（地图学与地理信息系统专业论文）基于gis空间分析的乡镇区划调整方法研究.pdf

摘要 行政区划是国家行政管理的重要手段，行政区划是否合理对国家的发展具有重要意 义。在当前乡镇区划是否合理在当前具有十分重要的意义，这主要是因为现阶段我国处 于社会主义初级阶段，是由农业国向工业国转化的阶段，而我国大多数人口集中在农村， 因此商品经济的发展，工业化的实现，都需要依托城镇；同时小城镇接近农村，还有调 整城乡关系、促进乡镇企业合理布局、发展城乡商品经济等方面的功能。然而现行的乡 镇行政区划格局已经难以适应乡镇经济的发展，当前所进行乡镇区划调整大多数是通过 经验硬性对乡镇撤并，缺乏科学的理论依据，造成合并后的乡镇行政效率并无明显的提 高，还出现了为合并而合并的现象，因此寻求一种合理的乡镇区划调整的方法势在必行。 地理信息系统是一种专门用于采集、存储、管理、分析和表达空间数据的信息系统。 它是表示、模拟现实空间世界和进行空间数据处理分析的工具，是一门关于空间信息处 理分析的科学技术，其空间分析功能被认为是地理学当前最有价值的财富之一，因此还 被看作是人们用于解决空间问题的“资源”。空间分析功能已经应用于自然及社会经济 领域的很多方面，用来解决自然社会经济领域中纷繁复杂的问题。 鉴于此，本论文研究利用地理信息系统的空间分析方法提取相关信息进行乡镇区划 调整的方法探讨，并以吉林省长岭县作为实例进行了详细说明。研究中引入了城镇势力 圈的概念，其根本思想是以乡镇的城镇势力圈代表其辐射范围，通过比较各乡镇势力圈 与当前乡镇的相对位置和规模信息，来撤并规模较小的乡镇。研究需要的数据有研究区 ( 县域) 中的各乡镇的面状数据、点状数据和统计数据。 该研究方法可分为三大部分：第一部分为乡镇现状分析，通过分析了解现有乡镇的 概况，确定研究过程中需要的一些参数和应保留乡镇的个数；第二部分通过计算并比较 所研究区域中任何一点受周围乡镇的辐射力，确定现有乡镇的辐射范围( 即城镇势力 圈) ：第三部分是对当前乡镇及其城镇势力圈的相对位置和规模信息进行分析，参照乡 镇现状分析中得出的应保留乡镇的个数，合并规模较小的乡镇，确定新的乡镇区划。城 镇势力圈的计算是研究中的关键环节，它的计算步骤为：首先利用栅格数据可以表示连 续空间的特点，生成表示县域这一空间的栅格数据；然后又为了利用矢量数据方便计算 的优点，将栅格数据转变为矢量点数据；有了空间中任意一点的位置数据和乡镇的点数 据和统计数据，就可以计算空间中任意一点受现有乡镇的辐射力，通过择大方法来确定 每一点的归属，从而确定每个乡镇的城镇势力圈。 该研究的目的在于深入利用g i s 强大的空间分析功能，解决乡镇区划调整中遇到的 实际问题，为政府相关部门进行乡镇区划调整提供理论依据和决策支持。 关键词：地理信息系统；空间分析；吉林省长岭县；乡镇区划调整；城镇势力圈 a b s t r a c t a d m i n i s t m t i o nz o n i n gi sa n i m p o n a n tm e a n st om a n a g en a t i o n a la d m i n i s t r a t i o n w h e t h c ra d m i n i s 协l t i d nz o n i n gi si nr e a s o nh 勰as i g n i f i c a mm e a n i n gt on a t i o n a ld e v e l o p m e n t n o ww h e t l l e rt o w n s l i i pz o n i n gi si nr e a s o ni s v e r ys i g n i f i c a n t ，b e c a u s ew ea r cs t i l li nt h e p r i m a r ys t a g eo fs o c i a l i s m ，w l l i c hi st t l es t a g et oi n d u s t r i a l i z e dc o u n t r yf r o ma g r i c u l t u r a l c o u n t a i l dp e o p l eo fo u rc o u n t r yc e n t r ei nt h ec o u n 时s i d e ，s o 也ed e v e l o p m e n to f c o m m o d i t ye c o n o m y ，强dt h er e a l i z a t j o no fi n d u s t r i a l i z a t i o n ，r c h e so nt h et o w n s b e s i d e s s m a l lt o w n sa r ec l o s et ot l l ec o u n t r y s i d e ，t h e yh a v et h ef u n c t i o no fa d j u s t i n gt h er e l a t i o n b e t w e e nu r b a na n dm r a la r e a s ，p r o m o t i n gt h er a t i o n a l 猢g e