基于GIS_AHP方法的山地城镇生态格局安全评价研究_以重庆北部新区为例

文章编号：1009-6000(2014)08-0074-05中图分类号：X21 文献标识码：B 基金项目：“十二五”国家科技支撑计划“山地村庄集约化规划与建设关键技术与示范”（编号：2013BAJ11B01)。

作者简介：赵在绪，男，重庆大学建筑城规学院博士研究生；周铁军，男，重庆大学建筑城规学院副院长，山地城镇建设与新技术教育部重点实验室，教授，博士生导师；陈舒一郎，男，浙江省城乡规划设计研究院助理规划师；毛有粮，男，中国城市规划设计研究院西部分院助理规划师。

摘要：我国山地城镇分布广泛，自然地理条件复杂多变，是生态环境灾害多发区。

生态格局安全评价对于山地城镇生态建设和防灾减灾意义重大。

基于此，本文回顾并总结了国内外生态安全评价研究现状和建设进展，并针对山地特殊的条件，利用GIS 与AHP 相结合的技术方法对重庆市北部新区进行生态格局安全评价研究，得出四级结果及其比例，并以图示形式量化表达，在此基础上提出了适应性的规划调整策略，期待其对山地城镇生态建设研究起到抛砖引玉之效果。

关键词：GIS；AHP；山地城镇；生态格局；安全评价Abstract: Mountainous towns are widely distributed in China with complex natural conditions. Also, ecological disruption and environmental disasters in these towns are ubiquitous. Naturally, ecological pattern safety assessment is of great significance for ecological construction and disaster prevention in mountainous towns. Based on this, the article reviews present status and progress of research on ecological safety assessment at home and abroad. By using GIS and AHP method, the article would assess ecological pattern safety of Chongqing New North Zone (CNNZ) in the light of special conditions of mountainous towns. At the same time, some adaptive adjustment methods would be raised to improve ecological construction and planning research of mountainous towns.Key words: GIS;AHP;mountainous towns;ecological pattern;safety assessment基于ＧＩＳ－ＡＨＰ方法的山地城镇生态格局安全评价研究——以重庆北部新区为例Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｍｏｕｎｔａｉｎｏｕｓ　Ｔｏｗｎｓ’　Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｐａｔｔｅｒｎ　Ｓａｆｅｔｙ　Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＧＩＳ－ＡＨＰ　Ｍｅｔｈｏｄ：Ａ　Ｃａｓｅ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｎｅｗ　Ｎｏｒｔｈ　Ｚｏｎｅ　（ＣＮＮＺ） 赵在绪　周铁军 陈舒一郎 毛有粮ＺＨＡＯ　Ｚａｉｘｕ　ＺＨＯＵ　Ｔｉｅｊｕｎ　ＣＨＥＮ　Ｓｈｕｙｉｌａｎｇ　ＭＡＯ　Ｙｏｕｌｉａｎｇ０　引言生态安全评价是生态安全的核心问题[1]，其研究主要体现在评价指标体系和评价方法两个方面[2]。

现阶段国内外尚无统一的生态安全评价指标体系，国外研究主要包括生态风险评价[3-11]；国内学者则从不同角度、不同区域进行了生态评价指标体系的研究[12-15]。

在评价方法方面，目前相关研究还处在实践和探索阶段，主要方法有以下几种：模糊综合评判法、PSR 模型法、综合指数法、层次分析评价法、生态模型方法和景观生态学方法等。

但目前生态安全评价研究主要集中在国家、区域尺度上，且集中生态与环境│ECOLOGY AND ENVIRONMENT表１　北部新区生态格局安全评价指标ＡＨＰ模型总目标层 目标要素层因素层 指标因子层因子权重自然限定要素 地形因素（C 1）高程（D 11） 0.066 （B 1） 0.10 坡度（D 12） 0.034 0.25 地貌因素（C 2） 土壤类型（D 21） 0.03 0.03水文要素（C 3） 河流水系（D 31） 0.05 0.05工程地质因素（C 4）地质灾害（D 41） 0.070.07生态敏感性要素 生态因素（C 5） 林地、园地、草 0.136（B 2） 0.25 地（D 51）城镇生态格0.25 未利用土地（D 52）0.114局安全评价 农田保护因素（C 6） 基本农田（D 61） 0.043（A） 0.07 一般农田（D 62） 0.0271.0 生态保护要素 自然保护区及风景 专门制定的各级自 0.065 （B 3） 名胜区因素（C 7） 然保护区范围 0.3 0.13 （D 71） 各级风景名胜区范 0.065 围（D 72） 饮用水源保护 水库水面（D 81） 0.05 因素（C 8）0.1 专门划定的水源 0.05 保护区（D 82） 社会经济要素 城镇建设因素（C 9） 建设用地面积（D 91）0.085 （B 4） 0.12 建设用地违规比(D 92) 0.035 0.2 交通游憩因素(C 10) 交通游憩廊道(D 101) 0.080.08图2 北部新区区位资料来源：作者自绘。

