基于GIS技術(shù)的地價(jià)時(shí)空分析研究

宋志華

摘要:對(duì)國(guó)內(nèi)外應(yīng)用GIS技術(shù)在土地價(jià)格時(shí)間和空間結(jié)構(gòu)分析的相關(guān)文獻(xiàn)做了初步的梳理,并將實(shí)證研究中應(yīng)用的方法、模型、結(jié)果等進(jìn)行了總結(jié),對(duì)各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)做了簡(jiǎn)單的評(píng)述。最后提出,結(jié)合GIS技術(shù)的地價(jià)研究仍然是一個(gè)研究熱點(diǎn)和主要的研究趨勢(shì),這種研究方法雖然避免了很多弊端,取得了較好的研究成果,但仍然存在一些需要注意的問題。如果克服這些研究問題,對(duì)于地價(jià)的研究及GIS技術(shù)的完善都將是一個(gè)較大的進(jìn)步。

關(guān)鍵詞:GIS;地價(jià);時(shí)空分析

中圖分類號(hào):F301.2 P208 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1673-291X(2010)29-0041-04

2009年6月,國(guó)土資源部首次以數(shù)據(jù)對(duì)地價(jià)與房?jī)r(jià)之間的關(guān)系作出回應(yīng),即地價(jià)只占了房?jī)r(jià)的一小部分,全國(guó)平均比例約為23%。但是,由于城市地價(jià)呈現(xiàn)空間曲線形態(tài),專家和學(xué)者們對(duì)此數(shù)字紛紛表示質(zhì)疑,因此,真實(shí)、準(zhǔn)確地表達(dá)地價(jià)迫在眉睫。對(duì)地價(jià)時(shí)空變化規(guī)律進(jìn)行分析,通過直觀地探討各類用地的空間區(qū)位指向,有助于揭示城市地價(jià)形成和變化的動(dòng)力機(jī)制,從而在政府科學(xué)制定有關(guān)城市地價(jià)管理政策,更有效地發(fā)揮政府理性調(diào)控土地市場(chǎng)、發(fā)揮地價(jià)杠桿機(jī)制合理配置城市土地資源等方面,提供技術(shù)手段和科學(xué)的地價(jià)預(yù)測(cè)依據(jù)。

地價(jià)的空間分布格局具有一定的區(qū)域空間分布規(guī)律,而且隨著時(shí)間的變化,地價(jià)的空間分布也可能會(huì)發(fā)生變化。而GIS具有很好的可視化性,能提供強(qiáng)大的空間分析支持,在GIS支持下進(jìn)行地價(jià)的研究將變得更加直觀和準(zhǔn)確。采用GIS空間分析對(duì)市場(chǎng)交易樣點(diǎn)進(jìn)行插值,進(jìn)而研究城市地價(jià)分布規(guī)律,方法簡(jiǎn)單、分析結(jié)果誤差小、結(jié)果可信度高。

隨著GIS技術(shù)的不斷開發(fā),GIS技術(shù)的空間插值分析方法已有研究,在土地相關(guān)研究領(lǐng)域中的運(yùn)用也日益深入,如柏延成、朱會(huì)義、吳宇哲、王勁峰、陳軍、朱求安等[1-6]的研究。然而,這些研究多從自然學(xué)科角度出發(fā),側(cè)重于土地利用變化或土地自然屬性等方面。本文試圖從經(jīng)濟(jì)視角出發(fā),對(duì)GIS技術(shù)在土地價(jià)格空間結(jié)構(gòu)分析中應(yīng)用的國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行一個(gè)初步的梳理,并介紹實(shí)證研究中應(yīng)用的方法、模型、結(jié)果等,以對(duì)國(guó)內(nèi)研究有所助益,為政府制定相關(guān)政策決策提供依據(jù)。

