基于GIS的鎮(zhèn)域鄉(xiāng)村聚落空間分布特征分析

龍志昆　張爭勝

摘要：本文以鄉(xiāng)村聚落地理學(xué)的理論和方法為基礎(chǔ)，選擇位于廣州市邊緣區(qū)的江高鎮(zhèn)為研究對象，利用全鎮(zhèn)域的衛(wèi)星遙感地圖，先用密度分析功能，分析出江高鎮(zhèn)鄉(xiāng)村聚落的總體分布特征；通過緩沖區(qū)分析等手段，探究江高鎮(zhèn)各村落沿城鎮(zhèn)、河流、交通路線的分布規(guī)律，利用SPSS軟件對圩鎮(zhèn)、河流、交通線路等變量相關(guān)分析，得出各變量對鄉(xiāng)村聚落分布的影響程度。研究發(fā)現(xiàn)：（1）交通線路、河流等因素對鄉(xiāng)村聚落的分布影響較強，相關(guān)系數(shù)較大；（2）圩鎮(zhèn)對鄉(xiāng)村聚落的輻射能力有限，對鄉(xiāng)村聚落的輻射影響僅限于一定范圍，隨著中心圩鎮(zhèn)規(guī)模的擴大，對鄉(xiāng)村聚落的分布和擴張影響將加強；（3）鐵路、高速公路等對鄉(xiāng)村聚落的分布影響不明顯，且對鄉(xiāng)村聚落的擴張起阻隔作用。

關(guān)鍵詞：鄉(xiāng)村聚落、分布特征、GIS、密度分析、緩沖分析，相關(guān)分析

中圖分類號：K901.2 文獻標志碼：A

1引言

近年來，隨著我國新農(nóng)村建設(shè)的推進，鄉(xiāng)村發(fā)展問題日益引起學(xué)界的重視，鄉(xiāng)村聚落地理學(xué)逐漸成為研究熱點。國內(nèi)外學(xué)者對鄉(xiāng)村聚落的研究主要集中在聚落體系、聚落規(guī)模、聚落形態(tài)、聚落分布區(qū)位因素分析、聚落內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)以及聚落空間演化等領(lǐng)域。

部分學(xué)者重視鄉(xiāng)村聚落區(qū)位研究，關(guān)注鄉(xiāng)村聚落的分布位置、特征以及影響鄉(xiāng)村聚落分布的主要因素等。如馮文蘭等利用ArcGIS空間分析方法，對岷江上游的鄉(xiāng)村聚落集聚特征作了定量化研究，鄉(xiāng)村聚落沿水源、交通等因素的分布規(guī)律；馬利邦，郭曉東采用景觀格局分析和ArcGIS空間分析相結(jié)合的方法對黃土丘陵區(qū)鄉(xiāng)村聚落的時空分布格局進行分析，高程、河流、交通等因素對鄉(xiāng)村聚落分布的影響；單勇兵等利用ArcGIS軟件對空間分析模塊對徐州地區(qū)鄉(xiāng)村聚落的空間分布格局進行了定量化分析，得出鄉(xiāng)村聚落沿水系、道路的分布特征。當(dāng)今的對鄉(xiāng)村聚落分布的研究關(guān)注的影響因素不再集中于自然因素，而是結(jié)合城鎮(zhèn)化、基礎(chǔ)設(shè)施完善、市場發(fā)展、地域文化等因素進行綜合分析；李全林等運用密度分析工具，對蘇北地區(qū)的鄉(xiāng)村聚落分布格局進行研究，從宏觀上總結(jié)出鄉(xiāng)村聚落的分布特征。這些研究都重視arcgis空間分析工具的運用，重點分析水系、地形、交通等因素對鄉(xiāng)村聚落的影響，但沒有對這些因素的對鄉(xiāng)村聚落分布的影響程度以及兩個因素的綜合影響進行比較。

另有部分學(xué)者關(guān)注鄉(xiāng)村聚落空間結(jié)構(gòu)的變化，認為鄉(xiāng)村聚落空間結(jié)構(gòu)的變化是由城市化進程的不斷推進引起的，體現(xiàn)了社會經(jīng)濟的變遷過程。邢谷瑞對城市化進程中鄉(xiāng)村聚落的空間演變進行了分析，得出了城市化進程中鄉(xiāng)村聚落空間演變的類型和特征；范少言等在分析我國鄉(xiāng)村發(fā)展背景的基礎(chǔ)上，對鄉(xiāng)村聚落的空間結(jié)構(gòu)作出了研究。

