基于地塊尺度的農用地精準估價GIS模型研究

寇衛(wèi)利,劉志剛, 梁昌獻, 魏莉莉, 楊雪靜

(1.西南林業(yè)大學 計算機與信息學院，昆明 650224;2.云南大學 軟件學院，昆明 650500；3.南昌工學院，江西 南昌 330108)

基于地塊尺度的農用地精準估價GIS模型研究

寇衛(wèi)利1,劉志剛2,3, 梁昌獻1, 魏莉莉1, 楊雪靜1

(1.西南林業(yè)大學 計算機與信息學院，昆明 650224;2.云南大學 軟件學院，昆明 650500；3.南昌工學院，江西 南昌 330108)

針對當前農用地估價系統(tǒng)存在估價精度低、時實性差的問題，提出了一種基于GIS的農用地實時動態(tài)精準估價方法，并基于ArcGIS Engine二次開發(fā)技術進行了原型實現(xiàn)。本研究主要采用高效的GIS技術，以地塊為單元精確定位評價對象，且綜合更多的現(xiàn)地測量信息，以高效地輔助農用地估價工作精準的進行。實驗結果證明：該方法能夠提高農用地估價的時實性、準確度和動態(tài)度。

農用地估價；地理信息系統(tǒng)；系統(tǒng)開發(fā)

0 引言

農用地資產化管理是中國土地使用制度改革深化發(fā)展的主要方向。農用地估價是實現(xiàn)農用地資產化管理的根本基礎。農用地定級估價是一項具有重要現(xiàn)實意義的工作。農用地是一種能夠在一定的勞動條件下其自身能夠產生收益的資源資本,在某個特定的時間段內，其全部收益現(xiàn)值的總和就是農用地的價格[1]。農用地估價是科學量化農用地數(shù)量和質量、合理進行農用地管理、執(zhí)行區(qū)域耕地占補政策、貫徹征地基本制度，以及實施農用地征用、轉租、轉包的重要參考依據[2-4]。它的成果能夠反映農用地的生產力和級差收入水平，綜合的表現(xiàn)農用地的土地質量狀況[5]。由于傳統(tǒng)的人工估價方法存在費時費力、工作量大和估價精度低等問題，已經不能滿足當前的實際應用需求。而采用地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System, GIS)技術實現(xiàn)農用地估價工作的自動化處理是提高農用地估價工作的管理水平和工作效率的一種新途徑[2,6]。當前的農用地估價方法主要是基于現(xiàn)有的GIS軟件系統(tǒng)(如ArcGIS、MapInfo、MAPGIS)定期地對一定區(qū)域(通常為縣域)內的農用地進行統(tǒng)一估價，形成農用地估價數(shù)據庫和相關文檔，為相關部門進行農用地流轉、承包、租賃等工作提供重要的科學參考依據。該技術能夠在一定程度上提高估價的效率、估價結果的質量和科技含量。但是，其采用的數(shù)據存儲方式以文件格式為主，不但存在估價成果難于重復應用、基準地價更新不及時等問題，而且也存在宗地地價估算效率較低、結果與實際查勘結果偏差較大及主觀因素影響較大等問題[7]。為了改進基于現(xiàn)有GIS軟件系統(tǒng)方法存在的諸多問題，部分研究和技術人員基于GIS開發(fā)組件(MapX、Mapinfo、Supermap、ArcGIS Engine等)采用二次開發(fā)技術實現(xiàn)專門的農用地估價信息系統(tǒng)已經成為當前進行農用地定級估價的主要應用技術方法之一[8-12]。該技術能夠提高工作效率[13]、縮短估價時間，提高估價精度，將各種指標及估價結果存儲于結構化的空間數(shù)據庫中，便于成果共享和查詢統(tǒng)計。但這種工作方式存在不能反映地價的實際狀態(tài)、估價工作實時性差的問題，從而導致估價結果不能反映頻繁變化的農用地實地價值的實際需求。因而，提高農用地估價結果的實時性、高效性、精準性成為當前農用地估價工作的新要求，也是當前評價技術方法的一個關鍵瓶頸。隨著信息技術的發(fā)展，精確、實時、動態(tài)的農用地估價信息系統(tǒng)成為未來的主要發(fā)展趨勢。為此，本研究嘗試在當前的農用地評價技術方法的基礎上，結合GIS高效精準的優(yōu)勢[14-15]，基于地塊綜合農用地的各項實地因素如土壤信息、水源信息等來有效提高農用地估價的精度和動態(tài)性[6]。

