（人文地理学专业论文）基于gis技术的大连市人居环境自然适宜性评价研究.pdf

捅要 人口是国家主体功能区规划的重要因素之一，人口发展功能区划 是国家主体功能区规划的基础依据和国家主体功能区规划编制工作 的重要组成部分。大连市人口发展功能区划工作，是要根据人居环境 适宜性、资源环境承载力与社会经济发展水平，统筹考虑现有开发密 度与人口发展潜力，科学界定人口限制区、人口疏散收缩区、人口 稳定区和人口集聚区等不同类型人口发展功能区的地域和范围，明晰 不同功能区人口发展的定位与方向，完善不同功能区人口规划与政策 体系，促进形成人口分布合理、人口资源环境协调发展的区域格局。 人居环境适宜性评价研究是大连市人口发展功能区划研究的重 要内容。本文在综述国内外人居环境基本理论研究、人居环境评价指 标体系和研究方法实践的基础上，探讨了对地理学角度人居环境研究 的见解，然后在g i s 技术支持下和国家人口发展功能区工作技术导 则指导下对地形起伏度、气候适宜度、水文指数、地被指数因子做 出评价并建立人居环境指数模型，最终对大连市域环境适宜性做出评 价。 关键词 g i s 人居环境指数人居环境适应性 p o p u l a t i o ni so n eo fi m p o r t a n tf a c t o r so f n a t i o n a lm a j o rf u n c t i o no r i e n t e dz o n i n g ， s op o p u l a t i o nd e v e l o p m e n tf u n c t i o n o r i e n t e dz o n i n gi st h em a i nf u n c t i o na n d i m p o r t a n tp a r to ft h e n a t i o n a lm a j o rf u n c t i o no r i e n t e dz o n i n g i nd a l i a nc i t g p o p u l a t i o nd e v e l o p m e n tf u n c t i o nz o n i n g i si na c c o r d a n c ew i t ht h es u i t a b i l i t yo fl i v i n g e n v i r o n m e n t ，r e s o u r c e s a n de n v i r o n m e n t c a r r y i n gc a p a c i t y a n dt h el e v e lo f s o c i o e c o n o m i cd e v e l o p m e n t ，c o o r d i n a t et h ed e v e l o p m e n to ft h ee x i s t i n gp o t e n t i a l f o rd e v e l o p m e n ta n dp o p u l a t i o nd e n s i t ya n ds c i e n t i f i c a l l yd e f i n et h ep o p u l a t i o n r e s t r i c t e dz o n e ss u c ha sp o p u l a t i o ne v a c u a t i o no rc o n t r a c t i o na r e a ，s t a b l e a r e a s p o p u l a t i o na n dp o p u l a t i o nc o n c e n t r a t i o na r e a s ，m a k et h ed e v e l o p m e n to fd i f f e r e n t t y p e so ff u n c t i o n a la r e a so fp o p u l a t i o na n dg e o g r a p h i c a ls c o p ek n o w n ，c l e a rt h e c l a r i t yo fp o p u l a t i o nd e v e l o p m e n ti nd i f f e r e n tf u n c t i o n a la r e a so ft h ep o s i t i o na n d o r i e n t a t i o no fd i f f e r e n tf u n c t i o n a la r e a st oi m p r o v et h ep o p u l a t i o np l a n n i n ga n dp o l i c y s y s t e mt op r o m o t et h ef o r m a t i o no far e a s o n a b l ep o p u l a t i o nd i s t r i b u t i o n ，p o p u l a t i o n ， r e s o u r c e sa n de n v i r