基于GIS平臺(tái)的城市土地集約利用探討
——以上海城市更新應(yīng)用為例

■ 朱 宇

（上海城市房地產(chǎn)估價(jià)有限公司，上海 200003）

基于GIS平臺(tái)的城市土地集約利用探討
——以上海城市更新應(yīng)用為例

■ 朱 宇

（上海城市房地產(chǎn)估價(jià)有限公司，上海 200003）

根據(jù)目前上海市在城市更新區(qū)域評(píng)估、城市更新單元塊劃定，城市更新實(shí)施方案編制及全生命周期管理體系建立過程中存在的大數(shù)據(jù)整合、項(xiàng)目分類管理、數(shù)據(jù)趨勢(shì)分析、資金平衡分析的需求，應(yīng)用GIS和數(shù)據(jù)庫管理平臺(tái)，結(jié)合多模塊設(shè)計(jì)思維，將城市更新改造項(xiàng)目中的各類圖層、項(xiàng)目信息、人員信息、資金測(cè)算與管理等一系列大數(shù)據(jù)信息進(jìn)行資源整合與管理，最終形成項(xiàng)目管理數(shù)據(jù)庫平臺(tái)。利用GIS平臺(tái)的數(shù)據(jù)整合特點(diǎn)，也會(huì)成為助推全國(guó)許多區(qū)域城市化改造，盤活存量土地，有效提高管理效能的重要技術(shù)支持手段。

土地集約；城市更新；GIS應(yīng)用；數(shù)據(jù)；上海

0 引言

土地集約利用已成為國(guó)家推動(dòng)新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的重要抓手，以土地節(jié)約集約為導(dǎo)向，以提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量和效益為中心，以盤活存量土地為重點(diǎn)，充分發(fā)揮市場(chǎng)在資源配置中的決定性作用和政府的政策保障作用。2014年國(guó)土資源部出臺(tái)的《關(guān)于推進(jìn)土地節(jié)約集約利用的指導(dǎo)意見》，在國(guó)家層面提出了在經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的階段，各區(qū)域通過發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制作用，健全用地控制標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化開發(fā)利用，形成具有特色的新常態(tài)下土地節(jié)約集約模式。

2015年是上海市開啟城市更新元年，5月15日上海市人民政府發(fā)布了《上海市城市更新實(shí)施辦法》。自貿(mào)區(qū)設(shè)立、科創(chuàng)中心建設(shè)、長(zhǎng)三角區(qū)域一體化進(jìn)程加快等都為上海帶來了新一輪發(fā)展機(jī)遇，構(gòu)建城鄉(xiāng)生態(tài)文明格局，建設(shè)高品質(zhì)“宜居、宜業(yè)、宜游”國(guó)際型大都市，是提升上海城市國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的迫切需要。城市空間功能結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變促使上海必須通過全面推進(jìn)土地節(jié)約集約，調(diào)整土地利用方式和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式。為此，上海市首次提出通過“總量鎖定、增量遞減、存量?jī)?yōu)化、流量增效、質(zhì)量提高”的方式嚴(yán)格控制3226km2的城市建設(shè)用地規(guī)模，逐步通過城市更新減少新增建設(shè)用地，大力促進(jìn)存量建設(shè)用地盤活利用，提升土地資源配置效率。

1 土地集約利用中數(shù)據(jù)研究需求分析

目前，全國(guó)多個(gè)城市已陸續(xù)出臺(tái)基于土地集約利用條件下的土地綜合整治、產(chǎn)城融合發(fā)展，以及存量產(chǎn)業(yè)用地二次開發(fā)、城中村改造、軌道交通場(chǎng)站綜合開發(fā)利用、產(chǎn)業(yè)用地全生命周期管理等政策，這些政策在完善城市功能、提升公共配套、改善生態(tài)環(huán)境、激發(fā)社會(huì)企業(yè)參與意識(shí)、保障原所有人利益等方面提供了積極導(dǎo)向。筆者參與了近兩年來上海市城市更新機(jī)制研究與項(xiàng)目推動(dòng)，在區(qū)域能級(jí)評(píng)估、更新單元區(qū)塊劃定、轉(zhuǎn)型方案編制、轉(zhuǎn)型計(jì)劃制定與全程有效監(jiān)管方面總結(jié)了一些共性問題，分析如下。

