空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在城鎮(zhèn)土地定級(jí)中的運(yùn)用

鐘永友

(陜西理工大學(xué) 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中 723000)

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空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在城鎮(zhèn)土地定級(jí)中的運(yùn)用

鐘永友

(陜西理工大學(xué) 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，陜西 漢中 723000)

計(jì)算機(jī)與空間數(shù)據(jù)獲取等相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，使地理信息體系里面所包含的數(shù)據(jù)急劇增加。然而當(dāng)前處理相關(guān)數(shù)據(jù)的方式相對(duì)滯后，造成存在于空間數(shù)據(jù)里面極其豐富的知識(shí)無(wú)法被人們所掌握。為了能夠滿足人們對(duì)于空間信息不斷增強(qiáng)的層次相對(duì)較高的需要，與空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)有關(guān)的理論與科技手段逐漸產(chǎn)生。著重研究了空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在城鎮(zhèn)土地定級(jí)中的相關(guān)運(yùn)用。

空間數(shù)據(jù)挖掘；土地定級(jí)；運(yùn)用

1 空間數(shù)據(jù)挖掘相關(guān)理論闡述

1.1空間數(shù)據(jù)挖掘的定義

空間數(shù)據(jù)挖掘又被叫做“從空間數(shù)據(jù)庫(kù)中發(fā)現(xiàn)知識(shí)”，其所表示的是從空間數(shù)據(jù)庫(kù)里面獲得人們所關(guān)注的空間形式和相關(guān)的特征、空間和非空間數(shù)據(jù)之間存在的聯(lián)系以及那些隱藏于數(shù)據(jù)庫(kù)里面的一般性特征。簡(jiǎn)而言之，是從相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)里面獲取隱藏的、人們所關(guān)注的空間與非空間的形式、一般性的特征以及相關(guān)知識(shí)的環(huán)節(jié)。

1.2空間數(shù)據(jù)挖掘的過(guò)程

空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的主要環(huán)節(jié)與大部分?jǐn)?shù)據(jù)挖掘和探索知識(shí)的環(huán)節(jié)是相似的，通常涵蓋了對(duì)于數(shù)據(jù)的選擇、相關(guān)數(shù)據(jù)的提前處理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變、挖掘相關(guān)的數(shù)據(jù)、模式闡述以及知識(shí)評(píng)判等過(guò)程[1]。數(shù)據(jù)選擇也就是對(duì)人們所關(guān)注的事物以及相關(guān)的特征進(jìn)行概括；數(shù)據(jù)的提前處理通常都是去除其間所不含有的噪聲、處理所遺失的相關(guān)數(shù)據(jù)等；對(duì)于數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)變使用降維的方式對(duì)相關(guān)的特征實(shí)施提取，使得轉(zhuǎn)變以后所獲得的數(shù)據(jù)能夠更加符合要求；數(shù)據(jù)挖掘是最為重要的環(huán)節(jié)，其由發(fā)生變換之后所獲的相關(guān)數(shù)據(jù)里面發(fā)現(xiàn)主要的特征；對(duì)于模式所進(jìn)行的闡述以及相關(guān)知識(shí)的評(píng)判運(yùn)用人機(jī)交互的方法完成，即使所挖掘出的規(guī)范與形式存在著部分興趣度與置信度等方面的檢驗(yàn)，經(jīng)過(guò)相關(guān)演繹推理便能夠完成相關(guān)的檢驗(yàn)，然而這部分規(guī)范與形式是否具備相應(yīng)的價(jià)值，最后還需要工作人員進(jìn)行評(píng)判，如果獲得的結(jié)果不符合要求便要重復(fù)之前的過(guò)程。

2 在城鎮(zhèn)土地定級(jí)中的運(yùn)用

2.1城鎮(zhèn)土地定級(jí)的概念

城鎮(zhèn)土地定級(jí)指的是將城鎮(zhèn)范圍內(nèi)所包含的土地當(dāng)作進(jìn)行區(qū)位分析的重要對(duì)象，將目前所具備的全部的地理方面的因素與經(jīng)濟(jì)行為的分布當(dāng)作重要的區(qū)域要素，探索上述區(qū)位要素在土地上的改變特征以及其互相融合對(duì)于土地的價(jià)格所產(chǎn)生的影響，更加好的體現(xiàn)出城鎮(zhèn)范圍內(nèi)所包含土地的空間改變相關(guān)的規(guī)律以及主要的數(shù)量特征。