目前學(xué)術(shù)界的研究主要對山地、丘陵區(qū)的鄉(xiāng)村聚落進行分布特征和形態(tài)結(jié)構(gòu)分析，很少涉及到發(fā)達城市地區(qū)周邊鄉(xiāng)村聚落的分布特征研究。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化對鄉(xiāng)村聚落分布的影響將進一步增大，基礎(chǔ)設(shè)施、市場發(fā)展、地域文化等逐漸成為影響鄉(xiāng)村聚落分布的主導(dǎo)因素，而地形等因素將降于次級地位。本研究基于此背景，對位于廣州大城市邊緣區(qū)的江高鎮(zhèn)鄉(xiāng)村聚落分布特征進行研究，運用核密度分析法以及緩沖分析法，探討江高鎮(zhèn)鄉(xiāng)村聚落的總體分布特征以及交通線路、圩鎮(zhèn)、河流等因素對鄉(xiāng)村聚落分布的影響，并用SPSS軟件進行相關(guān)系數(shù)分析各因素與鄉(xiāng)村聚落分布的相關(guān)程度。

2研究區(qū)域概況

江高鎮(zhèn)位于廣州市白云區(qū)，面積96平方千米，常住人口為164401人，轄區(qū)內(nèi)共有10個居民委員會，以及35個行政村。鎮(zhèn)域內(nèi)地勢低平，南面臨流溪河，西面臨巴江河，屬于珠江三角洲沖積平原和山前殘丘分布區(qū)，平均海拔僅2-7.5米。作為近郊農(nóng)業(yè)鎮(zhèn)，江高鎮(zhèn)既受廣州大城市的輻射影響，同時也保留著近郊農(nóng)業(yè)鄉(xiāng)村聚落的傳統(tǒng)特征。

現(xiàn)今的江高鎮(zhèn)由原江高鎮(zhèn)和原神山鎮(zhèn)在2004年合并而成，兩鎮(zhèn)合并后原神山鎮(zhèn)改稱為江高鎮(zhèn)神山管理區(qū)。由于兩鎮(zhèn)合并時間較短，相互之間地域觀念的融合尚未形成，因此本文在進行城鎮(zhèn)輻射對鄉(xiāng)村聚落分布的影響研究時對其分作兩個獨立的村鎮(zhèn)體系進行研究。根據(jù)行政級別、歷史傳統(tǒng)、鄉(xiāng)村聚落的面積大小等因素，將江高鎮(zhèn)的鄉(xiāng)村聚落劃分為三個等級，第一等級為自然村，第二等級為行政村，第三等級為城鎮(zhèn)。第一等級的聚落共有101個，第二等級共34個，第三等級共2個。具體情況如表1所示。

3研究方法與數(shù)據(jù)采集及處理

3.1研究方法

本文在研究過程中，選用緩沖區(qū)分析法分析鄉(xiāng)村聚落的空間分布特征。先對衛(wèi)星遙感圖進行人工解譯，然后對河流、聚落、交通線路等進行矢量化，以城鎮(zhèn)、河流、交通線路為中心，分別作城鎮(zhèn)、河流、交通線路緩沖區(qū)分析，計算緩沖區(qū)范圍內(nèi)的聚落點的個數(shù)以及聚落的斑塊面積。探討城鎮(zhèn)、河流、交通線路等影響因子對鄉(xiāng)村聚落居民點分布特征的影響程度。

3.2數(shù)據(jù)采集及處理

本文采用2012/2013年的江高鎮(zhèn)衛(wèi)星遙感圖像，對圖像進行幾何校正、坐標配準以及解譯、矢量化處理。具體處理過程包括：提取江高鎮(zhèn)各鄉(xiāng)村聚落的用地邊界，建成鄉(xiāng)村聚落用地圖層；利用ArcGIS軟件中的featureto point工具，提取各鄉(xiāng)村聚落的中心點；提取江高鎮(zhèn)域內(nèi)公路、鐵路等交通線，建立交通線圖層；提取河流信息，建立河流圖層。