m e n to ft o w n s h i pe n t e r p r i s e ， d e v e l o p i n gt h ec o m m o d i t ye n o m yo fu r b 觚a n dn i m l 对e a s 柚ds oo n h o w e v e rc l l r r e m t o w n s h i pa d i i l i n i s t r a t i o nz o n i i l gp a t t e mi sn o tf i tf o rt h ed e v e l o p m e n to ft o w n s h i pe c o n o m y ， a n dc u 玎e n t l ym a j o r i t yo ft o w n s h i pz o n i n ga d j u s t l i l e n t sm e r g et l l et o w n s h i pr o u g h l y ，w l l i c h l a c kt h es c i e n t i f i ct h c o r e t i c a lf b l l i l d a t i o n t h c r e f o r et h e r ei sn od i s t i l l c ti m p r o v e m e n tf i l n c t i o n i na d m i n i s t r a t i o ne f f i c i e n c yo ft o w n s h i p m o r e o v e r ，t h ep h e n o m e n o na p p e a r st h a tt o w n sa r e m e r g e df o rm e r g i i l g s os e e l 【i n gar e a s o n a b l em e t h o df o rt o w n s h i pz o n i n ga d j u s t m e n ti s i m p e r a t i v e g e o 芦a p h i c a l i n f o r m a t i o ns y s t e mi s al 【i n do f i n f ( 嘲a t i o ns y s t e ms p e c i a l l yu s e df o r g a t l l e r i n 舀s t o r i i l 岛m a n a 百n 岛a n a l y z i n ga n de x p r e s s i n gs p a t i a ld a t a hi s at 0 0 1u s e df o r e x p r e s s i n 舀s i m u l a t i n gr c a l i s t i cs p a t i a lw o r l da n dp r o c e s s i n 舀a l l a l y z i n gs p a t i a ld a t a ，a i i da k i i l do fs c i e n c c 锄dt e c h n 0 1 0 9 ya b o u ts p a t i a li n f o m a t i o np r o c e s s i n ga i l d a n a l y z i n g i t s f i l n c t i o no fs p a t i a la l l a l y s i si sc o i l s i d e r e dt ob eo n eo ft h em o s tv a l u a b l ew e a l t h ，s oi ta l s oc a n b er e g a r d e da st h er e s o u r c c st h a tc a nb eu s e df o rs o l v i n gs p a t i a lp r o b l e m t h ef u n c t i o no f s p a t i a la l l a l y s i sh a sa h e a d yb e c na p p l i e di nm a n ya s p e c t so fn a t u r a la n ds o c i a le c o n o m i c f i e l d s ，w h i c hu s e df o rs o l v i n gn u m c r o u sa n dc o m p l i c a t e dp m b l 锄si nn a t u r a lf i e l da n ds o c i a l e c o n o m i cf i e l d 1 1 lv i e wo ft h i s ，t h ed i s s e r t a t i o ns t u d i e st ow i t h d r a wr c l a t e di n f 0 h n a t i o nu s i n gs p a t i a l a n a l y s i so fg e o 伊a p h i c a lh f o t i i l a t i o ns