滁州市居住環境等級評價研究

潘玲玲,楊永國,嚴大思

(中國礦業大學資源與地球科學學院,江蘇徐州 221116)

1 引 言

城市居住環境是指人類生活和居住的環境,城市發展的目標就是構建出一個社會、人文環境都和諧的居住環境,但是一個和諧的人居環境在選擇時要考慮多種因素。國內外學者對宜居城市研究時,采用了不同的方法。前者對城市居住環境的研究涉及自然、社會、安全等多方面,如顧文選等提出從社會文明、經濟富裕、環境優美、資源承載、生活便利和公共安全等 6個方面來評價城市是否宜居[1];后者一般是從經濟、環境、交通以及可持續發展幾個方面考慮,如Patricia Annez認為,21世紀的宜居城市應該建立在經濟可持續發展的條件上,同時環境條件和人民生活條件都達到一定的要求[2];另外,城市人居環境的評價方法一般有主觀與客觀兩種方法,前者是通過專家或問卷調查確定城市人居環境的評價指標體系,后者是通過GIS軟件,對大量的數據進行分析計算,確定評價指標體系[3]。為了避免兩種方法各自的缺陷,本論文采用主觀與客觀相結合的評價方法。

2 研究方法與步驟

2.1 數據來源

論文選擇安徽省滁州市作為研究對象。滁州市地處丘陵地帶,地勢起伏大;位于瑯琊山腳下,靠近瑯琊山風景區,人文環境較好。主要采用的數據是滁州市1∶10 000的 DEM數據、滁州市各行政要素分布的矢量數據以及滁州市道路交通網矢量數據。

2.2 指標體系建立

借鑒于國內外專家學者對城市居住適宜性的研究,通過對已有文獻的研究并結合滁州市的實際情況,得出本文的城市居住適宜性評價指標包括以下幾個方面:地形地勢、自然環境、人文環境、生活設施、出行便捷度、安全性和健康性。在該指標層次下分別選擇若干具有代表性的子指標作為詳細的評價指標,如表 1所示。

滁州市居住適宜性的評價指標體系 表 1

2.3 權重計算

目前主要的計算權重的方法有和積法、方根法、特征根法、最小二乘法和對數最小二乘法等幾種[4]。本論文采用的是特征根法計算權重,即 AHP決策分析法。根據AHP方法的原理,在進行指標權重的計算之前,首先需要建立一個判斷矩陣 B;其次,求出判斷矩陣B的最大特征值λmax;第三,利用BW=λmaxW,解出λmax所對應的特征向量W;最后,將W標準化后即為同一層次中,相應于上一層某個因素的相對重要性的排序權值[4]。

計算出的單層排序值是否合理,需要進行一致性檢驗,判斷矩陣一致性檢驗使用公式:

其中,CR為一致性比例,RI為平均隨機一致性指標,如表2所示,CI為一致性指標。

當一致性比例CR≤0.10時,就認為判斷矩陣具有滿意的一致性;否則,就需要調整判斷矩陣,直到滿意為止。一般而言,一階或二階的判斷矩陣總是具有完全一致性的。對于二階以上的矩陣,就要對其進行一致性檢驗[5]。

一階 ～八階平均隨機一致性指標 表 2

2.4 加權計算

在ArcGIS平臺下,對滁州市的DEM數據以及矢量數據進行重分類處理,等級越高表示居住適宜性越好,最后利用加權求和的方法,將AHP確定出的各項評價指標的權重與各項指標重分類的等級數據進行疊加,最后得出滁州市居住適宜性的等級分布圖。

3 應用與分析

3.1 指標權重的確定

根據走訪調查以及綜合專家打分得出滁州居住適宜性評價指標準則層的重要性判斷矩陣,如表 3所示。

準則層指標兩兩判斷矩陣 表 3

根據該矩陣計算出評價體系中準則層各指標權重值。

通過AHP分析方法,計算得出準則層以及各項子指標層的權重信息、一致性檢驗結果,如表 4所示。

各指標權重向量和一致性檢驗 表 4

3.2 相關數據處理

(1)DEM數據的處理

在ARCGIS平臺里,對滁州市DEM數據進行坡度以及地面曲率的提取,并進行重分類。等級越高表示地勢越平坦,居住的適宜性越高,圖 1為提取的地形坡度數據的重分類,等級較低的地區是瑯琊山所在地,地勢起伏較大,地勢最平坦區域分布在滁州市中心區域以及滁河流域,其余地區呈一定規律分布。

同理,對DEM進行地面曲率的提取,并進行重分類。

圖1 滁州市坡度數據的重分類

圖2 污染工廠數據的重分類

(2)行政分布數據的處理

論文采用的數據還有滁州市的行政分布矢量點數據以及滁州市道路網矢量數據。根據評價指標體系,將所有的矢量數據分別進行歐基里得距離制圖,并對得到的數據進行重分類,統一分為 10級,等級越高的表示居住適宜性越高。圖 2為污染工廠的數據重分類的結果,距離污染工廠越遠的區域評價等級越高,居住適宜性越好。

同理,對所有的矢量數據根據要求分別進行距離制圖,然后進行數據重分類,最后得到的都是重分類后并且統一分布在 10級體系中的數據。

3.3 最終數據的處理

重分類后,各個數據集都統一到相同的等級體系(10級)內,且每個數據集中按照適宜性的大小進行賦值。對重分類后生成的各指標數據集進行柵格計算,即對各數據集加權求和,城市居住適宜性數據集的計算公式為:

其中suit代表適宜等級,Wi代表指標權重值,Pi代表所對應的重分類數據圖層。將滁州市人居環境的等級劃分為 5個等級,即最適宜居住、比較適宜、一般適宜、較不適宜、適宜性差 5個等級,并加載上滁州市的道路交通網,結果如圖 3所示。

圖3 滁州市人居環境等級分布圖

4 結 論

論文首先運用層次分析法建立城市居住適宜性評價指標體系并確定各級指標的權重因子,然后在ARCGIS平臺下,通過空間分析生成符合評價指標體系的數據集,對該數據集重新分類后消除量綱的影響,使得各數據之間具有量可比性,最后按照評價模型中的權重對各成本數據進行疊加,生成城市居住適宜性評價專題圖。

分析滁州市人居環境等級分布圖,得出:

(1)適宜居住的區域分布在滁州市市中心部分區域以及滁州高新開發區的某些區域。

(2)滁州市其他區域的居住適宜性等級呈一定規律分布。

實驗結果表明利用主觀與客觀相結合的方法提高了工作效率和評價結果的準確性,為滁州市總體規劃,房地產開發、居民購房以及商業分析提供理論依據和決策支持,城市居民可采用該項技術進行具體條件的設置,分析出符合自己購房需求的最佳區域。

[1] 顧文選,羅亞蒙.宜居城市科學評價標準[J].北京規劃建設,2007(1):7～10

[2] Patricia Annez.Livab le Cities for the 21stCentury[J].Society,1998:45～50

[3] 任學慧,林霞,張海靜等.大連城市居住適宜性的空間評價[J].地理研究,2008,27(3):683～691

[4] 楊永國,秦勇,張冬明.層次分析法及其在煤層氣項目經濟評價中的應用[J].煤田地質與勘探,2001,29(4):19～21

[5] 徐建華.計量地理學[M].北京:高等教育出版社,2006