（地图制图学与地理信息工程专业论文）基于gis的西安市土地利用分区方法研究.pdf

摘要 土地利用分区是土地利用总体规划的重要组成部分，是合理开发与高效利用 土地资源的主要手段之一，是确定土地用途和采取具体土地利用措施主要依据之 一。能否做好这项工作是编制土地利用总体规划的前提和基础，分区的合理性是 评价土地利用科学性的重要指标之一。正确使用科学的分区方法进行分区是合理 分区的基础保障。上个世纪8 0 年代，全国大搞土地区划，曾经把土地分区划类 的方法作为重要课题来研究，也研究过定量计算分区方法，但在实际规划中，规 划编制人员大多数还是凭借自己的经验采用定性分析的手段来划分土地利用区 域。虽然这种定性分析法简单，但是缺乏说服力。从近年来所做的各种土地利用 分区来看，将定性分析与定量计算相结合的手段用来划分土地利用分区，具有很 强的说服力，它弥补了凭借经验做定性分析的不足，是今后土地利用分区的一种 趋势。 本文以西安市土地资源作为研究对象，根据西安市2 0 0 3 年的各类土地数量 统计资料，分析了西安市土地利用程度，并结合相关社会经济统计资料，对影响 土地利用分区的因素作了定量分析。为了从定量的角度对西安市土地利用分区有 一个大致分区轮廓，文中应用g i s 的空间统计分类分析并结合数理统计方法， 以2 0 0 3 年统计数据为分析样本，运用指标法选取西安市经济社会发展的1 4 项指 标，再在s p s s 软件进行主成分分析，得出对土地利用分区影响较大的因子，并 对选出的因子进行聚类分析，得出聚类结果。在此定量分析的结果上，运用g i s 的空间叠置分析，对聚类结果以及西安市数字土地利用现状图、土壤图、地貌图 等进行叠置归类，在此过程中，采用矢量多边形区域归属的四类算法以及类型法、 综合法进行分区边界的调整以及区域的归属，最终得到西安市合理的土地利用综 合分区方案。 【关键字】：土地利用土地利用分区指标体系g i s 空间分析聚类分析 【研究类型】：应用基础 a b s t r a c t d i v i d i n gd i s t r i c tf o r1 肌du s ep r o j e c tp r o g 眦眦i n gi s 觚i m p o r t 孤tc 0 m p o n e n to f t h eg e n e r a ll a n du s ep l a i l i l i n g ni so n eo fm a i nm e 觚st 0d e v e l o pr e 硒0 n a b l ya n d u t n i z eh i g l l - e f i d e n t l yl 孤dr e s o u r c e s i ti so n eo fm a i nb 弱e st oc 0 n f 妇t l l el 肌du s e o ft h ep r o j e c ta n dt a k ea d o p tm a t e r i a lm e a s u r eo fl a i l du s i i l g i ti sp r e r e q u i s i t ea n d f o u n d a t i o nt 0d ow e nf o rd r 舳g 叩l 髓du s ep l 卸n i i l g t h er a t i o n a l i t y0 fd i v i d i n g d i s t r i c ti so n eo ft h ei m p o n 锄ti i l d c x e se v a l u a t i i l gs d e n t i & o fl a n du s ep l 锄i n g ni s b 勰i cg u a r a n t e eo fd i v i d i n gd i s t r i c tr e 弱o n a _ b l yt 0c 0 r r c c tt 0u s es c i e n t i f i cm e t h o do f d i v i d i n gd i 矧c t i n1 9 8 0 s ，p e o p l e9 0a l lo u tw i ml 觚dr e 酉o n a l i z a t i j d ni nt h ew 1 1 0 l e c o u n t r y ；o n c en 孙灿do fd i v i d i n g d i s t r i c tf b rl a n d p l a n n i n gw a sr e g a r d e d a s i m p o r t a n ts u b j e c tt 0r c s e a r c h ，p c o p l eh a v es t u d i e dt h er a t i o n 锄dc a l c u l a t c dm e 灿d o fd i v i d i n gd i s t r i c tt 0 0 i i lt h ec 0 u r s eo fa c t u a lp l 枷n g ，m o s ts t a f fm e m b e ro f p l 锄血n gr e l yo no w ne x p e r i e n c e 觚dm e 狃so fq u a l