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[摘要] :城镇化快速发展的今天，山地小城镇拥有前所未有的机遇与挑战，发展的同时又面临着许多问题，实践研究表明，作为城镇用地组成部分的非建设用地，在城镇建设与发展中起着至关重要的作用。文章详细地介绍了GIS的各类分析方法，以山地小城镇作为基本研究点，运用GIS技术对山地小城镇非建设用地进行分析研究，并通过对实例的研究，探索性地提出关于山地小城镇非建设用地规划与控制的相关建议，希望本次研究能为其他山地小城镇的规划建设提供参考。
[关键词]：非建设用地；山地小城镇；GIS；规划与控制
中图分类号：TU984文献标识码： A
1.引言
西部大开战略的实施使得西部地区的城乡建设取得了令人瞩目的成就，然而，我们也应该认识到，城镇化快速发展的同时，城镇山地生态环境遭到了严重破坏，大量影响城镇空间格局和生态安全的非建设用地被当作建设用地进行开发，城镇生态环境保护和土地的高效利用面临极大的挑战。我国政府已经充分意识到了山地城镇的发展对国家未来发展的重要性，山地城镇的建设与发展被逐渐重视起来，要想使山地城镇更好的发展，科学规划建设用地的同时，更重要的是要保证非建设用地的健康发展。
2.相关概念界定
2.1 非建设用地
非建设用地的概念主要来源于国土资源部《土地分类》标准，为了统筹城乡建设与发展，本文从保护生态安全角度出发，结合现有的法规与土地管理政策，提出了城乡非建设用地的概念，将其定义为城镇规划中确定的，基于用地地质情况、城镇生态环境要求、城镇发展战略需要，在规划期内不被用于城镇建设的用地，包括水域、林地、园地、耕地、牧草地、发展备用地、地质条件差的弃置地以及城镇建设用地中的绿地等。
2.2 山地城镇
山地城镇到目前为止还没有确切的定义，黄光宇教授首先提出了山地城镇的概念，将山地城镇概括为两种：“一种是选址和建筑直接修建在坡度大于50°以上的起伏不平的坡地上的城镇；另一种情况是城镇选址和建筑虽然修建在平坦的用地上，但由于其周围有复杂的地貌和环境条件，从而对城镇的布局结构、交通组织、气候环境及其发展方向产生重要影响的，也应视为山地城镇。”
2.3 GIS
地理信息系统，简称GIS(Geographic information System )，是以地理空间数据库为基础，在计算机软件和硬件的支持下，对空间数据进行采集、管理、操作、分析、显示。运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，适时提供空间和动态的地理信息，以及对规划、管理、决策和研究所需要信息的技术系统。
3. 非建设用地具体分类
按照现行建设部门法规、规范而言，狭义的城镇非建设用地应是根据《城市用地分类与规划建设用地标准》（GB50137-2011）划分的“城乡非建设用地（E类）”，具体包括水域、耕地、园地、林地、牧草地、空闲地、沙地、裸地等。既有的一些研究对其进行了扩充，指出非建设用地也可以包括其他一些建设强度极低的用地，如大面积的城镇公共绿地、历史文化保护用地等。还有一些城镇在地方规范中对（E）类用地进行了细化和扩充。城镇非建设用地大体可以分为以下几大类：
(1)生态用地，这类非建设用地主要包括水域、林地、草地、湿地；
(2)城镇绿地，这类非建设用地主要包括公园、绿化地、郊野地；
(3)风景名胜古迹用地，这类非建设用地主要包括风景区、历史文化古迹区；
(4)不可建设用地，这类非建设用地主要包括泥石流区、洪水淹没区、核电污染区；
(5)经济类用地，这类非建设用地主要包括农田、发展备用地。
4 GIS分析方法介绍
4.1 GIS 空间分析功能简介
空间分析（Spatial Analysis），是基于地理对象位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和分析空间信息。ARCGIS的空间分析模块主要是建立与问题相对应的表征模型或者过程模型，在模型的基础上进行空间分析，分析方法包括缓冲区分析、拓扑叠加分析、网络分析等。
