省级主体功能区规划支持系统研究
第２８卷第ｌ期２００９年２月
地域研究与开发
ＡＲＥＡＬＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴ
Ｖ０１．２８
Ｎｏ．１
Ｆｅｂ．２００９
省级主体功能区规划支持系统研究
杨瑞霞１”，张
莉２，闰丽洁２，冯德显２，匡在谊３，张
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（１．华东师范大学地理信息科学国家教育部重点实验室，上海２０００６２；２．河南省科学院
地理研究所郑州４５００５２；３．河南理工大学，河南焦作４５４０００；４．上海财经大学法学院，上海２００４３４）
摘要：省级主体功能区划分和规划是依据资源环境承栽能力、现有开发密度和发展潜力，统筹考虑生态功能和
经济社会发展方向，从区域空间开发适宜性的角度。将区域划分为具有特定主体功能定位的不同空间单元的过程。
对省域国土空间的划分和规划，指标体系和划分对象具有显著的空间特性。利用ＧＩｓ技术建立规划支持系统，可以将数据管理、模型计算、区划和规划结果可视化显示集成在一起，为区划和规划提供技术支撑。以省级主体功能区划分的技术规程为指导，围绕河南省主体功能区划分和规划，对省级主体功能区规划支持系统数据库内容、功能系统进行了分析，研究开发了省级主体功能区规划支持系统。
关键词：主体功能区；规划；区划；支持系统中图分类号：Ｆ１２７
文献标识码：Ａ
文章编号：１００３—２３６３（２００９）０ｌ－００２２—０５
ｌ
引言
全国人大十届四次会议批准的《国民经济和社会发
赖遥感与地理信息系统技术、空间和统计分析模型以及复杂的数据计算完成主体功能区划分，因而建立主体功能区规划支持系统显得十分必要。
展第十一个五年规划纲要》首次明确提出，“根据资源环境承载能力、现有开发密度和发展潜力，统筹考虑未来我国人口分布、经济布局、国土利用和城镇化格局，将国土空间划分为优化开发、重点开发、限制开发和禁止开发４类主体功能区，按照主体功能定位调整和完善区域政策及绩效评价，规范空间开发秩序，形成合理的空间开发结构。”主体功能区规划是指依据资源环境承载能力、现有开发密度和发展潜力，统筹考虑生态功能和经济社会发展方向，从区域空间开发适宜性的角度，将区域划分为具有特定主体功能定位的不同空间单元的过程。主体功能区规划是战略性、基础性、约束性的空间规划，是其他有关规划在国土空间开发和布局方面的基本依据…。
随着国家“十一五”规划纲要的颁布和实施，主体功能区区划工作也在各地逐步展开。为了更好地完成全国主体功能区划规划的编制工作，国务院办公厅提出在东部、中部、西部和东北地区选择部分典型省区开展省级层面主体功能区划分标准和方法等研究的要求，并明确提出以地理信息系统、遥感等作为技术支撑体系。
省级主体功能区区域划分是对省域国土空间的划分，指标体系和划分对象具有显著的空间特性，需要依
２需求分析
省级主体功能区规划包括省级主体功能区划分和规划两项内容，需要依据国家确定的省级主体功能区划分的指标体系，结合全省实际情况，选取合适的指标因子心］，对全省的指标项进行计算和评价，划分出省域内各主体功能区，在此基础上进行省级主体功能区规划。省级主体功能区规划过程中，需要采集、处理、分析并输出大量的空间数据和表单数据，包括由自然要素和经济社会要素构成的大量基础性空间数据和属性数据，区划过程中生成的大量“中间”数据，以及通过对基础数据和“中间”数据加工、计算形成的区划与规划结果数据，省级主体功能区划分的关键技术和核心问题是对空间和属性数据的有效管理、划分指标的计算和评价、主体功能区划分方案的集成和确定以及区划界限的落实。通过省级主体功能区规划支持系统的研究与开发，搭建主体功能区划分和规划的数据与模型分析平台，可以解决省级主体功能区划分和规划的数据处理和关键技术问题，为省级主体功能区划分和主体功能区规划提供数据处理、指标模型计算与评价、方案集成和结果可视化显示的技术平台，为主体功能区划分和规划提供高效的技术支持。
通过支持系统的研究与开发，可以满足省级主体功能区划分与规划的以下需求：（１）指标因子数据的采集与管理。（２）空间数据、属性数据的查询与调用。（３）利
收稿日期：２００８一０３—０２；修回日期：２００８一１１—２０
作者简介：杨瑞霞（１９７０一），女，河南栾川县人，副研究员，在读