4鄉(xiāng)村聚落空間分布特征

4.1鄉(xiāng)村聚落總體分布特征

利用Arcgis9.3軟件中的feature to point模塊，提取聚落斑塊的中心點，采用Kemel方法生成江高鎮(zhèn)地區(qū)鄉(xiāng)村聚落分布的密度圖，得出江高鎮(zhèn)鄉(xiāng)村聚落總體分布特征如下：

（1）江高鎮(zhèn)域內(nèi)鄉(xiāng)村聚落的平均密度為1.43個/km2，整體分布較為密集；

（2）空間分布總體呈現(xiàn)“中部密集，南北稀疏”的格局，存在明顯的空間差異性；

（3）江高鎮(zhèn)地區(qū)的鄉(xiāng)村聚落分布存在顯著的沿交通線分布的特征，在一般的公路經(jīng)過的地方，居民點的分布要比遠離公路的地區(qū)密集；但在高速公路兩側(cè)、京廣鐵路兩側(cè)鄉(xiāng)村聚落的分布較為稀疏；endprint

（4）河流沿岸，居民點分布密集，且沿河呈條帶狀分布。

4.2鄉(xiāng)村聚落緩沖分布特征

4.2.1沿圩鎮(zhèn)緩沖區(qū)分布特征

根據(jù)克里斯泰勒中心地理論，村落之間地理位置優(yōu)越的地方會形成商業(yè)貿(mào)易集散中心，進而發(fā)展成城鎮(zhèn)甚至城市。農(nóng)村商業(yè)貿(mào)易中心即圩鎮(zhèn)，其對周邊鄉(xiāng)村聚落產(chǎn)生輻射作用，影響周邊鄉(xiāng)村聚落的分布和擴張。受圩鎮(zhèn)規(guī)模大小以及交通便利程度的影響，圩鎮(zhèn)對鄉(xiāng)村聚落的輻射作用限于一定范圍之內(nèi)。

現(xiàn)江高鎮(zhèn)由原江高鎮(zhèn)和原神山鎮(zhèn)合并而成，在鎮(zhèn)域南部和北部各有一個圩鎮(zhèn)，分別為兩個相對獨立的村鎮(zhèn)體系。原江高鎮(zhèn)圩鎮(zhèn)位于南部流溪河北岸，神山圩鎮(zhèn)位于中北部。根據(jù)距離與歷史沿革，將鄉(xiāng)村聚落劃分為兩個村鎮(zhèn)體系，即原江高村鎮(zhèn)體系和原神山村鎮(zhèn)體系。

數(shù)據(jù)表明，鄉(xiāng)村聚落的分布數(shù)量與城鎮(zhèn)的距離呈正對數(shù)非線性關(guān)系，標準系數(shù)為0.9；鄉(xiāng)村聚落的分布數(shù)量與城鎮(zhèn)的距離相關(guān)系數(shù)為0.4，顯著性水平為0.3，相關(guān)程度不大。隨著與城鎮(zhèn)距離的增加，鄉(xiāng)村聚落的分布呈先增后減的趨勢。根據(jù)鄉(xiāng)村聚落數(shù)量變化趨勢，可知本區(qū)兩個圩鎮(zhèn)的輻射影響范圍是4000千米左右，在這個距離范圍內(nèi)，鄉(xiāng)村聚落數(shù)量多、規(guī)模大、分布密集，圩鎮(zhèn)附近的鄉(xiāng)村聚落，與圩鎮(zhèn)公路相連，共用基礎(chǔ)設(shè)施，加之新建成的工業(yè)區(qū)多建在圩鎮(zhèn)與附近村落之間，填補了圩鎮(zhèn)與村落之間的空白，使圩鎮(zhèn)附近的村落逐漸與圩鎮(zhèn)連成一片，聚落空間緊湊。在這個范圍外，交通落后，人口較少，圩鎮(zhèn)的輻射能力弱，所以鄉(xiāng)村聚落數(shù)量少、規(guī)模小、分布分散。

