摘要：生态适宜性评价需考虑众多影响因素，以GIS为研究工具，利用其强大的空间分析能力，弥补传统景观规划中在此方面能力不足的弱点。相比等权叠加法，通过层次分析法赋值权重，能够弱化权重赋值过于主观的不足。在此基础上提出以GIS为应用平台，通过层次分析法赋值因子权重的方法，以评价场地生态适宜性。
关键词：生态适宜性评价GIS 层次分析法
1.引言
人类社会高速发展，带来了举世瞩目的成就，但随之而来的是对自然资源的消耗及环境的污染超过其所能承受的平衡限度，对整个生态系统造成了巨大的压力，引起一系列环境生态问题。人们开始反思人类社会与自然环境的关系，努力寻求两者的协调发展。
景观生态规划在解决生态问题中扮演越来越重要的地位，通过应用景观生态学原理及其他相关学科知识，研究景观格局和生态过程以及人类活动的交互作用，在协调和解决人与自然的矛盾冲突，提出可持续发展的方法及建议[1]。
2.生态适宜性评价的内涵
生态适宜性评价是景观生态规划的核心，是在生态调研的基础上，寻求最佳可行的土地有效合理利用方案，根据研究区的自然资源与环境特点，分析区域的生态敏感性以及发展的制约因素，划分资源与环境的适宜性等级，提供合理发展和生态环境建设策略[2]。生态适宜性评价最早由美国宾夕法尼亚大学McHarg教授提出，将其定义为“由土地具有的水文、地理、地形、地址、生物、人文等特征所决定的，对特定、持续性用途的股友适宜性程度”[3]，联合国粮农组织、美国林业局等组织和机构也作出不同的定义。其内容主要是为最大程度降低人为活动对自然环境的负面影响，对研究区域内的场地进行适宜程度等级评价，并指出适宜用于人为开发利用区域范围和面积。生态适宜性评价主要应用于以下几大类型：①城乡建设用地评价；②自然保护区选址及评价；③项目选址确定及环境影响评价；④旅游区评价；⑤景观规划。
通过建立生态适宜性的综合评价体系，将研究区域分为最适宜、适宜、基本适宜、不适宜和禁止开发等若干用地等级，并对不同级别提出相应的开发程度要求。其中最适宜用地、适宜用地可作为优先开发的区域，在不影响生态系统基本功能的情况下可进行强度较大的人为活动；基本适宜用地是在缺乏发展空间的情况下，保护性的有限度开发利用；不适宜用地和禁止开发用地是生态脆弱区域，开发难度大且被破坏后难以修复，需要以生态保育为主，严格控制开发。
3.GIS技术
地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种计算机系统及工具，具有强大的空间分析能力和处理地理空间数据能力。20世纪末，随着计算机技术飞跃性的突破，伴随地理信息技术的引入，适宜性评价方法和应用得到极大的发展，能有效弥补传统景观规划在空间分析方法上的不足。
4.生态适宜性评价方法
因子叠加法也称为“千层饼”模式，是生态适宜性评价应用最普遍的方法之一，源于19世纪McHarg教授在《Design with nature》中提出的一整套方法体系。此方法的基本步骤是在确定研究区规划目标的基础上，分析各个主要生态影响因子的关系，获得单个影响因子的生态适宜程度，再通过空间分析技术综合考虑所有因子的整体适宜程度。因子权重的确定包括等权因子和加权因子等两种方法。
McHarg最初“千层饼”模式的研究方法是将研究区域内各种影响因素（包括自然和人文）信息以颜色深浅代表不同的适宜等级分别绘制在不同的透明纸上，最后将透明质叠加在一起获得综合适宜性的分析结果。这种方法主要考虑了景观单元中影响因素之间垂直关系，但各种影响因子的权重是一样的，也就是所有因子的重要性都是一致的，也就是等权因子叠加法。
为了克服等权因子叠加法没能体现因素之间重要程度的问题，学者提出了因子加权的方法。此方法是表达各种影响因子的重要程度不完全相同，根据不同因子的重要程度赋予不同的权重，通过权重修正，在综合适宜性评价的过程中，以各因素的适宜性等级与权重的乘积累加的方法，最终确认综合适宜性的分析值。权重的确认分为客观和主观赋值两种，客观包括主成分分析法、因子分析法等，主观常采用层次分析法、德尔菲法（Delphi）等。
层次分析法（Analytic Hierarchy Process，AHP）是目前应用最广的其中一种方法，它是由美国运筹学家匹茨堡大学教授Saaty提出的一种多这侧决策方法[4]。层次分析法是建立一个包括目标层、准则层和方案层的结构分析模型，然后建立判断矩阵模型，计算作为方案层中影响因素权重系数，比较每两个指标重要性，计算判断矩阵模型的特征向量机最大特征根并根据这个判断结果综合计算各个指标的权重系数。
层次分析法（AHP）确定权重的大体方法如下：
（1）通过两两比较，得到判断矩阵A
6.基于GIS结合因子加权评分法的分析
本次研究的生态适宜性评价是以ESRI公司的GIS桌面平台ArcGIS平台建立的。首先确定目标层和准则层以及各级指标，以建立一个完整的适宜性评价体系。其次根据研究目标，将各指标需要的数据通过数字化、格式转换等方式置入ArcGIS平台，建立完整的地理信息数据库。再次，逐一评价单个影响因子的适宜性等级，并通过ArcGIS中的重分类工具赋予每个景观单元相应的适宜性分值。根据前文所述的层次分析法判断各影响因素的重要级别，确定其权重数值。最后通过ArcGIS的空间叠加工具，将研究区内所有像元单个影响因素适宜性分值与权重的乘积进行叠加，获得整体的适宜性分值，并根据适宜性分值确定用地等级，进而确定土地的利用方式，即为
其中，S：为整体生态适宜性综合指数；Xi：影响因素i适宜性数值；Wi：变量i的权重，n为影响因素总数。
7.结论
利用GIS进行土地适宜性评价，是发挥其强大的空间分析功能优势，但影响因子和权重的确定是整个评价体系的关键。结合层次分析法，弥补了权重确定过分依赖主观因素的影响，使分析更接近客观情况，具有较强的实际意义和应用价值。但这种方法过于强调评价单元的垂直关系，而忽略影响因子之间的相互作用，因而在垂直性与水平性结合需要进一步完善。
参考文献
[1]韩向颖.城市景观生态网络连接度评价及其规划研究[D].同济大学，2008.
[2]黄梦兰.基于生态适宜性分析的三亚热带珍稀花木博览园规划研究[D].中南林业大学，2017.
[3]Mcharg I L.Design with Nature，GardenCity[M].New York：Doubleday，1969.
[4]王莲芬.层次分析法引论[M].北京：中国人民大学出版社，1990.5-18.
[5]敬松.大城市郊县土地生态适宜性评价的理论和方法探讨[J].西南师范大学学报：自然科学版，1995（1）：84-91.
论文作者:何铭谦
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/8
标签：适宜论文; 因子论文; 生态论文; 权重论文; 评价论文; 方法论文; 分析法论文; 《建筑学研究前沿》2018年第17期论文;