基于GIS的城市更新改造分析與研究
——以合肥市三孝口片區(qū)為例

沈揆，司惠超 （合肥市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，安徽 合肥 230041）

在我國新型城鎮(zhèn)化全面推進(jìn)的宏觀背景下，如何從過去片面追求城市規(guī)模擴(kuò)大、空間擴(kuò)張轉(zhuǎn)向城市經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整和城市空間重構(gòu)，是城市發(fā)展建設(shè)中面臨的重要課題[1]。城市更新改造涉及城市定位、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境生態(tài)、歷史風(fēng)貌保護(hù)、拆遷安置等一系列問題，既是關(guān)系城市經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的全局性問題，又是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程。

GIS技術(shù)已廣泛應(yīng)用于資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)和治理、區(qū)域開發(fā)、旅游、城市規(guī)劃和國土管理等領(lǐng)域[2]。在GIS技術(shù)的支撐下，可以將城市更新改造中需要的各種信息如現(xiàn)狀地形、建筑質(zhì)量、建筑結(jié)構(gòu)、建筑風(fēng)格，建設(shè)年代、房屋權(quán)屬、土地性質(zhì)等進(jìn)行數(shù)字化處理，同時與有關(guān)的文字信息如經(jīng)濟(jì)情況、人口分布、就業(yè)資料等相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)以地理數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對城市更新改造中需要的圖形數(shù)據(jù)和文字屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加顯示、查詢和分析[3]，通過對現(xiàn)狀建筑與現(xiàn)狀用地的可改造度進(jìn)行綜合分析與評價，輔助城市更新決策。

近年來，合肥市城市建設(shè)快速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市擴(kuò)張帶動軌道交通的快速發(fā)展。隨著合肥市軌道交通建設(shè)的穩(wěn)步推進(jìn)，三孝口作為合肥市老城區(qū)唯一的軌道換乘樞紐，如何抓住軌道時代帶來的發(fā)展機(jī)遇，通過交通與土地的一體化利用，實(shí)現(xiàn)三孝口的振興與繁榮。

美國能源基金會（中國）的宗旨是推動能源效率的提高和可再生能源的發(fā)展，幫助中國過渡到可持續(xù)發(fā)展的未來。項(xiàng)目資助領(lǐng)域包括建筑節(jié)能、電力、環(huán)境管理、工業(yè)節(jié)能、低碳發(fā)展、可再生能源、可持續(xù)城市和交通八個方面。在此背景下，美國能源基金會（中國）委托編制《三孝口片區(qū)交通與土地一體化規(guī)劃研究》。本文作為該項(xiàng)研究的一個子專題，主要為老城區(qū)的更新改造提供技術(shù)支撐。

1 研究區(qū)概況

1949年前，合肥市建成區(qū)約為2km2，人口5萬人。解放后，合肥市得到大發(fā)展，2003年，合肥市中心城區(qū)建設(shè)用地面積148km2，城市人口150萬人。隨著近年來經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展速度的不斷加快，合肥市的城市規(guī)模也在不斷擴(kuò)張，2015年合肥市中心城區(qū)面積336平方公里，城市人口320萬人。在新型城鎮(zhèn)化的發(fā)展要求下，城市發(fā)展模式由單一的對外擴(kuò)張轉(zhuǎn)向外延發(fā)展與內(nèi)涵挖潛并舉。

合肥市三孝口片區(qū)為合肥市的老城區(qū)域，位于合肥市環(huán)城河內(nèi)，東臨六安路、桐城路，南至環(huán)城南路，西至環(huán)城西路，北至淮河路，占地面積1.56km2?，F(xiàn)狀主導(dǎo)功能為居住、公共管理與公共服務(wù)、商業(yè)服務(wù)等。規(guī)劃合肥市軌道交通二號線與五號線從三孝口片區(qū)穿過并交匯于片區(qū)中心區(qū)域。

2 研究方法

2.1 技術(shù)路線

通過對現(xiàn)狀用地和現(xiàn)狀建筑各種屬性的細(xì)致調(diào)研，利用ARCGIS軟件對現(xiàn)狀建筑各建筑屬性因子進(jìn)行加權(quán)疊加形成建筑可改造度分析圖，對建筑密度、建設(shè)強(qiáng)度等用地屬性因子進(jìn)行加權(quán)疊加形成用地可改造度評價圖。根據(jù)可改造用地的難易分布，為老城區(qū)用地的更新改造提供更加有效的技術(shù)支撐。

