[发明专利]一种基于GIS的农村居民点集中居住区选址和优化方法

说明书

本发明公开了一种基于GIS的农村居民点集中居住区选址和优化方法，首先基于GIS获取目标区域空间和属性数据，构建信息量模型进行农村居民点集中居住区用地适宜性评价，叠加土地利用规划允许建设区，获得候选地址，并设定面积大小阈值进行筛选，再使用P‑中位问题模型对候选地址进行优化。本发明利用GIS技术，构建信息量模型，定量地进行农村居民点用地适宜性评价和选址，并使用整数线性规划的P‑中位问题模型进行区位优化，能够灵活设置候选地址需求，选址结果定位到地块；候选地址基于实际路网，考虑农民搬迁后日常劳作需求，使其距离成本最小，具有精度高，可操作性强的优点。

技术领域

本发明涉及GIS技术，尤其是涉及一种基于GIS的农村居民点集中居住区选址和优化方法。

背景技术

农村居民点是农民的主要聚集形式，其外在形态和空间结构是其与周围自然环境、社会经济和人地相互作用的结果，准确把握其内在规律对农村居民点的土地整治工作有着重要影响。近年来，不少国内学者基于区位理论，从自然环境、经济发展和社会文化角度多方面探讨了农村居民点分布与各种影响因素之间的关系，并对不同类型的农村居民点进行适宜性评价，并进行布局优化或分区调控，从定性的角度分析农村居民点的布局优化。定量分析较少，如部分学者利用加权Voronoi图的区域划分特点，使用影响度为权重，确定农村居民点的影响范围，从而明确居民点的搬迁和保留，但Vorinoi图是基于距离的分析，没有考虑居民点的实际需求。P-中位问题区位优化模型考虑了需求点的实际需求，已成功应用于警察巡逻区、机场和避难场所的布局优化，本发明引入该模型应用于农村居民点集中居住地选址优化。

发明内容

本发明提供一种基于GIS的农村居民点集中居住区选址和优化方法，可以有效解决上述背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明一种基于GIS的农村居民点集中居住区选址和优化方法，首先基于GIS获取目标区域空间和属性数据，构建信息量模型进行农村居民点集中居住区用地适宜性评价，叠加土地利用规划允许建设区，获得候选地址，并设定面积大小阈值进行筛选，再使用P-中位问题模型对候选地址进行优化，包括如下方法步骤：

第1步，获取目标区域道路、河流、农村居民点建设用地、高程、坡度和坡向空间数据和人口经济属性数据：为了获取目标区域的矢量数据，首先需要收集目标区域的遥感影像、DEM、土地利用规划图和社会经济人口数据，在ArcGIS中加载高清遥感像并通过目视解译进行地物判读数字化目标区域道路、河流、农村居民点、中心村和集镇建设用地数据，在ArcGIS中对DEM数据进行表面分析得到目标区域坡度和坡向数据，人口经济数据输入到对应的矢量数据表中；

第2步，基于GIS空间分析，构建信息量适宜性评价模型：将影响因子分级并统计与农村居民点的信息量，然后将所有因子信息量叠加，用单个栅格单元的信息量大小表示适宜性程度，具体如下：首先确定影响因子并分级，信息量模型通过信息量值大小直观的表现影响因子与研究对象之间的密切程度，结合目标区域实际情况，选取适宜性评价影响因子，如坡度、坡向、高程、距河流的距离、距道路的距离、距城镇的距离，在ArcGIS中将影响因子分级，并使用区域统计工具统计分类中农村居民点的数量，带入公式计算信息量，计算公式如下：

式中：Wi是某个因子的信息量大小；Densclass是某个因子里的居民点密度；Densmap是整个目标区域内的居民点密度；Npix(Si)是某个因子里包含的居民点的栅格数；Npix(Ni)是某个因子图层的所有栅格数；SNpix(Si)是整个目标区域内居民点的栅格数；SNpix(Ni)是整个目标区域所有栅格数；

将所有因子的信息量Wi相加，即可得到某个栅格单元的信息量大小，在ArcGIS中使用栅格计算器，将所有因子图层按下述公式叠加：

W＝∑Wi

式中：W表示为评价区某单元信息量预测值。