【文章內(nèi)容簡介】 18 參考文獻 20 英文摘要、關鍵字 21 1 石家莊平原區(qū)城鄉(xiāng)居民點等級結(jié)構(gòu)特征分析 河北師范大學匯華學院地理科學專業(yè) 指導教師 王衛(wèi) 作 者 梁艷彩 摘要 ： 土地是一個復雜的系統(tǒng)，土地利用 /土地覆被變化研究已成為全球環(huán)境變化研究的熱點領域。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人類活動對土地利用 /土地覆被變化的影響力逐漸增強。 據(jù)目前研究表明，我國對石家莊平原區(qū)城鄉(xiāng)居民點等級結(jié)構(gòu)的特征研究還比較少。城鄉(xiāng)居民點作為一個具有復雜、綜合功能的用地載體，對其等級結(jié)構(gòu)的特征分析，有助于更好的了解城鄉(xiāng)居民點等級結(jié)構(gòu)特征和功能的發(fā)展演變規(guī)律。本文在分析石家莊 2022 年TM 影像的基礎上，采用非監(jiān)督分類的方法，提取了石家莊平原區(qū)城鄉(xiāng)居民點的矢量數(shù)據(jù)，通過解 義居民點，分析了石家莊平原區(qū)城鄉(xiāng)居民點等級結(jié)構(gòu)的特征。石家莊平原區(qū)城鄉(xiāng)居民點自形成、發(fā)展以來，其中也暴露出了諸多問題，如城鄉(xiāng)居民點規(guī)模較小、占地面積過大、布局較散亂、基礎設施也不完善；另一方面隨著現(xiàn)代科技和經(jīng)濟的發(fā)展以及統(tǒng)籌城鄉(xiāng)規(guī)劃的需要，各個行業(yè)建設用地需求加大，出現(xiàn)了環(huán)境污染、土地資源短缺和城鄉(xiāng)建設用地需求的矛盾。因此，就如何規(guī)劃石家莊平原區(qū)城鄉(xiāng)居民點的布局，如何使城鄉(xiāng)居民點用地走向集約化發(fā)展，如何緩解城鄉(xiāng)建設用地不足的矛盾，提出合理化的建議，增加耕地，達到土地資源的優(yōu)化配置，對促進新農(nóng)村建設和實現(xiàn)中國 夢，具有重大現(xiàn)實意義。綜合來看，應從石家莊經(jīng)濟發(fā)展的實際情況出發(fā)統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展，合理安排、規(guī)劃城鄉(xiāng)居民點用地布局，實現(xiàn)土地的集約化。 關鍵詞 ： 石家莊平原區(qū) 城鄉(xiāng)居民點 非監(jiān)督分類 特征分析 規(guī)劃布局 2 引 言 居民點是人類的各種集居地，又稱聚落。各種職能不同、規(guī)模不等的城市、集鎮(zhèn)和村落都是居民點。從本質(zhì)上說，各種居民點都是 社會生產(chǎn) 發(fā)展的產(chǎn)物，它們既是人們生活居住的地點，又是從事生 產(chǎn)和其他活動的場所。例如人們到一個地方去開墾荒地，經(jīng)營林業(yè)，放牧牲畜或養(yǎng)殖、捕勞水產(chǎn)，由于生產(chǎn)和生活的需要，便選擇適當?shù)攸c，建造房屋，定居下來，逐漸形成了村落。隨著 經(jīng)濟 、 政治 、 軍事 、 宗教 等活動的發(fā)展，逐漸形成城市、集鎮(zhèn)等各類居民點，構(gòu)成居民點體系?，F(xiàn)代的居民點，由于 工業(yè) 、 交通 、科學文化、 商業(yè) 、服務行業(yè) 等的高度發(fā)展，吸引并集聚了大量人口（見 城市化 ），形成現(xiàn)代社會的各種城市、集鎮(zhèn)、村落，構(gòu)成了比過去遠為復雜的居民點體系?？偟膩碚f居民點是由居住、生產(chǎn)、交通、綠化和公用設施等多種體系構(gòu)成的一個復雜綜合體，是人們共同生活與從事經(jīng)濟活動而集聚的特定場所。 