o n m e n tt h er e g i o n a lp a t t e r no fd e v e l o p m e n t h a b i t a ts u i t a b i l i t ya s s e s s m e n te n v i r o n m e n tr e s e a r c hi sa ni m p o r t a n tp a r to f d a l i a n sp o p u l a t i o nd e v e l o p m e n tf u n c t i o no r i e n t e dz o n i n g t h i sp a p e rs u m m a r i z e st h e b a s i cl i v i n ge n v i r o n m e n ta th o m ea n da b r o a dt h e o r e t i c a ls t u d ya n dl i v i n ge n v i r o n m e n t e v a l u a t i o ni n d e xs y s t e ma n dr e s e a r c hm e t h o d so nt h eb a s i so fp r a c t i c et oe x p l o r et h e p e r s p e c t i v eo fg e o g r a p h ye n v i r o n m e n t a ls t u d i e sh a b i t a to p i n i o n ，a n dt h e nu n d e rt h e s u p p o r t o fg i st e c h n o l o g ya n dt h eg u i d a n c e o f ”n a t i o n a l p o p u l a t i o n a n d d e v e l o p m e n tf u n c t i o n a la r e a so ft e c h n i c a lg u i d e l i n e si f , f a c t o r ss u c ha s t h er e l i e f , c l i m a t es u i t a b i l i t y , h y d r o l o g i c a li n d e xa n dc o v e ri n d e xh a v e b e e nm a d ea n dt h e e s t a b l i s h m e n to ft h eh a b i t a te v a l u a t i o ni n d e xm o d e le n v i r o n m e n t ，a n du l t i m a t e l yt o t h ed a l i a nc i t yt oa s s e s st h ee n v i r o n m e n t a ls u i t a b i l i t y k e y w o r d s ： g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ( g i s ) ：h u m a ns e t t l e m e n t se n v i r o n m e n ti n d e x ( h e i ) ： s u i t a b i l i t yf o rh u m a ns e t t l e m e n t 基于g i s 技术的大连市人居环境自然适宜性评价研究 学位论文独创性声明 本人承诺：所呈交的学位论文是本人在导师指导下所取得的研究成果。论文中 除特别加以标注和致谢的地方外，不包含他人和其他机构已经撰写或发表过的研究 成果，其他同志的研究成果对本人的启示和所提供的帮助，均已在论文中做了明确 的声明并表示谢意。 学位论文作者签名： 学位论文版权的使用授权书 本学位论文作者完全了解辽宁师范大学有关保留、使用学位论文的规定，及学 校有权保留并向国家有关部门或机构送交复印件或磁盘，允许论文被查阅和借阅。 本文授权辽宁师范大学，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并进行 检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子 文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后使用本授权书。 学位论文作者签名： 指导教师签名： 签名日期：年月日 基于g i $ 技术的大连市人居环境自然适宜性评价研究 1 序言 1 1 研究背景 建国以来，我国区域经济发展政策有两条脉络。一条是区域经济发展战略的演进， 即区域经济平衡发展战略( 以内地建设为重点) 非均衡发展战略( 东部沿海优先发 展) 非均衡协调发展观( 坚持区域协调、缩小差距) 科学发展观( 区域统筹协 调发展) 1 ；一条是经济发展阶段政策的演化，即赶超战略( 以优先发展重工业，片面 追求高速度高指标，重积累轻消费) 经济社会全面发展的战略( 以提高人民生活水 平为目的，强调可持续的发展理念) 。