張遠敏，楊思聲，王亞飛

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基于GIS和FAHP的鎮(zhèn)域空間管制規(guī)劃研究——以安溪縣尚卿鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)為例

張遠敏1，楊思聲2，王亞飛3

（1. 鞍山市鐵西區(qū)規(guī)劃管理辦公室，遼寧鞍山 114014；2. 華僑大學(xué)建筑學(xué)院，福建廈門361021；3. 南京大學(xué)地理與海洋科學(xué)學(xué)院，南京210093）

空間管制作為一種新的規(guī)劃方法和調(diào)控手段，已成為城鄉(xiāng)規(guī)劃工作的重要內(nèi)容。分析鄉(xiāng)鎮(zhèn)地域特色并構(gòu)建鄉(xiāng)鎮(zhèn)文脈要素評價指標(biāo)體系，采用GIS與模糊層次分析法（FAHP）建立鄉(xiāng)鎮(zhèn)用地適宜性評價模型，根據(jù)評價結(jié)果對空間管制范圍進行劃定分析，這為鄉(xiāng)鎮(zhèn)地域文化保護和鎮(zhèn)域空間管制規(guī)劃提供了一種新的思路。

GIS；文脈要素；FAHP；空間管制；鎮(zhèn)域

近年來，隨著城鎮(zhèn)化的快速推進，特別是《城鄉(xiāng)規(guī)劃法》實施以來，空間管制已成為近年來規(guī)劃理論界關(guān)注和討論的熱點問題。[1][2]作為一種引導(dǎo)和控制區(qū)域資源分配、協(xié)調(diào)的重要手段，空間管制規(guī)劃已成為城鄉(xiāng)規(guī)劃的重要內(nèi)容。與此同時，鄉(xiāng)村地域文化正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)，大量的鄉(xiāng)村文脈遭受了毀滅性沖擊。一味追求土地價值的最大化導(dǎo)致大量居民地被直接改遷成居住區(qū)，這種對鄉(xiāng)村文化與歷史的忽視勢必帶來城市眾多嚴重的問題。具體表現(xiàn)在以下方面：鄉(xiāng)村逐漸失去了原有的魅力，曾經(jīng)親切宜人的交往場所不復(fù)存在；人與人之間變得疏遠，以往鄉(xiāng)村聚落中的濃郁的人情味消失了；鄉(xiāng)村特有的民俗與文化遭到摒棄，非物質(zhì)文化遺產(chǎn)傳承受阻。[3][4][5]鄉(xiāng)村的意義正在不斷地失落，如何在城鎮(zhèn)快速發(fā)展中保護鄉(xiāng)村特有的地域文化，制定合理的鎮(zhèn)域空間規(guī)劃，已成為空間管制規(guī)劃研究需要考慮的重要問題。[6]

近年來，國內(nèi)外學(xué)者從不同角度對管制區(qū)劃的劃分標(biāo)準和方法進行了探討。其中，基于GIS技術(shù)的定量化分析方法也日漸增多。王寶強等人基于GIS技術(shù)和層次分析法進行土地適宜性評價，根據(jù)評價結(jié)果進行區(qū)域管制規(guī)劃；[7]潘竟虎等人利用主成分分析法和空間聚類分析法對天水市土地利用程度進行綜合評價；[8]郝晉偉等人通過構(gòu)建空間管制區(qū)劃評價指標(biāo)體系，運用GIS疊加分析和聚類分析得到土地建設(shè)適宜性分區(qū)，對中心城區(qū)進行劃分；[9]黃偉從生態(tài)保護的角度對其研究區(qū)進行生態(tài)敏感度評價，在此基礎(chǔ)上進行空間管制分區(qū)；[10]如黃煥春等人提出了一種基于土地適宜評價和城市擴展模擬的空間管制劃分方法，采用層次分析方法進行綜合評價。[11]然而，這些方法都沒有考慮到評價系統(tǒng)的復(fù)雜性，自然和人文因素錯綜復(fù)雜，內(nèi)部存在相關(guān)性，很難利用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法進行量化。