一、國(guó)外相關(guān)研究

(一)單純運(yùn)用GIS進(jìn)行地價(jià)時(shí)空分布分析

地價(jià)空間分異規(guī)律研究的一個(gè)特點(diǎn)是空間插值技術(shù)的應(yīng)用。Dubin(1992)使用泛克里格(uiversal Kriging),對(duì)Baltimore的1 493個(gè)有效的觀測(cè)值做了分析,發(fā)現(xiàn)在存在空間自相關(guān)的情況下,克里格方法是一個(gè)有效的分析橫截面數(shù)據(jù) (crosssection data)的方法[7]。Olmo(1995)采用了迭代殘差克里格,一個(gè)將迭代方法和克里格方法綜合的方法,用于西班牙Granada的住宅價(jià)格和區(qū)位價(jià)值的空間估計(jì),認(rèn)為迭代殘差克里格在分析出現(xiàn)空間自相關(guān)的橫截面(cross-Section)數(shù)據(jù)上是一個(gè)有效的工具[8]。作為一個(gè)后續(xù)的研究(2007),同樣使用Granada的數(shù)據(jù),對(duì)使用了協(xié)克里格和普通克里格,并發(fā)現(xiàn)協(xié)克里格所顯示的結(jié)果比普通克里格好。GamezMartinez等(2000)利用Kriging技術(shù),通過四個(gè)模型的比較和選擇對(duì)A1baceet(西班牙城市)進(jìn)行了空間插值分析[9]。Hannonen(2006)采用了小波變換分析工具對(duì)芬蘭Espoo和Nurmijarvi市的土地價(jià)格變化趨勢(shì)進(jìn)行了研究[10]。

還有的研究是結(jié)合地價(jià)影響因素分析其時(shí)空分布,如TAKATSUKA TAKAFUMI等運(yùn)用GIS方法對(duì)Oita市的土地價(jià)格形成因素進(jìn)行分析,通過建立GIS數(shù)據(jù)庫(kù),選取了六個(gè)地價(jià)形成因素,并在此基礎(chǔ)上建立多元線性回歸方程形成本文的地價(jià)模型,最終得到一個(gè)模擬程度較高的結(jié)果[11]。

(二) GIS技術(shù)與其他研究方法相結(jié)合

還有的研究是借助空間因子開展住宅價(jià)格空間分異規(guī)律研究,這一類研究可以看成是對(duì)住宅價(jià)格特征模型的一種拓展。Roehner(1999)結(jié)合房地產(chǎn)價(jià)格泡沫,通過不同空間位置住宅價(jià)格變化的分析,開展了投機(jī)與價(jià)格關(guān)系的研究[12]。Pace等(2000)利用有關(guān)空間和時(shí)間的12個(gè)變量,建立了房地產(chǎn)價(jià)格預(yù)測(cè)模型[13]。

此外,學(xué)者們還將GIS技術(shù)與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)模型相結(jié)合進(jìn)行分析。如Song和Khaap(2003)借助GIS提取不同城市形態(tài)的變量,運(yùn)用特征價(jià)格模型對(duì)新城市主義(New Urbanism)和傳統(tǒng)城市形態(tài)進(jìn)行了數(shù)量分析,結(jié)果表明新城市主義的許多住宅特征對(duì)住宅價(jià)格起到了正面作用[14]。Franke & Vos(2004)以1985年l月至1999年7月荷蘭Amsterdam市44 780個(gè)住宅交易數(shù)據(jù)和Breda市25 644個(gè)住宅交易數(shù)據(jù)作為樣本,分別用簡(jiǎn)單特征價(jià)格模型和等級(jí)趨勢(shì)模型進(jìn)行估計(jì),結(jié)果表明在所研究的時(shí)期內(nèi)住宅價(jià)格變化趨勢(shì)是固定的[15]。Nakajima(2006)運(yùn)用動(dòng)態(tài)隨機(jī)均衡模型研究日本1980—2000年間土地價(jià)格的變化,其中,作者主要研究居民預(yù)期對(duì)土地價(jià)格變化的影響[16]。

