基于GIS的镇域乡村聚落空间分布特征分析

基于GIS的镇域乡村聚落空间分布特征分析 摘要：本文以乡村聚落地理学的理论和方法为基础，选择位于广州市边缘区的江高镇为研究对象，利用全镇域的卫星遥感地图，先用密度分析功能，分析出江高镇乡村聚落的总体分布特征；通过缓冲区分析等手段，探究江高镇各村落沿城镇、河流、交通路线的分布规律，利用SPSS软件对圩镇、河流、交通线路等变量相关分析，得出各变量对乡村聚落分布的影响程度。研究发现：（1）交通线路、河流等因素对乡村聚落的分布影响较强，相关系数较大；（2）圩镇对乡村聚落的辐射能力有限，对乡村聚落的辐射影响仅限于一定范围，随着中心圩镇规模的扩大，对乡村聚落的分布和扩张影响将加强；（3）铁路、高速公路等对乡村聚落的分布影响不明显，且对乡村聚落的扩张起阻隔作用。

关键词：乡村聚落、分布特征、GIS、密度分析、缓冲分析，相关分析 中图分类号：K901.2 文献标志码：A 1引言 近年来，随着我国新农村建设的推进，乡村发展问题日益引起学界的重视，乡村聚落地理学逐渐成为研究热点。国内外学者对乡村聚落的研究主要集中在聚落体系、聚落规模、聚落形态、聚落分布区位因素分析、聚落内部空间结构以及聚落空间演化等领域。 部分学者重视乡村聚落区位研究，关注乡村聚落的分布位置、特征以及影响乡村聚落分布的主要因素等。如冯文兰等利用ArcGIS空间分析方法，对岷江上游的乡村聚落集聚特征作了定量化研究，乡村聚落沿水源、交通等因素的分布规律；马利邦，郭晓东采用景观格局分析和ArcGIS空间分析相结合的方法对黄土丘陵区乡村聚落的时空分布格局进行分析，高程、河流、交通等因素对乡村聚落分布的影响；单勇兵等利用ArcGIS软件对空间分析模块对徐州地区乡村聚落的空间分布格局进行了定量化分析，得出乡村聚落沿水系、道路的分布特征。当今的对乡村聚落分布的研究关注的影响因素不再集中于自然因素，而是结合城镇化、基础设施完善、市场发展、地域文化等因素进行综合分析；李全林等运用密度分析工具，对苏北地区的乡村聚落分布格局进行研究，从宏观上总结出乡村聚落的分布特征。这些研究都重视arcgis空间分析工具的运用，重点分析水系、地形、交通等因素对乡村聚落的影响，但没有对这些因素的对乡村聚落分布的影响程度以及两个因素的综合影响进行比较。 另有部分学者关注乡村聚落空间结构的变化，认为乡村聚落空间结构的变化是由城市化进程的不断推进引起的，体现了社会经济的变迁过程。邢谷瑞对城市化进程中乡村聚落的空间演变进行了分析，得出了城市化进程中乡村聚落空间演变的类型和特征；范少言等在分析我国乡村发展背景的基础上，对乡村聚落的空间结构作出了研究。 目前学术界的研究主要对山地、丘陵区的乡村聚落进行分布特征和形态结构分析，很少涉及到发达城市地?^周边乡村聚落的分布特征研究。随着社会经济的发展，工业化、城镇化对乡村聚落分布的影响将进一步增大，基础设施、市场发展、地域文化等逐渐成为影响乡村聚落分布的主导因素，而地形等因素将降于次级地位。本研究基于此背景，对位于广州大城市边缘区的江高镇乡村聚落分布特征进行研究，运用核密度分析法以及缓冲分析法，探讨江高镇乡村聚落的总体分布特征以及交通线路、圩镇、河流等因素对乡村聚落分布的影响，并用SPSS软件进行相关系数分析各因素与乡村聚落分布的相关程度。 2研究区域概况 江高镇位于广州市白云区，面积96平方千米，常住人口为164401人，辖区内共有10个居民委员会，以及35个行政村。镇域内地势低平，南面临流溪河，西面临巴江河，属于珠江三角洲冲积平原和山前残丘分布区，平均海拔仅2-7.5米。作为近郊农业镇，江高镇既受广州大城市的辐射影响，同时也保留着近郊农业乡村聚落的传统特征。 现今的江高镇由原江高镇和原神山镇在2004年合并而成，两镇合并后原神山镇改称为江高镇神山管理区。由于两镇合并时间较短，相互之间地域观念的融合尚未形成，因此本文在进行城镇辐射对乡村聚落分布的影响研究时对其分作两个独立的村镇体系进行研究。根据行政级别、历史传统、乡村聚落的面积大小等因素，将江高镇的乡村聚落划分为三个等级，第一等级为自然村，第二等级为行政村，第三等级为城镇。第一等级的聚落共有101个，第二等级共34个，第三等级共2个。具体情况如表1所示。 3研究方法与数据采集及处理 3.1研究方法 本文在研究过程中，选用缓冲区分析法分析乡村聚落的空间分布特征。先对卫星遥感图进行人工解译，然后对河流、聚落、交通线路等进行矢量化，以城镇、河流、交通线路为中心，分别作城镇、河流、交通线路缓冲区分析，计算缓冲区范围内的聚落点的个数以及聚落的斑块面积。探讨城镇、河流、交通线路等影响因子对乡村聚落居民点分布特征的影响程度。 3.2数据采集及处理 本文采用2012/2013年的江高镇卫星遥感图像，对图像进行几何校正、坐标配准以及解译、矢量化处理。具体处理过程包括：提取江高镇各乡村聚落的用地边界，建成乡村聚落用地图层；利用ArcGIS软件中的featureto point工具，提取各乡村聚落的中心点；提取江高镇域内公路、铁路等交通线，建立交通线图层；提取河流信息，建立河流图层。 