2.2城鎮(zhèn)土地定級(jí)的任務(wù)與目的

對(duì)于城鎮(zhèn)的土地進(jìn)行等級(jí)評(píng)定最為重要的任務(wù)便是按照經(jīng)濟(jì)以及相關(guān)的自然特征及它們?cè)谏鐣?huì)的經(jīng)濟(jì)行為里面所處的位置，運(yùn)用意義實(shí)施全方面的研究，向人們展示出城鎮(zhèn)土地品質(zhì)間的區(qū)域性差距，同時(shí)對(duì)城鎮(zhèn)土地的等級(jí)進(jìn)行確定。然而土地等級(jí)確定最為主要的目的便是使相關(guān)的決策機(jī)構(gòu)能夠全方位的了解土地的品質(zhì)以及具體的運(yùn)用情況，增強(qiáng)土地的使用效率。

2.3空間聚類土地定級(jí)原理

空間聚類是目前使用最多的方式?？臻g數(shù)據(jù)挖掘的知識(shí)大致涵蓋了空間之間的聯(lián)系、特點(diǎn)以及類型等。通常展示成相關(guān)定義、準(zhǔn)則、形式以及約束等方式的相互融合，對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)里面所包含數(shù)據(jù)的屬性、形式以頻度和等內(nèi)容進(jìn)行描繪。

在城鎮(zhèn)范圍內(nèi)對(duì)于土地的價(jià)格進(jìn)行不同的區(qū)域的區(qū)分，經(jīng)過(guò)對(duì)于土地相關(guān)的數(shù)據(jù)實(shí)施計(jì)算、相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證、去除錯(cuò)誤的數(shù)值之后，計(jì)算出相關(guān)區(qū)域單位土地的價(jià)格，接著實(shí)施空間聚類，完全對(duì)于土地級(jí)別的區(qū)分。

2.4運(yùn)用實(shí)例

2.4.1 數(shù)據(jù)源準(zhǔn)備

數(shù)據(jù)源大致有土地的出售與出租這兩個(gè)不用的來(lái)源，其間與出售相關(guān)的數(shù)據(jù)涵蓋了轉(zhuǎn)讓、房屋買賣、房地產(chǎn)評(píng)估、土地聯(lián)營(yíng)入股以及以地易房等相關(guān)的資料；出租資料所代表的是與土地使用權(quán)以及房屋出租相關(guān)的資料。將某市的5大城區(qū)(a區(qū)、b區(qū)、c區(qū)、d區(qū)和e區(qū))選定為此次土地價(jià)格定級(jí)的范疇，一共采集了3 168個(gè)樣本點(diǎn)，包含了827個(gè)商服樣點(diǎn)，656個(gè)工業(yè)樣點(diǎn)，1 685個(gè)住宅樣點(diǎn)。

2.4.2 樣本空間的獲取

1) 測(cè)算樣點(diǎn)定價(jià)

在針對(duì)某市的樣本單位土地價(jià)格進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，針對(duì)那些運(yùn)用于住宅或者是商服的區(qū)域運(yùn)用樓面地價(jià)的方式進(jìn)行展示；對(duì)于工業(yè)用地使用地面價(jià)的方式展示。

2) 剔出異常值

目前，存在著非常多的方式可以收集到與樣本相關(guān)的數(shù)據(jù)，在使用所搜集到的樣點(diǎn)數(shù)據(jù)以前，需要對(duì)其進(jìn)行清洗，對(duì)于異常數(shù)值的剔除是最為常規(guī)的做法。異常值所代表的是相同基本區(qū)片范圍內(nèi)的相同的土地運(yùn)用種類的樣本里面，因?yàn)槠渌饨绛h(huán)境所造成的干擾導(dǎo)致與其它樣本之間有著非常大的差異[2]。在正常情況下，在相同的區(qū)片、相同的土地運(yùn)用類別的地價(jià)應(yīng)該是相同的。所以，需要對(duì)樣本中的異常數(shù)值進(jìn)行剔除。主要過(guò)程如下：

根據(jù)式(1)對(duì)樣點(diǎn)的單位地價(jià)的算術(shù)平均值進(jìn)行測(cè)算：

(1)

式中P1——基本片區(qū)內(nèi)樣點(diǎn)地價(jià)的平均數(shù)值；

Pi——此片內(nèi)范圍內(nèi)第個(gè)i樣點(diǎn)的地價(jià)；

n——此地價(jià)范圍內(nèi)樣點(diǎn)的全部數(shù)目。

根據(jù)式(2)對(duì)樣點(diǎn)的單位地價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)差(S1)進(jìn)行測(cè)算：

(2)

明確剔除的相關(guān)標(biāo)注。當(dāng)Pi∈[P1-2S1，P1+2S1]時(shí)，那么就認(rèn)定Pi是異常的數(shù)值，需要將其從樣本里面去除。