i t a t i v e 姐a l y s i st 0d i v i d ed i s t r i c t f o rl 觚du s e b u tt h i sdm e t h o do fq u a l i t a t i v e 肌a l y s i s i s s i i n p l e ， l a c k c o n v i n d n g n e s s f 1 0 mv 旃o u sl 【i n d so f1 a n du s ep r o j e c tp r 0 伊锄m i n gr e c e n t l y ，i th a s v e r ys t r o n gc 0 n v i n c i n 伊e s st oc o m b i n eq u a l i t a t i v e 觚a l y s i s 觚dr a t i o nm e 吼s t 0d i v i d e 1 锄du s e i tr e m e d i e st h ed e f i c i e n c yo fq u a l i t a t i v e 锄a l y s i s 孤dr a t i o nm e 蚰s ni sa k i n d 0 ft r c n do fd i v i d i n gd i s t r i c tf o rl 孤du s ep l 锄i n gi nt h ef u t u r et 0 0 i h el 龇l dr e s o u r c ei n x i a nw 觞r c 舻耐e d 弱t h er c s e a r c ho b j e c ti n t h i st e x t a c c 0 r m n gt oo fa l lk i n d so f ) ( i 觚s t a t i s t i c a ld a t ao fl 孤dq u a n t i t yi n2 0 q 3 i 粗a l y z e d x i 姐l 觚du s i n gd e g 他e ，c o m b i n i n gt l l er e l e v a n ts o d a le c o n o m i cs t a t i s t i c a ld a t a a i l d m a d eaq u 觚t i t a t i v c 锄a l y s i sf o rt h ef a c t o ro fi n f l u e n c i n gt h el 锄du s i i l gd i s t r i c t i n g f 0 rh a v i i l go u t l i n eo f ) ( i 锄l 吼du s i n gd i s t r i c t i n g ，u s i n gt h es p a c es t a t i s t i c a la n d d 弱s i f y 觚a l y z i i l gm e t l l o do fg 【sc o n 曲i n i n gm a t h e m a t i c s 锄dp h y s i c s ，r e g a r d i n g 2 0 0 3s t a t i s t i c sa st h e s 锄p l e0 f 觚a l y z i i l g ， u s i n g 1 4i n d e x e so fc h 0 0 s i n g s o c i o - e c o n o m i cd e v e l o p m e n to f ) ( i a i l ，c a r r y i i l go nm a i nc o m p o s i t i o na i l a l y z eb y s p s ss o f c 、) i r a r e ，o b t a i n e dt h ef 拟0 ro fm u c hi n n u e n c i i l gf o rl 锄du s i n gd i s t r i c t i n ga i l d c a 玎i e do nd u s t e r s 觚a l y s i st oo b t 血d u s t e r t sr e s u l t h lt h er e s u l to ft h i sq u a n t i t a t i v e 觚a l y s i s ，u s i n gs p a c ep i l em e t h o do fg i s ，p i l e da i l d 姐a l y z e df o rt h ec l u s t e r f sr e s u l t 明d ) ( i 锄d i g i t a ll 柚du s i n gc u 玎e n ts i t u a t i o nm a p ，s o i lm 印，g e o m o r p h o l o g i cm a p ，e t c a m o n gc 0 u r s et l l i s ，u s i i l gv e c t o rp o l y g o n a l 盯e ao ff o u ra l g o r i t l l m ，t y p el a wa n d s ”t l