1.1 多圖層疊加與海量信息整合

任何一個(gè)城市更新項(xiàng)目都需要依據(jù)區(qū)域本身及周邊的各類上位規(guī)劃、專項(xiàng)規(guī)劃的整合分析來獲得最佳的空間結(jié)構(gòu)、地塊規(guī)模、產(chǎn)業(yè)功能等有效數(shù)據(jù)支持。比如某一存量產(chǎn)業(yè)用地二次開發(fā)項(xiàng)目，涉及總體規(guī)劃、土地規(guī)劃、專項(xiàng)規(guī)劃、控詳規(guī)劃、影像圖、地形圖、地籍圖等圖層，參見圖1。在使用時(shí)如何將各圖層進(jìn)行疊加，并對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行快速整合、分析、定位、篩選，模擬實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的某一場(chǎng)景或完成更新單元塊的劃定，成為制約城市更新區(qū)域?qū)嵤└咝гu(píng)估的主要影響因素。

圖1 圖層整合

1.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

在對(duì)一個(gè)城市更新改造項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)地調(diào)查時(shí)，比如說上海市某舊區(qū)改造或城中村改造地塊內(nèi)既包含了國(guó)有公房、舊里、簡(jiǎn)屋等國(guó)有居住物業(yè)、宅基地等集體居民物業(yè)形式，又包含了國(guó)有企業(yè)、集體村級(jí)企業(yè)、集體私營(yíng)企業(yè)等多種非居住物業(yè)形式，區(qū)域內(nèi)權(quán)屬狀態(tài)、土地利用現(xiàn)狀非常復(fù)雜。在考慮開發(fā)方案時(shí)又必須對(duì)地塊內(nèi)的各類居住人口進(jìn)行分類（圖2），分析其人口未來各年變化趨勢(shì)，建立特定物業(yè)屬性信息庫，并能按照一定規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入與讀取分析從而直接提升項(xiàng)目更新計(jì)劃制定的合理有效性。

圖2 人員結(jié)構(gòu)分析

1.3 算法標(biāo)準(zhǔn)與自動(dòng)核算模型系統(tǒng)化

每個(gè)城市更新方案都要“落地”成為一個(gè)可操作的實(shí)施項(xiàng)目，其中最關(guān)鍵的因素就是對(duì)方案實(shí)施資金使用狀況的整體測(cè)算，建立項(xiàng)目現(xiàn)金流測(cè)算及收益分析評(píng)價(jià)體系尤為重要。不同更新項(xiàng)目往往會(huì)根據(jù)不同開發(fā)方式形成十幾甚至幾十個(gè)資金測(cè)算方案，簡(jiǎn)單運(yùn)用人工整合測(cè)算方式將會(huì)大大提升系統(tǒng)誤差出現(xiàn)機(jī)率，通過建立算法模型從而形成一套自動(dòng)評(píng)估、評(píng)價(jià)系統(tǒng)從而大大提升整個(gè)項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)的性能，如圖3所示。

圖3 資金測(cè)算模型

1.4 項(xiàng)目后評(píng)價(jià)監(jiān)管體系建設(shè)

根據(jù)上海市產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目全生命周期管理的若干規(guī)定，對(duì)于存量產(chǎn)業(yè)用地二次開發(fā)都要健全產(chǎn)業(yè)用地準(zhǔn)入、綜合效益評(píng)估、環(huán)境社會(huì)責(zé)任、土地使用權(quán)退出等機(jī)制。依據(jù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)土地集約化利用成果，建立符合產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)入條件的產(chǎn)業(yè)類型、投資強(qiáng)度、產(chǎn)出效率和環(huán)保、就業(yè)、節(jié)能等經(jīng)濟(jì)社會(huì)多因素評(píng)價(jià)分析體系，作為地塊開發(fā)績(jī)效評(píng)估的依據(jù)將更加符合政府對(duì)地塊全流程管理的需求。

通過以上問題的闡述可以看出，在城市更新項(xiàng)目各階段工作中，大數(shù)據(jù)的分析整合、標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)庫的建設(shè)、各類物業(yè)屬性信息的分類判讀及項(xiàng)目評(píng)價(jià)體系建立與分析是提升城市更新項(xiàng)目功能實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)需求[3]?；诖耍ㄟ^GIS平臺(tái)工具對(duì)更新區(qū)域的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述將有助于解讀城市更新中復(fù)雜的規(guī)劃、決策和管理問題[4]。