4.2 GIS的地形分析功能
1. GIS 地形地势分析
地形条件是城镇用地分析的一个重要的因素之一，山地地区地形条件显得尤为重要。地形条件对规划布局、平面结构和空间布置有显著的影响。通过GIS 软件的转换， 提取相应数据即可生成DEM 基础模型（图4.1）与栅格（grid）“地形分析图”（图4.2），地形分析图以地面的高度为基准，用不同的色调表示不同的高度，如深色调代表较大的高度地带，而浅色调则代表较小的高度地带。
2. GIS 坡度分析
地面的坡度，即高程的變化率，利用GIS 可绘制“坡度分析图”(图4.3)，坡度分析图是表达和了解特殊地形结构的手段。坡度分析图以斜坡坡度为基准，用不同的色调表示不同的坡度，如深色调一般代表较大的坡度，而浅色调则代表较缓的坡度，坡度分析图的价值在于它能为不同坡度的土地利用方式提供决策依据。
3. GIS坡向分析
坡向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上的夹角。坡向值有如下规定：按顺时针方向从0度(正北方)到360度（重新回到正北方），不具有下坡方向的平坦区域将赋值为-1，东、南、西、北坡向分布均匀（图4.4）。在实际应用中，人们习惯把建筑布置在坐北朝南的方位以取得良好的光照条件，这样，就可以利用坡向分析来选定建筑朝向。
图4.1DEM 基础模型图4.2gird 地形分析图图4.3坡度图图4.4坡向图
4.3 GIS的景观视域分析功能
1.视线控制与视觉感受分析
山地规划中寻求建筑与山景的“视觉和谐”(Visual Congruity)，以强化城区和山景的融洽关系。对于山地地区，尤其是山水特色的城镇而言，要妥善处理建筑和山体的关系，因此，对建筑要实行严格的竖向控制。利用G I S 建立起来的数字高程模型(DEM )可以进行天际线分析（图4.5），依据此轮廓线可确定建筑的控制高度，其目的在于确保建筑与山体的和谐。
图4.5天际线分析 图4.6可视区域分析
2.可视区域分析
视域用来描述点到区域的可视性结构，是指在一个特定的观测点上，对周遭地物所能看见的区域。从视点到目标所建立的视线之间，如果有任何的地形或物体，高于这两点所建立的视线，表示目标被阻挡，视域标记值为0;反之，表示目标在视域范围之内，视域标记值为1（图4.6）。
4.4 GIS的三维可视化功能
三维可视化作为 3DGIS（图4.7）的重要组成部分，将三维可视化和信息查询与管理技术应用于数字城镇建设中，使得决策者、设计师和用户对
城镇景观现状和规划设计蓝图有生动、直观的了解和
更深刻的认识，从而拓宽城镇规划、设计和管理人员
的视角，使城镇规划、基础设施设计更加科学化，对
于城镇可持续发展研究有重要意义。图4.7 GIS三维可视化
5 GIS在山地城镇规划中的应用
5.1县域非建设用地综合评价
進行县域非建设用地评价的基本思路：注重对山地城镇生态因子的分析，首先通过对自然生态因素的单因子分类，确定评价因子，然后运用层次分析法对因子进行权重赋值（表5.1），接着运用GIS技术对因子进行分级分析，再进行叠加与综合（图5.1），同时结合社会、经济因素的全面分析从而得出综合的结论，作为山地城镇发展规划与建设决策的依据，使得研究成果更具有科学性。
表5.1非建设用地评价指标体系表 图5.1清水河县非建设用地综合评价图
图5.1显示：紫色、红色区为非建设用地高度控制区，开发建设的时候要注意保护这些非建设用地；蓝色区为非建设用地中度控制区，这类用地可作为建设用地，但规划建设的时候要注重与生态环境的保护相结合；绿色、黑色为非建设用地低度控制区，地势平坦，适宜于开发建设，考虑到滨河的景观效应与居民活动开敞空间的设置，要格外重视非建设用地的保护与规划，以达到给居民创造一个良好的生活环境，同时打造清水河县特有的山——水——城相结合的山地小城镇景观风貌。