4乡村聚落空间分布特征 4.1乡村聚落总体分布特征 利用Arcgis9.3软件中的feature to point模块，提取聚落斑块的中心点，采用Kemel方法生成江高镇地区乡村聚落分布的密度图，得出江高镇乡村聚落总体分布特征如下： （1）江高镇域内乡村聚落的平均密度为1.43个/km2，整体分布较为密集； （2）空间分布总体呈现“中部密集，南北稀疏”的格局，存在明显的空间差异性； （3）江高镇地区的乡村聚落分布存在显著的沿交通线分布的特征，在一般的公路经过的地方，居民点的分布要比远离公路的地区密集；但在高速公路两侧、京广铁路两侧乡村聚落的分布较为稀疏； （4）河流沿岸，居民点分布密集，且沿河呈条带状分布。 4.2乡村聚落缓冲分布特征 4.2.1沿圩镇缓冲区分布特征 根据克里斯泰勒中心地理论，村落之间地理位置优越的地方会形成商业贸易集散中心，进而发展成城镇甚至城市。农村商业贸易中心即圩镇，其对周边乡村聚落产生辐射作用，影响周边乡村聚落的分布和扩张。受圩镇规模大小以及交通便利程度的影响，圩镇对乡村聚落的辐射作用限于一定范围之内。 现江高镇由原江高镇和原神山镇合并而成，在镇域南部和北部各有一个圩镇，分别为两个相对独立的村镇体系。原江高镇圩镇位于南部流溪河北岸，神山圩镇位于中北部。根据距离与历史沿革，将乡村聚落划分为两个村镇体系，即原江高村镇体系和原神山村镇体系。 数据表明，乡村聚落的分布数量与城镇的距离呈正对数非线性关系，标准系数为0.9；乡村聚落的分布数量与城镇的距离相关系数为0.4，显著性水平为0.3，相关程度不大。随着与城镇距离的增加，乡村聚落的分布呈先增后减的趋势。根据乡村聚落数量变化趋势，可知本区两个圩镇的辐射影响范围是4000千米左右，在这个距离范围内，乡村聚落数量多、规模大、分布密集，圩镇附近的乡村聚落，与圩镇公路相连，共用基础设施，加之新建成的工业区多建在圩镇与附近村落之间，填补了圩镇与村落之间的空白，使圩镇附近的村落逐渐与圩镇连成一片，聚落空间紧凑。在这个范围外，交通落后，人口较少，圩镇的辐射能力弱，所以乡村聚落数量少、规模小、分布分散。 大城市边缘区相比于中心区，低价低廉，可利用土地广，外来人口密集，劳动力充足，成为劳动密集型产业的承接地。随着商品经济的发展以及城镇建设的推进，由于拥有便捷的交通以及充足的建设用地，两个圩镇附近建成规模较大的工业区，如神山工业区、江高镇私企区等，新工业区的建成为两个圩镇添加了新职能，使两个圩镇的辐射能力加强。随着工业化和城镇化进程的加快，两个圩镇之间大量耕地将成为城镇建设用地，乡村聚落分布特征将进一步改变。 4.2.2沿交通线路缓冲区分布特征 交通运输用地是乡村聚落景观斑块之间和乡村聚落景观与其它类型景观进行物质和信息传递的景观廊道。交通通过改变乡村聚落的交通区位，使其空间分布产生影响。聚落的分布形态，直接影响着交通流量和交通线路的走向，交通线路的分布格局会改变聚落空间分布结构。随着乡村地区交通基础设施不断完善，深刻影响着乡村聚落的空间布局。对截获的遥感地图提取信息，进行矢量化，提取县级以上的主要公路，建立交通线图层。对提取的公路图层建立缓冲区，缓冲区范围是：300m以下、300m-600m、600m-900m、900m-1200m，分别计算每个缓冲区范围内的乡村聚落板块数量、斑块面积、斑块面积占景观比重以及平均斑块面积等。 公路缓冲区300m范围内是聚落集中的地方，随着与公路距离的增加，聚落数量减少，聚落面积随之减少，说明大部分乡村聚落居民点离主要交通线较近，公路的布局直接影响着聚落的空间分布格局。分布在交通线附近的村庄，对外联系方便，人员往来密集，人口规模较大，经济结构多样，居民生活水平较高；远离交通线的地区，居民点数量较少，空间分布比较分散，规模较小。 根??spss的软件的统计结果，乡村聚落的数量与公路的距离呈负相关关系，相关系数为-0.989，显著性水平为0.005，相关系数大，显著性水平低，交通线路因素对乡村聚落的分布影响密切。不同级别和类型的交通线路对乡村聚落的分布影响程度不同。与国道、省道、县级公路、村镇公路等距离越近，乡村聚落数量越多；与高速公路、铁路等交通线距离越小，乡村聚落数量越少；铁路、高速公路等大型运输线路，不会对居民的就近出行提供方便，对区域联系起切割作用，不利于小范围内的物质和信息传递以及乡村聚落的空间扩张。乡镇公路、县级公路、省道、国道等级别的公路作为居民出行的重要通道，沟通了小范围内的人口和物质流动，促进了乡村聚落的形成和空间扩张。随着商品经济的发展，人员往来和物质流动的频率会越来越高，周期越来越短，聚落的发展将更加依赖交通线路，交通因素对乡村聚落的分布影响程度会越来越高。 4.2.3沿河流缓冲区分布特征 河流两侧的平原地区给聚落的形成与发展带来了便利条件。流经江高镇域的河流有巴江河和流溪河及其支流，这两大河流都属于珠江水系的一部分。巴江河在镇域西部自北向南流经，流溪河自东向西流经镇域南部。