土地是地球陸地表面由地貌、土壤、巖石、水文、氣候和植被等要素組成的自然歷史綜 合體，它包括人類過去和現(xiàn)在的種種活動結(jié)果。土地是地球表層的特定地域，有固定的位置和一定的水平、垂直范圍；土地是由相互作用的各種自然地理要素構(gòu)成的綜合體，并受人類活動的影響，兼有自然和社會經(jīng)濟雙重屬性 ；土地的特性是隨著時間發(fā)展變化的。 城鄉(xiāng)居民點的載體：土地資源，對人們至關重要 ??1 。 土地是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎，是社會生產(chǎn)的勞動資料，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本生產(chǎn)資料，是一切生產(chǎn)和一切存在的源泉，是不能出讓的存在條件和再生產(chǎn)條件。首先，沒有土地，人類就不能生存，就 像人需要空氣、水、陽光一樣。土地為人類的生存和發(fā)展提供了客觀的、基礎性的物質(zhì)條件，人類從土地中得到賴以生存的衣食住行的基本條件。第二，國民經(jīng)濟各行業(yè)的發(fā)展離不開土地。充足的、優(yōu)質(zhì)的、合理分布的土地是順利發(fā)展國民經(jīng)濟的必備條件之一。第三，土地是人類生產(chǎn)關系中的核心關系。而城鄉(xiāng)居民點規(guī)劃用地將成為未來幾十年土地利用變化的主要方式之一。 中國是土地資源大國，土地資源 絕對數(shù)量大、人均占有量少 ；土地 類型多樣、 但 區(qū)域差異顯著 ； 難以開發(fā)利用和質(zhì)量不高的土地比例較大 。但由于中國是發(fā)展中國家，經(jīng)濟發(fā)展水平不高，農(nóng)業(yè)是經(jīng)濟的 主體，城鄉(xiāng)居民點是主要的聚落形態(tài)，在城鄉(xiāng)居民點的規(guī)劃中對土地資源的利用并不盡合理 ??2 。城鄉(xiāng)居民點規(guī)模小，分布零散，不利于管理，且土地的利用率不高。城鄉(xiāng)居民點規(guī)劃包括城鎮(zhèn)體系規(guī)劃、城市規(guī)劃、鎮(zhèn)規(guī)劃、鄉(xiāng)規(guī)劃和村莊規(guī) 3 劃。城鄉(xiāng)居民點規(guī)劃旨在加強統(tǒng)籌城鄉(xiāng)管理 ,打破城鄉(xiāng)分割的管理體制 ,協(xié)調(diào)城鄉(xiāng)空間布局 ,逐步消除城鄉(xiāng)矛盾 ,縮小城鄉(xiāng)差別 ,改善人居環(huán)境 ,促進城鄉(xiāng)經(jīng)濟社會全面可持續(xù)的發(fā)展。根據(jù)建設部 1991年頒發(fā)的 5城市用地分類與規(guī)劃建設用地標準 6規(guī)定 ,城市規(guī)劃 人均 建設用地 指標分為四級 ,最 低為 60 平方米 /人 ,最高為 120 平方米 /人 。對石家莊平原區(qū)城鄉(xiāng)居民點的研究，是統(tǒng)籌城鄉(xiāng)規(guī)劃的一部分，也是研究中國土地利用 /土地覆被變化的重要內(nèi)容，節(jié)約土地，提高土地利用率，達到資源的優(yōu)化配置，實現(xiàn)耕地的動態(tài)平衡和人與自然的和諧相處。 石家莊平原區(qū)城鄉(xiāng)居民點的研究的背景及意義 城鄉(xiāng)居民點的研究背景 土地是人類生存發(fā)展的基礎，亦是定國安邦的基本要素。人口多，人均耕地少和后備資源緊缺是我國的基本國情。 2022 年，隨著美國、俄羅斯、歐盟、日本等國與國之間聯(lián)系的加強，隨著全球經(jīng)濟和全球貿(mào)易的快速發(fā)展，中國面 臨前所未有的挑戰(zhàn)，改革也進入深水區(qū)。