5.2县城非建设用地规划与控制措施
1.提高生态意识，加强县域用地空间管制
从保护西部地区生态环境和维护生态安全的角度出发，要加强清水河县生态敏感地区（重要水源地、自然保护区等）、滨河景观带、人文古迹区等非建设用地的空间管制，保护开敞空间、耕地、自然风光和历史古迹，加强生态小城镇的特色保持。在生态小城镇的发展建设过程中，正确处理好“发展”与“保护”的关系，是关系到其发展是否长久、是否健康的重要环节。
2．混合、紧凑的城镇土地利用模式。
以生态安全为基础，合理、科学地利用土地，遵循精明增长所提倡的土地紧凑利用，但并非一味地对超高密度的追求，而是力求从科学分析的前提出发，在合适的地方实现合理的土地利用强度，抑制小城镇建设用地的无序蔓延，保持山地城镇的特色，加强山体轮廓与水岸景观的的控制，保护开敞空间，提供优美的景观环境与优良的生态环境。
3.统筹城乡发展，维护生态安全底线
调整产业结构，转变能源资源的开发方式，扩大非农就业机会，减少农牧业过度发展，发展新兴的低碳、生态产业；采取封山育林、生态移民等多种手段，缓解人地矛盾，促进人口的有序集中与城镇的合理布局；建设生态城镇。
6 结语
非建设用地在山地小城镇建设与发展中起着至关重要的作用，它们是城镇用地不可或缺的组成部分，它们关系到了山地城镇生态保护与山地人居环境质量的提高，我们在城镇规划中应该以生态保护为出发点，在城镇合理高效的利用建设用地的同时，积极的保护非建设用地。
参考文献
[1]吴良镛.简论山地人居环境科学的发展——“第三届山地人居科学国际论坛”特约报告[J].山地学报.2012 (04）. 16-18
[2]汤国安,杨昕.ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程[M].科学出版社.2006.
[3]宋小冬，叶嘉安．地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用[M]．北京：科学出版社，1995.
[4]郭红雨, 蔡云楠,肖荣波, 彭涛. 城乡非建设用地规划的理论与方法探索[J]. 城市规划. 2011 (01）.23-45
[5]黄光宇．山地城市学原理[M]．中国建筑工业出版社，2006．4
[关键词]：非建设用地；山地小城镇；GIS；规划与控制
中图分类号：TU984文献标识码： A
1.引言
西部大开战略的实施使得西部地区的城乡建设取得了令人瞩目的成就，然而，我们也应该认识到，城镇化快速发展的同时，城镇山地生态环境遭到了严重破坏，大量影响城镇空间格局和生态安全的非建设用地被当作建设用地进行开发，城镇生态环境保护和土地的高效利用面临极大的挑战。我国政府已经充分意识到了山地城镇的发展对国家未来发展的重要性，山地城镇的建设与发展被逐渐重视起来，要想使山地城镇更好的发展，科学规划建设用地的同时，更重要的是要保证非建设用地的健康发展。
2.相关概念界定
2.1 非建设用地
非建设用地的概念主要来源于国土资源部《土地分类》标准，为了统筹城乡建设与发展，本文从保护生态安全角度出发，结合现有的法规与土地管理政策，提出了城乡非建设用地的概念，将其定义为城镇规划中确定的，基于用地地质情况、城镇生态环境要求、城镇发展战略需要，在规划期内不被用于城镇建设的用地，包括水域、林地、园地、耕地、牧草地、发展备用地、地质条件差的弃置地以及城镇建设用地中的绿地等。
2.2 山地城镇
山地城镇到目前为止还没有确切的定义，黄光宇教授首先提出了山地城镇的概念，将山地城镇概括为两种：“一种是选址和建筑直接修建在坡度大于50°以上的起伏不平的坡地上的城镇；另一种情况是城镇选址和建筑虽然修建在平坦的用地上，但由于其周围有复杂的地貌和环境条件，从而对城镇的布局结构、交通组织、气候环境及其发展方向产生重要影响的，也应视为山地城镇。”
2.3 GIS
