基于GIS的干旱绿洲县级区域城镇建设适宜性细化评价方法

基于gis的干旱绿洲县级区域城镇建设适宜性细化评价方法
技术领域
1.本发明属于城镇建设技术领域，具体涉及一种基于gis的干旱绿洲县级区域城镇建设适宜性细化评价方法。


背景技术：

2.适宜性是指一定地域空间内某种特定开发活动(农业应用、城市化选址、作物类型布局、道路选线、植树造林等)是否与空间自身区域内的基础条件和能力相匹配，且这种适宜过程是动态变化的过程。国土空间开发适宜性是指一定区域(省、地、县、乡镇等)的国土空间对城镇化、工业化、农业生产、旅游开发、生态保护等不同开发利用方式的适宜程度；这种适宜程度是由该区域的资源环境承载力、经济发展基础与潜力所决定的，包涵人类社会安全与公正、经济效率和生态安全三个方面的要义。
3.国土空间开发适宜性评价是以资源环境承载能力为前提，结合区域的社会经济发展特征、人类生产生活方式以及政府政策等因素，对国土空间发展和保护适宜程度的综合评价，是合理划定城镇、农业、生态空间以及生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界的重要依据，也是测度国土开发强度阈值范围、制定综合管控措施的科学参考。它是国土空间开发格局优化的重要前提，是空间规划编制的基础性工作之一。
4.2020年1月，自然资源部发布了最新的《资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价方法指南(试行)》。这是国家层面正式制定的国土空间规划中的“双评价”的工作指南。上述“双评价”中，国土空间开发适宜性评价包括生态保护重要性评价、农业生产(城镇建设、畜牧业、渔业)适宜性评价、城镇建设适宜性评价三个方面。但国家颁布的“双评价”指南只针对省(市、自治区)和地区(市、州)两级的“双评价”做了要求，且规定县级区域原则上执行地区级的“双评价”成果。但在“双评价”的具体工作中，我们发现，对于中国西北干旱地区，由于每个县面积都很大，且每个县的情况各异。因此，如果照搬地区级的“双评价”成果，对于各县的国土空间规划显得粗了很多。因此，针对不同县的县情，制定进一步细化的“双评价”技术规范，就显得十分必要。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的上述不足，本发明的目的在于提供一种基于gis的干旱绿洲县级区域城镇建设适宜性细化评价方法。
6.为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
7.提供一种基于gis的干旱绿洲县级区域城镇建设适宜性细化评价方法，包括以下步骤：选取进行城镇建设适宜性评价的县级区域，获取该县级区域的自然要素、社会经济要素信息，进行基于自然要素的城镇建设适宜性单因子评价、基于社会经济要素的城镇建设适宜性单因子评价、城镇建设适宜性综合集成评价；其中基于自然要素的城镇建设适宜性单因子评价主要从土地资源、水资源、环境要素、地质灾害进行，获得自然要素评价结果；基于社会经济要素的单因子评价重点考虑人口密度、gdp产值、交通优势度三项指标，获得社
会经济要素评价结果；在自然要素评价结果和社会经济要素评价结果的基础上，进行城镇建设适宜性综合集成评价，获得县级区域城镇建设适宜性评价的最终评价成果。
8.进一步地，城镇建设适宜性综合集成评价包括：
9.(1)基于水土资源的集成评价：基于城镇建设条件和城镇供水条件两项指标，确定城镇功能指向的水土资源基础，初步确定城镇功能指向的适宜性等级；
10.(2)基于多因子的城镇适宜性结果修正：根据环境评价结果和地质灾害风险评价结果，对形成的初步评价结果进行修正，再将该结果与社会经济要素的评价结果进行综合集成，得到进一步的评价结果；
11.(3)地块集中度分析计算：通过地块集中度的分析计算，增强集中连片区域的城镇适宜性等级，删除大量零星的城镇适宜区；
12.(4)利用生态保护重要性和土地利用数据进行评价结果排除：扣除生态保护极重要区；扣除未来不可能开发城镇建设区的基本农田区；扣除现状土地利用中的裸地、戈壁、盐碱地、沙地、沼泽地，最后形成县级区域城镇建设适宜性评价的最终评价成果。
13.进一步地，适宜性等级包括v、iv、iii、ii、i五个等级。
14.进一步地，修正包括降级、升级、排除。
15.本发明的有益效果为：
16.本发明方法为位于我国西北干旱绿洲区域的县级区的城镇建设适宜性的细化评价提供了一整套集成化的技术方法，大大提高了该方向的科学化和规范化的水平和精度。
附图说明