2 基于GIS平臺(tái)的城市更新多模塊化系統(tǒng)功能目標(biāo)

2.1 圖層疊加

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)對(duì)應(yīng)的各類圖層信息，如項(xiàng)目區(qū)二調(diào)、影像、地形、控規(guī)、基準(zhǔn)地價(jià)、地籍等相關(guān)圖層，根據(jù)其圖層類型進(jìn)行分類整合，整合后將對(duì)其進(jìn)行圖層控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分層顯示；同時(shí)，在圖層瀏覽時(shí)可以根據(jù)需要顯示、隱藏圖層。

2.2 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理

(1)空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?？臻g數(shù)據(jù)采用標(biāo)準(zhǔn)Shape結(jié)構(gòu)，將所有數(shù)據(jù)按點(diǎn)、線、面等進(jìn)行組織。服務(wù)器端便于數(shù)據(jù)的空間分割、合并編輯；客戶端空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)通過相應(yīng)的編碼體系進(jìn)行聯(lián)接。

(2)空間數(shù)據(jù)分層?？臻g數(shù)據(jù)是以1：1000基礎(chǔ)圖作為基礎(chǔ)，將項(xiàng)目范圍內(nèi)收集的矢量數(shù)據(jù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成GIS面狀信息、線狀信息和點(diǎn)狀信息圖層。

(3)屬性數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的屬性數(shù)據(jù)庫分為由外部通用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫和由圖層引擎生成和管理的內(nèi)部專題數(shù)據(jù)庫。前者主要包括歷史數(shù)據(jù)、背景數(shù)據(jù)等相關(guān)數(shù)據(jù)，后者主要有像戶籍、產(chǎn)籍、房屋價(jià)格等相關(guān)數(shù)據(jù)。其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)信息量大，直接與數(shù)據(jù)來源有關(guān)。因此，空間數(shù)據(jù)庫和外部屬性數(shù)據(jù)庫的接口設(shè)計(jì)（包括對(duì)外部屬性數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的要求）是重點(diǎn)。

2.3 資金算法管理

資金成本將根據(jù)項(xiàng)目的開發(fā)過程，分為投資估算、動(dòng)遷審核和土地出讓這三個(gè)階段。其中又可根據(jù)項(xiàng)目的開發(fā)周期按不同地塊進(jìn)行劃分管理。

前期估算階段以外業(yè)調(diào)查核實(shí)過后的測(cè)算數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，導(dǎo)入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，同時(shí)根據(jù)土地前期開發(fā)的各類費(fèi)用進(jìn)行開發(fā)，將項(xiàng)目區(qū)內(nèi)需補(bǔ)償?shù)臄?shù)量和補(bǔ)償價(jià)格數(shù)據(jù)庫進(jìn)行關(guān)聯(lián)，通過一定的邏輯算法，可快速獲得項(xiàng)目區(qū)的前期估算費(fèi)用，資金估算模型如圖4所示。

征收審核階段將根據(jù)動(dòng)遷過程中的實(shí)際發(fā)生費(fèi)用進(jìn)行入錄，同時(shí)與原有前期踏勘整理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)對(duì)比，可對(duì)動(dòng)遷的實(shí)施進(jìn)度進(jìn)行有效管理。

3 建立多模塊化城市更新GIS平臺(tái)基本原則

(1)規(guī)范化原則。數(shù)據(jù)庫必須遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行建設(shè)。

圖4 資金估算模型

(2)擴(kuò)展性原則。在實(shí)際管理工作中，由于具體業(yè)務(wù)需求不可能通過一次整理就全部完成，因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)、開發(fā)和相關(guān)技術(shù)的選擇必須具有強(qiáng)大的可擴(kuò)展能力，為今后系統(tǒng)局部調(diào)整或升級(jí)留有余地，并能夠滿足不同系統(tǒng)的需要，以適應(yīng)業(yè)務(wù)工作的可持性發(fā)展。

