基于CA的城乡结合部农村居民点用地整理适宜性评价研究

论文摘要

农村居民点用地整理是缓解用地供需矛盾,拓展城市和农业发展空间,改善农村居民生产生活条件的重要途径。据统计2006年末我国农村居民点用地总面积16.4万平方公里,接近于河南省的总面积,人均用地185平方米,远远超过国家标准,村镇建设用地总量达到城市的4.6倍,对农村利用不充分的农村居民点用地进行综合整治,提高土地利用率意义重大。开展农村居民点用地整理必须有相关政策和规划的指导,而开展农村居民点用地整理适宜性评价是制定相关政策和规划的基础性工作。文章从研究农村居民点用地整理适宜性评价理论内涵和农村居民点用地整理发展趋势出发,充分借鉴国内外开展农村居民点用地整理的理论、方法和成熟经验,在明确城乡结合部土地利用特征的基础上,界定了城乡结合部农村居民点用地整理的三种主要整理方向,构建了开展农村城乡结合部居民点用地整理适宜性评价的分析框架,提出了基于生态位矢量元胞自动机（CA）的评价模型,并在ARCGIS9.2平台上创建了评价信息系统。在实证研究中以连云港为例,对连云港市市区内分布的农村居民点用地进行了整理适宜性评价研究。文章认为农村居民点用地整理适宜性评价作为土地评价的一种,指农村居民点用地整理方向和模式对土地条件的要求逐个与土地资源类型的性质相互匹配并确认其适宜性的过程。农村居民点用地整理适宜性评价结果具体时点性、空间分异性和可比性的特点。时点性指评价结果反映某特定时间点的整理适宜性,随着时间的不断延续,适宜性结果会不断发生变化;空间分异性指评价结果会由于被评价地块的空间分布不同而得出不同的评价分值;可比性指由于地块的空间分布差异导致的评价分值不同,使不同地块的适宜性评价结果具有可比性,这也是适宜性分级的基础。文章对城乡结合部地区农村居民点用地整理模式进行分析,认为城乡结合部农村居民点将来发展的方向呈现三种格局:一是由于离城市较近,部分现有的农村居民点将直接转化为城市用地,居住在其中的农村居民将成为城镇居民;二是目前规模较小、布局比较分散的农村居民点,通过几个村庄合并建设成中心村或者向现有中心村集中的方式建设新农村,而原有用地可直接整理为农用地;三是现有用地规模比较大的中心村、重点村,在归并周围零散村庄的基础上,进行重新规划、改造成现代化的新农村。文章同时认为在建立评价模型之前,有必要对农村居民点用地整理的驱动因素进行分析。农村居民点用地整理的驱动因素分为内部驱动因素和外部驱动因素。外部驱动因素主要体现在农村居民点用地整理主体观念变化,包括农户主体的风俗习惯、认知的改变,地方政府和中央政府主体法律、法规、政策的不断变迁等,由于当前农户主体的风俗习惯、认知处于转型期的巨变时段,中央政府和地方政府主体针对农村居民点用地整理提出的相关政策处于试点和起步阶段,利用过去的数据分析农村居民点用地整理的外部驱动因素对于目前农村居民点用地整理的指导性不强。文章着重分析农村居民点用地整理的内部驱动因素,因为农村居民点发生变化与否、变化的去向在基础上取决于农村居民点内部因素。而农村居民点用地整理适宜性评价的本质也是在不考虑经济发展趋势、技术进步、政策变迁的情况下,根据农村居民点用地自然条件、区位条件等内部因素,分析存量农村居民点用地对不同土地用途的相对适宜程度。决策部门则可通过评价结果,综合考虑政策、经济保障能力等外部因素,来具体确定整理地块及其整理方向。文章构建了基于生态位矢量CA的评价模型,地理CA通常针对栅格数据,由于目前可供利用的基础图件多为矢量图件,研究基于矢量数据的CA模型具有较强的现实意义。生态位理论是生态学中的一个重要理论,是指在生物群落或生态系统中,每一个物种都拥有自己的角色和地位。也就是说一物种只能生活在确定的环境条件范围内,利用特定的资源,甚至只能在适宜的时间里生存与发展。生态位理论告诉我们,两个物种（生态元）的生态位重叠越多,竞争越激烈,竞争的结果是优胜劣汰。