本研究擬基于前期的農用地估價結果、農用地所處區(qū)域的社會經濟數(shù)據及農用地塊的現(xiàn)地條件狀態(tài)基礎數(shù)據，設計一個農用地時實定級模型，采用GIS二次開發(fā)技術實現(xiàn)一個能夠時實動態(tài)地進行農用地估價的系統(tǒng)。最終，基于農用地估價標準建立一個圖文一體化的土地估價基礎信息數(shù)據庫，達到實現(xiàn)地塊尺度的農用地估價的精準化管理目標。

1 農用地估價的理論基礎

1.1 農用地估價的基本概念

農用地價格是指在正常市場條件下，相對于估價期日，依據農用地的自然地理因素、社會經濟因素和其他特殊因素等農用地所能夠實現(xiàn)的價格。由于農用地流轉方式的不同，從而形成了不同的價格形式。本研究涉及的農用地價格是指在不改變農用地用途的情況下，其在農業(yè)經營戶之間的流轉，是農用地經營主體的轉變而形成的價格。農用地基準地價是指針對農用地不同級別或不同均質區(qū)片，按照農用地不同的利用類型，分別評估確定的各級別農用地在某一個估價期日的具有土地使用權的單位面積的平均價格。農用地宗地價格指的是具體某一宗農用地在正常市場條件下在估價期日的評估價格。

通過土地使用權年期修正，可以消除由于使用期限不同所造成的價格上的差別。由于現(xiàn)行法律對集體所有土地流轉的限制因素，集體所有的農用地價格與國有土地的價格在產權上存在明顯區(qū)別，農用地市場流轉存在明顯的區(qū)域性和不完全公開性，產權管理登記不健全，用地手續(xù)不全，集體土地的交易方式復雜多樣，有承包、轉包、租賃、入股、聯(lián)建、聯(lián)營等。因此，在概念上，集體所有的農用地價格年期修正現(xiàn)實意義并不等同于現(xiàn)行國有土地的價格年期修正。為此，在目前農用地基準地價成果應用中，建議主要參考無限年期的農用地基準地價。

1.2 農用地估價的基本流程

農用地定級估價成果在宗地評估中應用的步驟及方法，依據《農用地估價規(guī)程》，可以選擇利用“基準地價修正系數(shù)表”和“定級指數(shù)模型”法來評估農用地的宗地價。在評估過程中，應緊密結合定級與基準地價的相關電子數(shù)據及圖件，通過查詢相關的定級指數(shù)、指標說明表和宗地地價修正系數(shù)表等進行具體處理，其步驟與過程隨所選用的方法而異。本研究采用的是基準地價修正法，其評價步驟包括以下6步：

1)收集有關基準地價資料：包括基準地價評估報告、基準地價圖、宗地地價修正體系及各種有關地價影響因素的資料。

2)確定待估價宗地所處的級別及其基準地價：根據農用地基準地價評估報告、基準地價圖和有關基準地價批文，確定待估宗地所處級別及基準地價，并說明基準地價內涵。

3)分析待估宗地的地價影響因素，編制待估宗地地價影響因素條件說明表：即按照“宗地地價影響因素指標說明表”中的影響因素體系到實地調查待估宗地的各影響因素狀況，確定各項宗地條件的檔次歸屬(優(yōu)、較優(yōu)、一般、較劣、劣)。

4)根據影響因素指標說明表和修正系數(shù)表確定修正系數(shù)。根據各影響因素狀況，按照“宗地地價影響因素指標說明表”劃分的標準，查對修正系數(shù)表、確定修正系數(shù)，并按式(1)計算系數(shù)和，即

∑K=K1+K2+K3+ …+Kn

(1)

其中，∑K為待評估宗地地價影響因素修正系數(shù)和；K1，K2，K3，…，Kn分別為待估宗地第1，2，3，… ，n因素的修正系數(shù)。

5)期日修正：待估宗地的估價日期與基準地價的評估期日若不同，則需根據地價的變化程度進行期日修正。

6)計算待估農用地價格：在確定好各修正系數(shù)后，采用式(2)計算宗地農用地價格，即

P=P0· (1±∑K) ·Kt

(2)