(3)先進(jìn)性原則。在選擇核心技術(shù)時(shí)，應(yīng)充分考慮采用當(dāng)前最前沿的技術(shù)和產(chǎn)品，以確保系統(tǒng)的先進(jìn)性。同時(shí)，還必須充分考慮先進(jìn)技術(shù)的成熟性，以便確保整個(gè)系統(tǒng)建成后的長(zhǎng)期穩(wěn)定、正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

(4)可靠性、安全性原則。應(yīng)采用合適的技術(shù)和方案加強(qiáng)數(shù)據(jù)的安全防護(hù)，盡力避免因遭攻擊而受到破壞。同時(shí)在出現(xiàn)故障時(shí)，能在較短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)數(shù)據(jù)。

(5)可用性、實(shí)用性、可維護(hù)性原則。系統(tǒng)運(yùn)行后，數(shù)據(jù)和設(shè)備的管理維護(hù)是可操作的，同時(shí)，這些工作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、方便。

4 多模塊化GIS平臺(tái)功能實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)說明

4.1 時(shí)間軸技術(shù)

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)根據(jù)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)到SQL數(shù)據(jù)庫中。而且每個(gè)存儲(chǔ)單元中，每一個(gè)要素都連接到一個(gè)時(shí)間軸，這樣當(dāng)數(shù)據(jù)變化時(shí)，數(shù)據(jù)庫中只記錄變化部分的數(shù)據(jù)。因此，數(shù)據(jù)實(shí)際上是可以分布式存儲(chǔ)的，但對(duì)最終用戶而言，他們只看到某一個(gè)時(shí)間刻度一個(gè)完整的規(guī)劃數(shù)據(jù)圖，如圖5所示。當(dāng)時(shí)間設(shè)置在最新的時(shí)間刻度時(shí)，用戶操作的是最新的、最實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)，當(dāng)把時(shí)間刻度設(shè)到過去某個(gè)時(shí)刻時(shí)，則查詢的是歷史數(shù)據(jù)。因此，通過對(duì)一個(gè)時(shí)間軸的管理，可以對(duì)歷史資料進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)，對(duì)現(xiàn)狀和歷史進(jìn)行對(duì)比分析。從而對(duì)設(shè)計(jì)、決策提供有效信息，輔助長(zhǎng)效管理。

圖5 項(xiàng)目時(shí)間軸示意圖

時(shí)間軸技術(shù)優(yōu)點(diǎn)總結(jié)如下：(1)自然表達(dá)經(jīng)常變化的事物。

(2)只紀(jì)錄變化的數(shù)據(jù)，在保留歷史數(shù)據(jù)的同時(shí)最大限度地減少數(shù)據(jù)的冗余度、可提取任意一個(gè)歷史時(shí)刻的數(shù)據(jù)整體或部分視圖。

(3)可以只把變化的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳遞到其它基于時(shí)間軸的數(shù)據(jù)庫中，通常不需要大的網(wǎng)絡(luò)帶寬，而保持?jǐn)?shù)據(jù)庫的完整一致性。

(4)通過對(duì)時(shí)間軸的定義可以表達(dá)不同時(shí)間分辨率的變化事件，高效率備份、還原。

4.2 數(shù)據(jù)處理功能

(1)數(shù)據(jù)輸入：圖形、表格數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)的輸入建庫與數(shù)據(jù)更新等。

(2)數(shù)據(jù)編輯：地物的增加、修改與刪除、地物屬性的增加、修改與刪除等。

(3)數(shù)據(jù)輸出：圖表、文檔（包括查詢結(jié)果）的輸出，各種流行圖形格式（包括矢量和柵格）的輸出等。

(4)系統(tǒng)維護(hù)：系統(tǒng)的正常運(yùn)行維護(hù)、數(shù)據(jù)庫維護(hù)、用戶權(quán)限設(shè)置等。

4.3 查詢功能

從圖形到屬性：通過指定空間圖形實(shí)體查詢相關(guān)的屬性信息?？梢酝ㄟ^點(diǎn)選、線選、框選、多邊形選擇及基于相關(guān)圖層選擇來選取土地或建筑物圖斑，通過鼠標(biāo)選擇選中對(duì)象查看按鈕，查看選中范圍內(nèi)的相關(guān)信息，包括：國(guó)有居住、國(guó)有非居、集體居住、集體非居，同時(shí)能夠快速統(tǒng)計(jì)出其總量，最后通過導(dǎo)出按鈕可以選擇性導(dǎo)出、全部導(dǎo)出等方式導(dǎo)出成外部excel文件。

