道散布于整个景观中，同时人类活动在空间上 沿大斑块的边界散布。土地利用集中布局( 土地景观呈粗粒结构) 有 利于景观总体结构的多样性与稳定性，作业的专业化和区域化，以及 抵抗自然干扰和保护内部物种。小斑块和廊道提高了土地多样性，有 利于基因与物种多样性的保护，并为严重干扰提供风险扩散的可能 性。大斑块之间的边界区是粗粒景观中的细粒区，这些细粒的廊道和 结点对多生境物种和人类都是非常有用的【3 4 1 。为此，以景观生态学 原理为指导，对农村居民点用地优化布局具有一定的启发性。 2 4 农村聚落地理理论 聚落布点或称为村镇布点，是近代农村聚落地理研究的重要内容 之一。一个地域内的村镇，以某种内在联系( 如服务功能) 结合为一个 有机的整体，基层村庄的居民要从高一级聚落( 中心村、集镇) 购得生 活生产用品和取得各项服务。在当前我国的村镇建设工作中，村镇布 点是一项重要的内容。村镇的形成和发展，是以一定地域的自然、经 济、社会条件为基础的。社会学者曾把滋养着集镇同时又受到集镇反 哺的一定区域的农村成为“乡脚”，经济地理学者把它称之为“腹地 。 所以，村镇规划和建设必须以相应的地域为依据；同时，村镇不是孤 立的，它与上一级的政治经济中心和相邻的村镇有密切联系，因此， 必须从一定的地域广度来考虑村镇布局问题【3 5 】。 在农村聚落地理研究中，选择新建聚落的位置或聚落扩建时向何 处发展也是重要的研究内容之一。它是制定村镇规划必须涉及的问 题。在新开发的地区，村镇布点确定后，还必须对每一个具体村镇选 择合适位置和进行具体规划。在旧村合并中，新并村址的选择也至关 重要。村( 镇) 选址在不同时代不同地区有不同原则。我国现在的原 则主要有：节约耕地，如选择山坡、山麓、河堤和荒废的土地等， 或尽量选用府地和产量较低的旱地，避免占用高产粮田和园艺蔬菜 地。尽量利用旧村址，进行逐步改善，避免大拆大建。接近耕作 区，使耕作半径达到合理的最佳距离，以便生产。交通要便利，有利 于对外联系。地形、水源等条件要有利于居民的生活，有利于通风、 采光，避免污染和不卫生阶段，避开易受自然灾害如洪水、泥石流、 基于g i s 的临澧县农村居民点用地布局优化研究 塌方等地段。 农村聚落地理的相关理论，对如何从具体的农村居民点的历史实 际和现状基础出发，因时因地制宜，科学合理的安排一个地域内的农 村居民点用地布局，充分合理的利用其既存的各项有利条件和逐步改 造其不适宜的部分，以达到实现农村居民点用地合理布局的目的具有 重要的指导意义。 2 5 可持续发展理论 “可持续发展”是指在满足当代人需要的同时，不损害子孙后代 满足其自身需要的能为【3 6 1 。p r e d 系统是可持续发展的理论核心。该 系统是人口( p o p u l a t i o n ) 、资源( r e s o u r c e ) 、环境( e n v i r o n m e n t ) 和发展 ( d e v e l o p m e 蚺四大要素藕合而成的人地关系地域系统。人口与社会经 济发展为系统一端，自然资源和环境为另一端，双方之间以及各自内 部存在着多种直接和间接的反馈作用并相互交织在一起。所谓p r e d 协调发展就是区域p r e d 系统中诸要素和谐的、合理的、使总效益最 佳的发展。具体包括：在自然资源和生态环境的承载能力之内，经济 获得最大限度的发展；人口规模及增长率维持在经济、资源和环境的 承载能力之内；合理地开发利用自然资源；人的一切活动对环境的负 影响应在环境承载力之内等。居民点用地是一种重要的土地消费形 式。以可持续消费观为指导，合理规划居民点用地，是土地资源持续 利用和社会可持续发展的重要内容【3 7 】。 2 6 地理信息系统( g i s ) 基础理论 地理信息系统是融合计算机图形和数据库于一体，用来存储和处 理空间信息的技术，它把地理位置相关属性有机的结合起来，根据用 户的需要将空间信息及其属性信息准确真实、图文并茂地输出给用 户，以满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的要求，同时 借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能，进行各种辅助决策。 目前，g i s 正向集成化、产业化和社会化发展。人们对g i s 的应用不 断提出新的要求，特别是空间数据的分析已成为g i s 的主要功能特 征。空间分析是基于地理对象的位置形态特征的空间数据分析、建模 硕士学位论文 的理论和方法，其目的是利用各种空间分析模型及空间操作对g i s 地理数据库中的空间数据进行深加工，提取和发现隐含的空间信息或 规律【3 8 】。空间分析的内容主要包括： 叠置分析：是指在同一空间参照系下，将同一地区的地理对象的 图层进行叠合，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之 间的空间对应关系。