l e t i cm e t h o dw e n t0 na d j u s t m e n to f b o r d e r 锄dc y v i r n e r s h i po ft l l ea r e a 锄dg e tt h e r e a s o n a b l el a l l du s i n gd i s t r i c t i i l gi n ) ( i 强f ! i n a l l y k e yw o r d ： l 锄du s e ；l 纽du s i n gd i s t r i c t i n g ；g i s ；i n d c xs y s t 锄；s p a t i a l 观a l y s i s ； c l u s t e r ，s 粕a l y s i s s t u d y 坶p e ：a p p l i c a t i o nf o u n d a t i o n 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行 研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的 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。本论 文中不包含任何未加明确注硬的其他个人或集体已经公舜发表的成 果。 本声明的法律责任由本人承担。 ：城 p 占年加j 日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归 属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请 专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的 学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 导师签 爱：躲 占年舌月，匿 少当年6 月f o 日 1 1 课题研究现状 1 1 1 国外研究现状 第一章绪论 g 珞在国外土地利用中的应用非常广泛。t m h a l i i s 和q 九e l m 锚广泛总 结了g 璐在北美规划体系中的普及情况，列举了大量g i s 在城市与区域规划中 应用的实例。许多规划部门对g 璐提供的高技术且具有决策价值的图像比对实 际数据的准确性和实用性更感兴趣。然而，地理信息系统在不同规模的规划中， 尚存一定的匠难，尤其是资料输入的质量和精度。w z 埘c h a i a l 根据g 坞在土 地利用变化分析中的运用讨论了遥感数据输入c 瞒的可能性和实用性，提出了 改善g 璐中遥感数据的综合和分析的研究课题。r j a a p i n a l l 等利用g i s 和r s 数据绘制了苏格兰l ：2 5 万土地利用与地表覆盖物图，为土地利用与土地利用规 划提供了科学依据。以上诸例都说明g i s 在国外土地利用领域的活跃和广泛， 同时这些进展加强了土地利用规划的科学性和可操作性。 在已经有5 0 年土地利用规划经验的英国，自从2 0 世纪7 0 年代以来，土地 覆盖和土地利用的展示和分析一直是g i s 应用的一个主要方面。国家政府和地 方政府开发了众多的应用于土地利用的g i s 系统，致力于构建虚拟现实与开发 环境。从正统的公共管理观点来看，土地利用规划者可以看作是在一个理性的官 方机构里工作的专家，他们的工作是在已有的观察事实和政策下考虑或者支持特 定的开发工作。在规划中土地利用信息扮演了两种重要的角色：帮助政策法规的 制定，为政策应用于各个案例提供基础。g i s 显然可有力的支持这两种角色。 由于用于支持策略规划的、合适的土地利用数据还是明显地缺乏，因此，主 要的前期工作是在全国范围内采集数据，包括实地数据采集和纸质地图的收集。 g 璐作为一种集成化的技术，能够提供一种非常有效的方法来替代这些费用高 昂、组织困难的工作。所以在英国，g i s 及其相关技术就成为了全国土地利用管 理系统发展工作中心环节的关键原因。 具体说来，在英国的土地利用中，g i s 有以下几方面的应用：一是通过实地 采集的样本数据来集成信息；二是数字化边界，这些边界用来界定一些通常社会 含义的区域( 比如“购物区”或者“工业区”) 。三是通过“规划”定义更广义 的区域，比如英国的绿化带、国家公园或者当地规划的政策实行区。四是在更小 更具有特定类型的区域( 如土地斑块) 基础上定义广义的区域和定义。利用g 喝 来集成土地使用的数据包括土地利用的定义，土地利用的分类和地球表面覆盖的 实地数据获取，同时g 璐在采样空间构建中也得到了应用。比如英国城市地区 未利用地的全国调查就是基于4 1 0 0 幅原始的陆地调查样本地图，标注了人口不 少于1 的城市区域。网格是全面调查的基本单元，地图分成了2 1 个区，代 表着标准地区、城市项目区、伦敦内外区、英国东南部大小城镇。另外还有3 个根据方格中城市土地数量定义的。此项研究仅是为数很少的利用c 蕊进行土 地利用样本数据的产生、管理和分析工作的倒子，即使在对g 璐软件的分析功 能要求日益提高的今天，这仍还是个不被重视的领域。 在定义英国农村社区区域里。