地理信息系统，简称GIS(Geographic information System )，是以地理空间数据库为基础，在计算机软件和硬件的支持下，对空间数据进行采集、管理、操作、分析、显示。运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，适时提供空间和动态的地理信息，以及对规划、管理、决策和研究所需要信息的技术系统。
3. 非建设用地具体分类
按照现行建设部门法规、规范而言，狭义的城镇非建设用地应是根据《城市用地分类与规划建设用地标准》（GB50137-2011）划分的“城乡非建设用地（E类）”，具体包括水域、耕地、园地、林地、牧草地、空闲地、沙地、裸地等。既有的一些研究对其进行了扩充，指出非建设用地也可以包括其他一些建设强度极低的用地，如大面积的城镇公共绿地、历史文化保护用地等。还有一些城镇在地方规范中对（E）类用地进行了细化和扩充。城镇非建设用地大体可以分为以下几大类：
(1)生态用地，这类非建设用地主要包括水域、林地、草地、湿地；
(2)城镇绿地，这类非建设用地主要包括公园、绿化地、郊野地；
(3)风景名胜古迹用地，这类非建设用地主要包括风景区、历史文化古迹区；
(4)不可建设用地，这类非建设用地主要包括泥石流区、洪水淹没区、核电污染区；
(5)经济类用地，这类非建设用地主要包括农田、发展备用地。
4 GIS分析方法介绍
4.1 GIS 空间分析功能简介
空间分析（Spatial Analysis），是基于地理对象位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和分析空间信息。ARCGIS的空间分析模块主要是建立与问题相对应的表征模型或者过程模型，在模型的基础上进行空间分析，分析方法包括缓冲区分析、拓扑叠加分析、网络分析等。
4.2 GIS的地形分析功能
1. GIS 地形地势分析
地形条件是城镇用地分析的一个重要的因素之一，山地地区地形条件显得尤为重要。地形条件对规划布局、平面结构和空间布置有显著的影响。通过GIS 软件的转换， 提取相应数据即可生成DEM 基础模型（图4.1）与栅格（grid）“地形分析图”（图4.2），地形分析图以地面的高度为基准，用不同的色调表示不同的高度，如深色调代表较大的高度地带，而浅色调则代表较小的高度地带。
2. GIS 坡度分析
地面的坡度，即高程的變化率，利用GIS 可绘制“坡度分析图”(图4.3)，坡度分析图是表达和了解特殊地形结构的手段。坡度分析图以斜坡坡度为基准，用不同的色调表示不同的坡度，如深色调一般代表较大的坡度，而浅色调则代表较缓的坡度，坡度分析图的价值在于它能为不同坡度的土地利用方式提供决策依据。
3. GIS坡向分析
坡向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上的夹角。坡向值有如下规定：按顺时针方向从0度(正北方)到360度（重新回到正北方），不具有下坡方向的平坦区域将赋值为-1，东、南、西、北坡向分布均匀（图4.4）。在实际应用中，人们习惯把建筑布置在坐北朝南的方位以取得良好的光照条件，这样，就可以利用坡向分析来选定建筑朝向。
图4.1DEM 基础模型图4.2gird 地形分析图图4.3坡度图图4.4坡向图
4.3 GIS的景观视域分析功能
1.视线控制与视觉感受分析
山地规划中寻求建筑与山景的“视觉和谐”(Visual Congruity)，以强化城区和山景的融洽关系。对于山地地区，尤其是山水特色的城镇而言，要妥善处理建筑和山体的关系，因此，对建筑要实行严格的竖向控制。利用G I S 建立起来的数字高程模型(DEM )可以进行天际线分析（图4.5），依据此轮廓线可确定建筑的控制高度，其目的在于确保建筑与山体的和谐。
图4.5天际线分析 图4.6可视区域分析
2.可视区域分析