y s t e m ，i no r d e rt op m b ei n t ot h em e t h o dt oa d j u s t t o w n s h i pz o n i i l g a i l dnt a k e sc h 蛆g l i n gc o u n t y ，j i l i np r o v i n c e 髂s t u d ya r e at oe x p l a i n p a n i c i l l a n y t h ec o n c e p to fu r b a l lh i n t e r l a n da r e ai si m p o n e d i nt l l es t ud y n em a i nt h o u 曲t i st ot a k et h eu r b a nh i n t e r l a n da r e ao fe v e r yt o w na st h e i rr a d i a t i o na r e a ，a c c o r d i n gt ot h e i n f o 邶a t i o na b o u tr e l a t i v ep o s i t o na n ds c a l eo fu r b a i lh i n t e r l a n da r e aa n dr e g i o n a la r e ao f e v e r yt o w nt om e r g es m a l l - s c a l et o w n s t h ed a t aa r en e e d e d ：p o l y g o nf c a t u r ec l a s s ，p o i n t f e a t u r ed a s sa n ds t a t i s t i c so fe v e r yt o w n si ns t u d ya r e a ( c o u n t y ) i i i t h e r ca r em r e ep a ni i it h i ss t u d y f i r s t ly ，a n a l y s ec u n e n ts t a t u so ft o w n s f r o l i lt h i sw o r k ， s o m ep a r 锄e t c r sw h i c ha r cn e c d e di nt l l i ss t u d ya n dh o wm 柚yt o w n ss h o u l db er e s e n ，e dc 孤 b ed e f i n e d s e c o n d l y c a l c u l a t ea n dc o m p a r et l l er a d i a t i o np o w e rt h a te a c hp o i mi ns t u d ya r e a a r er e c e i v e df r o m 血et o w n s 缸o u n d ，t od e t e m i n et h er a d j a t i o na r e ao fe v e r yt o w n s ( t o w n h i n t c r l a l l da r e a ) t h 打d l y ，a i i a l y s et h er c l a t i v ep o s t i o n 柚d9 c a l ei n f o m a t i o na b o u tc u 玎c n t l y t o w n sa i l dt l l e i rt o w nh i n t e d a i l d 缸e a ，a c c o r d i n gt ot h ec o u n to ft o w n st l l a ts h o u l db er e s e r v e d ， t om e r g et h es m a l l - s c a l et a w n sa i i dd e t e m i n en e wt o w l l s h i pz o n i n g c “c u l a t i n gt o w n l l i n t c d a n da r e ai st l l ek e yt a c hi nt h i ss t u d y i t ss t 印sa r ef o l l o w e d s t 印l ：c r e a t er a s t e rd a t a w h i c hc a ne x p r c s st h es p a t i a la r e ao fo n ec o u n t y i tu s e st l l ec h a r a c t e r i s t i c so fr a s t e rd a t a w h i c hc a ne x p r e s st t i ec o n t 主n u o u ss p a t i a la r e a s t c p2 ：n v e r tt h er 弱t e rd a t at op o i n tf e a t u r e d 勰s 1 t sa i mi st ou s em