博士，主要从事遥感与地理信息系统研究，（Ｅ・ｍａｉｌ）ｙｎ【１９９９＠ｖｉｐ．
ｓｉｎａ．ｃｏｍ。
第ｌ期
杨瑞霞等：省级主体功能区规划支持系统研究．２３．
用指标模型进行指标项计算与评价，利用空间分析模型分析出指标项的空间形态。（４）对计算的过程和结果通过分级设定进行可视化显示。（５）划分结果的对比分析和方案调整。
害危险性，人口集聚度，经济发展水平，交通可达性，战略选择。每项指标又有若干个数据项组合计算得到，如可利用土地资源指标的计算需要获得地形坡度、海拔高度（等高线或ＤＥＭ）、土地利用数据（城镇用地、农村居民点用地、交通用地、水利设施建设用地）、基本农田面积、人口数据等基础数据项。整个指标体系包含了社会经济、自然资源和环境等方面复杂的空间和属性数据，在分析计算过程中的数据格式包括矢量数据、栅格数据和统计表单数据等。系统中１０个指标功能与含义如表ｌ。
３省级主体功能区划指标体系
根据《省级主体功能区域划分技术规程》中确定的指标体系①，省级主体功能区划分指标体系包括三大类、ｌＯ个指标项。１０项指标主要包括：土地资源，可利用水资源，环境容量，生态系统脆弱性，生态重要性，自然灾
表ｌ省级主体功能区划分指标功能与含义
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４系统设计与实现
４．１系统目标
宏观上，通过系统研究与开发完善和验证省级主体功能区区划与规划研究方法及技术流程，进而实现省级主题功能区区划方案与规划方案的确定，为省国民经济建设、区域协调发展提供一定的决策支持作用，实现省级主题功能区规划方法的创新，进一步完善全国省级主体功能区规划方法。
具体目标：按照国家有关省级主体功能区划分和主体功能区规划的技术要求，根据河南省资源环境承载能力、现有开发密度和开发潜力，以县级行政区为评价单
元，建立河南省主体功能区域划分和规划支持系统。系统功能目标：在建立全省主体功能区划指标体系的基础上，进行各单项指标的计算、分析和评价，采用有关空间分析方法¨Ｊ，确定各类省级主体功能区界限，最终生成省级主体功能区域划分方案，在此基础上明确各级各类主体功能区的分布、范围、定位、战略目标和开发原则等，完成全省主体功能区规划，实现省级主体功能区从数据收集、指标体系建立、各单项指标计算和分析评价、区划方案形成以及规划成果的输入输出过程。４．２数据库内容
数据库中的数据主要服务于指标体系构建和模型
①省级主体功能区域划分技术规程（草案），加凹年８月第４６页。
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地域研究与开发第２８卷
计算，从数据来源看，可分为原始数据、过程数据和结果数据。原始数据主要是指标因子数据，来源包括统计数据、地图数据等；过程数据主要包括通过相关因子组合和指标模型计算得到的指标项数据、因子评价数据∞１及指标评价数据等；结果数据是指最终主体功能区划分方案数据（包括图、表等）。从数据格式看，系统中数据分为空间数据和属性数据两大类。
４．２．１空间数据。空间数据主要包括河南省行政区划数据（到乡级行政单元），河南省ｌ：２５万地形图数据、河南省交通（公路、高速公路、铁路）图、河南省ＤＥＭ数据等。空间数据根据其是否依据行政区划单元，分为行政空间数据（如行政区划数据、土地利用数据、交通数据等）和非行政空间数据（坡度、ＤＥＭ、水资源分布、生态保护区等）两类，行政空间数据以行政单元为拓扑区域，为非连续分布的数据，一般以矢量数据表示，非行政空间数据多以栅格数据表示。省级主体功能区划基本单元是县级行政区，最终形成的区划图和规划图以行政空间数据形式表达。
４．２．２属性数据。省级主体功能区规划属性数据主要包括９个大类（表格及统计数据）。（１）计算可利用土地资源需要的数据：适宜建设用地面积，已有建设用地面积，基本农田面积，地形坡度，海拔高度，所含各类保护区面积，所含河湖库等水域面积，城镇用地面积，农村居民点用地面积，独立工矿用地面积，交通用地面积，特殊用地面积，水利设施建设用地面积，适宜建设用地面积内的耕地面积。（２）计算可利用水资源的数据：可开发利用水资源量，已开发利用水资源量，当地多年平均水资源量，多年平均入境水量，农业用水量，工业用水量，居民生活用水量，城镇公共用水量，生态用水量。（３）计算环境容量的数据：大气环境容量（ｓＯ：），水环境容量（氨氮，化学需氧量））。（４）计算生态系统脆弱性的数据：土地沙漠化脆弱性，土壤侵蚀脆弱性，石漠化脆弱性，土壤盐渍化脆弱性。（５）计算生态重要性的数据：森林生态重要性，草地生态重要性，荒漠生态重要性，湿地生态重要性，生物多样性保护重要性，特殊生态系统重要性。（６）计算自然灾害危险性的数据：自然致灾因子综合指数，自然成灾因子综合指数。（７）计算人口集聚度的数据：人口密度，人口流动强度，总人口，土地面积。（８）计算经济发展水平的数据：历年ＧＤＰ。（９）计算交通可达性的数据：公路网密度，交通干线的技术等级，与主要经济中心城市的距离，县域公路交通线路里程，县域面积。
