城镇土地利用适宜性分析及应用
王海君，夏斯雨
（江苏省测绘研究所，江苏南京 210013）
摘要： 土地适宜性分析是城镇发展合理有效进行土地利用的基础，目前多采用潜力性和限制性方法对城镇土地进行适宜性分析。鉴于上述两个方法的优缺点，文章采用两者相结合的方法，利用熵权法和有序加权平均法（Ordered Weighted Averaging，OWA）两种多准则评价方法进行潜力性指标权重确定，布尔运算方法应用于限制性因素确定，将该方法应用于研究区常熟市，将其评价分析结果与规划发展区对比，结果表明其空间一致性达85%以上，空间布局非常相似。最适宜区和高适宜区面积约为460平方千米，约占全市总面积的40%，与城市总体规划非常吻合。
关键词： 土地利用；适宜性；熵权法；OWA
0 引言
土地适宜性状况直接影响到城市的社会经济和自然环境的发展［1-2］。近年来土地适宜性评价已经应用到农业用地分析［3］、城市生态适宜性评价［4］及城市土地利用优化问题［5］等方面。目前最常用的是叠加分析法［6］和人工智能方法［7］等。叠加分析方法采用的权重标准往往不够客观；人工智能方法的黑箱操作产生的结果通常不足以令人信服。为此，本研究使用基于熵权法和有序加权平均法的多准则潜力评价方法，结合基于布尔运算的限制性评价法构建评价系统，并以江苏省常熟市（不包含长江区域）为例进行城镇发展土地利用适宜性分析，探讨该评价体系的合理性与适用性。
1 研究区概况
常熟市位于中国经济最活跃的区域——上海经济圈中心，东倚上海，南接苏州，西邻无锡，北枕长江，与南通隔江相望，具有得天独厚的区位优势。近20年来经济增长一直保持在15%以上。国内生产总值从2000年的258亿元增长到2017年的2 279.55亿元，增加近9倍。随着经济的飞速发展，常熟市的城市化水平也在不断提高，2000年末城市化水平为47.5%，2017年末，城市化水平达到接近70%，大大超过全国平均水平。城市化水平的提高必将带来城镇土地利用的大量需求，合理的规划显得尤为重要。
要成功地开展教学，CLIL教师必须：1.具备专业课知识或称学科知识2.具备较强的外语能力3.灵活应用课堂语言4.掌握为学生搭建支架平台的技巧（Instructional scaffolding）。根据Bulter(2005)的一项调查，教师缺乏专业课和英语能力影响课堂CLIL的成功。
2 评价指标体系
2.1 评价指标选取
土地利用适宜性的标准分为两类：潜力性和限制性。城市发展的土地利用标准的制定涉及地理环境、生态资源、社会经济等众多因素，本研究在综合考虑自然环境和社会经济的基础上选取了适宜和限制城市发展的多个决策因子，潜力性因子有地形因素（A1高程、A2坡度），社会经济因素（A3道路临近度、A4土地利用、A5人口密度、A6城市建筑临近度），自然环境因素（A7空气质量、A8工程地质条件）；限制性因素主要考虑在城市发展过程中需要保护的因子，这些往往在城市发展过程中限制利用或禁止使用，包括地表水（B1）、地下水（B2）、主要农田保护区（B3）、绿化带（B4）、度假胜地（B5）、森林公园（B6）、水源保护地（B7）。根据评价因子的不同作用，适宜性因子的权重是正数，而限制性因子的权重用负数表示。
2.2 评价因子标准化
在确定好评价体系的基础上，对各决策因子进行统一无量纲化处理是进行适宜性分析的前提。本研究将所有的因子图层转换成30米×30米的格网图层，既保留了区域性，又具有足够的精度反映城市化的局部细节跟差异。本研究采用等级和分数的方法来量化潜力因子（见表1）和限制因子（见表2），对于潜力因子，分值范围是1～5，限制因子的分值是-0.6～-1。对于每种因子，分数越高代表越适宜城镇用地发展。