本文以鄉(xiāng)村地域特色的保護為出發(fā)點，以安溪縣尚卿鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)為例，構(gòu)建鄉(xiāng)村文脈要素評價指標(biāo)體系，將鄉(xiāng)村文脈要素空間化，采用GIS與模糊層次分析法（FAHP）建立了鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地適宜性評價模型，根據(jù)評價結(jié)果對空間管制范圍進行劃定分析，分為適宜建設(shè)區(qū)、較適宜建設(shè)區(qū)、限制建設(shè)區(qū)和禁止建設(shè)區(qū)等四種類型，并結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況分析得到最終的鄉(xiāng)鎮(zhèn)用地規(guī)劃方案。

一、研究區(qū)與數(shù)據(jù)源

（一）研究區(qū)概括

尚卿鄉(xiāng)地處福建省安溪縣中部，中心坐標(biāo)為東經(jīng)117°57′，北緯25°06′，土地總面積為117.3平方公里。尚卿鄉(xiāng)屬亞熱帶氣候，溫和濕潤，雨量充沛。境內(nèi)多山，地勢北高南低，由東北向西南傾斜。鄉(xiāng)區(qū)東、西兩溪貫穿其中，沿溪地勢平坦，風(fēng)景資源豐富。全鄉(xiāng)現(xiàn)轄18個村（場），8 810戶，39 649人。2011年實現(xiàn)工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值26.4億元，農(nóng)民人均純收入達9 050元。農(nóng)業(yè)是尚卿鄉(xiāng)的傳統(tǒng)經(jīng)濟，藤鐵工藝業(yè)則是支柱產(chǎn)業(yè)，2011年產(chǎn)值達22億多元。

尚卿鄉(xiāng)地域文化氛圍濃厚。尚卿鄉(xiāng)是藤鐵工藝業(yè)的發(fā)祥地，有著幾十年的發(fā)展歷史，家庭作坊普遍，已成為一種特色文化；茶產(chǎn)業(yè)是尚卿鄉(xiāng)的第二個支柱產(chǎn)業(yè)，茶文化也具有濃厚的底蘊。宗祠文化底蘊深厚，境內(nèi)有著名的黃氏榮美祖祠，科名黃氏家廟等，祭拜是村民的重要文化活動，也是聯(lián)系宗族關(guān)系的重要紐帶。

（二）數(shù)據(jù)源

研究收集了尚卿鄉(xiāng)2011年土地利用現(xiàn)狀圖、水系圖、交通圖、2005-2011年分村經(jīng)濟社會統(tǒng)計數(shù)據(jù)（人口、勞動力、人均純收入等），作為文脈要素研究的主要數(shù)據(jù)，還收集了安溪縣城鎮(zhèn)體系規(guī)劃、尚卿藤鐵工藝大廈規(guī)劃等相關(guān)數(shù)據(jù)資料作為參考依據(jù)，如表1所示。

表1 研究數(shù)據(jù)源及用途

二、評價體系與模型構(gòu)建

（一）文脈要素評價指標(biāo)體系

“文脈”一詞源自建筑學(xué)領(lǐng)域，指相關(guān)聯(lián)的各種元素之間的內(nèi)在聯(lián)系，具體表現(xiàn)為部分與部分、部分與整體之間的內(nèi)在聯(lián)系。[12][13]在規(guī)劃學(xué)科研究中，學(xué)者對文脈有著不同的定義，但主流的導(dǎo)向認為文脈是在城鄉(xiāng)建設(shè)的長期發(fā)展中所形成的歷史文化、地域景觀、氛圍和環(huán)境，是歷史和文化的沉淀，并通過地理空間形態(tài)表露出來。[14][15]