ev i r t i l eo fv e c t o rd a t aw h i c hc a nb e s i l yc a l c u l a t e d s t e p3 ：o nt h e b a s eo fp r c v i o u ss t e p s 锄dt h ed a t ap r e p 盯e d ，c a l c l l l a t et h er a d i a t i o np o w c rt h a te a c hp o i n ti n s t u d ya r e aa r er e c e i v e d r o mt l i et o w 璐a r o u n d u s et h em c t h o do fs e l e c t i n gb 谵d a t a ， d e t e 珊i n et l l ea s c r i p t i o no fc v e r yp o i n ta n dt o w nh i n t c r l 蛳da r e ao fe v e r yt o w n s 1 1 l ep u r p o s eo ft h i ss t u d yi st h o r o u 曲l yu s i n gt l l ef o m i d a b l es p a t i a la i l a l y s i sf i l n c t i o no f g l s ，s 0 1 v i n gm ep r a c t i c a lp r o b l e mm c ti nt o w n s h j pz o n i n ga d j u s t m e n t ，a n do 珏e r j l l gt h e t h e o r c t i c a lf o i l n d a t i o na i l dd e c i s i o ns u p p o nf o r t h ef e l c v a n td 印a n 玛e n t so ft h e 伊v e m m e n tt 0 c a r r yo nt o w n s l l i pz o n i l l ga d j u s t i i l c n t k e yw o r d s ：g c o 掣a p l l i ci i i f 0 咖a l i o ns y s t 啪( g i s ) ；s p a t i a l 孤a l y s i s ；曲a n 西i i l gc o u n t y ，j i l i n p r o v i n c c ；t o w n s h i pz o i l i n ga d j l l s t i l l c n t ；t o w nh i n t e r l a n da r c a i v 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致 谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得东北师范大学或其他教育机构的学位或证书而使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：茳红拯日期：盈! 二! 皇= 坦 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解东北师范大学有关保留、使用学位 论文的规定，即：东北师范大学有权保留并向国家有关部门或机 构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人 授权东北师范大学可以将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、缩印或其它复制手段保存、汇编 学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：苑红垫指导教师签名： 日 期：坦：丛二2 口日 期： 学位论文作者毕业后去向： 工作单位：盘篷烃整星瞳 通讯地址：盘趔壹鞋盔整6 3 烂 电话： 邮编：鲤盘z 1 引言 行政区划的调整在各国的历史上向来没有停止过，我国也不例外。近年来，在我国 城镇化战略指导下，乡镇区划调整具有极强的社会背景，因此乡镇区划调整工作在各地 相继展开。 1 1 研究背景 1 1 1 行政区划调整的含义 行政区划是指在一个国家的领土上，在综合地理、历史、经济联系等情况的基础上， 根据政权架构和职责履行的需要，对行政管理区域的划分和调整。行政区划是国家行政 管理的基础和重要手段，是国家行政机关分级管理的区域划分制度，是国家政权建设的 前提和重要组成部分，其研究也就具有敏感性、综合性、政策性和高层次性的特点。行 政区划是否合理对国家的发展具有重要意义，它直接关系到生产力的科学布局、国民经 济的发展和社会、民族的稳定，因此行政区划调整在国家政治、经济活动和社会生活中 的位置越来越突出。 行政区划调整，又称行政区划变更，包括行政区划管辖范围变化、区域界限更替、 行政管理机构驻地迁移及行政区域置废与分合等。它是一个层次多样、结构复杂的动态 演变过程，其形成、更迭、演进和区域经济发展关系密切。