本例血管母细胞瘤位于幕上和脑外，属于罕见类型。肿瘤周边多发血管流空信号影并强化显著符合其影像特征表现[6]。既往研究报道：实性肿块型血管母细胞瘤在磁共振成像平扫中呈长T1稍长T2信号，DWI呈低信号，ADC值较高[7-8]，本例血管母细胞瘤与之不一致，笔者推测与肿瘤组织成分有关。本例肿瘤内含丰富血窦及多发囊状扩张血管影，该组织结构均为含水量丰富的血液，所以肿瘤虽为实性肿块型但其T2加权成像呈明显高信号，病灶的“T2透过效应”[9]导致该病变DWI呈明显高信号。同时笔者发现本例肿瘤内见类似“轮辐状”长T1短T2信号，增强扫描无强化，推测为肿瘤内纤维组织成分。
3 研究方法
采用潜力性因素和限制性因素来对城市发展的土地利用适宜性进行综合评价，潜力性评价采用熵权法和有序加权平均法进行权重因子确定；限制性评价采用布尔运算方法确定各因子权重值。熵权法能够在综合考虑各影响因子提供的信息量的基础上计算出一个综合指标，根据各影响因子传递的信息量来确定权重值［8］。OWA方法能够按照属性的重要程度进行因子的重新排序，按照排序赋予不同的权重。本研究采用均值相似度赋权法，是一种客观定权法，其权重的确定既满足重要性程度排序，也能避免评价者的主观因素。
在分析评价过程中将评价结果分为5个等级，分别为：最适宜区、高适宜区、中适宜区、低适宜区和不适宜区。为了使等级之间的差异更加显著，本研究使用k-means聚类算法进行适宜性等级的划定。k-means算法以K为参数，把n个对象分成K类，使得每一类具有较高的相似度，而不同类别之间的相似度较低，这样可以满足本研究对土地利用的适宜性划分的需求。
表1 城镇发展潜力因素的等级和评分系统
表2 城镇发展潜力因素的等级和评分系统
3.1 限制性因素
规范化：
。
3.2 潜力性因素
3.2.1 熵权法
本研究使用空间统计分析和kappa系数来比较熵权法和OWA方法得到的适宜性分布结果。kappa系数是用来检验两种方法得到的适宜性分布结果的一致性，并通过空间统计分析得到两种方法产生的各类适宜性等级间的重叠关系。结果表明，两种方法得到的五类适宜性等级的面积，空间一致性高达87%，kappa系数是0.84（见表5），在空间上具有极大的相似性。
熵是评价系统指标权重确定的一个很理想的尺度。假设一个评价系统有n个评价指标，m个评价对象，计算过程如下：
原始数据决策矩阵：
无论是从生态环境还是社会经济的角度考虑，城镇发展的过程中都有很多限制性因素，例如某些自然环境、人文景观以及农田保护区等都禁止或限制开发，因而城镇发展的过程中也需要保护这些限制性因素。对于限制性因素，本研究采用布尔运算方法，判断格网是否在限制区范围内，限制强度以负数表示，-0.6代表限制发展的区域，-1代表禁止发展区域（见表2），没有限制的区域用0表示。
3.2.2 有序加权平均法
计算属性uj输出的信息熵
j∈ M，其中r˙ij=0时，规定r˙ijlnr˙ij=0。
对里程桩号4+845～4+995段使用TGP 206A超前地质预报处理软件处理原始地震波三分量原始数据(图8)后得到同侧地震波绕射偏移图(图9)和同侧地震波反射界面图(图10)。
(1)物流企业可以引入竞争机制，对应每一个实货盘在选择相应的承运运输时，向几家入围运输公司同时进行选择，经过初选淘汰和中选几家对比，最后各项性价比优异者成为最终的承包商。这种类似的方法可以为物流企业构建最优管控体系。
表3为熵权法计算得到的潜力因子权重。
计算得到列归一化矩阵
i∈N,j∈M。
在交流电机高性能驱动场合中,矢量控制[1]和直接转矩控制[2-5]得到了广泛应用.这两种控制方法的不同之处在于,直接转矩控制是用转矩和磁链滞环控制器来直接控制电机的转矩和磁链,而矢量控制是通过控制电机定子电流的d-q轴分量来控制电机的转矩和磁链.所以直接转矩控制的动态性能要比矢量控制的动态性能好,但是直接转矩控制存在转矩脉动和开关频率不固定的问题[6-7].针对转矩脉动问题,文献[8]给出一种基于空间矢量调制的直接转矩控制方法,有效地减小了异步电机的转矩脉动.直接转矩中开关频率不固定问题的根本原因是采用了滞环控制器,而文献[6]采用一种新的转矩磁链控制器解决了这一问题.