鄉(xiāng)村文脈要素是一個復(fù)雜的有機體，關(guān)系到鄉(xiāng)村特有的社會體系、自然環(huán)境、鎮(zhèn)域空間的發(fā)展，是鄉(xiāng)村建設(shè)的基石。[16]因此，在對鄉(xiāng)村文脈進行研究時，要系統(tǒng)全面地認識歸納各文脈要素因子。在對自然要素進行利用與保護的同時也要加強對人文要素的全面考慮。本文借鑒前人對文脈要素的已有研究，結(jié)合尚卿鄉(xiāng)的自身地域文化特色，將鄉(xiāng)村文脈要素的劃分可分為自然要素和人文要素兩類要素。[17][18][19]自然要素與人文要素是相互影響作用的，是一個有機整體。自然要素是人文要素建設(shè)發(fā)展的基石，對自然要素的改造、利用推動了人文要素的發(fā)展，但是自然要素中的一些不易改造利用的要素也制約了人文要素的無休止的索取擴張，保護了環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展；自然要素對人文要素有著巨大的能動作用，自然要素影響著生活于其中的人們的行為方式，關(guān)系到整個人文要素的深層架構(gòu)，[9]而以人類社會活動為主的人文要素則無時無刻不在影響著自然要素。在空間管制體系下，自然要素又可劃分為地理形態(tài)、建設(shè)制約區(qū)域、水系等要素因子；人文要素則可劃分為道路、公建設(shè)施、人口分布、經(jīng)濟發(fā)展、政治科技、社會民俗、土地價值等要素因子，文脈要素分類體系如圖1所示。

圖1 文脈要素分類體系

（二）模糊綜合評價模型

模糊層次分析法是將模糊綜合評價法和層次分析法相結(jié)合使用的一種綜合評價方法，主要體現(xiàn)在評價指標(biāo)體系分成層次結(jié)構(gòu)，運用層次分析法確定各評價指標(biāo)的權(quán)重，然后分層次進行模糊綜合評價，最后綜合出總的評價結(jié)果。[20][21][22]而鄉(xiāng)村文脈要素是一個復(fù)雜的人地系統(tǒng)，各種因素因子之間的內(nèi)在聯(lián)系用傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)方法很難進行合理的量化，基于文脈要素的鄉(xiāng)鎮(zhèn)用地適應(yīng)性評價，是典型的多指標(biāo)、多層次的綜合評價問題。因此，本文采用模糊綜合評價模型對鄉(xiāng)鎮(zhèn)用地進行評價，與其他測算土地適宜性大小的方法相比，該方法將適宜性大中小這種無明顯界限和漸變的關(guān)系變得更加靈活，是基于文脈要素土地適宜性評價最好的出發(fā)點。

（三）評價過程

1. 確定城鎮(zhèn)建設(shè)用地整治等級論域

本文將土地適宜性評價作為空間管制的主要依據(jù)，采用當(dāng)前規(guī)劃界普遍采用的空間管制區(qū)劃標(biāo)準，把鄉(xiāng)鎮(zhèn)用地劃分為適宜建設(shè)區(qū)、較適宜建設(shè)區(qū)、限制建設(shè)區(qū)和禁止建設(shè)區(qū)等四種類型，即V={1，2，3，4}。

2. 確定鄉(xiāng)鎮(zhèn)空間管制規(guī)劃指標(biāo)論域

城鎮(zhèn)建設(shè)用地整理潛力評價指標(biāo)體系是一個社會—經(jīng)濟—生態(tài)的復(fù)合體系，由于不同地區(qū)資源環(huán)境條件、發(fā)展階段、發(fā)展水平也存在差異，[17]因此對城鎮(zhèn)建設(shè)用地整治潛力的評價指標(biāo)也不是唯一的，隨著城鎮(zhèn)社會經(jīng)濟的發(fā)展，也應(yīng)該適時進行調(diào)整，根據(jù)模糊綜合評價思想，構(gòu)建U={ U1，U2，U3，U4，…，Un}。

3. 確定評價指標(biāo)的權(quán)向量。

評價權(quán)重是至關(guān)重要的，它反映了各個指標(biāo)對鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地適應(yīng)性評價所起的作用，權(quán)重的大小，直接影響到綜合評價的結(jié)果，W={w1，w2，w3，…，wn}T。

4. 隸屬函數(shù)的建立

隸屬度是指標(biāo)集對等級評語集的隸屬程度，具體到鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地適宜性評價評價來說，就是各種評價指標(biāo)對于用地適宜性的貢獻大小，屬于單因素評判。通常構(gòu)造隸屬函數(shù)的方法主要有模糊統(tǒng)計法、多相模糊統(tǒng)計法、構(gòu)造隸屬函數(shù)的待定系數(shù)法等。本文采用線性函數(shù)的方法對隸屬度進行表示，隸屬于第一、第二、第三級、第四級的隸屬函數(shù)分別為：