土地利用规划有关的官方机构的决策者们基于 收集的数据用以下两种方法来界定。第一种方法，首先将特征点集成到最小的普 查中，然后将相邻的相同单元合并在一起，就可以鉴别出各个社区，绘出特定的 几何图形。产生出一个a r a n q f 0 的点类型图层，并在住宅密度的基础上转换 成“社区”多边形的图层。另一种方法是根据官方城市区域定义的参考点图层， 与第一步生成的点图层叠加，去掉那些被认为是“城区”的典型地区，就得到了 最后的结果“”嘲。 g 璐迄今为止还没有对专业化的土地利用产生巨大的影响，上述这些例子显 示了g i s 对土地利用的集成和相应数据的处理，但是很多分析工作仍然不得不 在0 i s 环境之外来完成。 1 1 2 国内研究现状 我国明确提出土地利用总体规划和土地利用分区的时间虽然不长，但用土地 利用分区的方式指导土地利用却由来已久，古代禹贡将土地划分为九等，提 出“田有各等，地各有产，山川阻隔，风气不同，凡物之种，各有之所宜”。这 些朴素的分区理论和以气候特点和土地对农作物的适宜生长性能划区的方法都 为后来土地利用分区和土地用途管制分区的形成奠定了好的基础。我国在二十世 纪八十年代后期到九十年代，开展了国家、省、市、县、乡五级土地利用总体规 划编制工作，划分用地区域与用地指标调整相结合确定规划方案成为规划编制的 基本模式，各级都划分了土地利用分区。九十年代后期，根据国家保护耕地的战 略需要，全国至上而下进行了土地利用总体规划的修编工作，首次提出了规划方 案中确定土地利用分区的规则。然而，由于土地利用指标体系和分区方法不尽完 善，在分区中存在着一些问题，就分区方法而言，常常是根据土地适宜性评价结 果。将土地划分为不同的土地利用类型区，一般分为农业用地区、林业用地区、 牧业用地区、城镇建设用地区、村镇建设用地区、工矿建设用地区及一些混合区。 这种分区方法不仅过于笼统，未能把基本农田保护区、生态林保护区等需重点保 护的土地区域单独列出，也未把风景旅游区、水源保护区等需特殊保护的土地列 入管制范围。而且其划区方法单一，没有技术指标作保障，考虑因素较少，划区 依据不充分，分区结果粗略，对各区的主导用途、限制用途、允许转换用途不明 确，使区域管理措施难以具体化“。 近几年来，我国学者对不同的区域进行了大量的土地利用分区研究。周志跃、 张孝成在以土地现状利用为主导因子，应用了模糊聚类的数学方法和专家 毫轮的 定性分析等方法相结合，对重庆市进行了合理的分区和规划的建议( 2 0 0 5 k 高 慧卿等在综合分析自然地理环境和社会经济条件的基础上，应用多元统计分析的 数学方法对山西省土地利用分区进行了初步探讨( 1 9 9 4 ) 。赵小敏等根据江西省 全省各县土地利用的主导方式、土地资源分布的自然和社会经济条件，应用主成 分分析法选择了1 1 个土地利用分区因子；根据这些因子在各县指标的差异性和 相似性，应用模糊聚类模型将江西省的土地利用划分为6 个一级区和1 5 个二级 区( 1 9 9 8 ) 。综上所述，对土地利用分区研究，往往只重视对土地利用结构的地域 差异现象研究，但是却都很少去探讨土地利用类型区的划分或分类方法研究。 1 2 论文选题的背景及意义 1 2 1 论文选题的背景 当前在我国城市管理中，人地关系紧张是一个非常突出的问题。因为很多城 市都处于高速发展阶段，用地不断向外扩展，但在很多地方，这种扩展是一种超 出控制范围的无序行为。因此如果要引导城市走上良性发展的轨道，必须对城市 土地利用和规划进行有效的管理。而要进行有效的管理仅靠传统的方法已经很难 满足当前社会发展对土地利用和管理的需求。本文的研究方法和结果将对城市土 地利用和规划管理部门具有很大的借鉴作用。这一研究方法紧密结合当前的空间 信息技术，对城市土地利用的变化既作了宏观定性的分析研究，微观上又可以对 不同用地类型的扩展和萎缩进行定量的描述，从而可以对整个城市的土地利用空 间布局有清晰透彻的掌握，有助于决策者在制定政策方针时做到胸有成竹对城市 的未来发展也是一条非常可行的研究思路。 1 2 2 论文选题的意义 ( 1 ) 论文选题的必要性 单从效率角度上来看，g 璐是以计算机为基础的一项应用技术，它使与地 理空间分布有关的信息得到更有效、更迅速的利用，例如利用基于g 1 s 信息管 理系统可以在几分钟之内完成需要花费人工几天时间进行的各种数据和图件的 录入工作，效率是人工的几百万倍；又如应用g i s 技术，用数据来存储空间信 息，很多分析不再以视觉考察为基本依据，可直接对数据进行操作，分析结果可 以是视觉化的地图，也可以是报表、文字报告，过去很多靠视觉加手工完成的非 常费时、麻烦、不精确、多差错、难以重复的分析变得科学、简单易行。从应用 角度上来看，传统的手工方法确定的分区成果，由具体操作的专家或工作人员才 能领略其内涵，其它人员却不能完全理解和利用，大大降低了成果实践和指导作 用，可操作性较差；而利用g 骼友好的人机交互界面，分区成果就可以在计算 机内展示出来，还可以以文本和图件的形式表现，具有直观性。 由此可见，土地利用分区应用g 璐技术是非常必要的。 ( 2 ) 论文选题的可行性 具有较成熟的g i s 技术 g i s 软件具有强大的数据分析处理功能，尤其擅长模型的建立和计算， 已 经成为定量化的一个强有力的工具。