具体说行政区划变更有以下 几个方面的特点和依据：政治性、经济性、法律性、历史性、协调性与地域性。行政区 划变更是一个国家或地区政治、经济、文化发展和社会稳定的大事。 从国际发展上看，伴随全球化进展，国家之间、地区之间的竞争日益集中地体现为 以大城市为主蹶的区域性竞争，这就意味着热门人们必须更加重视研究城市与区域的协 调发展，通过区域内部各种资源要素的优化配置和重组整合，来增强区域的整体竞争力。 在我国，快速转型的经济体制和相对缓慢的行政管理体制不相匹配、相互钳制，行政区 划成为诸侯经济、地方经济存在和发展的动因与依托基础，由此导致的区域非规范竞争 和城市化进程滞缓现象十分明显。 行政区划的调整，本质上涉及到不同层次政府间的分权或集权问题。从西方国家发 展的实际境况看，分权论强调地方自治，而集权论强调中央政府或上级政府在整个社会 协调和控制中的重要地位和作用，折中的均权论则是试图找到一条平衡解决的途径，强 调上级政府与地方政府之间在智能和权力上进行分工与均衡制衡，以实现政府之间的合 作与互补。虽然分权主义在西方公共行政体系的主流传统，进入二十世纪九十年来，受 到全球经济全球化影响的挑战，区域主义再度盛行，为谋求整体利益而进行区域发展的 协调管理，再度引起人们的重视，其中一个重要的措施就是行政区划的调整( 兼并或合 并等) 的问题。对此公共选择理论者和合并倡导者争论不休，又由于政治体锅的限制， 欧美西方国家无法将行政区划调整作为推进区域协调发展的一项频繁性工作和主要手 段。而在亚洲国家都进行了积极的实践，并取得了一定成效。在我国，行政调整自然遇 到阻力会较小，因此，通过行政区划调整推动经济社会的发展是当前最为现实和有效的 途径之一。 目前由于我国社会生产力的飞速发展，农业现代化的推进，以及社会主义市场经济 体制的建立，现行的行政区划已经不能适应社会经济的发展。1 。我国的一些城市在向大 城市发展的过程中，因发展过快，造成建设用地紧张，城市发展空间亟待向周边扩展， 但是，周边城镇并不直接归属该城市管辖，因而在其扩展过程中，不可避免地受到行政 区划的限制。1 ，如韶关市区和曲江县的例子。韶关市区位于曲江县域的中心，完全为曲 江所围。受行政区划的限制，两个城市发展都出现了一系列问题，为了促进生产要素的 有效流动、减少城市交易费用、合理配置城市发展资源，对其进行区划调整具有重要的 现实意义。 现阶段我国普遍开展的行政区划调整，对推进城市化发展进程有以下三个方面的意 义”1 ：( 1 ) 直接扩大了中心城市用地与功能重组的空间，提高了城市竞争力。( 2 ) 减少 管理层级，促进要素流动与合理集聚。( 3 ) 促进了政府职能转变，推动了政府管理制度 的创新。 1 1 2 乡镇区划调整的现实背景 在中国，从宋代开始，镇就以贸易镇市出现在经济领域，成为县治和农村集市之间 的一级商业中心。近现代，镇引申为一级政区单元，起着联系城乡经济纽带作用的较低 级的城镇居民点5 。 社会主义初级阶段是由农业国向工业国转化的阶段。商品一市场经济的发展，工业 化的实现，都需要依托城镇“7 1 。农业社会向工业社会的转化过程，也是乡村社会经济化 的过程。推行镇制和以镇带村，是乡村社会向工业化和城市化发展的必由之路。小城镇 接近农村，有调整城乡关系、促进乡镇企业合理布局、发展城乡商品经济等方面的功能。 从我国的国情看，8 0 的人口在农村，因此搞好小城镇建设、加快推进城镇化进程， 具有非常重要的意义。然而现行的乡镇行政格局已难以适应乡镇经济的发展，主要是由 于乡镇规模小，使得人口产业集聚慢，乡镇的经济基础薄弱，对周围地区的经济辐射作 用弱，乡镇体系不完善，产业布局不合理，公共基础设施低水平的重复建设，乡镇机构 臃肿，运行成本高，而且造成农村生态环境破坏严重o ”，严重阻碍了乡村经济的发展、 社会主义新农村及和谐社会的建立，因此适时地对乡镇行政区划布局进行调整，减少乡 镇数量，适当扩大乡镇规模具有很强的现实意义。当前乡镇调整的方法基本是撤并( 合 并) ，因此乡镇调整也被称为乡镇撤并或乡镇合并。 我国国民经济和社会发展第十个五年计划明确提出：要“实施城镇化战略，促进城 乡共同进步”。这突出强调了小城镇发展在整个国民经济中的作用，尤其是在农村经 济社会发展中的重要意义。从目前我国的国情来看，搞好小城镇建设、加快推进城镇化 2 进程，不仅关系到城乡经济社会协调发展的全局，也关系到全面建设小康社会的成败， 是从根本上解决农民增收、农业增效和农村稳定问题的重要措施，也是加快县域经济发 展，促进区域经济和国民经济持续快速发展的必由之路。可以说，加强小城镇建设、推 进城镇化步伐，是一项事关今后一个时期经济社会协调、可持续发展的重大战略举措。 此外，加强小城镇建设是转移农村剩余劳动力，解决“三农”问题的治本之策；是扩大 内需，拉动经济增长的有效途径；是促进乡镇企业转变增长方式、提高增长质量的“集 约工程”。 当前进行的乡镇区划调整突出了小城镇的作用“，首先，它符合精简效能的改革原 则，有利于减负增效，促进乡镇走向“小政府，大社会”的目标；其次，符合农村未来 经济发展的趋势，有利于促进农村区域经济的发展和小城镇的建设，在一定程度内，自 然规模越大，集约化程度会越高，对经济发展越有利；再次，可以减轻农民的负担，减 轻财政压力和集中力量办大事，也有利于干部的成长和人力资源的优化配置。因此适时 的对乡镇行政区划和布局进行必要的调整具有很重要的现实意义。 