不管是战略的演进还是政策的演化，以人为本的 理念已经渐入人心。国家主体功能区规划的实施真正体现了人口、经济社会和自然统筹 发展的科学理念。同时，进入2 1 世纪以来，我国人口形势进一步严峻5 ，如何统筹 协调区域内人口、资源与经济社会之间关系、以人口发展为导向的区域发展成为我国当 前重大课题。在此背景下，国家人口发展功能区规划提出6 - 7 。 根据2 0 0 7 年中共中央、国务院领导对国家人口和计划生育委员会提交的科学界 定人口发展功能区，促进区域人口与资源环境协调发展研究报告的批示精神，国家人 口和计划生育委员会决定在国家和省级行政层面上开展全国人口发展功能区规划工作 6 。大连市人口发展功能区规划研究在此背景下展开。大连市人口发展功能区规划，一 方面，就是要根据人居环境适宜性、资源环境承载力与社会经济发展水平，统筹考虑现 有开发密度与人口发展潜力，科学界定人口限制区、人口疏散收缩区、人口稳定区和人 口集聚区四类不同类型人口发展功能区( 表1 - 1 ) 的地域和范围，明晰不同功能区人口 发展的定位与方向；另一方面，四类人口发展功能区划分将与国家主体功能区发展框架 相适应，完善不同功能区人口规划与政策体系，促进形成人口分布合理、人口资源环境 协调发展的区域格局。 总的说来，分析大连市人口功能区规划研究主要包括人口发展基础评价、人口发展 功能区划分、人口发展功能区规划及推进政策研究等3 项任务。对大连空间范围内人 居环境指数( h e i ) 、土地资源承载力( l c c i ) 、水资源承载力( w c c ) 、物质积累基础 以及人类发展水平等指标的分析评价以上3 项任务的关键。本文在人口发展功能区研究 的背景和总体研究思路下，以g i s 技术贯穿始终，对大连人居环境适宜性评价进行了深 入研究。本文研究的内容在大连市人口功能规划研究流程的位置以及区划设定方案如图 1 1 所示和图1 2 所示。 基于g i s 技术的大连市人居环境自然适宜性评价研究 表1 - 1人口发展功能区划分类别于划分依据 划分类别划分依据 地处人居环境不适宜地区，不适宜人口常年生活和居住。 这类地区生态环境脆弱，资源环境承载力有限，受地形、气候、 人口限制区水文和地被等自然因素的限制。此外，国家禁止开发的自然保 护区、森林公园、地质公园和风景名胜区等特殊地区也应纳入 人口限制区。 地处人居环境临界适宜或一般适宜地区。资源环境承载力 临界超载或者超载，土地资源承载指数、水资源承载指数较高； 人口疏散收缩区物质积累基础和人文发展程度处于中等以下水平。这类地区人 口与产业相对分散，城市化水平不高：人口与资源环境经济社 会发展相对失衡，亟待协调发展。 地处人居环境适宜地区( 包括一般适宜地区、比较适宜地 区和高度适宜地区) ，人居环境指数较高；资源环境承载力平衡 人口稳定区或有余；物质积累基础和人文发展水平处于中等以上。这类地 区人口与产业集聚，交通便利，城市化水平较高；人口与资源 环境经济社会基本协调，但自然空间有限，人口有待稳定发展。 地处人居环境比较适宜和高度适宜地区，人居环境指数高， 资源环境承载力平衡有余或盈余，水土资源承载指数、物质积 人口集聚区累基础和人文发展水平处于中等以上。这类地区人口与产业集 聚，交通便利，城市化水平较高，人口与资源环境经济社会协 调状态良好，具有一定的发展空间。 2 基于g i s 技术的大连市人居环境自然适宜性评价研究 一j 图1 1 大连市人口发展功能区规划流程 3 基t i 殳羹 i 醚住 ；甥 ； 密度 l ；等投方法 i l 物质轵票指数 嗍l - 一 就溯施 重 大连市人口发展功能区总傩规划 豪工 蚰 规划推进策略 基于g i s 技术的大连市人居环境自然适宜性评价研究 图1 2 基于g i s 的多因素叠置模型工作流程图8 1 2 研究意义 利用g i s 技术进行大连市人居环境适应性评价，有其理论和实践意义。 首先，自联合国从1 9 8 9 年开始创立“联合国人居奖”以来，国际社会对城市人居 4 基于g i s 技术的大连市人居环境自然适宜性评价研究 环境给与了充分的关注。随着我国建设和谐社会脚步的加快和人居环境建设的充分重视 9 ，大连将建设“生态宜居城市”写入“十一五”规划。大连作为一个对外开放程度较 高的滨海旅游城市，城市建设成就为世人所瞩目；近几年城市面貌发生的很大变化，为 其赢得“全球环境5 0 0 佳 、“中国人居环境奖 、“中国最具经济活力的城市以及首批 “全国文明城市等殊荣。大连将将会迎来城市扩张中的新需求和人口迁移的新高峰， 如何有序地开发大连的人居资源，合理导向人口集聚，成为当前城市发展的主要研究趋 势。不论是人口发展功能区的研究还是本文做出的研究，都是当前政府建设宜居大连、 统筹人居资源和构建和谐社会的根本依据。同时，人居环境评价将为大连细化大连人居 环境的长处和短处。人居环境的改善将使得整个城市的居住环境和商务活动环境同时得 到提升，进一步提高城市发展所需的资金、人才、技术等综合要素的集聚和辐射能力， 进而促进城市经济的发展。 第二，国内人居环境评价研究多以统计学、经济学和生态学方法进行分析。基于地 理学角度的人居环境研究，若从空间规律性角度和人地关系出发，以3 s 技术为依托， 分析将更为直观。