g i s 另外的一些功能如图形处理、统计、 查询、专题地图等可协助分区研究走上科学化和高效化的道路。 国家对g i s 技术的重视 4 我国对g 瑕技术的研究和运用非常重视。地理信息系统研究曾被列入我国 “七五”攻关课题，并且作为一个全国性的研究领域，已逐步和国民经济建设相 结合，并取得了重要进展和巨大实际应用效益。国家以人力、物力、财力的大量 投入使得地理信息技术研究及应用得到了飞速发展。 g 珞技术在城市、土地、资源、环境方面的成功应用 年代开始，我国一些大城市的城市地理信息系统就已经初步建成并投入 使用；从1 9 8 5 年开始，国家测绘局测绘科学研究所着手组建中国国土基础信息 系统；此时还出现了具有分析和应用深度的基础性专家系统和专题性信息系统， 如中国科学院综考会资源开发模型工具库系统、黄土高原水土流失信息系统等； 另外，在研究和实践的基础上，许多专家学者还发表了一些研究论文和工作报告。 所有这些工作使得g i s 技术在分区领域研究和实现有了一定可遵循的标准，可 以避免很大的盲目性。 土地利用分区是土地利用总体规划的重要组成部分，分区的简单与否关系到 土地利用方式的简单与否，关系到投资的高低，关系到效益的大小，关系到管理 的难易等等。地理信息系统( g i s ) 是一门处理地理空间数据的综合信息技术，以 其强大的地理空间信息处理的优势为资源与环境的管理和规划提供一个革命性 的工具。g i s 技术与土地利用分区方法的结合势必成为该研究领域发展的必然 趋势。 而土地利用分区的方法分为定性分析和定量划分，各自形式很多，而至今系 统地阐述过此问题人很少，也没有将两种方法很好的结合起来。本论文正是在这 种背景下提出来的。使用正确的分区方法是科学分区的前提，因而，研究土地利 用分区方法对编制规划、指导发展具有深远的现实意义。 1 3 研究方法 ( 1 ) 定量分析与定性分析方法相结合。 在对所收集到的西安市各类土地用地数据、社会经济统计数据以及各类地貌 单元在区县的实际占地比例数据进行定量分析，应用g i s 空间统计分类分析得出 大致分区方案，在采用主导因素法、g i s 法、类型法、综合法等一系列的定性的 分析方法，进行分区边界调整及确定。 ( 2 ) g i s 空间分析方法与矢量多边形区域叠加的四类算法相结合。 在土地利用区的划分中，对影响土地利用的自然、社会、经济等因素、因子 进行量化，建立g i s 空间数据层，采用g i s 空间统计分类分析以及g i s 空间叠置 分析，初步确定分区方案，再根据矢量多边形区域叠加的四类算法，并保证乡级 行政区划完整性和空间连续性，确定各乡镇的归属，得到最终的分区方案。 第二章研究区概况 土地利用本身是一个动态的过程，任何地区任何时间的土地利用都在发生或 大或小的变化，不过由于各地的经济发展水平不同，因此不同地域土地利用的变 化幅度和频度都是不一样的。经济发展比较快的地区土地利用变化也会比较大， 因此要想使得研究具有广泛的借鉴意义，就要选择一个典型区域。通过查阅相关 文献和年鉴并综合陕西省西安市的实际情况，最终选定该区为本次研究的实验区 域。 2 1 研究区域的选择原则 ( 1 ) 土地利用变化明显，具有代表性。 选定区域在一定的时间序列内土地利用发生很大的变化，同时区域经济的快 速发展、城市化进程加快导致这种变化在短期内相对比较频繁，从而研究该地区 土地利用的时间分布及动态变化以及未来的发展趋势，对其他地区具有良好的借 鉴效果，同时可以得到良好的实验效果。 ( 2 ) 地区经济发展潜力大。 经济活动是决定土地利用的最主要因素，因此所选定区域不但过去若干年内 土地利用发生了很大变化，同时可以预期将来的经济发展仍将使该地区土地利用 的空间结构发生很大的变化。 ( 3 ) 区域的完整性和代表性。 选择区域必须是一个完整区域，具备城市土地利用的所有特征，同时该地区 的土地利用情况和其他类似地区有一定程度的共性。 ( 4 ) 研究所需数据和资料齐全。 对土地利用的研究只有在比较的情况才有意义，因此单独一个年度的成果没 有任何意义。但由于我国部分地区的发展速度过快，相应的统计资料和数据采集 均没有及时跟上。因此在确定研究区域时，必须在一定程度内收集到全面而丰富 的数据才能使得成果具有实际意义，因为数据是利用g i s 进行分析的基础。 7 2 2 研究区域的自然条件 西安是陕西省政治、经济、文化中心，陕西省省会。介于北纬3 3 。3 9 3 4 。4 4 ，东经1 0 7 。4 0 1 0 9 。4 97 之间。南和东南以秦岭山脉主脊为界， 与汉中市、商洛市相邻；西以黑河西之太白山及青化台原为界，与宝鸡市接壤； 西北以渭河为界，与咸阳市隔河相望；东北大致以荆山黄土台原为界，与渭南市、 咸阳市毗连；东以零河和灞源山地为界，与渭南市相接。南北最大纵距约1 1 6 k m ， 东西最大横距约2 0 4 l 【m ，总面积1 0 1 0 8 k 矿，其中市区面积1 0 6 6 k m 2 ，城市建成区 面积1 7 8 k 酽。现辖新城区、碑林区、莲湖区、灞桥区、未央区、雁塔区、阎良 区、临潼区、长安区、蓝田县、周至县、户县、高陵县等9 区4 县。2 0 0 4 年总 人口7 1 6 5 7 8 4 万人，其中非农业人口3 0 1 8 4 6 6 万人，农业人口4 1 4 7 3 1 8 万人， 分别占全市总人口的4 2 1 2 9 6 和5 7 8 8 9 l 。