用地适宜性评价
GIS实验报告
——金川县城市总体规划建设用地评价一、引言Introduction
项目背景
金川县位于四川省西北部，阿坝州西南部，东南距省会成都424公里，离阿坝州州府马尔康91公里。金川县地处川西北生态经济区中心地带，阿坝州南部综合经济区重要板块，位于大渡河上游，大金川河旁，省道211经过县城。此次金川县城市总体规划重点是对金川县城的城市发展方向做出判断。
定义需GIS解决的问题
金川县城沿大金川河发展，周边山地丘陵地形复杂，城市位于槽谷地带。随着金川县社会经济的高速发展，现状用地已经不能满足其发展需求。在本次实验报告中，将运用GIS的科学分析方法，对像金川县城这样处于的复杂山地地形和河流谷地的城市建设用地发展方向做出较为理性的评价。
确定实验的目标或者需验证的假设
本次实验的目标是：整理分析各项对于建设用地选择有影响的评价因子，运用GIS的数据管理能力，综合评价城市建设用地的选择方向。改变以往规划环节中依靠感性的设计方法，为项目提供科学数据分析和可视化设计流程，并以此为依据，对建设用地进行反向论证，不断优化设计，提高规划的科学性。
研究区域
本次实验的研究目的是进行建设用地选择，因此研究区域范围较小，主要包括：大金川河两侧用地面积较大且较为平缓的地带。（沿大金川河，金川老城区南部，老城区北部、老城区东部）
二、方法Methods
前期资料整理
根据实验目的提取实验所需要的各项要素，并将提取出来的要素整理为便于
实验操作文件格式，祛除多余冗杂的信息，减少无效数据的干扰，提高实验效率。
本次实验报告的地形CAD较为复杂，老城区部分由于城市建设情况，而缺乏高程赋值的等高线，故此次实验以高程点为基础，选择所有的高程点；原位粘贴到“0金川县高程点.dwg”文件；将研究区域内的河流及泥石流槽描边并单独放入“0河流.dwg”文件；将老城区及周边建设用地现状描绘整理到“0建设用地现状.dwg”文件；将提供的地质灾害报告中的地灾评价整理到“0地灾评价.dwg”文件中；最后，将整个研究区域的边界线描出整理到“0地形边界线.dwg”文件中，方便出图。
数据整理
加载整理的CAD要素
首选是添加数据。在添加数据的对话框中，选择链接到文件夹，在连接到文件夹中加载整理好的DWG格式的文件，包括高程点、河流、建设用地现状、地灾评价、地形边界线。在此过程中，由于各项要素均已在CAD里整理，因此没有出现乱线等问题。
捡校导入CAD的高程点数据
右键单击Arc map中Export_Output图层，在下拉菜单中点击：打开属性表（T），弹出属性表窗口。在属性表中对应找到Elevation一栏，右键单击，通过升序和降序排列，找出有问题的高程点，通过“字段计算器”进行数据运算，只显示正确的高程点数据，便于下一步生成地形分析。
通过高程点生成TIN
首先激活工具，然后再进行TIN的创建，操作步骤为：打开工具箱--系统工具箱--TIN管理--创建TIN工具，弹出创建TIN对话框，如图Export_output 分别拖入【输入要素】栏中，在【输出TIN】中选择输出保存的地点。点击确定，生成TIN文件【GCDtin】。
转栅格，生成DEM数据
打开工具箱--系统工具箱--转换--由TIN转出--TIN转栅格工具，弹出TIN 转栅格对话框，如图输入各数据，点击确定，生成栅格图。
将地形边界文件polygon直接转换为栅格数据。打开工具箱--系统工具箱--
转为栅格--要素转栅格。
对栅格数据进行提取，使其只显示一定范围的数据，编辑过程如图所示：打开工具箱--搜索--CLIP工具--裁切。
单因子分析
高程分析
整体高程相差约370米，狭长地带用地复杂。规划范围高程分布范围是2127m-2500m之间。沿大金川河一带高程相对较低，离河流越远高程越高。规划范围内最小高程是2127米，位于大金川河南部，最大高程为2500米，位于l 老城区东部。
右键单击GCDtin图层，选择【属性】，在弹出的对话框中选择【符号系统】，在【符号系统】中选择【已分类】，选择色带与类别。