對(duì)于除異常數(shù)值之后的樣本總體的P1和S1進(jìn)行重新計(jì)算，使用P1±2S1實(shí)施剔除，一直到樣本空間里面不存在任何的異常數(shù)值。以上所闡述的數(shù)據(jù)檢驗(yàn)與剔除異常值均是在相同的基本區(qū)片、相同的樣點(diǎn)種類以及相同的土地運(yùn)用類別里面所完成的。

3) 測(cè)算基本區(qū)域的單位地價(jià)

在將所有的異常數(shù)值去除之后，運(yùn)用所獲得的無(wú)異常值的樣本的平均數(shù)值當(dāng)作基礎(chǔ)區(qū)域的單位土地價(jià)格。能夠運(yùn)用中位數(shù)以及眾數(shù)等方式對(duì)平均數(shù)值進(jìn)行明確。根據(jù)式(3)進(jìn)行相關(guān)的測(cè)算：

(3)

式(3)中m的取值范圍是去除異常數(shù)值之后的樣本空間(m

2.4.3 用空間類聚法進(jìn)行土地定級(jí)

空間聚類的樣本屬性數(shù)據(jù)為基本區(qū)片的地價(jià)。在對(duì)此種群進(jìn)行初始化的時(shí)候，運(yùn)用以聚類中心為基礎(chǔ)的編碼形式，將聚類的數(shù)目設(shè)定成5，種群的規(guī)模Population size設(shè)定為70，交叉的概率Pc設(shè)定為0.6，由于市區(qū)土地價(jià)格的差異較小，所以將變異的概率確定為0.001，通過(guò)以遺傳算法為基礎(chǔ)的空間聚類方式對(duì)所獲得的結(jié)果實(shí)施相應(yīng)的解碼。

從聚類所獲得的結(jié)果我們能夠發(fā)現(xiàn)，某市的156個(gè)住宅區(qū)可以分成5個(gè)不同的等級(jí)，一級(jí)地的平均價(jià)格是5 163元/m2，一共涵蓋了44個(gè)住宅區(qū)域；二級(jí)地的平均價(jià)格是3 830元/m2，一共涵蓋了57個(gè)住宅區(qū)域；三級(jí)地的平均價(jià)格是2 860元/m2，共涵蓋了45個(gè)完全不一樣的住宅區(qū)域；四級(jí)地的平均價(jià)格是2 279元/m2，其涵蓋了12個(gè)不一樣的住宅區(qū)域；五級(jí)地的平均價(jià)格是1 730元/m2個(gè)，其涵蓋了8個(gè)完全不一樣的住宅區(qū)域。

3 結(jié) 論

伴隨獲取數(shù)據(jù)科技手段的不斷進(jìn)步與相關(guān)方式的不斷豐富化，非常多的和空間區(qū)位有關(guān)的數(shù)據(jù)被逐漸收集到，就需要對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，人們創(chuàng)新出的空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)便實(shí)現(xiàn)了上述的要求，使相關(guān)挖掘的方式與其獲得了比較好的融合。本篇文章以具體的城鎮(zhèn)土地定級(jí)為前提，使用改善之后所獲得的空間聚類方式，針對(duì)某市的住宅區(qū)域?qū)嵤┒▋r(jià)級(jí)別的區(qū)分。研究發(fā)現(xiàn)此方式在土地定級(jí)環(huán)節(jié)里面具有無(wú)可替代的作用。

[1] 邵峰晶, 于忠清. 數(shù)據(jù)挖掘: 原理與算法[M]. 北京: 中國(guó)水利水電出版社, 2005.

[2] 楊春金, 潘玲. 空間數(shù)據(jù)挖掘在GIS中的應(yīng)用研究[J]. 通訊和計(jì)算機(jī), 2007, 4(27): 15-18.

AnAnalysisontheApplicationofSpatialDataMiningTechnologyinUrbanLandGrading

ZHONG Yongyou

(Schoolofmathematicsandcomputerscience,ShaanxiSCI-TECHUniversity,Hanzhong,Shanxi723000,China)

With the development of computer and data space acquisition and other related technology, the data of the geographic information system data will increase rapidly. However, the way to deal with the relevant data is lagging behind, resulting that extremely rich knowledge which exists in the spatial data cannot be mastered. To meet the high level demand of the spatial information, the theory and technology of spatial data mining have been developed. This paper analyzes the application of data mining technology in urban land grading.

Spatial data mining; Land grading; Application

2016-07-18

陜西理工學(xué)院校級(jí)科研基金項(xiàng)目(SLGKY14-21)

鐘永友(1978-)，男，江西萬(wàn)載人，講師，研究方向：數(shù)據(jù)挖掘、信息系統(tǒng)研究與開發(fā)，手機(jī)：13689168943，Email：zhongyongyou@163.com.

F293.2

：Bdoi：10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.04.040