图1 研究框架及流程资料来源：作者自绘。

于单一或横向比较[16]，缺乏针对山地城镇内部生态格局安全的考量。

因此，本文以重庆市北部新区为例，首先梳理山地城镇生态格局安全影响因子，并借助AHP 分析方法，建立生态格局安全评价模型及指标体系；其次，利用GIS 空间分析功能，综合分析各因子对北部新区生态格局安全的影响；最后，通过因子加权叠加法总结得出重庆市北部新区的生态格局安全评价结果，并提出用地等调整建议(图1)。

以期为城镇生态建设和城乡规划的编制和管理提供科学的借鉴和指导。

１　研究对象及方法１．１　研究区域概况重庆北部新区（下称北部新区）位于重庆市主城区（图2），长江、嘉陵江环绕，南临主城渝中半岛，北靠江北国际空港，西与重庆市大学城、重庆北碚国家大学科技园相连，是典型的山地城镇。

幅员面积136.6km 2，规划人口65万人。

该区地理位置优越，交通发达便捷，社会经济发展迅猛。

但生态环境问题也不断增加，生态安全受到威胁，生态系统恢复再生能力下降。

因此，研究北部新区生态格局安全对于促进该区生态建设，完善城镇生态系统功能从而为社会发展提供安全的环境具有重要的意义。

１．２　数据来源与处理本次研究所使用的数据包括：北部新区2011年Landsat-7 ETM 影像数据，相关年份土地利用现状图、地形地貌图、土壤植被分布图、行政区划图，并获取了其他自然地理基础资料和野外样点调查资料。

数据处理平台包括Erdas Imagine 9.2、Arcgis 10.0。

首先用Erdas Imagine 9.2对研究区域2011年的遥感影像进行分类解译，而后导入Arcgis 10.0中，以150m×150m 栅格矢量数据作为数据综合的平台，获取和表现重庆北部新区生态用地、水域、建设用地等土地利用类型，便于实现影像的空间分析。

１．３　ＧＩＳ－ＡＨＰ方法本文GIS-AHP 的分析研究方法是综合GIS 和AHP 两种分析方法的特长，将二者相结合应用于城镇生态格局安全评价研究，充分发挥AHP 灵活方便、简洁实用、多准则定性与定量相结合的特点和GIS 海量数据存储、管理、查询分析功能及快速高效的优势，有效地利用地形、土壤、水文和植被等生态因子的空间数据，构建响应西南山地城镇特征的评价指标体系，对其生态格局安全进行科学合理的评价，其方法步骤如下：首先，确定城镇生态格局安全评价的基本目标及尺度，并在此基础上进行基础资料收集和数据整理工作，基于AHP 分析方法，确定北部新区生态格局安全评价指标体系及指标权重；其次，利用GIS空间分析技术进行生态格局安全指标因子进行分析评价，主要包括地形地貌、水文地质、城镇建设等的分析评价，从而得出各指标因子对于北部新区生态格局安全影响作用；再者，进行生态格局安全综合评价，综合运用GIS空间叠加功能以及因子加权叠加方法，对指标因子评价结果进行加权计算与分析，最后得出图示化直观的评价结果。

２　数据分析２．１　基于ＡＨＰ的生态格局安全评价要素指标体系及权重本文从人—社会—生态系统的角度出发，参考《生态环境状况评价技术规范（试行）（HJT192—2006）》，采用德尔菲法确定北部新区生态格局安全指标因子。

首先，根据城镇系统的复杂性，选择地理学、生态学、建筑学、社会学领域的共计40位专家学者为咨询组；然后设计详细问卷并连同背景资料一同发给每位专家；再者，回收问卷，进行意见归纳和统计处理，并根据结果优化问卷；最后，将整理优化后的问卷重新发给相关领域的20位专家，人手一份，最终收回19份，回收率为95.0%，有效问卷19份。

在参考已有研究成果[12-15，20-21]的基础上，通过分析比较得到影响山地城镇生态格局安全的要素主要包括自然限定要素、生态敏感性要素、生态保护要素和社会经济要素4个层面16个指标因子。

利用AHP方法将上述因素统筹安排，形成由若干相互联系、相互补充，具有层次性和结构性的指标构成的有机系列。

指标因子权重的确定则采用AHP与德尔菲（又称专家调查法）相结合的方法，构造比较矩阵，判断矩阵是用来表示每一层中各元素的相对重要性，即针对上一层次指标，本层次各元素两两比较的相对重要性，用数值表达就构成一个判断矩阵。

其一般形式如公式（1）所示：（1）公式（1）中：A表示判断矩阵；a ij表示某层因素i与因素j比较得到的标度，满足a ij=l/a ij，a ij=1；通过上述方法，最终得出北部新区生态格局安全评价指标体系AHP模型及权重（如表1所示）。

２．２　基于ＧＩＳ的生态格局安全指标因子评价在构建重庆北部新区数字高程模型(DEM)的基础上，以150m×150m为评价单元，利用GIS的空间分析等功能，提取北部新区相关数据，分析评价各单因子对于北部新区生态格局安全的敏感程度，图3 高程敏感性分析 图4 坡度敏感性分析资料来源：作者自绘。