依據(jù)隸屬函數(shù)建立模糊關(guān)系矩陣R。

5. 進行模糊綜合評價和做出決策

模糊綜合評價是指各個指標(biāo)權(quán)重與指標(biāo)隸屬度之間的符合運算，本文采用模糊合成算子M（?，+），引入評語模糊子集B:B={b1，b2，…，bn}。此算子凸顯權(quán)重作用明顯，綜合程度強，且在評價過程中丟失的信息較少。當(dāng)確定綜合評價的結(jié)果屬于哪個等級時，采取最大隸屬原則，若bj0=max bj(1≤j≤n)時，則判定評價結(jié)果為第j個等級。

三、結(jié)果與分析

（一）評語集以及權(quán)重的確定

評語集是對各層次評價因子的一種語言描述，它是專家根據(jù)客觀標(biāo)準、社會規(guī)范標(biāo)準、以及實地調(diào)查等對各評價因子所給出的評語的集合。本模型的評語分為4個等級。對評價指標(biāo)權(quán)重確定的過程中，根據(jù)特爾斐方法確定權(quán)重，結(jié)合尚卿鄉(xiāng)的實際地域特色，邀請規(guī)劃局、環(huán)保局、文化局、城建局、水利局等相關(guān)部門，從生態(tài)保護、文化保護、民俗等方面對評價指標(biāo)權(quán)重進行確定。按照各評價因子相互之間的關(guān)系，采用常用的1-9標(biāo)度方法，通過因子的兩兩比較，建立判斷矩陣，進行層次排序，確定各因子的相對重要性。最終得到尚卿鄉(xiāng)鎮(zhèn)域空間管制規(guī)劃評價標(biāo)準體系，如表2所示。

（二）綜合評判結(jié)果

通過評價分析得到各評價單元的綜合分值，采用總分頻率曲線法分析得到面向文脈要素的空間管制區(qū)劃結(jié)果，如圖2所示。先將分值均分為四個分值區(qū)間：其中S分值區(qū)間為0.25-0.437的為適宜建設(shè)區(qū)，面積約212hm2；S分值區(qū)間為0.437-0.625的為較適宜建設(shè)區(qū)，面積約140hm2；S分值為0.625-0.812區(qū)間的為限制建設(shè)區(qū)，面積約55.9hm2；S分值為0.812-1區(qū)間的為禁止建設(shè)區(qū)，面積約10.6hm2。得到尚卿鄉(xiāng)基于文脈要素的空間管制規(guī)劃。

表2　尚卿鄉(xiāng)鎮(zhèn)域空間管制規(guī)劃評價標(biāo)準體系

圖2 綜合評價結(jié)果分布圖

研究提取了文脈要素的各個因子加以分析，在此基礎(chǔ)上分析尚卿鄉(xiāng)基于文脈要素保護的空間管制規(guī)劃，并對實地建設(shè)提供指導(dǎo)，具體如下：

第一，適宜建設(shè)區(qū)。主要分布在海拔相對較低的平坦地區(qū)，主要沿溪流而建。鎮(zhèn)域的空間發(fā)展緊密聯(lián)系溪流，溪流是尚卿鄉(xiāng)重要的文脈要素。但同時，溪流作為生態(tài)保護的重要區(qū)域，是禁止建設(shè)的。整個鎮(zhèn)域的中心是以鄉(xiāng)鎮(zhèn)府、藤鐵產(chǎn)業(yè)園為核心的，也是文脈要素聚集的主要空間，作為鎮(zhèn)域拓展建設(shè)的基礎(chǔ)支持著整個尚卿鄉(xiāng)的發(fā)展。此區(qū)域在快速發(fā)展的同時更需要注重建成區(qū)現(xiàn)有文脈要素的保護。

第二，較適宜建設(shè)區(qū)。主要是相對鎮(zhèn)區(qū)較遠的棄置地。該區(qū)域中存在少量的建設(shè)制約因素，但不影響整體的空間建設(shè)發(fā)展要求。由于文脈因素分布較少，可作為鎮(zhèn)域拓展的后備發(fā)展區(qū)域。此區(qū)域需要在開發(fā)時注重文脈要素的建設(shè)。