人口密度为7 0 9 人k 一。居民中汉族约 占9 8 8 2 ，主要少数民族有回、满、蒙古等。地势南高北低，相差悬殊嘲。 2 2 1 地貌 西安市位于渭河中游、秦岭山脉的北麓，以东西走向的秦岭和渭河为骨架， 8 形成了南部秦岭山地、北部渭河平原的两大地貌区域。总的地势地貌特点是：南 高、北低，高差悬殊；山地、山前洪积扇、黄土台塬和渭河冲积平原等地貌类型 均呈条带状东西分布，各地貌类型间山川秀丽，文物景点棋布，旅游资源十分丰 富。加之川原广阔，水热适宜，为工农业经济发展提供了有利条件。在此基础上， 按照形态、成因和农业利用方向，全市的地貌可划分为以下几种类型嘲： ( 1 ) 秦岭剥蚀山地 包括蓝田县、周至县的大部分和长安区、户县、临潼区、灞桥区的一小部分， 为秦岭中段北坡，面积4 9 3 7 7 5 平方公里，占全市总面积韵4 8 9 9 6 。是全市重要 的森林分布区，但不宜发展农业。 ( 2 ) 渭河冲洪积平原 分布在临潼区、长安区、户县、周至县北部，高陵县、阎良区的全部及市郊 区的大部分，面积为3 7 4 5 平方公里，占全市总面积的3 7 1 ，是西安市的粮、 油、棉、菜的集中产地。 ( 3 ) 黄土台塬 位于平原与山地之间的一个地貌类型，比较集中，分布在西安市城区以东、 以南的临潼。基本连片的有蓝田、长安、灞桥境内的白鹿塬，少陵塬、神木塬等。 面积6 4 5 平方公里，占全市总面积的6 4 。适宜发展旱作农业和林牧业。 ( 4 ) 骊山黄土丘陵 主要分布在临潼骊山周围，包括灞桥的洪庆山和蓝田北部的横岭。面积7 4 0 平方公里，占全市总面积的7 5 。不宜于农业发展。 2 2 2 壤 西安市土壤是在当地生物气候、地理位置、成土母质、水文地质和农业生产 活动等因素的综合作用下，形成和发展的。分布形成南北两个差异明显的区域， 北部的渭河平原以黄褐土、褐土为代表，南部的秦岭山地以黄棕壤、棕壤为代表。 据土壤普查，按其成土条件、成土过程和土壤属性的相似性与差异性原则，可将 本市的土壤分为1 2 个土类，2 4 个土壤亚类，5 0 个土属，1 8 1 个土种。土壤类型 的复杂多样，为区内农作物的多品种组合，提供了有利条件。 9 表2 - 1 西安市壤分布状况表 土壤类型占总面积 分布地区 适宜状况 褐土1 6 1 8秦岭中低山骊山南丘陵自鹿原宜林度高 嵝土1 8 9 0渭河平原二级阶地黄土台塬宣农度高 棕壤 3 2 1 7 秦岭山地宣林度高 暗棕壤 0 2 9 4 秦岭山地土壤垂直带棕壤之上宜林度高 水稻土 0 1 9 5 沣河阶地及北麓滦镇以西宜农度高 黄绵土 0 9 4 8 渭河平原各级阶地黄土塬宣农度中 红粘土 0 3 3 5 骊东南丘陵宜农度差 紫色土 0 0 6 l 骊东南丘陵灞桥区灞河沿岸宣农度中 新积土 0 8 5 4 山麓洪积扇河漫滩一级阶地宜农度差 潮土 0 5 6 4 渭河及支流河漫滩一级阶地低洼处宣农度高 沼泽土 0 0 0 3 临渣蓝田各县河流中下游两岸不宣农林 亚高山草甸土 o o 6 6 秦岭太白山高山区不宜农林 2 2 3 气候特征 西安市平原地区属暖温带半湿润大陆季风气候，冷暖干湿，四季分明。冬季 寒冷、风小、多雾、少雨雪：春季温暖、干燥、多风、气候多变；夏季炎热多雨， 伏旱突出，多雷雨大风：秋季凉爽，气温速降，降霖明显。年平均气温1 3 0 1 3 4 ，最冷1 月份平均气温一0 4 0 9 ，最热7 月份平均气温2 5 2 6 6 ， 年极端最低气温一2 0 6 ( 西安市区1 9 9 5 年1 月1 1 日) ，年极端最高气温 4 3 4 ( 长安1 9 6 6 年6 月1 9 日) 。年降水量5 5 8 7 5 0 咖，由北向南递增。7 、9 月份为两个明显降水高峰。年日照时数1 9 8 3 2 2 6 7 h ，年最多风向为东北风( 西 安市区) 。年内主要气象灾害有干旱、雨涝、冰雹、大风、千热风和低温冻害。 2 2 4 生物资源 西安的自然植被未遭受第四纪大陆冰川直接侵袭，尚保留若干第三纪古老 的孑遗植物，如银杏、水青树、连香、马甲子等。秦岭山地从高海拔向低海拔垂 1 0 直分布有高山灌丛草甸、针叶林、针阔叶混交林和落叶阔叶林等自然植被类型。 自然植被中野生植物资源丰富，计有野生植物1 3 8 科、6 8 1 属、2 2 2 4 种，为中国 种子植物的重要“基因库”之一。渭河平原主要为大田农作物、蔬菜、果园和城 市绿化等栽培植物类型。野生动物资源主要分布在秦岭山地，有兽类5 5 种，鸟 类1 7 7 种，包括有大熊猫、金丝猴、扭角羚秦岭亚种、鬣羚、大鲵、黑鹳、白冠 长尾雉、血雉、金鸡等珍稀动物。为保护自然生态系统和珍稀动植物资源，境内 已建立3 个国家级自然保护区。 2 3 研究区域的社会经济条件 西安市国民经济发展可接受、消化东部发达地区的经济势能，不仅带动陕西 省其他各市的经济发展，又可辐射四川、青海、西藏等省，成为西部大开发的前 沿阵地。西部大开发以来，西安市经济发生了巨大变化，形成以工农业并重，农、 轻、重较为协调发展的经济格局。据2 0 0 3 年统计，国内生产总值9 4 1 6 亿元。 