滁州市居住環(huán)境等級評價研究

潘玲玲,楊永國,嚴(yán)大思

(中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院,江蘇徐州 221116)

1 引 言

城市居住環(huán)境是指人類生活和居住的環(huán)境,城市發(fā)展的目標(biāo)就是構(gòu)建出一個社會、人文環(huán)境都和諧的居住環(huán)境,但是一個和諧的人居環(huán)境在選擇時要考慮多種因素。國內(nèi)外學(xué)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(huán)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(jīng)濟富裕、環(huán)境優(yōu)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(jīng)濟、環(huán)境、交通以及可持續(xù)發(fā)展幾個方面考慮,如Patricia Annez認(rèn)為,21世紀(jì)的宜居城市應(yīng)該建立在經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的條件上,同時環(huán)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(huán)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(diào)查確定城市人居環(huán)境的評價指標(biāo)體系,后者是通過GIS軟件,對大量的數(shù)據(jù)進行分析計算,確定評價指標(biāo)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(jié)合的評價方法。

2 研究方法與步驟

2.1 數(shù)據(jù)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(fēng)景區(qū),人文環(huán)境較好。主要采用的數(shù)據(jù)是滁州市1∶10 000的 DEM數(shù)據(jù)、滁州市各行政要素分布的矢量數(shù)據(jù)以及滁州市道路交通網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)。

2.2 指標(biāo)體系建立

借鑒于國內(nèi)外專家學(xué)者對城市居住適宜性的研究,通過對已有文獻的研究并結(jié)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(biāo)包括以下幾個方面:地形地勢、自然環(huán)境、人文環(huán)境、生活設(shè)施、出行便捷度、安全性和健康性。在該指標(biāo)層次下分別選擇若干具有代表性的子指標(biāo)作為詳細(xì)的評價指標(biāo),如表 1所示。

滁州市居住適宜性的評價指標(biāo)體系 表 1

2.3 權(quán)重計算

目前主要的計算權(quán)重的方法有和積法、方根法、特征根法、最小二乘法和對數(shù)最小二乘法等幾種[4]。本論文采用的是特征根法計算權(quán)重,即 AHP決策分析法。根據(jù)AHP方法的原理,在進行指標(biāo)權(quán)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(yīng)的特征向量W;最后,將W標(biāo)準(zhǔn)化后即為同一層次中,相應(yīng)于上一層某個因素的相對重要性的排序權(quán)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(biāo),如表2所示,CI為一致性指標(biāo)。

當(dāng)一致性比例CR≤0.10時,就認(rèn)為判斷矩陣具有滿意的一致性;否則,就需要調(diào)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(biāo) 表 2

2.4 加權(quán)計算

在ArcGIS平臺下,對滁州市的DEM數(shù)據(jù)以及矢量數(shù)據(jù)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(quán)求和的方法,將AHP確定出的各項評價指標(biāo)的權(quán)重與各項指標(biāo)重分類的等級數(shù)據(jù)進行疊加,最后得出滁州市居住適宜性的等級分布圖。

3 應(yīng)用與分析

3.1 指標(biāo)權(quán)重的確定

根據(jù)走訪調(diào)查以及綜合專家打分得出滁州居住適宜性評價指標(biāo)準(zhǔn)則層的重要性判斷矩陣,如表 3所示。

準(zhǔn)則層指標(biāo)兩兩判斷矩陣 表 3

根據(jù)該矩陣計算出評價體系中準(zhǔn)則層各指標(biāo)權(quán)重值。

通過AHP分析方法,計算得出準(zhǔn)則層以及各項子指標(biāo)層的權(quán)重信息、一致性檢驗結(jié)果,如表 4所示。

各指標(biāo)權(quán)重向量和一致性檢驗 表 4

3.2 相關(guān)數(shù)據(jù)處理

(1)DEM數(shù)據(jù)的處理

在ARCGIS平臺里,對滁州市DEM數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的重分類,等級較低的地區(qū)是瑯琊山所在地,地勢起伏較大,地勢最平坦區(qū)域分布在滁州市中心區(qū)域以及滁河流域,其余地區(qū)呈一定規(guī)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(shù)據(jù)的重分類

圖2 污染工廠數(shù)據(jù)的重分類

(2)行政分布數(shù)據(jù)的處理

論文采用的數(shù)據(jù)還有滁州市的行政分布矢量點數(shù)據(jù)以及滁州市道路網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)。根據(jù)評價指標(biāo)體系,將所有的矢量數(shù)據(jù)分別進行歐基里得距離制圖,并對得到的數(shù)據(jù)進行重分類,統(tǒng)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(shù)據(jù)重分類的結(jié)果,距離污染工廠越遠的區(qū)域評價等級越高,居住適宜性越好。

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

3.3 最終數(shù)據(jù)的處理

重分類后,各個數(shù)據(jù)集都統(tǒng)一到相同的等級體系(10級)內(nèi),且每個數(shù)據(jù)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(biāo)數(shù)據(jù)集進行柵格計算,即對各數(shù)據(jù)集加權(quán)求和,城市居住適宜性數(shù)據(jù)集的計算公式為:

其中suit代表適宜等級,Wi代表指標(biāo)權(quán)重值,Pi代表所對應(yīng)的重分類數(shù)據(jù)圖層。將滁州市人居環(huán)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(wǎng),結(jié)果如圖 3所示。

圖3 滁州市人居環(huán)境等級分布圖

4 結(jié) 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(biāo)體系并確定各級指標(biāo)的權(quán)重因子,然后在ARCGIS平臺下,通過空間分析生成符合評價指標(biāo)體系的數(shù)據(jù)集,對該數(shù)據(jù)集重新分類后消除量綱的影響,使得各數(shù)據(jù)之間具有量可比性,最后按照評價模型中的權(quán)重對各成本數(shù)據(jù)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(huán)境等級分布圖,得出:

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

(2)滁州市其他區(qū)域的居住適宜性等級呈一定規(guī)律分布。

實驗結(jié)果表明利用主觀與客觀相結(jié)合的方法提高了工作效率和評價結(jié)果的準(zhǔn)確性,為滁州市總體規(guī)劃,房地產(chǎn)開發(fā)、居民購房以及商業(yè)分析提供理論依據(jù)和決策支持,城市居民可采用該項技術(shù)進行具體條件的設(shè)置,分析出符合自己購房需求的最佳區(qū)域。

[1] 顧文選,羅亞蒙.宜居城市科學(xué)評價標(biāo)準(zhǔn)[J].北京規(guī)劃建設(shè),2007(1):7～10

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

[3] 任學(xué)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(jīng)濟評價中的應(yīng)用[J].煤田地質(zhì)與勘探,2001,29(4):19～21

[5] 徐建華.計量地理學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2006