第三，限制建設(shè)區(qū)。主要為自然山體、水體與適宜、較適宜建設(shè)區(qū)之間的緩沖區(qū)域，以及根據(jù)生態(tài)、安全、資源環(huán)境要素等需要控制的地區(qū)。主要包括農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)、生態(tài)緩沖區(qū)、彈性控制區(qū)等。

第四，禁止建設(shè)區(qū)。主要為地形條件較差或是建設(shè)成本過高的區(qū)域，以及重點農(nóng)田、自然山體、水體等生態(tài)保護區(qū)，重點文物宗祠建筑等。此區(qū)域禁止一切城鄉(xiāng)建設(shè)。

規(guī)劃基于文脈要素的空間管制區(qū)劃的意義是通過指導(dǎo)尚卿鄉(xiāng)的發(fā)展建設(shè)和人類活動安排，以達到保護尚卿的歷史文化地域景觀氛圍和環(huán)境以及促進尚卿鄉(xiāng)經(jīng)濟增長的目的。

本文立足于鎮(zhèn)域空間管制規(guī)劃研究，以鄉(xiāng)村地域特色的保護和發(fā)展為根本出發(fā)點，結(jié)合鄉(xiāng)村“文脈”特征，研究了安溪縣尚卿鄉(xiāng)文脈要素的內(nèi)涵與分類體系。在GIS技術(shù)的支撐下，采用模糊綜合評價和專家打分對文脈要素因素因子進行定量化的處理，通過計算綜合作用分值對鄉(xiāng)鎮(zhèn)用地進行適宜性分析，將鎮(zhèn)域用地劃分為適宜建設(shè)區(qū)、較適宜建設(shè)區(qū)、限制建設(shè)區(qū)和禁止建設(shè)區(qū)等四種類型。該案例通過將鄉(xiāng)村文脈要素進行空間化，并結(jié)合GIS特有的建模技術(shù)，并采用模糊綜合評價方法解決了因素間復(fù)雜相關(guān)、難以量化的困難，為鄉(xiāng)村地域文化保護和鎮(zhèn)域空間管制規(guī)劃提供了一種新的思路，為城鄉(xiāng)建設(shè)提供了科學(xué)指導(dǎo)。

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（責(zé)任編校：賀常穎）

Study on Township Space Management Planning Based on GIS and FAHP Technique: A Case of Study in Shangqing Township, Anxi County

ZHANG Yuanmin, YANG Sisheng, WANG Yafei

（1.Planning and Management Officeof Anshan Tiexi District，Anshan, Liaoning 114014, China；2. Department of Architecture,Huaqiao University, Xiamen, Fujian 361021, China; 3. School of Geographic and Oceanographic Sciences, Nanjing University, Nanjing, Jiangsu 210093, China）

As a new planning methods and control means that space management has become an important part of urban and rural planning. How to protect the culture characteristics of township that have dramatically damaged currently that is an important part of the research in space management planning. This paper, taking Shangqing township in Anxi County as an example, it constructs an indicator system of township focusing on the context elements of township and an evaluation model based on Geographic Information System(GIS) and Fuzzy Analytical Hierarchy Process (FAHP), and it also divides space management zonings according to the evaluation results, thus providing a new thought for township geographical and cultural protection and urban space management planning.

GIS; context elements; FAHP; space management; township

TU 982.29

A

10.3969/j. issn. 2096-059X.2015.06.010

2096-059X(2015)06–0044–05

2014-11-10

張遠敏（1988-），男，江蘇贛榆人，碩士研究生，主要從事城鄉(xiāng)規(guī)劃研究；楊思聲（1977-），男，福建晉江人，博士研究生，副教授，主要從事城鄉(xiāng)規(guī)劃與建設(shè)設(shè)計及其理論研究；王亞飛（1988-），男，江蘇贛榆人，碩士研究生，主要從事地理信息和遙感技術(shù)在城市規(guī)劃領(lǐng)域的研究。