1 2 问题的提出 由于极强的现实背景和动力机制，我国近几年来，许多省、市和地区都相继在本地 区进行了大规模的乡镇合并和行政区划调整工作。先是1 9 9 9 年，安徽省、湖南省、浙 江省、江西省和江苏省等陆续进行了乡镇合并以及相应的行政区划调整；接着2 0 0 1 年 广东省也制定了乡镇合并的指标进行撤并；2 0 0 2 年福建省也进行了乡镇区划调整。 多年来，尽管很多省市已经完成了乡镇撤并，但是由于各地情况不同，乡镇撤并的 速度也不一样。如江西省省会南昌市，2 0 0 3 年7 月，由原来的1 0 1 个乡镇撤并为8 0 个， 撤并率为2 0 8 ，撤并工作完成的较快。而在珠江三角洲地区，撤并工作则有些难度， 有的发达城市如深圳市计划撤并所有乡镇，但进展状况并不乐观“。 以广东省的撤并工作为例，2 0 0 1 年下半年广东省出台了关于乡镇合并的规定，省政 府规定全省要并掉2 3 8 个乡镇，占全省乡镇的1 5 ，但是具体到为什么是并掉1 5 却有 待严密的论证。另外，这1 5 的乡镇究竟是哪些乡镇，对于这个问题省政府仅将全省分 四个区，对各个区给定了一个粗略的规定。但是具体到怎么并，是两个并一个还是三 个并一个；是这两个乡镇并在一起还是另外两个乡镇并在一起，却没有给出具体的合并 标准和依据。另外，各个地区的发展情况不同，一个大的区域内部各个部分小区域的发 展也是不均衡的，这种简单的规定对现实中复杂的乡镇合并问题缺乏有效的指导。因此 预计到2 0 0 2 年底完成的撤并工作，实际上撤销的还不到1 0 。到2 0 0 3 年6 月2 5 日， 全省撤并乡镇上报的只有1 8 8 个，撤并比例只有1 1 7 。广东省各地的撤并工作进行的 也极不平衡。广州、珠海、江门、惠州、清远、韶关等市已经完成了撤并工作，粤西三 市共有2 5 4 个乡镇，按比例应该撤并4 0 个乡镇，但是到2 0 0 3 年6 月份，只撤掉了5 个， 。广东省所制定的可以撤并的乡镇的统一标准为：珠江三角洲地区面积为4 5 平方公里，人口4 万以下；粤东地 区面积为5 0 平方公里，人口3 万以下；粤西地区面积为5 5 平方公里，人口1 5 万以下；粤北地区面积为7 0 平方公 里，人口15 万以下；其他地区面积为3 0 平方公里，或人口1 万人以下。 3 撤并的比例只有2 5 。 这主要是由于目前各个省、市在进行乡镇合并时，缺乏必要的有效的定量分析作为 依据。在许多乡镇合并的过程中主观成分过多，主观判断和经验较多，乡镇合并的指标 的制定也没有经过严密的推理论证，基本上都是根据各个层次的领导对地区发展的大体 状况做出评判，依据主观判断和臆测来硬性指导乡镇的合并。虽然不能完全否认专家如 果对研究区足够了解，会综合考虑各方面的因素得出合理的结论，但是大多j 亍政执法人 员并不能做出科学的判断，因此导致了乡镇合并过程中许多方面的不合理和不完善。而 且这种方法经验型的定性分析多，可重复性的定量分析少。由于缺乏科学的理论依据， 造成合并后的乡镇行政效率并无明显的提高，甚至还出现了为合并而合并的现象。 诚然，乡镇合并的最终决策需要政治判断，但是如果缺少严谨的科学论证，这一判 断则可能导致失误。因此，寻求一种合理的、可重复的乡镇区划调整方法势在必行。 1 3 国内外研究现状 国外关于乡镇合并及行政区划调整的研究工作起步较早，已经将定量分析引入到行 政区划调整的研究中，并有了很多尝试。例如，瑞典的乔克普森等做过许多类似的探讨， 非常具有借鉴意义，但是它的探讨仅仅停留在理论层面上，没有提供一种可以直接用于 实践的方法i l “。 近年来，我国一些地理学工作者试图为行政调整提供定量的指标，其中影响最大是 王德等人开发的城镇势力圈分析计算机系统【1 3 ，“l ( u s a ph i n t e f l 锄d a - a l y s i sp a c k a g c ) 。 此系统是从城镇的势力圈角度考虑，认为城镇有其行政范围，也有相应的社会经济影响 腹地即城镇的势力圈，两者一般情况下是不完全一致的，如果两者相差较大就会降低城 镇管理的效率。因此，他尝试在进行乡镇合并和行政区划调整时，使两者尽量一致，并 以河南省平俞县为例，分别以自上而下逐步调整法和自下而上拆除最小乡镇的方法进行 了研究，并作了比较分析，具有很强的科学性。 但是由于此系统是有由计算机开发的系统，有其自身的局限性。它需要严格的数据 输入格式( 表卜1 和表卜2 ) ，一处错误则不能运行；与其他软件和数据的兼容性差，比 如已经有了吉林省乡镇的点状矢量数据，仍需要生成点数据的坐标数据表格；边界信息 是研究区的顶点坐标，这是将连续的研究区边界信息用有限的几个顶点来代替，丢失了 很多信息，从而导致计算的乡镇势力圈的面积数据不够准确；腹地人口的计算是以乡镇 腹地面积与研究区平均人口的乘积，也就是说该数值与腹地面积相关系数为l ，所以在 乡镇撤并时该数据没有参考价值；深入分析困难，结果仅以j p g 图像或e x c e l 表格保存， 进一步分析处理困难。 4 表卜1 城镇基本信息e x c e l 表格模板( 上虞市为例) 。 