其中，P為待估宗地農用地價格；P0為基準地價；∑K為待評估宗地地價影響因素修正系數(shù)和；Kt為交易期日修正系數(shù)。

2 實時動態(tài)估價原型系統(tǒng)的關鍵技術

2.1 基于地塊的動態(tài)估價模式

基于地塊進行的動態(tài)估價模式是指在現(xiàn)有土地分等定級成果的基礎上，為用戶提供以地塊為單位的現(xiàn)場調查因子數(shù)據輸入接口，實時獲取該地塊地價的估價方法。當前的估價系統(tǒng)主要采用的農用地估價策略是采用GIS系統(tǒng)軟件或者基于二次開發(fā)的農用地定級估價系統(tǒng)，完成農用地的估價工作并形成相應的數(shù)據庫，其他應用在后期基于該數(shù)據庫參考完成。該數(shù)據庫是每5～10年更新一次，隨著時間的推移，估價數(shù)據庫與農用地的實際情況差異越來越大，參考誤差加大。因此，本研究的設計思是基于地塊，并且為用戶提供地塊實地采集信息的外部接口，增強評價結果的準確性。

2.2 統(tǒng)一存儲雙通道訪問的數(shù)據管理模式

統(tǒng)一存儲雙通道訪問是本研究設計的一種地理信息應用系統(tǒng)的數(shù)據管理模式，主要思想是將空間數(shù)據和屬性數(shù)據統(tǒng)一存儲于一個大型數(shù)據庫管理系統(tǒng)，采用不同的數(shù)據讀取方法進行的數(shù)據管理。通過數(shù)據庫的需求分析發(fā)現(xiàn)：采用基于地塊的方法進行農用地估價的工作中主要涉及了大量不同類型的數(shù)據信息，概括起來主要有圖形數(shù)據、矢量數(shù)據、空間數(shù)據、矢量和工程管理相關的數(shù)據。在農用地估價地理信息應用系統(tǒng)中，空間數(shù)據通常采用文件形式進行管理，該管理方法存在數(shù)據檢索效率低，難以建立索引，數(shù)據一致性差，難于通過網絡管理和共享等問題；而屬性數(shù)據一般存儲于傳統(tǒng)的關系型數(shù)據中，與空間數(shù)據采用關鍵字進行關聯(lián)，不能實現(xiàn)空間屬性數(shù)據一體化管理，數(shù)據管理困難。部分農用地估價地理信息應用系統(tǒng)雖然能夠實現(xiàn)空間與屬性數(shù)據的統(tǒng)一存儲，但數(shù)據訪問效率低下。為了解決這一問題，本系統(tǒng)采取了Microsoft SQL Server實現(xiàn)估價系統(tǒng)中的空間和屬性數(shù)據的統(tǒng)一存儲和一體化管理，空間數(shù)據與屬性數(shù)據分別采用ArcSDE(ArcGIS Spatial Data Engine)和ADO.NET(ActiveX Data Objects .NET)方法雙通道快速訪問的模式。ArcSDE是當前網絡環(huán)境下一種高效的空間數(shù)據訪問技術，ADO.NET是Microsoft .NET平臺下的高效屬性數(shù)據訪問組件。這種數(shù)據存儲和訪問的模式能夠增強系統(tǒng)在數(shù)據處理方面的靈活性，并且能夠提高系統(tǒng)的整體性能,同時能夠建立基于網絡的分布式的農用地估價地理信息管理平臺和系統(tǒng)。

