正文 基於聚類分析的宜昌市夷陵區土地利用功能分區研究(2 / 3)

(4)統籌區域協調發展理論

區域協調發展是共同發展,定義為區域社會、經濟、環境等諸因素的協調發展。統籌區域協調發展,就是把各種層次的區域納入到國民經濟與社會發展全局之中進行通盤籌劃,綜合考慮,通過自然資源的合理利用與保護、生產力布局、城鄉布局等手段,促進各種資源要素的空間流動,優化空間結構,實現空間協調發展,最終實現統籌區域發展、統籌城鄉發展、統籌經濟社會發展、統籌人與自然和諧發展、統籌國內發展與對外開放的要求。

二、聚類分析方法的應用

土地利用功能分區的方法有多種,經驗法、指標法、類型法、重疊法和係統聚類法等。係統聚類法有較嚴格的理論基礎和計算方法。將研究對象分成若幹個等價類,根據對某一研究對象進行客觀的定量分類,從而提高分類指導的針對性。分析結果可靠、準確,能反映客觀實情。這種方法不需要事先知道分類對象有多少類,隻是通過數理統計方法最後客觀地形成一個分類係統。下麵將詳細闡述分析步驟。

1、指標選取

分區的指標是指劃分各級單位所采用的定性和定量的標準,是分區目的、原則和依據的體現,也是區域單位間質的差別的量度。分區指標的選取應遵循以下的原則:第一,反映土地功能分區的指導思想;第二,體現區域土地使用的特征和屬性;第三,注重單項指標在其體係中的指示作用;第四,注重指標選取的可行性、可操作性及相對完備性;第五,含義簡捷,易於獲取,代表的信息量大。

2、采用“Z-score標準化”進行原始數據標準化

由於不同的數據一般具有不同的量綱,根據係統聚類分析矩陣的要求,要對原始矩陣通過采用平移、標準化變換和平移、極差變換,經過Z-score標準化後,消除了量綱的影響,其計算公式為:

Y(i,j)=[X(i,j)-X(j)J/S(j)

式中:Y(i,j)為標準化後i地區j類指標數據;X(i,j)為i地區j類指標原始數據;X(j)為j類指標平均值;S(j)為j類指標標準差。

3、相似性計算

采用歐氏距離法計算研究區各區域間土地利用的相似性係數,並按一定閾值標準,以相似性係數最大化為原則將土地利用最為相似的兩個單元歸為一類型區。相似性係數的計算公式如下:

式中:R(i,j)為i區域與k區域土地利用相似性係數;X(i,j)為i區域的j指標標準化值;X(k,j)為k區域指標標準化指標值;n為研究區指標總數。

4、區域劃分

最為相似的兩區域歸為同一類型區後,計算該類型區與第三步中其它尚未歸類的單元或其它類型區間土地利用相似性係數,並按第三步中公式進行該類型區與其它區域或類型區歸類。設土地利用最為相似兩區域歸並的類型區域為Ga,則Ga與其它區域或者其他歸並區域的土地利用相似性係數R(a,i)計算公式如下:

式中:R(b,i)為Gb區域與Gi區域或類型區土地利用相似性係數;R(c,i)為Gc區域與Gi區域或類型區土地利用相似性係數;n1、n2、n3分別為Ga、Gb、Gc所含的單元數。繼續進一步歸並,直至將研究區域所有單元歸並為同一個大的類型區域。最後按照土地利用相似性係數的一定閾值標準,並進行實地校核,最終確定研究區土地利用地域分區結果。

三、實例研究

1、研究區概況

“水至此而夷,山至此而陵。”故名夷陵。夷陵區地處渝鄂交界區域,上控巴夔,下引荊襄,有“三峽門戶”之稱。夷陵區位於宜昌市北部,南北長103公裏,東西寬約77公裏,總麵積3424平方公裏,人口54.65萬,下轄1個街道(內含開發區)、9個鎮、2個鄉,是宜昌市麵積最大、人口數最多的區域。

2、分析過程

本文按行政區域的劃分以鄉、鎮、街道為數據收集單元。聚類分析所用樣本和指標分為研究區內各鄉、鎮、街道土地利用結構中區域差別明顯且代表本區發展方向的指標及各街道的人口和工業產值指標(夷陵區工業產值占GDP比重很大。