t 抽1 - l ：e 耻e ls h tt e m p l a t eo “删n sb a s i ci n f b n 眦6 0 n 城镇个数2 4 坐标方式1 右上角 n ，a5 05 0n an ，a 百官 9 5 02 4 8 03 1 4 0 上浦o 4 8 2 1 0 01 9 2 0 驿亭o 4 l3 0 0 03 4 8 0 东关 1 7 81 9 2 03 1 2 0 道墟1 2 4 1 4 6 03 4 9 0 丰惠 2 2 23 4 8 02 4 3 0 表l - 2 区域边界信息e x c e l 表格模板 ：! 些! 兰! ! 圣竺! ! ! ：竺竺竺坐竺! ! ! 壁竺：! ! 竺! ! ! ! ! ! 竺竺! 竺! ! 模板1 ：边界信息顶点坐标 顶点个数2 5 顶点编号 1 横坐标经度 1 3 5 3 0 1 0 8 纵坐标，纬度 5 9 1 4 4 1 3 9 2 模板2 ：边界信息多边形拓扑关系 1 4 本章小结 本章主要说明了论文的选题依据和国内外研究现状。首先阐述了该论文研究的背 景，从行政区划调整的含义和当前乡镇区划调整的现实背景两方面讨论，说明了在当前 我国社会主义初级阶段乡镇区划调整所具有的重要意义。在极强的现实背景和动力机制 下，全国各省市先后进行了乡镇区划调整，但是由于现在所运用的方法都是根据经验硬 。表格中两种坐标方式有可供选择：1 为直角坐标系单位为公里，横坐标，经度和纵坐标纬度分别为横坐标和 纵坐标：2 为地球经纬度，单位为度，横坐标经度和纵坐标，纬度分别为经度和纬度。 5 性对乡镇进行撤并的，并没有达到我们预想的效果，这不得不令人反思应该进行乡镇区 划调整的方法是否得当。乡镇区划调整的初衷是促进乡镇经济的发展，却由于方法欠妥 导致结果事与愿违，因此寻求一种合理的乡镇区划调整方法势在必行。接下来总结了目 前国内外研究的现状，国外虽然研究的较早，但是仅限于理论层面，没有直接应用与实 践的方法；国内影响较大的是利用城镇势力圈进行乡镇合并的研究，它很有科学性，但 是由于它是计算机开发的系统，因而具有很大的局限性。这些将作为进一步研究的基础， 也说明了进一步研究新方法的必要性。 2 基础理论与方法 本章将详细介绍研究中用到的基础理论与方法。g l s 的理论与方法，行政区和经济 区的关系理论，城镇合理规模的理论，为本论文的研究提供了理论基础和方法基础。重 力模型是万有引力公式在交通领域的应用，城镇势力圈划分计算机系统( u s a p ) 是国 内乡镇区划调整的方法研究，为本论文的研究提供了方法基础。 2 1g i s 的理论与方法 2 1 1 g i s 的含义 地理信息是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联 系和规律的数字、文字、图像和图形等的总称。地理信息的原始资料形式是地理数据， 人们通过对地理数据的处理来获取有用的地理信息。地理数据通常由空间数据和属性数 据组成。空间数据描述的是地理实体的空间位置信息，如地理坐标、空间拓扑关系等， 主要以图的形式存在；属性数据则是对地理实体的其他各种属性的描述，如名称、面积、 长度、高度等，主要以表格的形式存在。地理信息具有空间性、多维性和时序性等特点 n 5 o 地理信息系统( g e o 铲a p l l i ci i l f o m l a t i o ns y s t e m ，简称g i s ) 是以地理空间数据为基础， 在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、模拟、分析、和显 示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地 理决策服务而建立起来的计算机技术系统“”。 地理信息系统是一种专门用于采集、存储、管理、分析和表达空间数据的信息系统， 既是表示、模拟现实空间世界和进行空间数据处理分析的工具，也是一门关于空间信息 处理分析的科学技术，有时还可看作是人们用于解决空间问题的“资源”“7 。人们通 过对各种地理现象的观察、抽象、综合取舍，得到实体目标( 有时也称为空间对象) ， 然后对实体目标进行定义、编码结构化和模型化，以数据形式存入计算机内。1 。在计算 机内，数据以一定的模型存储在具有空间信息的数据库中。建立数据库不仅仅是为了保 存数据，扩展人的记忆，主要是为了帮助人们去管理和组织数据，并控制与这些数据相 关联的事物。地理空间数据经过空间分析方法得到的有用信息，必须通过某种可感知的 形式输出，即地理信息系统的输出产品，主要是地图产品及其绘制，才能提供给有关用 户使用。 2 1 2g i s 的数据结构 g i s 可以用三种基本的方式建造数据模型( 见表2 1 ) ：作为矢量格式的不连续要素 7 的离散特征群，作为具有光谱或属性数据的像元的栅格，和作为建造表面的一系列三角 点。“捌。他们分别对应g i s 的三种数据结构：矢量数据、栅格数据结构、t i n 数据结构。 表2 一l 空间数据表达方式的比较 i h b 2 1c 锄p a r t no fs p a t i a ld a t ar e p m 鼬n t a t i o 8 矢量数据的表达栅格数据的表达 不规则兰角网 数据的表达 建翟核爹黼黼镪耋磊翥磁纛麓攀于 唾燃麓i 萎瓣 从地图原图中数字化从卫星影像_ “：= ：二鼍。墨；。 数据来源从光栅的草图中绘制从三角网中转换= ：謦嚣：嚣爹 从三角网中提取等高线从矢量数据栅格化 ：? = = ：善盖盖君 从野外调查数据中简化从蓝图和照片上扫描 ”一9 。 