2.3 基于地塊的農用地精準估價系統(tǒng)的模型框架

為了支持基于地塊的農用地精準估價方法，研究設計了5層模型框架，由下至上依次包括基礎數(shù)據層、數(shù)據訪問層、開發(fā)平臺層、核心模型層及基本應用層。基礎數(shù)據層主要負責數(shù)據的存儲、組織、管理及索引等功能，主要涉及的數(shù)據包括空間數(shù)據、屬性數(shù)據、元數(shù)據、圖片數(shù)據及圖像數(shù)據等多種類型。數(shù)據訪問層是基礎數(shù)據層向高層應用提供數(shù)據的通道，不同類型的數(shù)據需要使用不同的訪問模型，相同的數(shù)據訪問模型對于不同的數(shù)據類型的訪問效率差異較大。本設計對于空間數(shù)據、屬性數(shù)據及文件型數(shù)據分別采用ArcSDE、ADO.NET和FSO(File System Ojbects)實現(xiàn)快速有效地訪問。開發(fā)平臺層是實現(xiàn)核心模型的基礎層，主要由GIS開發(fā)組織和軟件集成開發(fā)環(huán)境(Integrated Development Environment，IDE)組成。常見的GIS開發(fā)組織有ArcGIS Engine, ArcGIS Server, SuperMap、MapGIS等。當前流行的軟件集成開發(fā)環(huán)境是Visual Studio .NET、J2EE、Visual Basic 6.0等。核心模型層主要任務是實現(xiàn)估價的主要業(yè)務流程和系統(tǒng)自動優(yōu)化調整等核心功能，包括了參數(shù)調整、修正系統(tǒng)計算及地塊價格計算等專業(yè)模型，是整個系統(tǒng)業(yè)務實現(xiàn)的核心。基本應用層主要面對的是終端用戶，以友好的界面和流程實現(xiàn)估價的基本業(yè)務，主要包括地塊估價、地塊查詢、統(tǒng)計分析、報表輸出等主要基礎功能。基于地塊的農用地精準估價系統(tǒng)的模型框架如圖1所示。

圖1 基于地塊的農用地精準估價系統(tǒng)的模型框架Fig.1 The framework of the model framework for the precision estimation system of agricultural land

2.4 基于地塊的農用地精準估價詳細過程

研究設計的基于地塊的農用地精準估價詳細流程，如圖2所示。

圖2 基于地塊的農用地精準估價詳細過程Fig.2 The detailed process of agricultural land evaluation based on plots

其主要思想是在期日年份和基準地價的基礎上，以農用地分等結果，以及結合實地調查的灌溉保證率、海拔高度、耕作距離、水資源狀態(tài)、地形坡度、農貿市場影響度、道路通達度、中心城鎮(zhèn)影響度和土地利用狀況度等基礎數(shù)據，通過修正系統(tǒng)模型進行修正估價。對于在一個相對長的時期內不會發(fā)生變化的影響因素采用成果數(shù)據庫的形式實現(xiàn)調查、存儲和使用；而對于影響因素隨時間變化較為頻繁的指數(shù)則為估價人員提供數(shù)據輸入界面，通過移動計算機設備(甚至智能手機等)進行現(xiàn)地采集估價參數(shù)。

3 農用地實時動態(tài)估價原型系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1 原型系統(tǒng)的開發(fā)與實現(xiàn)

為了對農用地實時動態(tài)估價模型進行驗證和測試，在Visual Studio 2010集成開發(fā)環(huán)境下基于ArcGIS Engine組件采用C#語言和Microsoft SQL Server 2008數(shù)據庫管理系統(tǒng)對其進行了實現(xiàn)，建立了一個原型系統(tǒng)。該實時動態(tài)估價原型系統(tǒng)能夠基于定級結果及地塊的實際條件獲取地塊的最新價格，地塊模擬的估價界面如圖3所示。

圖3 基于地塊尺度的農用地實時動態(tài)估價原型系統(tǒng)界面Fig.3 The prototype system interface of agricultural land real time dynamic evaluation based on block scale

3.2 原型系統(tǒng)實現(xiàn)的關系算法

3.2.1 農用地估價關鍵算法

//定義修正因子數(shù)組

float[] K = new float[10];

//打開數(shù)據庫

openDatabase();

//因子和

float KSum = 0;

//讀取因子系數(shù)

Array zb=readCoefficient(dlbm);

//獲取調整幅度fd(0)上調,fd(1)下調

Array fd = getFd(dlbm,dj);

float[] lyxz = new getLyxz();

foreach(float xz in lyxz)

K[i]=getXzxs(xz);

//計算修正因子總和

foreach (float yz in K)

KSum += yz;

//取得宗地的基準價

float P0 = dao.getZdjzj(DlBm, Dj);

//離估價日期的年份

int n = DateTime.Today.Year - PubPara.Gjrq;