從屬性到圖形：用戶可通過通用查詢工具任意設(shè)置查詢條件和查詢字段（如項(xiàng)目編號(hào)、項(xiàng)目名稱等），查詢并列表顯示所有符合條件的圖形實(shí)體，并可進(jìn)行圖形定位。

綜合查詢：通過空間位置和屬性條件組合進(jìn)行綜合查詢，找到滿足條件的實(shí)體后，進(jìn)行空間定位，顯示屬性數(shù)據(jù)及其統(tǒng)計(jì)列表。

4.4 統(tǒng)計(jì)分析功能

系統(tǒng)應(yīng)具有多樣化的統(tǒng)計(jì)功能包括對(duì)比統(tǒng)計(jì)、根據(jù)用戶所選數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)生成圖表（餅圖、柱圖、線圖、面積圖）等，支持多種數(shù)據(jù)以不同形式組合在一個(gè)統(tǒng)計(jì)報(bào)表里。查詢條件和輸出內(nèi)容可以任意組合，可以逐條顯示或集中顯示，統(tǒng)計(jì)條件主要包括空間和屬性的組合：空間條件是指對(duì)用戶指定范圍內(nèi)（如任意劃定區(qū)域或坐標(biāo)點(diǎn)指定范圍）的目標(biāo)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；屬性條件是指對(duì)滿足一定屬性特征（如出讓地塊范圍、開發(fā)時(shí)序范圍等）的目標(biāo)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

5 結(jié)語

本文根據(jù)目前上海市在城市更新區(qū)域評(píng)估、城市更新單元塊劃定，城市更新實(shí)施方案編制及全生命周期管理體系建立過程中存在的大數(shù)據(jù)整合、項(xiàng)目分類管理、數(shù)據(jù)趨勢(shì)分析、資金平衡分析的需求，通過建立多模塊化GIS平臺(tái)的功能目標(biāo)，希望在不斷的系統(tǒng)優(yōu)化中成為推動(dòng)城市更新的有效工具。同時(shí)，利用GIS平臺(tái)的數(shù)據(jù)整合特點(diǎn)，也會(huì)成為助推全國(guó)許多區(qū)域城市化改造、盤活存量土地、有效提高管理效能的重要技術(shù)支持手段。

[1] 閔安成,鄭錦娟．GIS的原理、應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J]．干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究,1999,17(4)：86-92．

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[3] 馬智亮,傅思源,李恒,等．房地產(chǎn)開發(fā)項(xiàng)目市場(chǎng)分析信息管理系統(tǒng)[J]．清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2007,47 (9)：1409-1413．

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Discussion on the Intensive Urban Land Use by Using GIS as the Platform—Urban Renewal Application of Shanghai

ZHU Yu
(Shanghai Urban Real Estate Appraisal Co., Ltd. Shanghai 200003, China)

In light of the needs of big data integration, project classif i cation management, the analysis of data trending and fund balance in the process of regional evaluation, delimitation of unit block, and working out implementation plan with regard to urban renewal, as well as the establishment of total life cycle management system that Shanghai is carrying out at present; we should devote our efforts to integrating and managing a series of big data information such as all kinds of layers, project information, staff information, and fund calculating and management that involved in urban renewal and reconstruction projects by using GIS and database management platform, and in accordance with design thinking of multi-module. These efforts eventually provide project management database platform. This paper also argues that wise using the data consolidation characteristics of the GIS platform will help us to promote urbanized renovation, make good use of land reserves, and improve the management eff i ciency in many areas of China.

land consolidation; urban renewal; application of GIS; data; Shanghai

F301.2；F062.1

A

1672-6995（2015）11-0068-05

2015-07-21；

2015-09-14

朱宇（1978-），男，上海市長(zhǎng)寧區(qū)人，上海城市房地產(chǎn)估價(jià)有限公司工程師，大學(xué)本科，主要從事房地產(chǎn)估價(jià)、土地規(guī)劃、土地整治、城市更新等研究工作。