17.图1为本发明方法流程图；
18.图2为本发明方法县级城镇建设适宜性评价流程图。
具体实施方式
19.下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
20.实施例
21.考虑到我国西北干旱地区，仅有少量的绿洲可供城镇建设发展，因此在评价的指标体系上，做出了因地制宜的独特考虑，例如水资源丰度，按照乡镇做出了细化的不同丰度评价，因为绿洲和沙漠的水资源差别巨大，必须制定细化的差异化指标；又如降水量，上游山区可能降水量达近500mm，但下游沙漠区降水量几乎为零，因此对降水量的考量和利用功效，也区别不同乡村，做出细化的评价指标。
22.城镇建设适宜性评价是在生态保护极重要区以外的区域进行，着重识别城镇建设的适宜区和不适宜区的空间范围。一般地，将水资源短缺，地形坡度大于25
°
、海拔过高、地质灾害危险性极高的区域，确定为城镇建设不适宜区。本发明面向干旱绿洲地区提供一种基于gis的干旱绿洲县级区域城镇建设适宜性细化评价方法，参照图1-2，该方法包括：
23.基于自然要素的城镇建设适宜性评价：
24.(1)土地资源评价：
25.首先，基于数字地形图，计算栅格单元的坡度，按＜3
°
、3
°
～8
°
、8
°
～15
°
、15
°
～25
°
、》25
°
，依次赋值为5、4、3、2、1。
26.其次，按＜1000m、1000～2000m、2000～3000m、3000～4900m、≥4900m生成海拔高度分级图。利用海拔高度数据生成地形起伏数据，按＜20m、20～50m、50～100m、100～200m、》200m生成地形起伏分级图，依次赋值为5、4、3、2、1。
27.第三，以坡度分级结果为基础，高程≥4900m区域，城镇土地资源等级直接取最低等级5级；高程在3000～4900m之间的，将坡度分级降1级作为城镇土地资源等级。对于地形起伏度》200m的区域，将评价结果降2级作为城镇土地资源等级，地形起伏度在100～200m之间的，将评价结果降1级作为城镇土地资源等级。最终形成土地资源可利用程度等级分布数据，将土地资源的可利用程度划分为高、较高、中等、较低、低5种类型，并依次赋值5、4、3、2、1。
28.(2)水资源评价：
29.首先进行降水量评价：基于年平均降雨量数据，按照≥1200mm、800～1200mm、400～800mm、200～400mm、＜200mm划分为很湿、湿润、半湿润、半干旱、干旱5个等级，并依次赋值为5、4、3、2、1。
30.其次进行水资源总量评价：根据各地用水总量控制指标模数≥13万、5-13万、3-5万、1-3万、＜1万m3/km2划分为丰富、较丰富、一般、较不丰富、不丰富5个等级，并依次赋值为5、4、3、2、1。
31.第三，综合考虑降水量等级和用水总量等级，将评价单元分为水资源丰富、较丰富、一般、较不丰富、不丰富5个等级，并依次赋值5、4、3、2、1。
32.(3)环境评价
33.根据各地的大气重点管控区、水环境重点控制区两种数据进行合并操作，合并后的区域即为目前水、气环境高风险地区。
34.(4)灾害评价
35.首先进行地震危险性评价：根据现有的数据资料，有两种评价方式：一是进行活动断层距离分析，根据活动断层分布图，按照活动断层距离划分为高、较高、一般、较低和低风险5个等级；二是地震动峰值加速度评价，因为该指标与地震烈度具有紧密的联系，是表征地震作用强弱程度的指标，是确定地震烈度、明确建筑物地震设防等级的重要依据。依据《中国地震动参数区划图》(gb 18306-2015)，确定地震动峰值加速度的具体数值，分为高、较高、一般、较低和低5个等级；进而进行地震危险性评价，取活动断层距离及地震动峰值加速度中的最高等级，作为地震危险性等级，划分地震危险性高、较高、一般、较低和低5个等级。
36.其次进行地质灾害易发性评价：划分地质灾害易发性高、较高、一般、较低和低5个等级。在现在的资料中，地质灾害易发性是已经分级好的数据，分为四级：高易发区、中易发区、低易发区、不易发区，依次赋值为5、4、2、1；
37.第三，进行地质灾害危险性综合评价：取地震危险性和地质灾害易发性中的较高等级，作为地质灾害危险性等级，划分地质灾害危险性高、较高、一般、较低和低5个等级。
38.基于社会经济要素城镇建设适宜性评价：
39.城镇建设适宜区的评价，除了考虑以上土地资源、水资源、环境、地质灾害等要素外，还应该选择人口聚集度高、有一定经济发展水平、交通比较便捷的区域作为城镇适宜区。因此，社会经济评价采用如下步骤：