视域用来描述点到区域的可视性结构，是指在一个特定的观测点上，对周遭地物所能看见的区域。从视点到目标所建立的视线之间，如果有任何的地形或物体，高于这两点所建立的视线，表示目标被阻挡，视域标记值为0;反之，表示目标在视域范围之内，视域标记值为1（图4.6）。
4.4 GIS的三维可视化功能
三维可视化作为 3DGIS（图4.7）的重要组成部分，将三维可视化和信息查询与管理技术应用于数字城镇建设中，使得决策者、设计师和用户对
城镇景观现状和规划设计蓝图有生动、直观的了解和
更深刻的认识，从而拓宽城镇规划、设计和管理人员
的视角，使城镇规划、基础设施设计更加科学化，对
于城镇可持续发展研究有重要意义。图4.7 GIS三维可视化
5 GIS在山地城镇规划中的应用
5.1县域非建设用地综合评价
進行县域非建设用地评价的基本思路：注重对山地城镇生态因子的分析，首先通过对自然生态因素的单因子分类，确定评价因子，然后运用层次分析法对因子进行权重赋值（表5.1），接着运用GIS技术对因子进行分级分析，再进行叠加与综合（图5.1），同时结合社会、经济因素的全面分析从而得出综合的结论，作为山地城镇发展规划与建设决策的依据，使得研究成果更具有科学性。
表5.1非建设用地评价指标体系表 图5.1清水河县非建设用地综合评价图
图5.1显示：紫色、红色区为非建设用地高度控制区，开发建设的时候要注意保护这些非建设用地；蓝色区为非建设用地中度控制区，这类用地可作为建设用地，但规划建设的时候要注重与生态环境的保护相结合；绿色、黑色为非建设用地低度控制区，地势平坦，适宜于开发建设，考虑到滨河的景观效应与居民活动开敞空间的设置，要格外重视非建设用地的保护与规划，以达到给居民创造一个良好的生活环境，同时打造清水河县特有的山——水——城相结合的山地小城镇景观风貌。
5.2县城非建设用地规划与控制措施
1.提高生态意识，加强县域用地空间管制
从保护西部地区生态环境和维护生态安全的角度出发，要加强清水河县生态敏感地区（重要水源地、自然保护区等）、滨河景观带、人文古迹区等非建设用地的空间管制，保护开敞空间、耕地、自然风光和历史古迹，加强生态小城镇的特色保持。在生态小城镇的发展建设过程中，正确处理好“发展”与“保护”的关系，是关系到其发展是否长久、是否健康的重要环节。
2．混合、紧凑的城镇土地利用模式。
以生态安全为基础，合理、科学地利用土地，遵循精明增长所提倡的土地紧凑利用，但并非一味地对超高密度的追求，而是力求从科学分析的前提出发，在合适的地方实现合理的土地利用强度，抑制小城镇建设用地的无序蔓延，保持山地城镇的特色，加强山体轮廓与水岸景观的的控制，保护开敞空间，提供优美的景观环境与优良的生态环境。
3.统筹城乡发展，维护生态安全底线
调整产业结构，转变能源资源的开发方式，扩大非农就业机会，减少农牧业过度发展，发展新兴的低碳、生态产业；采取封山育林、生态移民等多种手段，缓解人地矛盾，促进人口的有序集中与城镇的合理布局；建设生态城镇。
6 结语
非建设用地在山地小城镇建设与发展中起着至关重要的作用，它们是城镇用地不可或缺的组成部分，它们关系到了山地城镇生态保护与山地人居环境质量的提高，我们在城镇规划中应该以生态保护为出发点，在城镇合理高效的利用建设用地的同时，积极的保护非建设用地。
参考文献
[1]吴良镛.简论山地人居环境科学的发展——“第三届山地人居科学国际论坛”特约报告[J].山地学报.2012 (04）. 16-18
[2]汤国安,杨昕.ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程[M].科学出版社.2006.
[3]宋小冬，叶嘉安．地理信息系统及其在城市规划与管理中的应用[M]．北京：科学出版社，1995.
[4]郭红雨, 蔡云楠,肖荣波, 彭涛. 城乡非建设用地规划的理论与方法探索[J]. 城市规划. 2011 (01）.23-45
[5]黄光宇．山地城市学原理[M]．中国建筑工业出版社，2006．4