另外,在傳統(tǒng)研究方法的基礎(chǔ)上運(yùn)用GIS技術(shù)進(jìn)行研究是研究的熱點(diǎn)區(qū)域,學(xué)者們基于GIS技術(shù)設(shè)計(jì)建立了適合不同研究?jī)?nèi)容的模型。Mark D Ecker和Hans R Isakson(2005)建立了城市土地價(jià)值表面趨勢(shì)模型[17];Wilhelmsson M(2002)建立房地產(chǎn)經(jīng)濟(jì)的空間模型[18];Asar&Abed(1994)利用GIS和地統(tǒng)計(jì)技術(shù)對(duì)黎巴嫩首都貝魯特市的地價(jià)進(jìn)行了研究,通過簡(jiǎn)歷三維數(shù)字地面模型估計(jì)了不同地塊的可見度和傾斜度,對(duì)土地價(jià)值進(jìn)行了分等[19]。

在西方國(guó)家,由于長(zhǎng)期的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì),擁有大量土地價(jià)格數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上,利用GIS技術(shù)對(duì)地價(jià)分片劃區(qū)進(jìn)行定級(jí)及其空間分布規(guī)律探討,更便于城市土地的管理。對(duì)于城市地價(jià)動(dòng)態(tài)變化與空間形態(tài)演變及地價(jià)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)等方面的研究,在國(guó)外已經(jīng)相當(dāng)成熟,他們的研究主要集中在空間模擬、分布模型、影響因素等微觀機(jī)理方面。國(guó)外地價(jià)分布特征的研究主要針對(duì)時(shí)間和空間兩個(gè)方面進(jìn)行。

但這些學(xué)者的研究主要是在各自國(guó)情條件下得到的研究成果,而對(duì)像我國(guó)土地市場(chǎng)并不發(fā)育條件下的類似理論與實(shí)證研究則相對(duì)較少。盡管如此,其對(duì)于我國(guó)城市地價(jià)動(dòng)態(tài)變化與空間形態(tài)演變情況的研究仍然具有一定的理論指導(dǎo)與借鑒意義。

二、國(guó)內(nèi)相關(guān)研究

(一)單純運(yùn)用GIS進(jìn)行地價(jià)時(shí)空分布分析

陳思源等(2005)采用GIS空間分析對(duì)市場(chǎng)交易樣點(diǎn)進(jìn)行Kriging插值,進(jìn)而研究城市地價(jià)分布規(guī)律[20]。陳思源、曲福田(2006)等進(jìn)一步提出采用探索性空間數(shù)據(jù)分析(ESDA)技術(shù),對(duì)地價(jià)數(shù)據(jù)作空間統(tǒng)計(jì)分析[21]。劉志堅(jiān)、陳思源等(2007)再次通過建立探索性空間數(shù)據(jù)分析(ESDA)模型,在Arc/Info支持下,采用逐步比較法,對(duì)探索性分析方法的運(yùn)用進(jìn)行實(shí)證研究,三次研究均采用江蘇省鎮(zhèn)江市的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[22]。李冰姿、趙永鋒(2009)也應(yīng)用ESDA技術(shù),對(duì)天津市中心城區(qū)地價(jià)樣本進(jìn)行空間數(shù)據(jù)分析并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行地價(jià)空間插值[23]。周俊、徐建剛(2002)以上海軌道交通明珠線一期為例,運(yùn)用GIS和RS技術(shù),構(gòu)建其空間分析模型,對(duì)輕軌交通沿線的土地利用空間分異情況及其趨勢(shì)作了分析[24]。王錫福、徐建剛等(2005)也利用GIS 方法對(duì)南京軌道交通1號(hào)線沿線不同用途的土地信息進(jìn)行提取、綜合比較,進(jìn)而探討南京市軌道交通建設(shè)對(duì)城市土地利用空間分異的潛在影響[25]。