属性数据来源包括统计年鉴和各单位提供的数据，因数据来源于不同部门，数据核查和质量检查显得尤为重要，分项数据合计和统计总数非误差原因不一致、统
计口径差异等问题根据资料的权威性、可靠性分析进行了处理。
４．３系统总体结构设计
４．３．１
系统总体结构。省级主体功能区规划包括省级
主体功能区域划分和主体功能区规划两大项内容，前者是后者的基础和依据，因此，支持系统需要围绕实现区域划分和规划支持这两大功能进行设计与开发（图１）。
数据收集与整理省级毛体功能区数据库设计基础各指标数据库’设元数据设空间项属性计及标准计及标准数据
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省级上体功能规划支持系统
图ｌ系统流程图
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４．３．２系统结构。河南省主体功能区规划系统由３层次构造体系组成：底层数据库，中间层功能模块和上层用户图形界面。底层数据库主要包括图形数据和属性数据；中间层功能各模块采用ＶｉｓｕｄＢ鹬ｉｃ６．０和Ａｒ－ｃｅｎｇｉｎｅ９．２组件编程实现，并通过ＡｒｃＳＤＥ９．２与Ｏｒａｃｌｅ１０Ｇ数据库进行连接；用户图形界面用Ｖｉ鲫ａｌｂ船ｉｃ６．０
设计。系统总体结构如图２所示。４．４子系统设计
根据主体功能区划系统的需求分析，将主体功能区划系统包括数据库管理系统、模型库管理子系统和区划子系统。
４．４．１数据库管理系统。省级主体功能区规划支持系统涉及资源、环境、社会经济等领域的空间和属性数据，根据主体功能区区划和规划需要，并且考虑到今后规划实施监测评估的需求，所有数据整理后按照标准入库，通过ＯＤＢｃ与Ｏｒａｃｌｅ数据库连接，实现数据的浏览（包
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杨瑞霞等：省级主体功能区规划支持系统研究
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图２系统物理结构
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括原始数据、过程数据和结果数据等）、数据编辑维护、数据交换与转换等功能。
４．４．２模型库子系统。模型库子系统内容包括各指标计算模型和数据处理模型，功能上实现了：（１）通过各指标数据进行重要性排序，建立实现河南省主体功能区划的数学模型。（２）对已建立的模型数据公式进行修改。（３）对各指标数据进行标准化处理。
４．４．３区戈Ⅱ子系统。通过指标分析评价进行主体功能区区划是省级主体功能区规划的重要内容和基本依据，系统在数据管理子系统和模型库子系统基础上，提供了主体功能区区划方案编制功能，可以提出不同指标组合和限制下的区划方案，并将方案以专题图形式输出，为规划提供参考。如可以以限制类指标作为主导因素进行禁止开发区域的划定，通过指标组合形成农业限制开发区、生态限制开发区等。
区划子系统还提供了统计分析的内容，将专题图分析中的饼状图分析、柱状图分析等分析方法作为显示方式，用来表现区划统计汇总结果的空间分布规律。区划方案可以以矢量图、ｐｄｆ、既ｃｅｌ格式、图片等输出打印。４．５系统界面设计与实现
系统采用了用户习惯的ｗｉｎｄｏｗｓ界面风格，采用对话框、工具条等操作方式，利用ＶｉｓｕａｌＢ勰ｉｃ图形用户界面设置适合专业人员使用的用户界面，包括系统进入界面、子系统界面等，如图３、图４。５
结语
省级主体功能区划分是全国主体功能区划分的一
部分，以河南省为例，研究开发出省级主体功能规划支
图３系统初始界面图
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图４子系统进入界面