有序加权平均（Ordered Weighted Averaging，OWA）算子最早是由Yager提出来的［9］，该算法的本质特点是：对属性值按照从大到小的顺序进行重新排列，并通过对属性所在的位置进行加权赋值，再进行集结。OWA算子的定义如下：
定义1设f:Rn→R，若
但事实却是，想象和现实之间总存在着巨大的鸿沟。在摆弄过奥迪R8 RWS之后，劳拉表示：“它动力强劲，但也一定程度上导致了转向过度。当出现转向过度的倾向时，发动机的输出会有些不太受控制，这一点和普通的奥迪R8完全不同。”另一点在于，降挡之后，那台V10发动机的转速会突然飙升，导致车尾在制动的过程中会突然丧失下压力，进一步增加了转向不足的概率。
其中ω=（ω1，ω2，…，ωn）是与函数f相关联的加权向量
且bj是一组数据(a1,a2,…,an)中第j大的元素，R是实数集，则称函数f是n维有序加权平均算子，简称OWA算子。
由图3可以看出C1、C2的减少能使政府激励政策无效的概率的曲线斜率绝对值变大，即缩短被动房的推广过程，同样条件下减少C1比减少同比例的C2能略微加速降低无效概率的趋势。另外如图3所示增加C1或C2，会使得政府激励政策无效的概率增大，将会阻碍被动房的推广。值得注意的是，同样条件下增加C1比增加同比例的C2会使政府激励政策无效的概率加大，使激励无效的概率值提升。综上可知，盲目增加政府成本以期加速被动房的推广的做法是绝对不可取的，政府在对于推广成本的投入需要控制，且在成本投入的占比中C2>C1。
有序加权平均算子的应用中，确定权重的方法一般有客观赋权法和主观赋权法两类。鉴于主观赋权法易受决策者主观意识影响，本研究采用一种基于均值相似度的客观赋权方法［10］。
计算属性权重向量：ω=（ω1，ω2，…，ωn），其中
为bi与均值μ的相似度，其中
则OWA算子的权重为：
表4为有序加权平均法得到的潜力因子权重由高到低排列。
3.3 土地利用适宜性分析
本次研究的适应性分析将限制性评价法分别于基于熵权法的潜力预测法以及基于OWA的潜力预测法进行叠加分析，进行土地适应性分析，最后将两种评价结果进行综合分析从而得出最终的土地利用适应性分析结果。
熵本身是热力学概念，信息熵是其突破热力学范畴，引入到其他领域的成功案例。信息熵用来描述随机变量的不确定性，在一个评价系统中，评价指标的差异程度越小，熵就越小，熵权值也就越小；反之，亦成立。
城镇土地利用适宜性是根据潜力性因素和限制性因素综合计算得到的，考虑到土地潜力预测评价众多影响因素的存在，只使用某一种单一的评价算法会使结果存在偶然性，为增加结果的可信度，本研究采用熵权法与OWA法相结合的潜力预测法进行评价，加权平均处理，得到最终的评价分析结果，其中权重为熵权法与OWA方法分析评价中最适宜区与现有城市规划区域的比值，按照此权重对分析结果数据进行计算，从而得到土地适宜性应用最终分析。
表3 基于熵权法的潜力性因素权重
表4 基于OWA的潜力性因素权重
表5 基于熵权法和OWA方法适宜性分布图的比较
4 评价结果与讨论
本研究建立了一个城镇发展土地利用适宜性分析的多准则评价系统，结合潜力性和限制性两个方面，涵盖了多种自然、社会因素。基于多准则决策评价方法能够保证评价结果的独立性和多属性的最优决策。为了验证评价系统是否适用于实际规划应用，提取了《常熟市城市总体规划（2010—2030）》中的居住用地、公共设施用地、工业用地、仓储用地与评价结果进行对照分析。
最终结果如图1所示，其中最适宜区分类结果与现有城市规划区域的重合度达到80%以上，比单一分析结果相似度大幅度提升。其分析结果显示：
（1）土地利用适宜性等级从城镇向周边逐渐降低。
（2）适宜性最高的地区位于城镇的中心地区，而适宜性低的地区大多位于农田保护区和风景名胜区等城市发展的限制地区，包括虞山风景区和昆承湖景区等。
（3）最适宜和高适宜城镇发展的区域面积有460.553 1平方千米，占总面积的39.9%。低适宜和不适宜区域覆盖了499.429 1平方千米的区域，即总面积的43.2%，剩下的195.450 9平方千米地区为适合适度发展地区。
图1 土地适宜性综合评价图与城市总体规划叠加
5 结语
本研究基于限制性和潜力性相结合的方法提出了一个用于城镇发展土地利用适宜性的评价体系。熵权法和有序加权平均法（OWA）提供了潜力性因素的权重计算方法；布尔运算方法为限制性因素提供权重判断支持。两种方式结合生成常熟市城镇发展土地利用适宜性结果，采用k-means聚类方法，将适宜性结果划分为5类，即最适宜区、高适宜区、中适宜区、低适宜区、不适宜区。全市大约40%的土地适合城镇发展，主要分布在城市周边的允许建设区内；不适宜城镇发展的土地大多分布在基本农田保护区、风景名胜区等土地利用限制较高的地区。熵权法和OWA方法相结合得到的适宜性结果与城市规划用地具有高度的相似性，空间布局一致性达85%以上，其结果与城市总体规划也非常吻合。城镇化发展的高速需求与建设用地资源的日趋紧张使得城市土地利用的合理性得到越来越多的重视，土地适宜性评价也成为研究热点，本研究提出的方法可以为未来城市发展规划提供有效参考。