而在改革任務“清單”：經(jīng)濟、政治、文化、社會、生態(tài)文明和黨的建設等各個方面中，如何在城鄉(xiāng)一體化改革領域取得更大突破，如何更好的進行城鄉(xiāng)居民點的規(guī)劃，將成為最大的看點和亮點。 國外研究狀況 19 世紀末，霍華德在《明天的花園城市》中提出田園城市思想，倡導社會改革，用城鄉(xiāng)一體的新社會結(jié)構(gòu)形態(tài)取代分離的社會結(jié)構(gòu)形態(tài) ??3 。芒福德（ Lewis Mumford）等人在此基礎上確立了區(qū)域城市關系是研究城市問題的邏輯框架。在城鄉(xiāng)協(xié) 調(diào)發(fā)展方面，芒福德指出“城與鄉(xiāng)，不能截然分開，城與鄉(xiāng)，同等重要；城與鄉(xiāng)，應當有機結(jié)合在一起，如果問城市和鄉(xiāng)村哪一個更重要的話，應當說自然環(huán)境比人工環(huán)境更重要” ??4 。在區(qū)域形態(tài)上他推薦亨利賴特及克拉倫斯斯坦因的區(qū)域規(guī)劃思想和“區(qū)域城市”理論：與交通軸理論交叉點相結(jié)合的城鎮(zhèn)集聚；多中心城鎮(zhèn)功能以及相對集中的空地系統(tǒng)等。 關于城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展，日本學者岸根卓朗提出了“城鄉(xiāng)融合設計”的概念，試圖通過超越城市、農(nóng)村界限的“人類經(jīng)營空間”的建立，產(chǎn)生一個“與自然交融的社會 ”，即“城鄉(xiāng)融合的社會”。他吸取了過去講城市規(guī)劃與鄉(xiāng)村規(guī)劃分裂開來，將城市發(fā)展與鄉(xiāng)村建設分裂開來各行其是的教訓，強調(diào)搞農(nóng)業(yè)、工業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展的“農(nóng)工一體符合社會系統(tǒng)”，“自然 —— 空間 —— 人 4 類系統(tǒng)”，綜合組成三維的立體規(guī)劃。他呼吁人們重新重視長期被忽視的農(nóng)村的作用，指出“農(nóng)村最主要的作用就是保全生態(tài)系統(tǒng)”。 國內(nèi)研究狀況 長期以來，隨著我國城市化水平進入飛速發(fā)展階段，我國社會學、經(jīng)濟學、城市規(guī)劃等專業(yè)的學者對城市化及城鄉(xiāng)一體發(fā)展展開了廣泛的理論研究。張雨林、戴式祖等社會學者認為城鄉(xiāng)一體是指中國相對發(fā)達 的城市和相對落后的農(nóng)村，打破相互分割的壁壘，逐步實現(xiàn)生產(chǎn)要素的合理流動和優(yōu)化組合，促成生產(chǎn)力在城市和鄉(xiāng)村之間的合理分布，城鄉(xiāng)經(jīng)濟和社會生活緊密結(jié)合與協(xié)調(diào)發(fā)展，逐步縮小直至消滅城鄉(xiāng)之間的基本差別。孫自鐸、駱子程則分析了經(jīng)濟發(fā)展的規(guī)律，從城市鄉(xiāng)村生產(chǎn)力合理布局的角度出發(fā)，認為城鄉(xiāng)一體化是指統(tǒng)一布局城鄉(xiāng)經(jīng)濟，加強城鄉(xiāng)之間的經(jīng)濟交流和協(xié)作，使城鄉(xiāng)生產(chǎn)力優(yōu)化分工、合理布局。伍新蘗則從區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟角度出發(fā)指出城鄉(xiāng)一體并不是一種城鄉(xiāng)無差別的境界，而是一種區(qū)域生態(tài)群落的合理分布，使生產(chǎn)、生活活動空間合理分布。 