打开工具箱--系统工具箱--Spatial_analyst工具--表面分析--山体阴影。右键单击yinying图层，选择【属性】，在弹出的对话框【显示】一栏中，设置透明度60%。
坡度分析
规划范围内地形较为复杂，属于典型的山地丘陵河谷地带。范围内坡度10%及以下的区域主要集中在河谷地带，坡度15%-25%的区域主要集中在几个较大范围的山地之间。坡度25%以上的区域分布在地形边界线附近，说明了地形边界线的选择具有一定的合理性，有少量区域经过适当的工程改造可以进行散布的建设。操作步骤为：打开工具箱--空间分析--表面分析--坡度分析。
坡向分析
坡向是指地表面上一点的切平面的法线矢量在水平面的投影与过该点的正
北方向的夹脚。在输出的坡向数据中，坡向值规定为：正北方向为0度，按顺时针方向计算，取值范围为0°--360°。操作步骤为：打开工具箱--空间分析工具--表面分析--坡向分析。
地形起伏度
地形起伏度是指特定区域内，最高点海拔与最低点海拔高度的差值，反映地表起伏变化大小，也反映出了地表的破碎情况。其值越大，表面地表高低起伏很大，地表表面很破碎。从地形起伏度的定义可以看出，求地形起伏度的值，首先要求出一定范围内海拔高度的最大值和最小值，然后，对其求差值即可。它是描述一个区域地形特征的一个宏观性的指标。操作步骤为：打开工具箱--空间分析工具--邻域统计。
通过spatial_analyst的栅格邻域统计工具。分别设置统计类型为平均值，邻域选择圆形，邻域设置地图，半径为50，输出像元大小为5。即得到地形起伏度图。
河流水体
河流水体因子不仅作为生态要素单元，在城市建设用地中，须得一定的廊道宽度，不仅保障生态要素的流动，在山地地形条件下，往往也能保障城市不受河流洪涝灾害。操作步骤为：
1、缓冲区分析，打开工具箱--空间分析工具--距离--直线。生成buffer 【buffer】，直线距离为5000。(5000米为任意取值，只需要超过用地范围既可)
2、按地形边界裁图，打开工具箱-- 搜索-- clip--剪切--按输入的要素裁剪几何体。
地质灾害评价
地质灾害图是专业部门做的地质灾害评价图，对城市建设用地选址具有很强的指导作用，部分存在地质灾害的地区因建设条件相对较好，可适当采取工程措施进行防治。在此次评价总，地质灾害分为危险性大、中、一般、小四个区。
建设用地适宜性评价
重分类
对高程、坡度、坡向、地形起伏度、现状建设用地、河流水体、地质灾害，
进行重分类。按照适宜建设、较适宜建设、较不适宜建设、不适宜建设，分别赋值4、3、2、1分，为单因子的综合叠加，生成综合的建设用地适宜性评价做准备。操作步骤：打开工具箱--系统工具--spatial_analyst_tools--重分类--重分类。
（1）对高程栅格进行重分类
将高程的类别分为4类，并对其进行重分类重新赋值。高程值在2329-2499米的为1分；2244-2329为2分；2181-2244为3分；2127-2181为4分。
（2）对坡度栅格进行重分类
将坡度的类别分为4类，并对其进行重分类重新赋值。坡度值在35%以上为1分；20%-35%为2分；10%-20%为3分，0-10%为4分。
（3）对坡向栅格进行重分类
将坡向的类别分为4类，并对其进行重分类重新赋值。坡向值在正北方向的为1分；偏北方向的为2分；东西方向的为3分；偏南方向的为4分。
（4）对地形起伏度栅格进行重分类
将地形起伏度的类别分为4类，并对其进行重分类重新赋值。地形起伏度值范围在2391以上的为1分；2303-2391的为2分；2215 -2303的为3分，2127-2215的为4分。
坡度重分类坡向重分类地形起伏度重分类
（5）对水体栅格进行重分类
将水体的类别分为4类，并对其进行重分类重新赋值。对水体打分为1分；一级缓冲区为2分；二级缓冲区为3分；三级缓冲区为4分。
（6）对地质灾害栅格进行重分类
将地质灾害的类别分为4类，并对其进行重分类重新赋值。对地质灾害危险性大区打分为1分；地质灾害危险性中区为2分；地质灾
害危险性小区为3分；无地质灾害区为4分。