通過GIS空間分析可以得出地價(jià)空間分布的直觀圖。如陳琦、劉建華(2003)通過TIN和監(jiān)測(cè)樣點(diǎn)地價(jià)建立地價(jià)分布三維模型,運(yùn)用內(nèi)插地價(jià)等值線圖與城市用地基準(zhǔn)地價(jià)底圖的疊加來宏觀分析城市地價(jià)面變化的原因[26];唐旭、劉耀林(2004)通過時(shí)序監(jiān)測(cè)樣本的Voronoi圖,分析城市土地市場(chǎng)的熱點(diǎn)區(qū)域和發(fā)展趨勢(shì)[27];蔣芳等(2005)采用統(tǒng)計(jì)分析和GIS空間分析相結(jié)合的方法,得到北京市普通住宅出讓地價(jià)的系列空間分布圖[28];鄭穎(2008)采用GIS技術(shù)及其空間插值方法,以數(shù)字高程模型(DEM)直觀地模擬、刻畫杭州不同時(shí)期地價(jià)、房?jī)r(jià)空間分布特征及其變化規(guī)律[29]。而郭思、盧移海等(2008)以福州城區(qū)為例,對(duì)IDW和Kriging兩種插值效果進(jìn)行了對(duì)比,并提出了地價(jià)梯度場(chǎng)的概念[30]。還有學(xué)者從GIS技術(shù)角度出發(fā),在地價(jià)監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)及地價(jià)評(píng)估與管理方面進(jìn)行的研究思路、應(yīng)用方法、關(guān)鍵技術(shù)、實(shí)現(xiàn)方法、應(yīng)用結(jié)果等多方面進(jìn)行了探討。

學(xué)者們的結(jié)果表明,ESDA空間數(shù)據(jù)分析顯著提高了地價(jià)空間分析過程和結(jié)果的科學(xué)性與合理性。雖然ESDA分析對(duì)數(shù)據(jù)數(shù)量要求不高,但對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要求嚴(yán)格,對(duì)數(shù)據(jù)相關(guān)性和模型適用范圍也有具體規(guī)定。雖然運(yùn)用GIS技術(shù)可以分析軌道附近的土地利用情況,對(duì)其附近的地價(jià)情況進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。但是目前對(duì)軌道地價(jià)的研究還是主要集中在土地利用情況方面。

(二)GIS技術(shù)與其他研究方法相結(jié)合

將地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法與GIS相結(jié)合進(jìn)行地價(jià)時(shí)空變化研究的有:陳浮等(1999)利用地統(tǒng)計(jì)學(xué),配合K氏估計(jì)方法,分析了常州市城市地價(jià)的空間分布圖式[31];杜國(guó)明等(2006)采用半變異函數(shù)分析商業(yè)用地地價(jià)空間連續(xù)及變異特征,用普通克里格插值方法生成地價(jià)空間分布模擬圖[32];朱明倉(cāng)、辜寄蓉等(2007)從區(qū)位角度出發(fā),在GIS 空間統(tǒng)計(jì)支持下,運(yùn)用趨勢(shì)分析、變異函數(shù)、Voronoi圖和剖面圖等方法,對(duì)重慶市渝中區(qū)房?jī)r(jià)與地價(jià)分異特征進(jìn)行實(shí)證研究[33];王霞、朱道林(2004)采用剔除二階趨勢(shì)的普通眾Kriging方法,結(jié)合GIS技術(shù),對(duì)北京1998—2005年間的土地交易價(jià)格數(shù)據(jù)進(jìn)行了時(shí)空分布格局研究[34]。

由于城市地價(jià)具有非均質(zhì)擴(kuò)散特征,將這兩種研究方法相結(jié)合進(jìn)行地價(jià)空間插值和模擬,既可反映出地價(jià)空間分布的整體規(guī)律和變異特征,又可對(duì)樣點(diǎn)地價(jià)的評(píng)估誤差進(jìn)行優(yōu)化。并且,變異函數(shù)分析方法具有可綜合分析空間變量變異特征的優(yōu)勢(shì)。雖然這種方法不涉及影響地價(jià)水平的具體因素,但各種因素的影響仍然體現(xiàn)在空間分布圖式之中,與現(xiàn)實(shí)特征有著廣泛的一致性。