其中主要包括点与多边形的叠置、线与多边形的 叠置、多边形与多边形叠置。 缓冲分析：即根据分析对象的点、线、面实体，自动建立它们周 围一定距离的带状区，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范 围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据。其中包括点缓冲区、 线缓冲区、面缓冲区等。而随着三维g i s 研究的深入，体缓冲区的研 究也不断深入。 网络分析：即对地理网络和城市基础设施网络等网状事物以及它 们的相互关系和内在联系进行地理分析和模型化。其中包括路径分 析、资源分配、流分析等。 统计分析：主要对数据进行分类和综合评价。其中包括统计图表 分析、描述统计分析、主成分分析、层次分析法、系统聚类法、判别 分析等。 地形分析：是指对于地形及其特征进行分析。包括地表面模型建 立、地形内插、精度分析、地形因子、可视化分析、剖面分析等。 本文基于以上g i s 理论，充分运用c g i s 软件进行空间分析功 能，使研究成果更具科学性和直观性。 1 4 基于g i s 的临澧县农村居民点用地布局优化研究 3 研究区域概况 临澧县位于湖南省两北部，澧水中下游，武陵i ij 余脉向洞庭湖平 原过渡地带，因壤联澧水而得其名。介于东经l l l 0 2 4 - 1 l 1 0 4 9 ，北纬 2 9 。1 7 也9 。4 6 ，东连津市，南接鼎城区和桃源县，西与石门县毗邻， 北抵澧县。县域东西宽约3 25 公里，南北长约5 7 5 公里，形似“玉兔 蹲坐望月之姿”，全县总面积1 2 0 3 4 3 平方公里。 图3 一i临澧县地理位置示意图 f 镕3 - 1l 舢n o i l m 印o f l 砌l c o i 1 母 3 1 自然条件 ( 1 ) 地形地貌 临漕县属典型的丘岗地区，地势由西南山丘向东北洞庭湖盆地倾 斜，构成以丘陵、岗地、平原为主，间有低j jj 的地貌形态，其中山地 占73 3 ，丘陵占7 0 7 ，岗地占4 38 6 ，平原占3 19 4 ，还有水 硕士学位论文 面占98 。县域东南部、北部主要以丘陵、岗地为主，西南部为低 山区，中部、东北部为平原。 县境北部有刻木山、白岩寺、龙风山连成一脉，环抱官亭水库， 海拔2 1 1 5 0 3 m ：西部是童山、鸡公山、水成垭等与牛头山相依，海 拔2 5 0 2 8 3 m ；西南边陲有太浮山脉，主峰海拔6 0 45 m ，为县境内最 高峰；东南部是七姑山脉，海拔3 4 6 m ：东部烽火山、银珠山、阮山 分布其问，海拔2 0 0 - 2 5 0 m ：东北部地势低平宽阔，海拔均在6 0 m 以 f ，最低点沔泗海拔仅3 4 m 。 国3 2 临澧县地貌图 f t g3 之p h y s l 0 9 1 0 m y m a p o f l i i l l l c o 曲睁 ( 2 ) 气候水文 临澧县地处中亚热带边缘内陆季风气候区，受地势影响，形成独 基丁g i s 的临澧县农村居民点用地布局优化研究 具特色的地方性气候：多年平均气温1 6 4 ，较周边县( 区) 年均气 温低o 1 一o 4 ，是常德市低温中心。气温呈北高南低的特点，七月 份温度最高，月均温度2 8 5 ，极端最高气温3 9 8 ( 1 9 6 1 年7 月 2 3 日) ；一月气温最低，月均温度4 1 ，极端最低气温1 5 7 ( 1 9 7 7 年元月3 0 日) 。无霜期较长，多年平均2 6 7 天。日照1 6 2 9 1 小时， 日照百分率3 7 。大风较多，以偏北风为主。 全县多年平均雨量1 2 7 9 6 m m ，多年平均降水日1 3 7 天。降水虽 较丰沛，但时空分布不均，年际、年内变化明确，暴雨强度较大。全 县蒸发量年均为1 1 6 2 9 m m ，且东大于西，北大于南。年最大降雨量 是1 9 5 4 年的2 1 4 0 2 m m ，最少降雨量是1 9 8 5 年8 9 9 3 m m 。临澧县水 资源丰富，澧水、道水由西向东横贯全境，共接纳大小支流1 1 9 条。 全县有中小水库1 5 1 座( 其中中型水库5 座，小i 型水库2 7 座，小 i i 型水库1 1 9 座) 。 ( 3 ) 地质构造 临澧县内区域地质构造，居于武陵古陆西北侧、湘西北复向斜轴 的东部与西洞庭断陷盆地西北边沿相连的过渡部位；有澧水( 西洞庭 断陷、) 及常桃、柏枝、道水、冷水街、羊古庄等五个次一级的中新生 代喜山期断陷盆地和东西向、华夏、新华夏三个构造体系的武陵期、 燕山期期隆起区。武陵、加里东、华力西印支、燕山、喜马拉雅山五 个运动旋回，对临澧地质构造影响较大，尤以燕山运动为甚。 东西向构造县西北部及西南部，北东东向构造体系明显。构造 线总体方向北东8 0 9 0 0 ，一系列山脉延伸方向都有明显反映，东西向 断裂与褶