河流水体重分类地质灾害重分类
单因子要素的叠加
确定权重：
单因子评价要素【高程因子、坡度因子、坡向因子、地形起伏度因子、河流水体因子、地质灾害因子】
利用专家打分法获得6个要素的重要性权重W=[, , , , , ]
操作步骤：打开工具箱--系统工具--Spatial_analyst_tools--栅格计算器。
三、结果
本实验是对建设用地进行适宜性评价。
对于做建设用地适宜性评价，首先是对需要叠加的单因子进行确权，对单个因子进行适宜性评价，统一分为4级，然后对各单因子评价要素进行叠加运算。最后，对综合评价数据进行重新分类定级。通过对各因子的叠加分析，最终得到用地适宜性评价图，并对各类用地类型进行数据统计。
表用地适宜性评价因子及权重
评价因子权重
高程
坡度
坡向
地形起伏度
河流水体
地质灾害
将过程和最终成果中得到的用地评价图，在布局视图中添加图例、指北针、比例尺等，并在属性表中，统计各用地的面积，出图设置分辨率。
四、结论
建设用地选择的比较
通过对以上建设用地适宜性的综合实验，得到了建设用地适宜性评价图，将此图与该项目的规划图相比较，可以看出，对于用地选择上，GIS得出的结论对于规划设计有很强的指导意义。
技术
现在GIS技术已经广泛运用于城市规划领域，但基本停留在初级地形分析基础上。而城乡规划作为一个复杂性学科，其本身的数据具有难以统计不好量化的特点。现在也有一些学者或者实际项目在GIS上做了一些探索，随着大数据时代的到来，GIS其本身强大的数据管理能力，将发挥更大的功效。
与现在流行的制图软件CAD相比，GIS更加全面：
1、CAD不能建立完整地理坐标系统和完成地理坐标投影变换；
2、CAD处理多为规则图形，而GIS多为非几何图形；
3、CAD图形功能强而属性处理能力弱，而GIS图形与属性的操作比较频繁，且
专业化特征比较强；
4、GIS的数据量比CAD大得多，数据结构、数据类型复杂，数据之间联系紧密；
5、CAD不具备地理意义上的查询和分析能力
GIS在城乡规划里的运用本身也存在一定的局限性，GIS的内容仍然停留在数据基础和空间问题上，城乡规划作为一个复杂性学科，本身是很难量化和通过空间表现来展示的。而城乡规划人士在这上面往往将自己设定为一个理性人，解读过程中存在一定的见解偏见。因此，在工具理性的时代，规划师要转变思维，GIS等工具能够提供判断的依据，但还有很多情况需要探索，也学这就是规划学科存在的必要性吧。
五、讨论
建设用地评价方法
近几年,国内学者也进行了许多关于城市建设用地评价的理论方法研究和实践,如中山大学王海鹰等利用德尔菲法确定城市建设用地生态适宜性的影响因素,采用层次分析法计算相关影响因子权重,建立评价模型体系。南京大学宗跃光教授等把评价要素分为生态潜力和生态限制两大类,提出了加权的潜力，限制性分析方法等。
我认为在城市用地适宜性评价中,评价指标的选取和标准化、权重的确定以及如何利用GIS技术辅助决策始终是评价方法研究的关键。由于城市是一个复杂的综合生态系统，在进行城市建设用地评价时,所涉及的影响因素很多,很难在研究中全部分析。根据对城市建设所起的作用不同,宜将影响因子归为三大类,即社会经济因子、自然因子和生态安全因子。但这些因子的指标合理量化需要进行相关探索。
本次实验使用的方法与结果的不足
由于数据获取途径的限制以及时间的关系，本次实验对于建设用地适宜性评价的分析还处于相当初级的阶段，对自然因子的选择不全面，对经济因子以及生态安全因子基本没有涉及到。
本次GIS课程实习的感悟
虽然本科时候也接触到一些GIS的相关知识，但还处于一个未入门的状态。通过这学期的地理信息系统课程的学习，温习巩固并加深了对GIS理论与实际运用的理解。而且通过撰写本次实验报告，自己独立完成了ARC GIS的实际操作，对所涉及的相关工具有了更加深入的了解。但也能清晰的认识到，在数量庞大的工具箱里，自己接触到的仅仅是冰山一角。GIS对于图形的可视化表达有很强大的功能，在实际项目中，将客观评价与主观思维相结合，有利于对规划设计的合理性提供基础。