還有學(xué)者對(duì)地價(jià)的空間分析結(jié)合了計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)模型與GIS技術(shù)。蔣芳等(2004)在GIS空間分析技術(shù)的支持下,采用多元回歸的方法,建立北京市普通住宅地價(jià)區(qū)位模型,量化分析主要區(qū)位因子對(duì)住宅地價(jià)的影響程度[35]。杜小婭、陸躍進(jìn)(2004)采用GIS技術(shù)作出地價(jià)等值線圖及專題圖,結(jié)合多元回歸方法,在統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS 中分析地價(jià)同區(qū)位因子的關(guān)系,并對(duì)南京市區(qū)地價(jià)的空間分布規(guī)律的影響因素進(jìn)行了探討[36]。張洪、金杰(2007)通過構(gòu)建單一中心城市地價(jià)空間分析的計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)模型,結(jié)合GIS空間分析方法,對(duì)昆明市2001—2005年不同用途地價(jià)的空間變化特征和影響地價(jià)空間變化的主要因素進(jìn)行了實(shí)證分析[37]。

這樣結(jié)合的研究方法可以很好地彌補(bǔ)單純運(yùn)用其中一種方法所無法避免的局限性。根據(jù)GIS技術(shù)所得到的各種地價(jià)空間模擬圖,可做多方面的剖面分析,進(jìn)而對(duì)其地價(jià)空間結(jié)構(gòu)及其成因進(jìn)行分析,但無法繼續(xù)對(duì)影響因子的整體貢獻(xiàn)率以及單因子的貢獻(xiàn)率做進(jìn)一步分析,而結(jié)合計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型再次分析,恰好可以完成這部分的分析。為了克服數(shù)據(jù)來源的不真實(shí)性,可以采用GIS實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。

GIS與地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法、計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型相結(jié)合對(duì)地價(jià)時(shí)空分布規(guī)律進(jìn)行研究的有:杜德斌、徐建剛(1997)采用GIS技術(shù)和多元線性回歸分析方法,以土地批租地塊為樣本,分析上海市地價(jià)與城市區(qū)位因子的線性關(guān)系[38];汪應(yīng)宏、張紹良等(2005)以蚌埠市為例,運(yùn)用GIS技術(shù), 結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計(jì)和地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)及線性回歸和網(wǎng)格化方法,建城市地價(jià)的變異函數(shù)來分析商業(yè)用地、住宅用地和工業(yè)用地的變異程度[39];吳合鎮(zhèn)(2008)在朱明倉(cāng)、辜寄蓉的指導(dǎo)下,通過構(gòu)建房地產(chǎn)空間數(shù)據(jù)庫(kù),在GIS空間統(tǒng)計(jì)支持下,運(yùn)用多種研究方法對(duì)房?jī)r(jià)和地價(jià)空間分布特征進(jìn)行分析,以預(yù)測(cè)房?jī)r(jià)和地價(jià)空間分布規(guī)律及其變化趨勢(shì),并在此基礎(chǔ)上,利用驗(yàn)證性統(tǒng)計(jì)建模方法結(jié)構(gòu)方程模型,構(gòu)建并得到房?jī)r(jià)與地價(jià)動(dòng)態(tài)關(guān)系穩(wěn)定合理的數(shù)理模型[40]。

從時(shí)空角度研究地價(jià)的分布規(guī)律,更為科學(xué)的方法是,運(yùn)用GIS技術(shù)以地價(jià)監(jiān)測(cè)樣點(diǎn)為基礎(chǔ),采用多元統(tǒng)計(jì)分析,地學(xué)統(tǒng)計(jì)與分析和數(shù)學(xué)分析方法,插值生成地價(jià)等高線或三維模型,然后通過建立地價(jià)分布特征模型,對(duì)地價(jià)空間分布規(guī)律進(jìn)行分析,從宏觀角度挖掘存在于空間關(guān)系中的信息。

三、小結(jié)