但由于数据较大、分析过程冗繁，该方面的国内研究较少。本文所研 究的人居环境适宜性，是将地形起伏度r s l s 、气候适宜度t h i 、水文指数w r i 、地被 指数l c i 等作为评价因子，以l k m l k m 栅格为基本单元，运用g i s 技术，建立基 于g i s 的人居环境指数( h u m a ns e t t l e m e n t se n v i r o n m e n ti n d e x ，i - m i ) 模型，通过设 定综合阀值系统评价大连不同地域人居环境的自然适宜性，以期定量揭示大连市人居环 境的自然适宜程度及其空间规律性。h e i 模型的应用是对国内外人居环境学者研究方法 的总结和应用1 0 - 1 2 同时在国内将此模型应用于城市空间层级的人居环境分异分析尚不 多见。 第三，人口发展基础评价、人口发展功能区划分、人口发展功能区规划及推进政策 研究是人口发展功能区规划的主要工作。其中，系统评价本地人口发展的资源环境和经 济社会条件基础是整个人口发展功能区规划的基础1 3 。科学界定人口发展功能区的分布 与范围，明确不同功能区人口发展的定位与方向，并研究制定符合本地实际、有利于人 口发展功能区形成的人口及相关政策等任务需要建立在此基础之上。本文将为基于人口 发展的国土功能区划与人口空间规划提供科学依据和决策支持。 第四，国家层级的人口发展功能区以“县域 为评价单元，尺度上较为宏观，其出 发点是为国家主体功能区提供基础依据，确立东部、中部、西部人口不同的发展模式1 4 。 并为全国范围内资源合理利用、人口合理流动、基础设施建设、经济协调发展等政策实 施提供依据，进一步说是解决跨行政区域的人口、资源、环境协调发展1 5 。尺度是空间 和区域规划的根本。大连人口发展功能区由于尺度较小，其出发点是彻科学发展观、以 人为本的前提出发，采用科学的指标，运用科学的方法，在全市划定人口宜居区，分析 大连市未来人口最可能的集聚区，然后通过主体功能区划来得到必要的保证，实现全市 5 基于g i s 技术的大连市人居环境自然适宜性评价研究 最优的空间开发结构。因此，选择乡镇作为基本评价单元，同时结合公里网格单元，综 合评价自然环境、经济基础、基础设施、资源利用等差异。同时，由于尺度的不同，对 比国家人口发展功能区设计对大连市人口发展功能区的基本思路，并在技术上对国家 人口发展功能区工作技术导则( 下称导则) 予以修正。结合g i s 技术从地理学角度 出发进行使得人居环境研究更具备空间说服力。 2 国内外研究进展 2 1 国外人居环境研究 国外人居环境思想一直蕴含在城市规划学的内容里。但直到希腊学者道萨迪亚斯 ( d o x i a d i s ) 2 0 世纪5 0 年代最早提出“人居环境科学的概念，因其涉及内容的多层次性 与广泛性、人居环境才日益成为建筑、规划、地理、环境等学科所关注的热点，人居环 境也才进入系统的研究。在从人居环境思想开始萌芽到今天学科体系相对健全的发展过 程中，国外不同学科的专家学者纷纷加入了研究的行列，不断地丰富学科的内涵。截至 目前，国外人居环境研究大致可以归纳为以下几个主要学派，即城市规划学派、人居聚 居学派、生态学派等。 2 1 1 城市规划学派 1 6 世纪欧洲的“乌托邦 对人居环境理想的刻画和1 9 世纪工业的迅猛发展和城市 化加快以及城市卫生状况恶化和人口高密度所致后果引起人们对居住环境的深切关注， 促进了现代城市规划思想的萌生。1 8 9 8 年，霍华德饵h o w a r d ) 在明天，通向真正改革 的和平之路中提出“田园城市 的概念，认为建设理想的城市，应同时具备城和乡二 者的优点，形成城市生活与乡村生活的有机结合体田园城市1 6 。田园城市理论建立 的城市构架，跳出就城市论城市的传统观念，从“城市乡村 这一层面来解决 城市问题，把城市更新改造放在区域的基础上。 盖迪斯( p g c d d c s ) 从生物学着手，进行人类生态学的探讨，研究人与环境的关系、 现代城市成长和变化的动力以及人类居住与地区的关系。与霍华德相比，他更强调“区 域观念 ，强调把自然地区作为规划的基本框架，即分析地域环境的潜力和限度对居住 地布局形式与地方经济体的影响，突破了城市的常规范围1 7 。他还提出了著名的“先诊 断后治疗”，由此而形成了影响至今的现代城市规划流程的模式：“调查分析规 划 ( s u r v e y a n a l y s i s p l a n ) ，对后来的人居环境评价和城市发展潜力评价方法有重要启示。 沙里宁( e l i e ls a a r i n c n ) 在城市：它的发展、衰败与未来( 1 9 4 3 ) 一书中阐述了 有机疏散理论整个理论体系及原理。该理论认为应当把密度过高的城市人口和工作岗位 分散到可供合理展的离开中心的地域上去，这样，城市既可符合人类工作和交往的要求， 又不脱离自然环境。他这种折中的思维方式体现了以人为本的基本要求，笔者认为是田 园城市的继承和发展墙。 6 基于g i s 技术的大连市人居环境自然适宜性评价研究 芒福德( l m u m f o r d ) 在城市规划方面做出了创造性的贡献，他注重以人为中心，强 调以人的尺度为基准进行城市规划，并提出影响深远的区域观和自然观。