40.首先，评价各单元的人口密度：将人口密度分为高、中、低三级，取中等以上密度区参加城镇建设适宜区的评价和计算；
41.其次，评价各单元的gdp数值：将gdp值分为高、中、低三级，取中等以上gdp值参加城镇建设适宜区的评价和计算；
42.第三，交通优势度分析：计算各评价单元到交通干道之间的距离，分为近、中、远三级。取中距离和远距离的值参加城镇建设适宜区的评价和计算。
43.城镇建设适宜性的综合集成评价方法：
44.基于水土资源的集成评价：
45.基于城镇建设条件和城镇供水条件两项指标，确定城镇功能指向的水土资源基础，初步确定城镇功能指向的适宜性等级(v、iv、iii、ii、i五个等级)。
46.基于多因子的城镇适宜性结果修正：
47.一是根据环境评价结果，对上述初步评价结果进行调整，对于水、气环境高风险区域，将初步评价结果下降一个级别作为城镇适宜性等级；
48.二是进一步纳入地质灾害危险性指标，对上一步中的评价结果进行修正。修正准则包括：对于城镇适宜性等级初步评价结果为v级和iv级，但地质灾害危险性高的国土空间，将其调整为iii级；对于初步评价结果为v级，但地质灾害危险性较高的国土空间，将其调整为iv级；三是根据社会经济评价结果，对上述初步评价结果进行调整，将人口密度较高、gdp经济量较大、距交通干线距离较近的单元，上调适宜性评价等级；对于人口密度低、gdp经济量小、距交通干线距离远的单元，直接降级为城镇建设不适宜区。由此得到城镇建设适宜性的初步评价结果图。
49.地块集中度(紧凑度)分析计算：
50.首先，将城镇适宜性等级高(v)、较高(iv)的空间单元，作为城镇建设适宜区的备选区域；将城镇适宜性能力较高(iv)、中等(iii)、较低(ii)的空间单元，作为城镇建设一般适宜区的备选区域；将适宜性等级低(i)的空间单元，直接划定为城镇建设不适宜区；
51.其次，对于城镇开发适宜区和一般适宜区的备选区域，即城镇适宜性等级为较低(ii级)、中等(iii级)、较高(iv级)、高(v级)的区域，利用gis软件进行地块聚合分析，通过聚合工具将相对聚集或邻近的图斑聚合为相对完整连片地块，聚合距离为100m，得到全地区地块集中度(紧凑度)评价等级图。
52.第三，根据地块集中度初步确定城镇建设适宜性等级。按照城镇建设适宜性分区参考判别矩阵，进一步划分城镇建设适宜区、一般适宜区和不适宜区。一般地，县城及以上层级城镇布局的地块集中度应为高等级区间，而重点镇布局的地块集中度不应低于一般等级。
53.利用生态保护重要性和土地利用数据进行评价结果排除：
54.扣除生态保护极重要区；扣除未来不可能开发城镇建设区的基本农田区；扣除现状土地利用中的裸地、戈壁、盐碱地、沙地、沼泽地等。最后生成最终的城镇建设适宜性评价结果。
55.本实施例根据《资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价方法指南(试行)》获得了阿克苏地区的城镇建设适宜区。从表1可看出：阿克苏地区的城镇建设适宜区集中在“阿-温”和“库-拜-新-沙”两大绿洲区，资源环境综合条件优良、用地集中度和区位优势度优良，有一定的人口聚焦规模和社会经济发展基础。以现状的各市、县的城镇为主。全地区的城镇建设适宜区总面积占国土面积的7.96％；各市、县的城镇建设适宜区的面积和占比中，库车市、阿克苏市和新和县位列前三位；柯坪县的城镇建设适宜区面积占比最小(为0.96％)。
56.表1阿克苏地区城镇建设适宜性评价汇总数据表
[0057][0058]
利用本发明提供的基于gis的干旱绿洲县级区域城镇建设适宜性细化评价方法获得了阿克苏地区拜城县的城镇建设适宜区。从表2可看出，拜城县城镇建设适宜区集中在县南部河谷盆地、以现有中心城镇为核心的小片区域，适宜区面积为496平方千米，面积占比仅为3.12％。从乡镇分布来看，城镇建设适宜区主要分布在拜城镇、米吉克乡、康其乡等区域。
[0059]
表2拜城县城镇建设适宜性评价汇总数据表
[0060][0061]
本发明方法为位于我国西北干旱绿洲区域的县级区的城镇建设适宜性的细化评价提供了一整套集成化的技术方法，大大提高了该方向的科学化和规范化的水平和精度。
[0062]
于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变
化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0063]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。