不同學(xué)者從不同研究角度與GIS技術(shù)相結(jié)合,采用不同的方法、模型等對(duì)地價(jià)的空間分布情況進(jìn)行研究探討。實(shí)證研究結(jié)果表明:地價(jià)的分布在空間上既有連續(xù)性,也存在變異性,局部具有突變性,不同用途地價(jià)的空間分布也不盡相同。地價(jià)與區(qū)位因子之間存在著關(guān)聯(lián)性,并且這種關(guān)聯(lián)性與城市的形態(tài)、商業(yè)分布格局、CBD的功能結(jié)構(gòu)有關(guān)。另外,等價(jià)線分布呈現(xiàn)圈層結(jié)構(gòu),但地價(jià)越高的區(qū)域面積越小;交通道路對(duì)商業(yè)用地地價(jià)分布有重要影響,城市擴(kuò)展會(huì)帶動(dòng)擴(kuò)展方向的區(qū)域商業(yè)用地地價(jià)升高;用地地價(jià)從市中心向外圍呈指數(shù)遞減。

國(guó)內(nèi)外關(guān)于土地價(jià)格方面的研究非常深入而廣泛,并且主要還是從經(jīng)濟(jì)學(xué)視角出發(fā)進(jìn)行研究,但由于地價(jià)的許多特征來自于空間,因此,GIS(地理信息系統(tǒng))技術(shù)被廣泛用于提取地價(jià)的空間特性。筆者主要從基于GIS技術(shù)對(duì)地價(jià)時(shí)空變化分析方面進(jìn)行綜述,就近年的國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)來看,在傳統(tǒng)研究方法的基礎(chǔ)上運(yùn)用GIS技術(shù)是其中的一個(gè)熱點(diǎn)區(qū)域。在國(guó)外的相關(guān)研究中,主要集中在空間模擬、分布模型、影響因素等微觀機(jī)理方面。而我國(guó)多停留于基準(zhǔn)地價(jià)評(píng)估、監(jiān)測(cè)與管理的中觀和宏觀層次上(國(guó)土資源部)對(duì)城市地價(jià)分布規(guī)律的研究,且多以基準(zhǔn)地價(jià)評(píng)估為基礎(chǔ),以土地級(jí)別作為基本評(píng)價(jià)單元,對(duì)于地價(jià)空間分布規(guī)律僅為中觀層次的認(rèn)識(shí)。

結(jié)合GIS技術(shù)進(jìn)行分析可以避免很多弊端,但還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)問題:(1)如何考慮自然阻隔,如河流、鐵路、橋梁等對(duì)空間分析的影響;(2)如何提高樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的時(shí)效性;(3)如何形成標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)流程和業(yè)務(wù)規(guī)范等。另外,GIS的空間插值分析方法也是有多種,常用的是普通克呂格插值法,它突破了經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)的限制,綜合考慮變量的結(jié)構(gòu)性和隨機(jī)性。但是,在運(yùn)用地價(jià)樣點(diǎn)分析空間分布規(guī)律時(shí),應(yīng)特別重視樣點(diǎn)的質(zhì)量和分布。

縱觀地價(jià)的GIS研究領(lǐng)域可以發(fā)現(xiàn),地價(jià)的研究雖然取得了較好的成果,但其分布特征研究大都做橫向分析,缺少縱向的歷史數(shù)據(jù)的對(duì)比分析。在運(yùn)用GIS進(jìn)行地價(jià)研究的過程中,可以借鑒以上幾點(diǎn),從而可以更加客觀、科學(xué)地對(duì)地價(jià)時(shí)空分布進(jìn)行全面的剖析。

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Research on the time and space analysis of the land price based on the GIS technology

SONG Zhi-hua

(Economy and management college,North-west agriculture and forest science and technology university,Yangling 712100,China)

Abstract: With the application of GIS technology in land prices and space structure analysis of the relevant documents for the first to tease and empirical research applications, model, only summarized in a variety of methods of advantages and disadvantages do simple sum. Finally, a combination of GIS land prices study is still a study and research organizations, the research methods, although the number of problems and achieved better researches.

Key words: GIS; land price; time and space analysis