芒福德抨击了 大城市的畸形发展，把符合人的尺度的田园城市作为新发展的地区中心，认为“区域是 一个整体，而城市是其中的一部分”，只有建立一个经济文化多样化的区域，才能综合 协调城乡发展，并且主张大、中、小城市结合、城乡结合及人工环境与自然环境结合1 9 锄。 2 1 2 人类聚居学派 佩里( c l e r a n c e p e r r y ) 年首次提出“邻里单位 概念( 1 9 2 9 ) 。他主张扩大原来较小的 住宅街坊，以城市干道包围的区域作为基本单位，建成具有一定人口规模和用地面积的 “邻里 ，使居有一个舒适、方便、安静、优美的居住环境。 普遍认为道萨迪亚斯“人类聚居学 ( e s i s t i c s ：t h es c i e n c eo fh u m a ns e t t l e m e n t s ) 的提出走出了城市规划学派，是人居环境独立形成学科体系的标志，在人居环境发展过 程中发挥着不可替代的里程碑作用。“人类聚居学 强调把包括乡村、城镇、城市等在 内的所有人类住区作为一个整体，从人类居住区的“元素 ( 自然、人、社会、房屋、 网络) 进行广义的系统的研究。1 9 5 0 - - - 1 9 6 3 年，道萨迪亚斯先后创办了“雅典人类聚居 学研究中心 ( a t h e n sc e n t e ro f e k i s t i c s ) 、人类聚居学( e k i s t i c s ) 杂志，并发起组织了有 关人类聚居问题的国际讨论会台劳斯会议，并发表“台劳斯宣言 。1 9 6 5 年后，他 倡议成立了世界人类聚居学会( w o r l ds o c i e t yo fe k i s t i c s ) ，这是国际上首次将人类聚居环 境作为研究对象而成立的学术团体。道萨迪亚斯在长期的城市规划实践中，尤其是在领 导并参加二战后的希腊重建后，对二十世纪以来的问题进行了深刻的反省，其创立的人 类聚居学( e k i s t i c s ) 在国际上的地位逐渐确立2 1 讲。在道萨迪亚斯和各国学者的共同努力 下，人居环境科学的发展已经受到了广泛的重视。 2 1 3 生态学派 生态学派以人类生态学为理论基础，重点研究居住空间结构。人居环境的生态学研 究是建立在生态学研究与规划研究所具有的类似空间和功能上的层次性的基础之上，当 前研究涉及到区域、城市范围内自然要素的全面研究，更倾向于面状的土地或景观。1 9 7 3 年，在德国法兰克福召开的城市专家小组会提出从系统的、整体的角度来研究城市系统， 其主要目的是研究人类生活及其环境之间的复杂关系，研究城市居住区及其农产品供 应之间的相互作用，以便为合理地规划人类住区打下基础，这是首次用城市生态学来研 究人居环境的学术活动。 芝加哥( 人类生态) 学派( c h i c a g os c h o o lo fh u m a ne c o l o g y ) 的创始人帕克( r e p a r k ) 等借助生态学原理竞争、淘汰、演替和优劣用于城市研究，从社会学的角度研究城市空 间结构，伯吉斯( e w b u r g e s s ) 的同心圆模式( 1 9 2 5 ) 、霍伊持( h o m e r h o y t ) 的扇形模式 ( 1 9 3 6 ) ，以及哈里斯( c d h a r r i s ) f f l 乌尔曼( e l u l l m a n ) 的多核心模式等三大经典模式创造 7 基于g i s 技术的大连市人居环境自然适宜性评价研究 性地分析了居住区在城市中的分布。该学派对城市人居环境的居住空间分异作了重点描 述，反映了现代城市社区空间演进的一般规律，并系统地以因子生态分析法取代了以 往的社会区域分析法2 5 翊。 生态学家还以生态学理论为基础提出了理想的人居模式生态城市的概念。前苏 联城市生态学家杨提斯基( o y a n i s t k y ) 于1 9 8 7 年提出了“生态城市 的模式，代表了住 区发展的方向，认为生态城市就是按照生态学原理建立起来的一类社会、经济、自然协 调发展，物质、能量、信息高效利用，生态良性循环的人类聚居地，即高效、和谐的居 住环境2 8 。 雷吉斯特( r i c h a r dr e g i s t e r ) 认为生态城市即生态健全的城市，是紧凑、节能、与自 然和谐、充满活动的聚居地，其中自然、技术、人文充分融合，物质、能量、信息高效 利用，人的创造力和生产力得到最大限度的发挥，居民的身心健康和环境质量得到保护 2 9 o 2 2 国内人居环境研究 国内人居环境研究始于上世纪8 0 年代。吴良镛院士开创了中国的人居环境科学。 他在人居环境科学导论中提出了如下人居环境科学的基本框架： ( 1 ) 人居环境系统属于远至人与生物，近以人们居住系统，以人为中心的生存环境。 ( 2 ) 不同时期对人居环境有共同的追求，例如人、土地、资源等，各时代各地区也有 各自的特殊要求，基于中国情况，将生态、经济、技术、社会、人文( 文化艺术) 作为人 居环境的基本要求( 或称五大纲领) 其中自有中国特定的内涵和侧重点。 ( 3 ) ：1 大系统指自然、人、社会、居住、支撑网络。在研究过程中，可以根据具体情 况选择重点，以自然系统、人类系统与网络系统为核心。 ( 4 ) 五大层次指全球、区域、城市、社区、建筑，在研究中根据不同课题，放在某个 层次，就某元素、某系统，及其相互关系进行研究。 ( 5 ) 研究领域：对于上述原则、系统、层次是面向实际问题，有目的、有重点地根据 问题的性质、内容各有侧重，形成若干可供选择的方案，及若干可能性。 ( 6 ) 在上述方案选择的基础上，根据形势的发展，可以选择适合客观情况的解决途径 与行动纲领。 ( 7 ) 由于不同情况，考虑上述研究结论尚不尽如人意，或情况有所变化时，需要改进 研究方式。这一基本框架是人居环境科学研究的核心，其五大系统：自然、人、社会、 居住、支撑网络( 指物质性基础设施等) ，是人居环境建设的基本要素，其五大层次：建 筑、社区、城市、区域、全球，是人居环境发展的广阔空间3 0 。 其他学者们从不同角度研究了人居环境的相关问题，使国内人居环境研究进展迅 速。更多的研究进展集中于对人居适宜性研究尺度的变化和研究方法的拓展。 王如松讨论了城市环境问题的生态学实质和城市人居环境建设的生态转型方法，从 r 基于g i s 技术的大连市人居环境自然适宜性评价研究 观念与目标的转型，规划与设计的转型和技术与材料革新等方面探讨了城市生态建设的 转型方法3 1 。 宁越敏等对大都市和小城镇人居环境进行了研究，并以上海市为例，分析了人居环 境演变与经济增长之间的关系。提出了大都市人居环境的宏观优化原则和微观优化原 则，进一步提出人居环境优化的5 项措施3 2 。 李雪铭等利用主成分分析法和模糊数学法，求出了1 9 9 0 年以来大连城市人居环境 与经济系统的综合评价指数和系统间的协调度值，定量分析了大连城市人居环境一经济 协调发展程度，并结合实际提出实现区域可持续发展的主要对策3 3 。 郭秀锐等采用生态系统健康的理论与方法来分析城市生态环境问题。着重探讨城市 生态系统健康评价方法，提出完整的评价指标体系，建立模糊评价模型；并以广州市为 例，北京、上海为参比城市，对城市的生态系统健康状况进行了比较评价3 4 。 另外，李王鸣、陈浮、刘旺等以上海、杭州、南京和北京为例，对人居环境 的内涵、评价方法进行了探讨3 5 - 3 7 ；郑佳、温倩、刘钦普等对省域范围内城市人居环 境质量的空间差异进行了定量分析3 8 枷。 2 3 国内外人居环境指标评价实践 2 3 1 国外人居环境指标评价实践 国外研究在上世纪大多从可持续发展角度对人居环境进行评价。近年来的人居环境 研究以国家级研究与实践、人居环境影响评价以及基于3 s 技术人居环境数据库的建立 为主。一些发达国家还建立了生态居住区评价体系，如美国的l e e d 标准。 世界银行从经济、社会文化和生态三个方面提出了有关环境的可持续矩阵，作为指 标研究的框架。英国环境部( d o e ) 提出了“英国可持续发展指标 ( i n d i c a t o r so fs u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n tf o r t h eu n i t e dk i n g d o m ) 。联合国统计局( u n s t a t ) 以2 1 世纪议程为 背景构建了一个包括3 1 个指标的指标体系进行评价1 9 9 6 年联合国可持续发展委员会 ( u n c s d ) 依据2 1 世纪议程中的社会、经济、环境、制度四个系统，并借助于“驱 动力状态一响应”模型构建了一个初步的以可持续发展为目标的指标体系并进行评价 4 1 , - 4 2 美国绿色建筑委员会( t h eu sg r e e nb u i l d i n gc o u n c i l ，u s g b c ) $ t j 定并推出的能源与 环境建筑认证系统( l e a d e r s h i pi ne n e r g y & e n v i r o n m e n t a ld e s i g nb u i l d i n gr a t i n gs y s t e m ) ， 国际上简称l e e d ，是一个自愿的以一致同意为基础的，目的在于发展高功能、可持续 建筑物的标准。该系统提供了一系列的测评数据，是现有的国际上最完善、最具影响的 绿色建筑评估体系，l e e d 已成为世界各国建立绿色建筑及可持续性评估标准的范本。 它强调：优越的环境和经济性能；高度运作的资源和能源利用率；健康、舒适的室内工 作生活环境；全生命周期的设计、施工和运行维护管理和整合的设计团队4 3 。 9 基于g i s 技术的大连市人居环境自然适宜性评价研究 2 3 2 国内人居环境指标评价实践 我国2 0 0 7 年出台的宜居城市科学评价标准由中国城市科学研究会向建设部申 报立项，通过课题组走访调研、学术会议、公开征求意见，建设部科技司组织评审验收。 主要内容包括社会文明、经济富裕、环境优美、资源承载、生活便宜、公共安全六个方 面的若干指标体系。宜居城市科学评价标准的发布表明我国城市人居环境科学评价 指标体系已初步建立州s 。 另外，建设部出台了中国人居环境奖参考指标体系，北京国际城市发展研究院对中 国城市生活质量评价体系进行了研究缸4 7 。 自上世纪9 0 年代以来国内关于人居环境指标体系研究和影响因素的研究发展迅速。 