可以說目前針 對村鎮(zhèn)規(guī)劃以及農(nóng)村居住環(huán)境設計的研究存在有一定局限性，很多研究都是把討論的焦點集中于小城市、重點中心鎮(zhèn)的規(guī)劃建設上，對城鄉(xiāng)建設的薄弱環(huán)節(jié)農(nóng)村關注度不夠；一些農(nóng)村住宅研究大多停留在物質(zhì)形態(tài)討論及其規(guī)劃設計的理論與方法上，缺乏對社會人文的深層關懷。 而城鄉(xiāng)居民點規(guī)劃中，對土地的不合理利用、隨意霸占土地的現(xiàn)象非常嚴重。城鄉(xiāng)居民點建設用地加速擴展，但空間形態(tài)趨于復雜化和不規(guī)則化，農(nóng)村居民點占地大，且基本維持分散格局，造成土地資源的嚴重浪費 ??5 。統(tǒng)籌城鄉(xiāng)居民點規(guī)劃，這 關系到“中國夢”的實現(xiàn)，關系到中國的整體規(guī)劃和經(jīng)濟發(fā)展，甚至關系到中華民族的偉大復興。所以，我們以“石家莊平原區(qū)城鄉(xiāng)居民點等級結(jié)構(gòu)特征分析”為研究主題，利用現(xiàn)代遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)有效獲取城鄉(xiāng)居民點信息，分析城鄉(xiāng)居民點等級結(jié)構(gòu)特征，對科學合理地指導城鄉(xiāng)居民點規(guī)劃、實現(xiàn)耕地動態(tài)平衡、統(tǒng)籌城鄉(xiāng)規(guī)劃和實現(xiàn)資源的可持續(xù)性利用達到優(yōu)化配置具有十分重要的理論和現(xiàn)實意義。 城鄉(xiāng)居民點的研究意義 近幾年隨著城鄉(xiāng)居民點的發(fā)展和擴張，城鄉(xiāng)居民點的建設用地也日益緊張。由于土地不可再生的特點，決定了土地資源是有限的。查 清土地資源狀況，并作出科學評價，對認真貫徹“十分珍惜、合理利用土地和切實保護耕地”的基本國策，加強國土資源的規(guī)劃、管理、保護與合理利用，保障整個國民經(jīng)濟的持續(xù)、快速、健康發(fā)展，具有十分重要的意 5 義。城鄉(xiāng)居民點建設是城鄉(xiāng)規(guī)劃建設的重點，關系到居民的切身利益 ??6 。本文以石家莊平原區(qū)城鄉(xiāng)居民點的等級結(jié)構(gòu)作為研究對象，目的是在對城鄉(xiāng)居民點的建設狀況進行理性認識和評價的基礎上，探索快速城市化進程中城鄉(xiāng)發(fā)展的特點，并服務于城鄉(xiāng)規(guī)劃設計與建設管理，推進城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展。所以利用遙 感技術(shù)對石家莊平原區(qū)城鄉(xiāng)居民點的研究，對于今后石家莊市的規(guī)劃具有重要意義。 研究方法與技術(shù)路線 研究方法 擬通過采用 軟件和非監(jiān)督分類（也稱為聚類分析或點群分類）的方法分析石家莊 2022 年 Landsat TM 影像，提取了石家莊平原區(qū)城鄉(xiāng)居民點的矢量數(shù)據(jù)，通過解義居民點，分析了石家莊平原區(qū)城鄉(xiāng)居民點等級結(jié)構(gòu)的特征。所需數(shù)據(jù)主要是通過分析石家莊2022 年 Landsat TM 影像獲取。大體步驟需要影像分析、分類器選擇（ ISODATA 或 Kmeans）、影像分類、類別定義 \類別合并、分類后處理 、結(jié)果驗證）、本區(qū)的區(qū)位條件主要受溫帶季風氣候的影響，城鄉(xiāng)居民點主要有住宅用地、農(nóng)業(yè)用地、工業(yè)用地、經(jīng)濟聚合區(qū)，、閑置土地，需要大量的數(shù)據(jù)整理、分析。 