大城市邊緣區(qū)相比于中心區(qū)，低價低廉，可利用土地廣，外來人口密集，勞動力充足，成為勞動密集型產(chǎn)業(yè)的承接地。隨著商品經(jīng)濟的發(fā)展以及城鎮(zhèn)建設(shè)的推進，由于擁有便捷的交通以及充足的建設(shè)用地，兩個圩鎮(zhèn)附近建成規(guī)模較大的工業(yè)區(qū)，如神山工業(yè)區(qū)、江高鎮(zhèn)私企區(qū)等，新工業(yè)區(qū)的建成為兩個圩鎮(zhèn)添加了新職能，使兩個圩鎮(zhèn)的輻射能力加強。隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程的加快，兩個圩鎮(zhèn)之間大量耕地將成為城鎮(zhèn)建設(shè)用地，鄉(xiāng)村聚落分布特征將進一步改變。

4.2.2沿交通線路緩沖區(qū)分布特征

交通運輸用地是鄉(xiāng)村聚落景觀斑塊之間和鄉(xiāng)村聚落景觀與其它類型景觀進行物質(zhì)和信息傳遞的景觀廊道。交通通過改變鄉(xiāng)村聚落的交通區(qū)位，使其空間分布產(chǎn)生影響。聚落的分布形態(tài)，直接影響著交通流量和交通線路的走向，交通線路的分布格局會改變聚落空間分布結(jié)構(gòu)。隨著鄉(xiāng)村地區(qū)交通基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，深刻影響著鄉(xiāng)村聚落的空間布局。對截獲的遙感地圖提取信息，進行矢量化，提取縣級以上的主要公路，建立交通線圖層。對提取的公路圖層建立緩沖區(qū)，緩沖區(qū)范圍是：300m以下、300m-600m、600m-900m、900m-1200m，分別計算每個緩沖區(qū)范圍內(nèi)的鄉(xiāng)村聚落板塊數(shù)量、斑塊面積、斑塊面積占景觀比重以及平均斑塊面積等。

公路緩沖區(qū)300m范圍內(nèi)是聚落集中的地方，隨著與公路距離的增加，聚落數(shù)量減少，聚落面積隨之減少，說明大部分鄉(xiāng)村聚落居民點離主要交通線較近，公路的布局直接影響著聚落的空間分布格局。分布在交通線附近的村莊，對外聯(lián)系方便，人員往來密集，人口規(guī)模較大，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)多樣，居民生活水平較高；遠離交通線的地區(qū)，居民點數(shù)量較少，空間分布比較分散，規(guī)模較小。

根據(jù)spss的軟件的統(tǒng)計結(jié)果，鄉(xiāng)村聚落的數(shù)量與公路的距離呈負相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.989，顯著性水平為0.005，相關(guān)系數(shù)大，顯著性水平低，交通線路因素對鄉(xiāng)村聚落的分布影響密切。不同級別和類型的交通線路對鄉(xiāng)村聚落的分布影響程度不同。與國道、省道、縣級公路、村鎮(zhèn)公路等距離越近，鄉(xiāng)村聚落數(shù)量越多；與高速公路、鐵路等交通線距離越小，鄉(xiāng)村聚落數(shù)量越少；鐵路、高速公路等大型運輸線路，不會對居民的就近出行提供方便，對區(qū)域聯(lián)系起切割作用，不利于小范圍內(nèi)的物質(zhì)和信息傳遞以及鄉(xiāng)村聚落的空間擴張。鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路、縣級公路、省道、國道等級別的公路作為居民出行的重要通道，溝通了小范圍內(nèi)的人口和物質(zhì)流動，促進了鄉(xiāng)村聚落的形成和空間擴張。隨著商品經(jīng)濟的發(fā)展，人員往來和物質(zhì)流動的頻率會越來越高，周期越來越短，聚落的發(fā)展將更加依賴交通線路，交通因素對鄉(xiāng)村聚落的分布影響程度會越來越高。

4.2.3沿河流緩沖區(qū)分布特征

河流兩側(cè)的平原地區(qū)給聚落的形成與發(fā)展帶來了便利條件。流經(jīng)江高鎮(zhèn)域的河流有巴江河和流溪河及其支流，這兩大河流都屬于珠江水系的一部分。巴江河在鎮(zhèn)域西部自北向南流經(jīng)，流溪河自東向西流經(jīng)鎮(zhèn)域南部。