刘颂、叶长盛、李雪铭等对城市人居环境可持续发展评价指标体系的建立进行了研究 4 8 瑚，张剑光、刘沛林、唐焰、李雪铭等对人居环境的气候适宜性进行了评价1 0 - 1 1 5 1 - 5 2 ， 宁越敏、胡武贤、夏青对大都市、中等城市、资源型城市的人居环境质量评价进行了专 门研究3 2 5 3 捌。王晓云、张林洪、张卷舒等对人居环境综合评价的同时亦对气象环境、 水环境、声环境等单因素影响进行了评价5 5 - 5 7 。冀保程、刘秀洋等对小尺度的社区尺度 及城市边缘区的人居环境评价进行了研究5 8 棚。 在研究方法上，国内人居环境研究方法多样，拓展迅速。胡和兵、王园园、孙志芬、 等分别对主成分分析法、模糊评判、层次分析法等数学方法人居环境中的应用进行了研 究，李明、熊鹰、许妍、杨俊等对b p 神经网络、模糊数学、分型理论、d p r s c 模 型等方法和评价模型在人居环境中的应用进行了尝试研究6 3 舶。 3 本文的研究思路和方法 3 1 地理学角度的人居环境适宜性评价研究思路 早期的地理学者多多从空间的角度研究住宅建设的区位和空间组织与规划等问题。 国外城市地理学家注重研究技术的发展对城市空间形态的影响，以及对居住区位的影 响，如杜能的农业区位论研究了居住空间结构形成的机制，克里斯特勒研究居民点空 间分布的中心地等级体系等。西方地理学者对城市人居环境的研究主要包含在城市空间 结构研究中，重要领域包括住宅与房地产，并形成专门的住宅地理学( g e o g r a p h yo f h o u s i n g ) 6 7 。 地理学研究的核心是人地关系。但目前大多研究只能算是对“人地关系”中“地 的研究碣。而目前国内城市地理学对于居住空间的研究集中在居住区的布局与规划、空 间结构、区域分异以及住宅郊区化的研究，定量分析也侧重于统计学、经济学和生态学 分析方法。在新经济地理的发展趋势下，笔者认为地理学角度的人居环境评价应基于以 下特点： ( 1 ) 其研究视角是空间角度出发，剖析区域内人居环境的空间规律性。 1 0 基于g i s 技术的大连市人居环境自然适宜性评价研究 ( 2 ) 研究问题的关键是人地关系中人人、人地、地地间错综复杂的相互作用。 ( 3 ) 研究方法应当以遥感、g i s 等技术手段为依托，辅以其他分析方法。 而国内从地理学角度出发，符合上述特点的研究并不多见6 9 。本文正是由以上特点 出发，利用3 s 技术对人居环境的自然条件进行逐项分析，建立基于g i s 的人居环境指 数模型，对人居环境适宜性进行评价研究。 人居环境适宜性不仅直接关系到人的身心健康和生活质量，而且间接影响人文社会 进步与发展水平，从根本上决定了大连人口分布的基本格局。影响人居环境适宜性的自 然因素众多，但最为根本且起主导作用的则主要包括地形地貌特征、水热气候条件和水 文状况，以及综合反映区域自然条件的土地利用土地覆盖特征。 3 2 本文的总体研究思路和方法 图3 - 1 人居环境自然适宜性评价流程图 首先以l k m l k m 栅格为基本研究单元，建立了包括地形条件( 由绝对高度和相 对高度等得出) 、土地覆被( 由土地利用类型和n d v i 等得出) 、气候条件( 利用年均气 基于g i s 技术的大连市人居环境自然适宜性评价研究 温和相对湿度等得出) 和水文条件( 由年均降水和水域比重等得出) 等影响区域人居环 境的主要自然要素的人居环境基础数据库；其次，采用m a p i n f o 等g i s 软件对以上各项 指标进行分级评价，并以专题图的形式显示各项指标的空间差异。同时，为进一步识别 各自然要素对区域入居环境的影响程度，对各单项指标与入口分布的相关性进行定性分 析：第三，根据专家打分确定的相关系数确定权重，构建了中国人居环境自然适宜性评 价模型一人居环境指数( h e i ) 模型，定量计算了中国不同地区的人居环境指数，揭示 大连不同地区人居环境的自然适宜性与限制性；最后，根据人居环境指数确定大连不同 地区的人居环境适宜类型，完成大连人居环境自然适宜性评价。整个流程如图3 - 1 所示。 4 大连市概况 4 1 大连市地理位置概况 大连市地处欧亚大陆东岸，中国东北辽东半岛最南端，位于东经1 2 0 度5 8 分至1 2 3 度3 1 分、北纬3 8 度4 3 分至4 0 度1 0 分之间，东濒黄海，西临渤海，南与山东半岛隔 海相望，北倚东北三省及内蒙古东部广阔腹地。大连又处于东北亚经济区和环渤海经济 圈的重要区域，与日本、韩国、朝鲜、俄罗斯远东地区相邻，是东北、华北、华东以及 世界各地的海上门户，是重要的港口、贸易、工业、旅游城市。 4 2 大连市地形地貌概况 大连山地丘陵多，平原低地少，整个地形为北高南低，北宽南窄；地势由中央轴部 向东南和西北两侧的黄、渤海倾斜，面向黄海- - 俱z j 长而缓。长白山系千山山脉余脉纵贯 本区，绝大部分为山地及久经剥蚀而成的低缓丘陵，平原低地仅零星分布在河流入海处 及一些山间谷地；岩溶地形所处可见，喀斯特地貌和海蚀地貌比较发育。 4 3 大连市水系流域概况 大连地区主要有黄海流域和渤海流域两大水系。注入黄海的较大河流有碧流河、英 那河、庄河、赞子河、大沙河、登沙河、清水河、马栏河等；注入渤海的主要河流有复 州河、李官村河、三十里堡河等。其中，最大的河流为碧流河，是市区跨流域引水的水 源河流。