点以x ，y 坐标来存贮 空间存储嚣茹袈黧j 坐标形成 多边形用闭合的路径存贮 点表示小要素 线表示具有一定长度但是 要素表达宽度很小的要素 多边形表示具有一定面积 的要素 坐标原点为栅格的左下角， 以像元的高度和宽度为单三角形面中每一个结点有一 位，每个像元用它所在的行个x ，y 坐标值 和列的位置来确定 点要素由单个的像元表示， 线要素由一系列具有相同值 的相邻像元表示，面要素由 具有相同值的像元区域表示 点的z 值决定了表面的形 状，断线定义了表面的变化， 外部区域定义了具有相同高 程值的多边形 系蓍鍪荔鞴囊爹粼磊燃搿赫驴它三 鎏篓羹至萎笔耋孽分析 嘉要馨磊致性分析 缓冲区生成与邻近分析舂：。“ 舰撕| | 徽嘉銎询群磊 普共篓登编码 姜：f ：茹猫分析 网络分析 高程、坡度、坡向计算 从表面中提取等高线 体积计算 垂直剖面分析 视场分析 粕输出季熏豢瑟鬻瓣震蓁震 制图输出馨莩翼鬟笺耋篓柔冀薯磊霎尹喜! 矮梁辇基导萋薷薹重嵩墓娶曼差要禁蓁勇蕈墨 显边界的要素和线要素= 、杀= = ”一一 矢量数据以一套与属性相关联的坐标来表现要素，被很好地应用于具有确定的形状 和边界的不连续对象，要素具有精确的形状和位嚣、属性、元数据和有用的行为。矢量 8 数据能够进行计算长度和面积、识别重叠和相交、发现相接或者相邻的其他要素等几何 操作。 栅格数据表现影像或连续数据，一个栅格中的每个像元和要素是一个确切的数量。 栅格数据集最普通的资源是卫星影像或航空照片，栅格数据集擅长于存储和处理连续数 据，如等高线、水量表、污染集中度和环境噪音水平等。 t i n ( 不规则三角网) 数据是一种表面模型。g e o d 砒i b a s e 以整合的具有高度的节点 和具有边的三角形的形式存储1 r i n ，任意一点的高度( 或者z 值) 能在t 琳的地理范围 内修改，t i n 能够进行表面分析，从一个点观测表面的可视性，以及对表面要素的界定 和描述地形起伏。 总的说来，三种空间数据各有优缺点，适用于不同的地理分析，三种数据结构并不 是相互排斥的，可以进行相互转化。本论文在研究过程中根据需要多次进行数据结构的 转化。 2 1 3g i s 的空间分析方法 空间分析是地理信息系统的重要功能。目前关于空间分析的定义尚未统一，在地理 学中影响较大的有两个。一是r o b c nh a i l l j n g 给出的定义：“空间分析是基于地理对象布 局的地理数据分析技术”；二是郭仁忠等给出的定义：“空间分析是基于地理对象的位置 和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息”。”。但是，“空间 分析是g i s 的主要特征，有无空间分析功能，也是g i s 与其他系统相区别的标志”，这 一点已成为大家的共识“”。 地理信息系统是为了分析空间数据，以提供空间决策支持信息，因此空间分析是地 理信息系统的主要功能，是核心，是灵魂。空间分析是地理学当前最有价值的财富之一 。”。g i s 中的空间分析功能的发展与完善是g i s 研究和应用的主要目标。早期的g i s 一般缺乏分析功能，因此常发生与机助制图混淆的现象。随着g i s 应用深度和广度的提 高，空间分析已成为g i s 的重要研究领域，并成为区别于其它类型系统的主要标志。空 间分析是利用空间解析式模型来分析空间数据。模型分析意指在地理信息系统支持下， 分析和解决问题的方法体现，它是地理信息系统应用深化的重要标志。 空间分析在地理学及相关领域的研究中有着悠久的历史与传统，先是数学概念与方 法的引入，然后从统计方法扩展到运筹学、拓扑学、系统动力学、神经网络、模糊集和 模糊推理、分形理论、智能体理论乃至遗传算法等理论和方法的应用，进一步促进了其 定量分析的能力。然而在目前的地理信息系统中，这方面的功能没有得到充分的发挥。 随着数字地球计划的提出，作为数字地球技术基础之一的地理信息系统无疑将起至举足 轻重的作用。此时的地理信息系统，就绝不是简单的应用范围的扩大，而是一个质的飞 跃。因此强化专业领域的专业空间分析模型的开发，是使地理信息系统能够处理全息的 信息，或者全息地处理信息的必由之路。 空间数据大体上可分为空间离散或连续型数据( 可互相转化) ，和多边形数据两大类。 自然科学多涉及前者，而社会经济科学多涉及后者。空间分析的应用领域非常广泛，学 9 科新兴，源于不同领域的分析方法内涵和外延不同，对应不同的称谓，有空间分析( s d a t i a l a n a l y s i s ) 、空间数据分析( s p a t i a ld a t aa i l a l y s i s ) 、空间统计( s p a t i a ls t a t i s t i c s ) 、地统计学 ( g e o s t a t i s t i c s ) 。空间统计和空间数据分析包括点状分布现象的空间格局识别，着重研建 各种空间结构回归模型( 含s a r 、m a 、c a r 空间关联构建) 极其稳健揭发，新近引入 了智能和高效计算方法如神经网络、遗传算法、并行处理。空间统计通常不涉及k r i g i n g ， 空间分析包括空间信息分析模型、空间图形分析理论和基于空间过程机理的空间动力学 模型，其中空间信