根據(jù)spss的統(tǒng)計結(jié)果，鄉(xiāng)村聚落的數(shù)量與河流呈負相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.985，顯著性水平為0.007，相關(guān)系數(shù)略低于交通線路因素，但遠高于圩鎮(zhèn)因素。從微觀上看，隨著與河流距離的增加，鄉(xiāng)村聚落的數(shù)量呈線性減少，聚落的斑塊面積減少；鄉(xiāng)村聚落主要集中在距離河流600m的范圍內(nèi)，600m以內(nèi)區(qū)域，鄉(xiāng)村聚落的數(shù)量多，規(guī)模大，分布集中；600m以外的區(qū)域，鄉(xiāng)村聚落數(shù)量少，規(guī)模小，分布分散，體現(xiàn)了河流因素對鄉(xiāng)村聚落分布的影響作用。河流對鄉(xiāng)村聚落分布的影響主要體現(xiàn)在鄉(xiāng)村聚落形成的初始時期。鄉(xiāng)村聚落剛形成時，人類依賴于自然環(huán)境，河流沿岸水源充足，土壤肥沃，適宜人類生存居住以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，具有良好的生存條件；加之河流具有航行運輸?shù)淖饔?，河流沿線對外聯(lián)系方便，人口往來頻繁，商業(yè)貿(mào)易發(fā)達，促進了河流沿岸鄉(xiāng)村聚落的形成和發(fā)展。

5.結(jié)論

（1）江高鎮(zhèn)鄉(xiāng)村聚落的分布與城鎮(zhèn)、交通、河流等因素相關(guān)。鄉(xiāng)村聚落的分布與河流的距離呈負相關(guān)關(guān)系，隨著與城鎮(zhèn)的距離擴大，鄉(xiāng)村聚落斑塊數(shù)量呈現(xiàn)先增后減的趨勢；與圩鎮(zhèn)的距離呈非線性相關(guān)關(guān)系，隨著與城鎮(zhèn)距離的增大，鄉(xiāng)村聚落的數(shù)量呈現(xiàn)先增后減的趨勢，鄉(xiāng)村聚落規(guī)模縮小，分布越來越分散；隨著與河流的距離增大，鄉(xiāng)村聚落數(shù)量呈現(xiàn)不斷減少的格局，大部分聚落集中在距離河流600m以內(nèi)的范圍，隨著距離的增大，鄉(xiāng)村聚落規(guī)模越來越小，分布越來越分散；隨著與公路的距離增加，鄉(xiāng)村聚落的數(shù)量減少，規(guī)模不斷縮小，分布越來越分散。

（2）研究發(fā)現(xiàn)，交通線路對鄉(xiāng)村聚落分布的影響最大，相關(guān)系數(shù)為-0.9787，其次是河流，相關(guān)系數(shù)為-0.9709，最后是圩鎮(zhèn)輻射因素，非線性相關(guān)系數(shù)為0.9。因此，在進行鄉(xiāng)村聚落建設(shè)和布局的過程中，應(yīng)當(dāng)加強交通線路等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，充分發(fā)揮交通線路對鄉(xiāng)村聚落分布的積極影響，合理引導(dǎo)鄉(xiāng)村聚落規(guī)模和形態(tài)的演變，優(yōu)化鄉(xiāng)村聚落的空間布局。

（3）河流等自然因素在聚落形成的過程中占主導(dǎo)作用，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施的完善，河流等自然因素不再成為影響鄉(xiāng)村聚落的分布的主導(dǎo)因素，取而代之的是交通因素，但河流等因素的影響還將長期存在。河流不僅為鄉(xiāng)村聚落提供水源，而且可以作為對外聯(lián)系通道，鄉(xiāng)村聚落的分布與其對外聯(lián)系的密切程度有關(guān)，占據(jù)了物質(zhì)、信息等對外聯(lián)系的通道，鄉(xiāng)村聚落就能得到發(fā)展，因此河流沿岸鄉(xiāng)村聚落分布密集；作為物質(zhì)流、信息流的主要通道，交通線路附近鄉(xiāng)村聚落分布密集，但高速公路、鐵路等大型交通線路并不直接為鄉(xiāng)村聚落服務(wù)，反而阻礙了對外聯(lián)系交流，因此鐵路等交通線路附近，鄉(xiāng)村聚落分布較少。endprint