基于GIS的宜居城市評價研究
——以濟南市萊蕪區(qū)為例

文/蘇州科技大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院 黃霖濤

0 引言

宜居城市指適宜于人類居住和生活的城市。宜居性評價是對城市整體適宜居住的程度進行的綜合評價，其指標(biāo)包含環(huán)境、經(jīng)濟、社會等方面，是各方面協(xié)調(diào)共生、以居民感受和居住質(zhì)量為核心的系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中，生態(tài)、文化、社會等子系統(tǒng)互不沖突、協(xié)調(diào)發(fā)展，居民可充分滿足自身的物質(zhì)和文化需求。宜居城市本質(zhì)是基于可持續(xù)發(fā)展理論，貫徹以人為本的思想，結(jié)合創(chuàng)新高效的生態(tài)技術(shù)，在城市建設(shè)中兼顧各個利益群體和合理的資源調(diào)配，達到環(huán)境宜人、社會和諧、生態(tài)宜居的最終目標(biāo)。

1 研究區(qū)域概況

萊蕪位于山東省中部地帶，原為山東省轄地級市，北臨濟南市章丘區(qū)，東臨淄博市沂源縣，西臨泰安新泰市，自2019年1月起并入濟南市，成立萊城區(qū)和鋼城區(qū)，下轄15個街道鄉(xiāng)鎮(zhèn)。2017年，萊蕪獲得“國家森林城市”稱號，城市環(huán)境治理工作上升到新階段。社會人文方面，萊蕪區(qū)教育普及率達98%，文化事業(yè)建設(shè)逐步推進，社會人居指數(shù)處于較高水平，故選取其作為宜居城市建設(shè)案例。

2 構(gòu)建評價體系

2.1 評價指標(biāo)選取

宜居城市作為目標(biāo)導(dǎo)向的城市建設(shè)理念，需有可量化的衡量標(biāo)準(zhǔn)。建立評價指標(biāo)體系的意義為：首先，依靠各種可被量化的因子，客觀公正地對城市發(fā)展可持續(xù)性作出判斷，通過對不同指標(biāo)因子進行分層次、分對象整理分析，在橫向與縱向?qū)Ρ戎姓页霎?dāng)前城市建設(shè)中尚存的不足，為未來發(fā)展指明方向；其次，以宜居可持續(xù)作為未來城市發(fā)展目標(biāo)，對其進行評測，可為進一步?jīng)Q策提供參考。作為衡量人居環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的指標(biāo)體系，不僅應(yīng)遵循客觀性、科學(xué)性、完整性、有效性等普遍原則，還應(yīng)滿足以人為本、層次性、區(qū)域性、可操作性、穩(wěn)定性與動態(tài)性等原則。

宜居城市的指標(biāo)體系應(yīng)涉及自生態(tài)環(huán)境至經(jīng)濟社會等城市系統(tǒng)對居民影響的各個方面，對居住環(huán)境的評價指標(biāo)應(yīng)選取對居住環(huán)境影響程度最大的分項，如居住安全性、環(huán)境健康性、生活方便性、出行便捷度、居住舒適度這五大指標(biāo)體系。

根據(jù)評價體系的內(nèi)涵和構(gòu)建原則，進一步細化各個準(zhǔn)則層因子下的指標(biāo)層因子：①環(huán)境適宜度 包括地勢平坦程度、噪聲達標(biāo)區(qū)覆蓋程度、綠地率、綠視率；②生活便利度 包括中小學(xué)分布、公共體育設(shè)施分布、醫(yī)療保健設(shè)施分布；③交通通暢度 包括道路路況、自行車站點分布、公交站點分布；④社會人文適宜度 包括城市商務(wù)住房分布、住房價格、名勝古跡；⑤居民滿意度 包括環(huán)境滿意度、設(shè)施滿意度、交通滿意度。依據(jù)上述層級得出如表1所示的指標(biāo)體系層次結(jié)構(gòu)。

表1 指標(biāo)體系層次結(jié)構(gòu)

2.2 評價指標(biāo)權(quán)重確定

在宜居城市評價指標(biāo)體系中，不同的城市發(fā)展階段、文化背景下，各項指標(biāo)對城市整體宜居性具有不同影響，同樣反映在城市宜居性評價中，即其權(quán)重分配。各指標(biāo)權(quán)重反映出其對評價結(jié)果影響的重要程度，權(quán)重本身確定的合理程度也將直接影響整個評價指標(biāo)體系的可信性和評價結(jié)果的有效性。層次分析法（AHP法）由于具備系統(tǒng)性、科學(xué)性和可操作性，是確定各指標(biāo)權(quán)重最有效的方法。

運用層次分析法通過兩兩比較各指標(biāo)要素，通常采取1～9標(biāo)度法，以1，3，5，7，9各標(biāo)度值表示因子兩兩之間的相對重要程度，得到指標(biāo)體系中指標(biāo)層的判斷矩陣。對整個指標(biāo)體系指標(biāo)進行層次排序和一致性檢驗，計算出判斷矩陣最大特征根λmax的特征向量，通過向量中各個元素之和等于1的方法將其進行歸一化處理，記為W。

根據(jù)公式，求得在目標(biāo)層下各個指標(biāo)層的權(quán)重分別為0.1549，0.2251，0.1389，0.0957及0.3853，在獲得具體權(quán)重數(shù)值后，為檢驗判斷矩陣的一致性，需要計算一致性指標(biāo)CI和比例CR，RI為平均一致性指標(biāo)，具體公式為CI=(λmax-N)/(N-1)，CR=CI/RI，當(dāng)CR〈0.1時，矩陣便具有一致性，可得到一致性比例CR=0.0857，因此判斷矩陣具有適當(dāng)?shù)囊恢滦浴?/p>