本文主要采用非監(jiān)督分類的方法，對研究區(qū)域（石家莊平原區(qū)）的城鄉(xiāng)居民點等級結(jié)構(gòu)特征進行定性和定量的分析。具體操作步驟如下 : 第一步：影像分析 .大體上判斷主要地物的類別數(shù)量。一般監(jiān)督分類設置分類數(shù)目比最終分類數(shù)量要多 23 倍為宜，這樣有助于提高分類精度。第二步：分類器選擇 .目前非監(jiān)督分類器比較常用的是 ISODATA、 KMean和鏈狀方法。 ENVI 包括了 ISODATA 和 KMean 方法。 ISODATA（ Iterative SelfOrgnizing Data Analysize Technique）重復自組織數(shù)據(jù)分析技術(shù)，計算數(shù)據(jù)空間中均勻分布的類均值，然后用最小距離技術(shù)將剩余像元進行迭代聚合，每次迭代都重新計算均值，且根據(jù)所得的新均值，對像元進行再分類。 KMeans 使用了聚類分析方法，隨機地查找聚類簇的聚類相似度相近，即中心位置，是利用各聚類中對象的均值所獲得一個“中心對象”（引力中心）來進行計算的，然后迭代地重新配置他們，完成分類過程。第三步：影像分類 .打開 ENVI，選擇主菜單 ClassificationUnsupervisedIsoData 或者 KMeans。這里選擇 IsoData，在選擇文件時候，可以設置空間或者光譜裁剪區(qū)。這里選擇軟件自帶的，按默認設置，打開 ISODATA Parameters面板，這里主要設置類別數(shù)目（ Number 6 of Classes）為 51迭代次數(shù)（ Maximum Iteration）為 10。其他選項按照默認設置，輸出文件。第四步：類別定義 /類別合并 .類別定義 .在 display 中顯示原始影像 ，在displayoverlayclassification，選擇 ISODATA分類結(jié)果，在 Interactive Class Tool面板中，可以選擇各個分類結(jié)果的顯示。 Interactive Class Tool 面板中，選擇OptionEdit class colors/names。通過目視或者其他方式識別分類結(jié)果，填寫相應的類型名稱和顏色。類別合并 .選擇主菜單 ClassificationPost Classification Combine Classes。把同一類的類別合并成 一類，如右圖所示。在點擊 ok 后，需要選擇輸出文件和 Remove Empty Class 選擇 YES，可以得到結(jié)果。第五步：分類后處理 第六步：結(jié)果驗證 . 技術(shù)路線 本文所采用的是 Landsat 衛(wèi)星的 TM 數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，時間是 2022 年的 TM 遙感影像，利用 ENVI 軟件對石家莊平原區(qū)城鄉(xiāng)居民點進行非監(jiān)督分類，通過解譯居民點，確定居民點的規(guī)模和大小。最后結(jié)合相關的居民點統(tǒng)計資料進行居民點等級結(jié)構(gòu)的分析（圖 31）。 圖 31 技術(shù)路線圖 石家莊平原區(qū)概況 石家莊平原區(qū)的自然概況 輸入 Landsat TM 數(shù)據(jù) 提取居民點（非監(jiān)督分類法） 確定居民點的大小 統(tǒng)計資料 7 石家莊市域跨太行山地和華北平原兩大地貌單元 ， 處于河北省中南部，環(huán)渤海灣經(jīng)濟區(qū)。 西部地處太行山中段， 包括 井陘縣 、 井陘礦區(qū) 全部及 平山 、贊皇、