另外，还有2 0 0 多条小河。大连地区淡水资源总量为每年3 7 8 6 亿立方米，其 中地表水资源3 4 2 为亿立方米、地下水资源为8 8 4 亿立方米，两者重复水资源量5 8 亿立方米。 4 4 大连市气候概况 大连市位于北半球的暖温带地区，具有海洋性特点的暖温带大陆性季风气候，冬无 严寒，夏无酷暑，四季分明。年平均气温l o 5 摄氏度，年降水量5 5 0 9 5 0 毫米，全年日 照总时数为2 5 0 0 2 8 0 0 小时。 本部分内容参考h t t p ：b a i k e b a i d u c o r n v i e w 4 0 5 5 h t m l ? w t p = t t 1 2 基于6 1 s 技术的大连市人居环境自然适宜性评价研究 4 5 大连市行政区划概况 大连全市总面积1 2 5 7 4 平方公里，其中老市区面积2 4 1 5 平方公里。各行政区面积 和人口概况如下： 西岗区：面积2 6 1 平方千米，辖7 个街道，常住人口3 0 8 万。 中山区：陆地面积4 3 8 5 平方千米，辖8 个街道。常住人口3 6 万。 沙河口区：( 含高新技术产业园区) 陆地面积4 8 3 2 平方千米。辖9 个街道，常住人 口6 3 1 万。 甘井子区：面积4 9 1 平方千米，辖2 个镇、1 3 个街道，常住人口6 1 6 万。邮政编 码1 1 6 0 3 3 。 旅顺口区：陆地面积5 0 6 8 平方千米，辖1 3 个街道，1 个经济开发区，常住人口2 1 万。 金州区：( 不含大连经济技术开发区、保税区、金石滩度假区) 陆地面积1 0 7 4 6 平 方千米，辖1 4 街道，2 镇。常住人口4 7 3 9 万。 瓦房店市：陆地总面积3 8 2 6 5 7 平方千米，辖3 个大连市级工业区、1 0 个街道、1 3 个镇、9 个乡，常住人口1 0 2 5 万。 普兰店市：陆地面积2 8 9 6 平方千米，辖1 个( 省级) 经济开发区、3 个街道、1 4 个镇、3 个乡，常住人口8 3 万。 庄河市：( 含大连花园口经济区) 面积3 9 0 0 平方千米，常住人口8 9 万。 长海县：陆域面积1 1 9 平方千米，海域面积7 7 2 0 平方公里，辖2 镇、3 乡人口1 0 5 万。 高新技术产业园区：园区总占地3 5 6 平方公里，由七贤岭产业化基地、双d 港、 海外学子创业园、软件园、旅顺南路软件产业带、龙头分园等发展区域组成。 经济技术开发区：( 含保税区、金石滩国家旅游度假区) 下辖6 个街道，陆地面积 3 8 8 平方千米，总人口约3 6 万。 长兴岛临港工业区：陆地面积3 4 9 5 平方公里，曾辖2 个街道( 长兴岛街道、交流 岛街道行政区划属瓦房店市，先后划归大连长兴岛临港工业区代管) 。 花园口经济区：总面积为2 6 8 平方公里，总人口6 5 万人，下辖1 个镇。 5 基于g is 技术的大连市人居环境适宜度研究 5 1 基于g i s 技术的大连市地形起伏度研究 地形起伏度反映区域地形地貌特征，可以用海拔高度和地表切割程度综合表征。地 形起伏度( r d l s ) 计算公式为7 0 ： r d l s = a l t ( 大连市平均高程) + 【m a x ( h ) 一m i n ( h ) 】x 1 p ( a ) a ( 大连市平均高程差) 1 3 基于g i s 技术的大连市人居环境自然适宜性评价研究 式中：a l t 为以某一栅格单元为中心一定区域内的平均海拔，m ； m a x ( h ) m i n ( h ) 分别为该区域的最高与最低海拔，m ； p ( a ) 为区域内的平地面积，k m 2 ； a 为区域总面积，如确定l k mx l k m 栅格为提取单元，则a 值为l k m 2 。 5 1 1 技术处理流程 技术处理步骤如下，如图4 1 所示： 图4 1 地形起伏度计算技术流程图 ( 1 ) 大连市等高线地形图，等高距1 0 米。采用m a p l n f o 软件进行等高线矢量化。 匹配坐标系为“定制”的m a p l n f o 大连坐标系，基本参数为： ”e q u a l - a r e ap r o j e c t i o n ( d a l i a n ) ”，9 ，0 ，0 ，1 2 2 ，3 8 ，3 9 ，4 0 ，0 ，0 1 4 基于g i s 技术的大连市人居环境自然适宜性评价研究 ( 2 ) 依据坐标匹配后的矢量化等高线，采用v e r t i c a lm a p p p e r 3 0 软件，进行大连市 数字高程模型( d e m ，格式木g r d ) 制作，精度5 0 米。 ( 3 ) 从v e r t i c a lm a p p p e r 3 0 环境中转出m a p l n f op o i n tf i l e ，保存文件类型m a p l n f o 的t a b 文件。 ( 4 ) 利用m a p l n f o 韵g r i d t o o l s m b x 工具完成d e m 的专题图格式( 牛i m g ) 转出， 作为空间分析的基础地图。 ( 5 ) 利用m a p l n f o ( 8 5 版本) 的g r i d m a k r m b x 工