Ｆ电．４
Ｔｈｅｅｎｔｒｙ
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持系统，在为省级主体功能区规划编制提供技术平台同时，也为今后规划实施监测评价提供了数据基础和技术支持，对其他省份进行主体功能区划具有指导意义。省级主体功能区划分和规划涉及的指标要素比较多，各指标权重和指标阈值在不同省份（直辖市或自治区）会有所不同Ｈ。５】，系统开发中考虑了这些差异，保留了可供选择和人工干预的数值项。主体功能区规划需要定量与定性相结合，系统为规划提供了定量评价和方案可视化对比平台，对于规划方案最终确定提供了重要的技术支持，提高了主体功能区划分和规划编制的效率。
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・２６・
地域研究与开发第２８卷
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省级主体功能区规划支持系统研究
作者：作者单位：
杨瑞霞， 张莉， 闫丽洁， 冯德显， 匡在谊， 张颢， YANG Rui-xia， ZHANG Li， YAN Li-jie ， FENG De-xian， KUANG Zai-yi， ZHANG Hao
杨瑞霞,YANG Rui-xia(华东师范大学,地理信息科学国家教育部重点实验室,上海200062;河南省科学院)， 张莉,闫丽洁,冯德显,ZHANG Li,YAN Li-jie,FENG De-xian(河南省科学院)， 匡在谊,KUANG Zai-yi(河南理工大学,河南,焦作454000)， 张颢,ZHANG Hao(上海财经大学法学院,上海,200434)
地域研究与开发
AREAL RESEARCH AND DEVELOPMENT2009,28(1)6次
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2. 于涛方 《地域主体功能区划:理论、方法、实证》简评[期刊论文]-地理学报2007,62(10)3. 朱翠霞 我国国土将分四类主体功能区[期刊论文]-地理教育2007(1)
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5. 冯德显. 张莉. 杨瑞霞. 赵永江. FENG De-xian. ZHANG Li. YANG Rui-xia. ZHAO Yong-jiang 基于人地关系理论的河南省主体功能区规划研究[期刊论文]-地域研究与开发2008,27(1)
6. 张莉. 冯德显. ZHANG Li. FENG De-xian 河南省主体功能区划分的主导因素研究[期刊论文]-地域研究与开发2007,26(2)
7. 王新涛. 王建军 省域主体功能区划方法初探[期刊论文]-北方经济2007(12)
8. 覃发超. 李铁松. 张斌. 黄莹. QIN Fa-chao. LI Tie-song. ZHANG Bin. Huang Ying 浅析主体功能区与土地利用分区的关系[期刊论文]-国土资源科技管理2008,25(2)
9. 孙厚科. 杨鸿海. 王苑. SUN Houke. YANG Honghai. WANG Yuan 青海省主体功能区规划研究[期刊论文]-地理空间信息2010,08(4)
引证文献(6条)
1. 王传胜. 朱珊珊. 樊杰. 刘慧 主体功能区规划监管与评估的指标及其数据需求[期刊论文]-地理科学进展 2012(12)2. 省域主体功能区区划的理论与方法[期刊论文]-资源开发与市场 2009(12)
3. 李军. 任旺兵 国家主体功能区规划实施的几个关键问题[期刊论文]-经济研究导刊 2011(27)4. 段志勇. 薛东前 内蒙古县域经济发展水平时空差异研究[期刊论文]-资源开发与市场 2012(5)
5. 胡云锋. 王倩倩. 刘越. 李军. 任旺兵 国家尺度社会经济数据格网化原理和方法[期刊论文]-地球信息科学学报
6. 米文宝. 杨茂胜. 余晓霞 市域主体功能区划的理论与方法——以宁夏银川市为例[期刊论文]-经济地理 2009(8)
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