//估價

float P = (P0 * (1 + KSum / 100)) * (1 + n * PubPara.Djzs);

//顯示估價

void displayResults();

//關閉數(shù)據庫

closeDatabase();

3.2.2 宗地查詢代碼

// 定義宗地游標

IFeatureCursor zdFeatureCursor = null;

///宗地查詢函數(shù)

public frmSearch(IFeatureCursor pFeatureCursor)

{

//初始化組件

InitializeComponent();

//獲取需要查詢的農用地塊要素

zdFeatureCursor = pFeatureCursor;

//讀取一個地塊要素信息

IFeature pFeature =

zdFeatureCursor.NextFeature();

//讀取所有的地塊信息

while (pFeature != null)

{

cmbZddybh.Items.Add(pFeature.get_Value(pFeature.Fields.FindField("id")).ToString());

pFeature = zdFeatureCursor.NextFeature();

}

}

3.3 原型系統(tǒng)運行結果分析

傳統(tǒng)的農用地估價工作方法一般需要定期完成，通過是以5年或者10年作為調查周期。首先，每一輪估價工作都需要提前半年至1年進行經濟、社會、地理等多個方面的指標因素的收集和處理工作，且這些調查結果是以選擇有限的樣地為基礎的，無法精確到每一個地塊；其次，在此基礎上再經過1年左右的時間最終完成農用地的評價工作；最后，每輪估價形成的成果將會連續(xù)應用至新一輪農用地評價工作的結束，且不容易對估價成果根據具體地塊的相關參數(shù)進行實時的更新。而本系統(tǒng)能夠讓用戶通過點擊選擇的方式，以某個精確的地塊為基礎，在現(xiàn)地調查的基礎上隨時設定其最新的基礎因子，獲取相對準確的農用地價格，即時地顯示出來并存儲于數(shù)據庫中。因此，其能夠為農用地流轉、租用、承包提供準確的基礎性的可靠依據。

4 結論

農用地估價系統(tǒng)使農用地估價工作變得系統(tǒng)化、程序化，實現(xiàn)了農用地價格的動態(tài)全面地評估與管理。其使用方便，操作員不需要撐握復雜的操作技術就能夠完成農用地地價的動態(tài)時實評估，減少了對估價結果的調整、更新的工作量，提高了估價結果應用的時效性和準確性。建立了基于掌上移動設備的農用地估價系統(tǒng)，且加入農用地的生態(tài)功能價格、社會保障價格。值得注意的是，上述評估的土地價格是農用地的內部流轉價格，若要評估農用地的征地價，除考慮上述影響因素外，還應考慮土地的權利因素、糧食安全因素、生態(tài)環(huán)境價格因素、土地用途發(fā)生變化的因素，以及社會保障等其他因素。

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An Accurate Price Evaluation Model of Agricultural Lands at Land-Parcel Scales Based on Geographical Information System

Kou Weili1, Liu Zhigang2,3, Liang Changxian1,Wei Lili1, Yang Xuejing1

(1.School of Computer and Information, Southwest Forestry University, Kunming 650224，China; 2.National Pilot School of Software,Yunnan University, Kunming 650500 China; 3. Nanchang Institute of Science & Technology, Nanchang 330108，China)

To solve problems that the current price evaluation work of agricultural lands (PEWAL) is of low evaluation accuracy and weak real-time, an accurate price evaluation model of agricultural lands at land-parcel scales based on geographical information system is presented, and a simulation system is developed to test the model based on ArcGIS Engine in this study. To efficiently assist the PEWAL with accurate and quick completion, the model takes geographic information system technology with high efficiency, accurately locates at a land parcel as an evaluation unit, comprehensives parameters measured in situ. Experimental result shows that the model can be easily implemented and is capable of enhancing real-time, accuracy, and dynamics of the PEWAL.

price evaluation of agricultural lands； geographical information system； system development

2016-11-10

國家自然科學基金項目(31400493)；昆明市林業(yè)信息工程技術研究中心開放基金項目(32011FB070)

寇衛(wèi)利(1979-)，男，西安人，副教授，博士。

劉志剛(1980-)，男，湖北天門人，副教授，博士，(E-mail)zgliu@ynu.edu.cn。

S29；TP399

A

1003-188X(2018)01-0029-05