同理，在準(zhǔn)則層之下，可求出各指標(biāo)層因子的權(quán)重，通過對權(quán)重結(jié)果進行排序，得到城市宜居性評價指標(biāo)權(quán)重（見表2）

表2 城市宜居性評價指標(biāo)權(quán)重

3 生成評價結(jié)果

通過上述分析手段，對原始數(shù)據(jù)處理后，得到針對不同指標(biāo)的柵格數(shù)據(jù)圖像，由于各個指標(biāo)的量綱和評判標(biāo)準(zhǔn)不同，其結(jié)果數(shù)值難以統(tǒng)一度量，需運用重分類工具對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一處理。將每個圖像分為5個等級，分別對應(yīng)宜居度低（1）、宜居度較低（2）、宜居度一般（3）、宜居度較高（4）、宜居度高（5）。

在進行重分類操作后，將各個指標(biāo)的柵格圖像統(tǒng)一于相同的評價標(biāo)準(zhǔn)下，然后通過像元統(tǒng)計工具統(tǒng)計各個圖像的平均值，以此作為各指標(biāo)的得分，最后對每個柵格數(shù)據(jù)進行加權(quán)求和，得到萊蕪區(qū)綜合宜居評價最終得分。

4 萊蕪區(qū)宜居性評價分析

萊蕪區(qū)宜居性空間分布整體呈中心向外圍逐漸降低的現(xiàn)狀，各評價值在指標(biāo)層面的分異性逐漸增大。

萊蕪區(qū)宜居性評價總體得分為3.58，已達到一般宜居的得分標(biāo)準(zhǔn)，且城區(qū)內(nèi)部分地區(qū)有較高宜居度：①自然環(huán)境指標(biāo)得分最高，達3.80，說明萊蕪區(qū)響應(yīng)生態(tài)文明建設(shè)的植樹增綠行動卓有成效，無論是綠化覆蓋率還是體驗度都保持較高水平；②生活設(shè)施覆蓋率指標(biāo)得分較高，達3.74，說明居民日常生活生產(chǎn)需求可得到較好滿足，并能獲得更深層次的提高；③人文社會評價指標(biāo)得分為3.55，說明住房供應(yīng)能滿足居民需求，房價維持在可讓人接受的范圍內(nèi)，但由于市區(qū)周邊人文景觀缺乏，導(dǎo)致名勝古跡得分較低；④交通設(shè)施指標(biāo)得分最低，僅為3.43，由于機動車數(shù)量較少，市區(qū)內(nèi)路況較好，公交站點分布能覆蓋大多數(shù)居民的出行需求，但由于自行車站點不足，居民短距離出行的舒適度受到影響。

萊蕪區(qū)包含的3個街道中，鳳城街道總體得分最高。鳳城街道是萊蕪城市化最早形成規(guī)模的街區(qū)，相較其他2個街區(qū)，更早經(jīng)歷棚戶區(qū)改造，擁有更多現(xiàn)代化居住小區(qū)，同時是萊蕪區(qū)的政治文化中心，萊蕪汽車總站位于街道東南，帶來大量人流。由于鳳城街道西部萊城大道南部的牟汶河周邊以往是工業(yè)用地，且棚戶區(qū)改造尚在進行，宜居度較低，故應(yīng)作為以后重點提升整治的對象。

總體得分緊隨鳳城街道之后的是張家洼街道，張家洼街道位于萊蕪區(qū)北部，各項得分與鳳城街道相當(dāng)，該區(qū)西部為行政村，土地未集約利用，而東部沿長勺北路周邊開發(fā)較成熟，服務(wù)功能和生活設(shè)施完善，故宜居指數(shù)較高?？傮w來說，張家洼街道宜居度的提升應(yīng)著眼于西部地區(qū)，對土地進行集約化利用，注重公園與環(huán)保工程的建設(shè)，充分發(fā)揮其自然環(huán)境優(yōu)勢。

總體得分最低的是鵬泉街道，街區(qū)內(nèi)仍存大量的工業(yè)用地及未利用土地，商業(yè)設(shè)施較少，多是滿足基本生活需要的小型商業(yè)。未來建設(shè)應(yīng)注重公共服務(wù)設(shè)施的覆蓋和工業(yè)污染的防治，同時通過合理規(guī)劃倉儲用地，協(xié)調(diào)貨運車輛和客運車輛的矛盾，緩解街道內(nèi)的交通壓力。

5 結(jié)語

目前，對宜居城市的研究建立于可持續(xù)發(fā)展理論基礎(chǔ)上，通過生態(tài)學(xué)、社會學(xué)、經(jīng)濟學(xué)等多學(xué)科交叉，構(gòu)建系統(tǒng)化的評價結(jié)構(gòu)。由于此種研究方式建立于現(xiàn)有的理論基礎(chǔ)之上，數(shù)據(jù)來源于相關(guān)部門的統(tǒng)計文件與選點調(diào)查，故往往依賴于研究者的已有經(jīng)驗和自身專業(yè)知識，具有一定的主觀性和隨意性。隨著智能設(shè)備普及、信息獲取渠道拓展，宜居城市可結(jié)合3S技術(shù)、智慧城市等研究理論，利用信息化背景下的大數(shù)據(jù)作為研究工具，通過聚類分析、空間建模等研究方法，對研究目標(biāo)進行清晰定位和解釋。