在GIS技術(shù)支持下，城市更新改造分析與評價的技術(shù)路線如圖1所示。

2.2 評價指標(biāo)體系

本文選取建設(shè)年代、建筑高度、建筑結(jié)構(gòu)、建筑功能、建筑立面、建筑業(yè)態(tài)、建筑混合度等七個建筑屬性因子進(jìn)行建筑可改造度分析。在建筑可改造度分析的基礎(chǔ)上，選取建筑密度、建設(shè)強(qiáng)度、用地混合度、居住人口密度和就業(yè)人口密度等用地屬性因子進(jìn)行用地可改造度評價，以上因子共同構(gòu)成三孝口片區(qū)城市更新改造分析與評價的指標(biāo)體系（圖2）。

圖1 城市更新改造分析與評價技術(shù)路線

圖2 城市更新改造分析與評價指標(biāo)體系

2.3 因子權(quán)重

本次評價采用AHP法來確定評價因子權(quán)重，AHP法也稱多層次權(quán)重分析決策法，其優(yōu)點(diǎn)是定性和定量分析相結(jié)合[4]。分析城市更新改造指標(biāo)體系中各評價因子對評價目標(biāo)的影響大小，根據(jù)AHP方法初步得到各評價因子權(quán)重，同時根據(jù)德爾菲法進(jìn)行校核，最終確定各評價因子權(quán)重。

3 研究結(jié)果

3.1 建筑可改造度分析

根據(jù)建設(shè)年代、建筑高度、建筑結(jié)構(gòu)、建筑功能、建筑立面、建筑業(yè)態(tài)、建筑混合度各自屬性對建筑可改造難易程度進(jìn)行分析，分別賦以不同的可改造度數(shù)值。

3.1.1 建設(shè)年代

建設(shè)年代分為1980年以前、1980年-2000年、2000年后。三孝口片區(qū)現(xiàn)狀建筑大多建于1980年-2000年，其建筑面積所占總建筑面積比例為78.3%，1980年前和2000年后建筑較少。將建筑建設(shè)年代越早賦以建筑可改造度數(shù)值越高，但應(yīng)剔除具有重要?dú)v史價值的歷史建筑。歷史建筑應(yīng)予以保留，建筑可改造度低。

3.1.2 建筑高度

建筑高度分為1-3層、4-6層、7-9層、10-18層、19-35層。三孝口片區(qū)現(xiàn)狀建筑高度大多以6層以下的多層建筑為主，其建筑面積所占總建筑面積比例為69.7%，且大多低層建筑建設(shè)年代較早，同時考慮高層建筑的拆遷難度比低層建筑難度大，因此建筑層數(shù)越低賦予建筑可改造度數(shù)值越高。

3.1.3 建筑結(jié)構(gòu)

建筑結(jié)構(gòu)分為磚木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)。三孝口片區(qū)現(xiàn)狀建筑結(jié)構(gòu)以磚混結(jié)構(gòu)為主，其建筑面積所占總建筑面積比例為62.5%，其次為框架結(jié)構(gòu)，磚木結(jié)構(gòu)建筑較少。建筑結(jié)構(gòu)越穩(wěn)固，拆遷難度越大，因此將磚木結(jié)構(gòu)建筑賦以較高的建筑可改造度數(shù)值，將磚混結(jié)構(gòu)賦以中等數(shù)值、框架結(jié)構(gòu)賦以較低數(shù)值。

3.1.4 建筑功能

建筑功能分為居住建筑、商業(yè)建筑、公共建筑、混合建筑。三孝口片區(qū)現(xiàn)狀建筑功能以居住建筑為主，其建筑面積所占總建筑面積比例為45.6%，其次依次為商業(yè)建筑、公共建筑和混合建筑。公共建筑具有社會服務(wù)功能，拆遷帶來的社會影響較大，可改造度較低，商業(yè)建筑經(jīng)濟(jì)價值較高，拆遷難度較大，可改造度中等，居住建筑可改造度相對較高。

3.1.5 建筑立面

建筑立面分為涂料、玻璃、石材、磚貼面、紅磚、青磚。三孝口片區(qū)現(xiàn)狀建筑立面以涂料為主，其建筑面積所占總建筑面積比例為76.2%，其次依次為磚貼面建筑、玻璃立面建筑、石材立面建筑、紅磚建筑、青磚建筑。玻璃立面建筑通常建筑高度較高，可改造度較低，其次可改造度由低到高依次為石材、磚貼面、涂料、紅磚、青磚。