考虑到目前我国城乡结合部农村居民点用地整理按布局调整可分为三种模式,即三种整理方向:依次为整理形成农用地、拆迁转化为城市用地及原地改造。引入“生态位”,可以给每一个农村居民点用地元胞赋予不同的“生态位”:包括“农业发展生态位”、“城市发展生态位”、“原地改造生态位”。根据不同的整理目标,元胞的各个“生态位”相应“贡献”不同的作用。元胞之间通过优胜劣汰的生物竞争方式反映农村居民点用地整理的适宜性。“生态位”较高的元胞具有较强的整理适宜性。在“生态位”CA的转换规则中元胞在t时刻农村居民点用地整理的适宜程度与元胞在不同整理模式下向不同土地使用方向转变的生态位适宜度、元胞外部的约束条件和邻居元胞对中心元胞的影响力相关。文章依据此思路分别构建了向农用地、城市用地以及原地改造不同整理方向的转换规则,并在统筹备业用地需求的情况下构建了可提供实际决策依据评价模型的转换规则。在此基础上,结合CA模型的技术特点,采用地理信息系统软件ArcGIS9.2作为数据处理平台,利用VBA开发技术,设计并开发了实用数据可视化软件——基于生态位矢量CA的农村居民点用地整理适宜性评价信息系统（NVCA—RRSES）。文章针对连云港市的实证研究,驱动因素从分析结果可以看出农村居民点用地变化跟农村居民点所在单元的高程、距离城市中心的距离、土壤有机质含量和农民人均纯收入等因子相关性较大;农村居民点用地减少受农村居民点所在单元的高程、距离城市中心的距离、距离道路的距离、土壤有机质含量和地均国内生产总值的影响很大。农村居民点用地整理中向城市用地、农村地转变的整理方向都意味着农村居民点用地的减少,在建立CA模型确定转换规则时,本文对这些因素进行了重点考虑。本文同时运用评价信息系统分类对向农用地、城市用地、原地改造和统筹各业用地需求前提下向农用地整理方向的适宜性进行评价,并以连云港市区2007-2009年挂钩项目已经确定的整理地块作为统筹各业用地需求前提下向农用地整理方向适宜性评价结果的检验标准,检验结果令人满意。文章最后介绍了评价结果的具体应用方法,认为在成果运用中应尊重农村居民意愿,要充分考虑资金保障水平,并注意权属调整问题,在具体操作中应考虑行政措施、计划措施和其他措施的结合运用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 导论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 研究的目的与意义
• 1.2.1 研究目的
• 1.2.2 研究意义
• 1.3 研究的主要内容
• 1.4 研究的方法与技术路线
• 1.4.1 研究方法
• 1.4.2 技术路线
• 1.5 可能的创新
• 第2章 研究进展
• 2.1 土地整理研究进展
• 2.1.1 国外及台湾地区土地整理研究进展
• 2.1.2 国内土地整理研究进展
• 2.2 农村居民点整理研究进展
• 2.3 土地评价研究进展
• 2.3.1 国外土地评价研究进展
• 2.3.2 国内土地评价研究进展
• 2.4 CA研究进展
• 2.5 简要评述
• 第3章 相关概念界定与基础理论
• 3.1 农村居民点用地整理适宜性评价相关概念界定
• 3.1.1 土地整理
• 3.1.2 农村居民点
• 3.1.3 农村居民点用地整理
• 3.1.4 农村居民点用地整理适宜性评价
• 3.2 农村居民点用地整理适宜性评价与整理潜力评价的关系辨析
• 3.3 农村居民点用地整理适宜性评价基础理论
• 3.3.1 可持续发展理论
• 3.2.2 产权理论
• 3.2.3 区位理论及区位整体理论
• 3.2.4 聚落地理学理论
• 3.2.5 生态位理论
• 第4章 城乡结合部区域的农村居民点用地整理适宜性评价体系构建
• 4.1 城乡结合部土地利用特征分析
• 4.1.1 城乡结合部的特征
• 4.1.2 城乡结合部土地利用特征
• 4.1.3 城乡结合部农村居民点用地特征分析