其中，第一产业5 0 7 5 亿元，第二产业4 1 5 6 8 亿元，第三产业4 7 5 2 亿元，人 均g d p 达1 2 9 3 7 元。 西安市农业和农村经济工作以结构调整为主线，以农民增收为目的，通过强 化农业基础地位，科教兴农，大力发展现代农业，推进农业产业化经营，加大农 业基础设施和生态环境建设的投入力度，支持乡镇企业和农村二三产业发展，促 进了农业和农村经济整体素质和效益的提高。农林牧渔业总产值为7 9 7 4 4 4 万元， 农、林、牧、渔业产值分别为5 3 9 9 7 8 万元，1 1 3 7 8 万元，2 3 8 7 6 1 万元，7 3 2 7 万 元。其中城郊区农林牧渔业总产值为9 8 2 2 2 万元，占西安市总农林牧渔业总产值 的1 2 3 ；农、林、牧、渔业产值分别为7 9 6 5 2 万元，7 8 6 万元，1 5 0 3 4 万元， 2 7 5 0 万元，分别占西安市总的1 4 溉、6 嘣、6 3 9 6 、3 7 5 。 根据第四次西安城市总体规划，城市空间结构以中心集团、外围组团、 轴向布点、带状发展的新格局为特色，形成中心城市、卫星城、星罗棋布的建制 镇三级城镇体系。城市发展方向：西安的空间结构将成为一个既有连片发展又有 分散点状布局的城市形态，西边以咸阳为中心的工业区集中连片发展：北边的渭 北地区包括高陵、三原集中连片发展，以经济为主；南边沿秦岭北麓自然生态环 境分散布局，以旅游休闲度假为主：东边围绕山、源以及大量文物古迹采取分散 发展，以国际旅游为主。这样，西安将形成三环以内的中心市区，咸阳、临撞、 三原、韦曲4 个外围副中心的“大西安都市圈”。西安市作为全省乃至西北地区 中心城市，随着区域社会经济的发展，将要求西安市发挥更重要的作用，经济必 将有较大发展。同时，对土地利用将产生重大影响嘲。 2 4 研究区域的土地资源利用概况 从自然范畴和经济社会范畴两个方面考虑，西安市在土地利用方面的特点 是： ( 1 ) 人口密度大，人均耕地少 西安市市人口众多，人均占有耕地面积少。2 0 0 3 年底全市人口7 1 6 5 7 8 4 万 人，人口密度为7 0 9 人k 一，人均耕地o 0 4 5 h m 2 ，低于全国人均耕地0 0 5 6 h m 2 的水平，已低于联合国粮农组织确定的o 0 5 3h m 2 警戒线。随着人口的不断增长， 人均占有耕地面积还将逐年下降，人口多、土地少的矛盾将会愈加突出。因此， 保护耕地、稳定耕地面积已成为各级政府部门的重要任务。 ， ( 2 ) 土地利用地域分异明显 从土地利用类型的数量结构看，林地和耕地是全市土地利用的主要类型，其 面积分别占总面积的4 1 6 和3 3 1 ，占绝对优势；未利用地面积占8 0 9 ，亦 不可忽视。水域、牧草地、园地则占地相对较少。从土地利用的空间结构格局看， 林地、耕地、居民点及工矿用地三大类为其主骨架，其他用地类型则相镶其中。 城郊区形成了以工商业、居民点和内外交通用地、蔬菜生产为主的土地利用格局。 郊县平原贝i j 为粮食生产基地。黄土高原原面平坦，灌溉条件差，以旱作农业为主。 黄土丘陵区地表破碎，土地坡度大，水土流失严重，农业生产水平不高。南部地 区地表崎岖，地面坡度大，宣林面积大，水土流失亦为该区突出的生态问题。 ( 3 ) 耕地减少速度快，建设用地占用土地较多 建设用地包括城市发展用地、开发区建设用地、交通和水利等基础设施建设 用地，以及农村乡镇企业发展和居民点建设用地等。据统计，从1 9 9 6 2 0 0 3 年 全市耕地面积共计减少了1 8 8 4 6 4 5 h m 2 ，其中建设用地占用耕地7 6 5 3 h 岔，农业结 构调整占用耕地6 8 5 0 h m 2 ，自然灾害毁损耕地1 2 4 0 瑚2 ，但同期开垦耕地1 3 2 6 m 2 ， 实际净减少耕地，平均每年减少2 6 9 2 h m 2 。为此农业用地与建设用地之间的矛盾 日益尖锐。 ( 4 ) 土地利用程度高，但后备资源匮乏，开发潜力不大 土地利用程度主要反映土地利用的广度和深度，一般包括土地利用率、土地 垦殖率和耕地复种指数等。从广度上看，西安市土地利用率已经达9 1 9 6 ，由 于长期的耕种熟化，土地性状稳定，设施配套程度高。另一方面，未利用地所占 比例小，而且多为滩地、苇地和山地，开发潜力不大，大部分耕地分布于平原地 区，剩余的可开发为耕地的后备资源严重缺乏，难以进一步扩大耕地面积和开发 利用。在已经开发利用的土地中，耕地的复种指数接近1 5 傩，其中，水田1 6 0 9 6 ， 水浇地1 5 跳，旱地1 1 0 ，菜地5 0 0 。土地利用程度已经很高。所以，西安市今 后实行耕地保护、实现耕地占补平衡将面临非常大的困难。 ( 5 ) 土地利用趋势呈现明显的城市用地特征 西安市人口超过7 0 0 万，属于是特大城市，2 0 0 3 年西安市生产总值( g d p ) 9 4 0 4 亿元，其中第一产业4 9 2 亿元，第二产业4 4 7 亿元，第三产业4 4 4 2 亿 元，分别占全市生产总值的5 2 3 、4 7 5 3 和4 7 2 4 。从国民生产总值的构成看， 第二、三产业的比重占了总产值的9 4 7 7 。依据土地利用结构反映产业构成比 重的理论，可以看出西安土地利用结构的主要构成是第二、三产业。