中药调配质量与患者治疗效果具有直接关联,对患者临床治疗效果具有重要作用,中药调配主要是根据处方当中的要求进行调配给予患者使用,对调配人员的专业要求很高,具有一定的技术含量[1]。由于调配工作的任务比较艰巨,为了提高能够有效提高调配质量,特收集我院2017年1月至2018年1月期间出现的中药调配质量问题40例进行回顾性分析,对其中出现的调配问题进行总结概括,提出相应的改进措施。
考虑到工作人员巡视时现场检查参数，设计了节点显示模块，通过显示接口连接到节点。当工作人员现场巡视时需要某节点参数时，将显示模块连接到节点显示接口即可，这样可以避免每个节点都有显示模块导致成本增加，而且可以减少节点电能消耗。
参考文献
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Analysis and application of Land-use suitability analysis for urban development
Wang Haijun,Xia Siyu
（Jiangsu Institute of Surveying and Mapping,Nanjing 210013,China）
Abstract: Land suitability analysis is the basis of rational and effective land use for urban development.At present,potential and restrictive methods are mostly used to analyze the suitability of urban land.In view of the advantages and disadvantages of the above two methods,this paper adopts the combination of the two methods,two multi-criteria evaluation methods,entropy weight method and orderly weighted average method use to determine the weight of potential indicators and the computational method is applied to the determination of restrictive factors.The method is applied to Changshu city,the research area,and the results of its evaluation and analysis are compared with those of the planned development area.The results show that the spatial consistency of the method is 80%,and the spatial layout is very similar.The area of the most suitable area and the high suitable area is about 460 square kilometers,accounting for 40%of the total area of the city,which is very consistent with the overall urban planning.
Key words: land use;suitability;entropy-weight method;OWA
中图分类号： P208
文献标志码： A
基金项目： 江苏省测绘研究所自主科研项目；项目编号：BM2018030。“江苏省智慧城市时空大数据与云平台关键技术研究”院士工作站项目；项目编号：BM2018536。
作者简介： 王海君（1991—），女，山东寿光人，助理工程师，硕士研究生；研究方向：国情分析。
（责任编辑 何琳）
标签：土地利用论文; 适宜性论文; 熵权法论文; OWA论文; 江苏省测绘研究所论文;