• 4.1.4 城乡结合部农村居民点用地整理必要性分析
• 4.2 城乡结合部农村居民点用地整理模式分析
• 4.2.1 农村居民点用地整理模式
• 4.2.2 新农村建设理念在农村居民整理布局调整中的体现
• 4.2.3 农村居民点用地整理方向决策
• 4.3 城乡结合部开展农村居民点用地整理的主要约束因素分析
• 4.3.1 法规政策的约束
• 4.3.2 资金的约束
• 4.3.3 规划的约束
• 4.3.4 利益分配的约束
• 4.3.5 配套制度建设滞后
• 4.4 城乡结合部农村居民点用地整理的驱动因素分析
• 4.4.1 农村居民点用地整理的外部驱动因素分析
• 4.4.2 农村居民点用地整理的内部驱动因素分析
• 4.5 评价指标体系构建
• 4.6 农村居民点用地整理的驱动力分析
• 4.6.1 驱动力分析所选相关因子
• 4.6.2 驱动力分析方法
• 4.7 城乡结合部农村居民点用地整理适宜性评价的原则
• 4.8 城乡结合部农村居民点用地整理适宜性评价方法研究
• 4.8.1 评价单元确定
• 4.8.2 适宜性评价方法
• 4.8.3 评价等级划分方法
• 4.9 评价分析框架
• 第5章 基于生态位矢量CA的农村居民点用地整理适宜性评价模型构建研究
• 5.1 矢量CA定义
• 5.2 生态位矢量CA定义
• 5.2.1 农村居民点元胞"生态位"及元胞生态位适宜度定义
• 5.2.2 "生态位"CA的转换规则
• 5.3 农村居民点用地整理形成农用地转换规则选定
• 5.3.1 农村居民点用地整理形成农用地影响因素选择
• 5.3.2 农村居民点用地整理形成农用地转换规则
• 5.4 农村居民点用地整理形成城市用地转换规则
• 5.4.1 农村居民点用地整理形成城市用地影响因素选择
• 5.4.2 农村居民点用地整理向城市用地转换规则选定
• 5.5 农村居民点用地原地改造转换规则
• 5.5.1 农村居民点用地整理原地改造影响因素选择
• 5.5.2 农村居民点用地原地改造转换规则选定
• 5.6 统筹各业用地需求农村居民点用地整理转换规则
• 第6章 基于生态位矢量CA的农村居民点用地整理适宜性评价软件编程介绍
• 6.1 NVCA—RRSES整体设计
• 6.1.1 目标分析
• 6.1.2 数据分析
• 6.1.3 业务功能分析
• 6.1.4 开发平台分析
• 6.1.5 运行环境分析
• 6.2 NVCA—RRSES的实现
• 6.2.1 系统结构设计
• 6.2.2 系统开发技术
• 第7章 以连云港市为研究区域的实证
• 7.1 区域概况
• 7.1.1 自然条件状况
• 7.1.2 农村经济现状
• 7.2 农村居民点用地利用现状及主要存在问题
• 7.2.1 人均基础设施建设成本高
• 7.2.2 人均占地严重超标,建筑容积率低
• 7.2.3 建筑杂乱,居住环境恶劣
• 7.2.4 "空心村"现象普遍
• 7.2.5 生产与生活双重性明显,不利于居民点用地的功能分区
• 7.2.6 村庄整理任务艰巨,短时间内难有明显的效果
• 7.3 农村居民点用地变化驱动力分析
• 7.3.1 因素因子选择
• 7.3.2 数据来源与处理
• 7.3.3 结果与分析
• 7.3.4 小结
• 7.4 基于生态位矢量CA的农村居民点用地整理适宜性评价
• 7.4.1 连云港市区农村居民点用地整理形成农用地适宜性评价研究
• 7.4.2 连云港市区农村居民点用地整理形成城市用地适宜性评价研究
• 7.4.3 连云港市区农村居民点用地整理原地改造适宜性评价研究
• 7.4.4 统筹各业用地需求的农村居民点用地整理适宜性评价
• 第8章 结论和研究展望
• 8.1 主要结论
• 8.2 主要不足之处
• 8.3 评价结果应用方法
• 8.4 研究展望
• 参考文献
• 攻读学位期间参与课题及发表的相关论文
• 致谢