实际上，西 安市建设用地面积占土地总面积的比重高达1 1 7 1 ，接近全省平均水平的3 倍， 而且耕地中菜田占1 6 左右，国家级、省级文物保护面积将近1 0 0 k m 2 ，城市供 水水源地保护区面积约9k 岔。同时，随着城市化进程的加快和现代化步伐的迈 进，城市信息产业、高新技术产业、商贸业、旅游业和交通业的不断发展，促使 周遍郊县的土地利用从传统的单一生活型向综合的城市型农业发展，随着经济建 设的高速发展和社会主义的市场经济体系的建立和完善，西安市的土地利用趋势 将逐渐向多元化、多层次、多方向的综合性的全面市场型方向发展。根据土地经 济学原理，土地不仅是一种重要的资源，也是一种重要的资产，土地的资产属性 和稀缺性特征决定了土地随着社会不断发展而不断的增殖，正在成为国民经济调 控的重要组成部分。因此受市场机制的影响和社会经济的发展，西安市土地资源 的利用结构和空间布局不仅在一级用地类型方面，由农用地向非农建设用地方向 转变，而且在农用地类型内部，土地利用的结构也将在市场的杠杆作用下朝着城 市型农业用地方向不断转化哳1 。 第三章基于g is 技术的土地利用分区研究 3 1 土地利用分区指标体系 3 1 1 指标体系设定的原则 ( 1 ) 遵循f a 0 在土地持续利用评价纲要 中确定的5 个准则。 包括生产性、稳定性、保护性、经济可行性和社会可接受性，依此原则选取 相互独立且能反映影响土地持续利用的各方面典型敏感指标。 ( 2 ) 评价指标的选择应能满足真实性、可比性、可操作性、易获得性和简洁实 用性等原则。 衡量土地可持续利用程度的指标多，关系复杂，特性差异大，因此指标尽可 能采用单位均值、百分率、指数和增长率等形式表示。评价指标的选择应能满足 真实性、可比性、可操作性、易获得性和简洁实用性等原则。 ( 3 ) 区域性与主导性原则相结合。 土地持续利用评价是针对特定区域、特定土地利用系统的评价。不同区域不 同层次的资源环境条件、社会经济、文化背景以及土地利用的特点都存在着巨大 的差异，因此，土地持续利用评价必须针对不同目的与不同区域进行。一般而言， 可持续利用评价没有绝对的标准，都是以现实为基础提出来的，因此选择的评价 指标既要符合评价区域的实际和特点，又要求对土地资源可持续利用长期起主导 作用。 ( 4 ) 指标的设定遵循纵向与横向相结合的原则。 土地可持续利用是个综合性的范畴，不可能用一个或几个综合指标或单一指 标来全面的反映。从横向上看，它是一定区域一定时期内土地利用状况的真实反 映，从纵向上看，它表现为该区域土地利用的潜力及可持续利用的可能性。 ( 5 ) 政策相关性和导向性。 政策相关性意味着设定的指标体系能够对决策者有实实在在的支持与指导 作用，能够描述其在资源、环境、经济、社会等方面受到的压力以及社会的响应， 并与己有的政策目标相关，从而为政府制定相关政策提供决策依据。 1 4 3 1 2 指标体系的建立 根据前述的指标体系设定的原则和研究区域的实际情况，在西安市土地利用 分区中，主要考虑的分区因素包括反映该区域土地利用可发程度、土地集约经营 程度和土地利用的综合效益等特征的三大类指标，如表3 1 所示嗍： 裹扣1 土地利用分区指标 因素因子 计算方法 土地垦殖率耕地面积，土地总面积1 伽畅 土地利用率 已利用土地面积，土地总面积- 1 土地农业利用率农业用地面积，土她总面积1 土地利用开发程度 土地建设利用率 建设用地面积，土地总面积1 林业利用率林地面积，土地总面积1 耕地复种指数全年农作物播种面积肼地总面积1 伽 人口密度人口总数土地总面积 城镇化水平城镇人口总数 人口总数l 伽惕 土地集约经营程度 单位土地资金集约度总投资，土地总面积 单位用地产值率土地产出价值用地面积 单位播种面积产量作物总产量，作物总播种面积 粮食耕地年单产粮食总产量，( 播种面积复种指数) 单位桑果园面积产量桑园面积产量桑园面积 地均g d pg d p 土地总面积 土地利用综合效益 单位工业总产值工业部门总产值压业用地面积 农林牧副渔总产值侬林牧副渔总面积 农业总产值，农业用地面积 单位农林牧副渔总产值 林业总产值林业用地面积 牧业总产值牧业用地面积 3 2 城市土地利用分区数据采集及管理 城市土地利用分区研究所涉及的数据既有自然属性数据，也有社会经济属性 数据；既有各种统计分析数据，也有各种图件形式的空间数据，目前还有的系统 中采用了视频和音频等多媒体数据，具有面广、量大、来源各异等特点，因此必 须对各种数据进行综合分析和处理，以达到数据的标准化和规范化。而要做到这 一点就要建立数据库。 3 2 1 建立城市土地利用数据库 3 2 1 1 软硬件准备 ( 1 ) 硬件准备 ( 2 ) 软件准备 主要有p 4 计算机、数字化仪、扫描仪、m 2 5 喷墨绘图仪等。 计算机主要用于数据和图件的处理分析，数字化仪、扫描仪用 于图件的输入，喷墨绘图仪用于成果图的输出。 w 玳d 0 w s 操作系统，a c 蚀s s 数据库管理、s p s s 数据统计 分析等通用系统和应用软件；m a p g 璐、m a p q f 0 l 等g 临相 关软件； 3 2 1 2 数据组成 ( 1 ) 属性数据的内容及编辑 属性数据是能够通过传统表格形式进行描述的文本数值型信息，主要包括各 类统计图表、办文证书、调查资料、合同函件等。在土地利用分区中主要包括