3.1.6 建筑業(yè)態(tài)

建筑業(yè)態(tài)分為零售、餐飲、旅館、商務(wù)辦公、公用設(shè)施營業(yè)網(wǎng)點(diǎn)等。三孝口片區(qū)現(xiàn)狀建筑業(yè)態(tài)以零售、餐飲、旅館為主，其建筑面積所占總建筑面積比例為23.2%。建筑可改造度由低到高依次為商務(wù)辦公、公用設(shè)施營業(yè)網(wǎng)點(diǎn)、旅館、餐飲、娛樂、零售等。

3.1.7 建筑混合度

建筑混合度是指某棟建筑除主導(dǎo)功能外其他功能建筑面積占該棟建筑總建筑面積的比例。三孝口片區(qū)現(xiàn)狀建筑除單一功能建筑外，建筑混合度以10%-20%為主，其建筑面積所占總建筑面積比例為10.3%。建筑混合度越高，建筑各項(xiàng)功能越綜合，建筑可改造度越低。

通過對以上各單因子建筑可改造度分析，按照確定的因子權(quán)重，進(jìn)行各建筑單因子的加權(quán)數(shù)值運(yùn)算，得到最終的建筑可改造度分析圖（圖3）。

圖3 建筑可改造度分析圖

3.2 用地可改造度評價

在建筑可改造度分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)建筑密度、建設(shè)強(qiáng)度、用地混合度、居住人口密度和就業(yè)人口密度各自屬性對用地可改造難易程度進(jìn)行分析，分別賦以不同的可改造度數(shù)值。

3.2.1 建筑密度

建筑密度是指某個地塊內(nèi)建筑基底面積占總用地面積的比例。三孝口片區(qū)各地塊現(xiàn)狀建筑密度以20%～40%為主，其用地面積所占總用地面積比例為47.8%。建筑密度越大，用地可改造度越低。同時考慮建筑密度對用地可改造度的影響較小，因此建筑密度因子賦以較低的權(quán)重。

3.2.2 建設(shè)強(qiáng)度

建設(shè)強(qiáng)度是指某個地塊內(nèi)總建筑面積占總用地面積的比例。三孝口片區(qū)各地塊現(xiàn)狀建設(shè)強(qiáng)度以2.0以下為主，其用地面積所占總用地面積比例為53.6%。建設(shè)強(qiáng)度越大，拆遷量越大，用地可改造度越低。建設(shè)強(qiáng)度對用地可改造度的影響較大，因此建設(shè)強(qiáng)度因子賦以較高的權(quán)重。

3.2.3 用地混合度

用地混合度是指某個地塊內(nèi)除主導(dǎo)功能外其他功能建筑面積占總建筑面積的比例。三孝口片區(qū)各地塊現(xiàn)狀用地混合度以10%以下為主，其用地面積所占總用地面積比例為66.2%。用地混合度越大，涉及的用地權(quán)屬越復(fù)雜，用地可改造度越低。用地混合度對用地可改造度的影響一般，因此用地混合度因子賦以較低權(quán)重。

3.2.4 人口密度

居住人口密度是指某個地塊內(nèi)居住總?cè)丝谡伎傆玫孛娣e的比例。三孝口片區(qū)各地塊現(xiàn)狀居住人口密度以600～900人/公頃為主，其用地面積所占總用地面積比例為40.6%。居住人口密度越大，反映單位面積地塊內(nèi)拆遷安置的成本越高，用地可改造度越低。

就業(yè)人口密度是指某個地塊內(nèi)就業(yè)總?cè)丝谡伎傆玫孛娣e的比例。三孝口片區(qū)各地塊現(xiàn)狀就業(yè)人口密度以0～200人/公頃為主，其用地面積所占總用地面積比例為42.8%。從居住人口密度與就業(yè)人口密度的對比可以看出，平均就業(yè)人口密度顯著小于居住人口密度，三孝口片區(qū)主要還是以居住功能為主。就業(yè)人口密度越大，反映單位面積地塊內(nèi)公共服務(wù)水平越高，用地可改造度越低。

人口密度高低直接涉及到拆遷安置的成本大小，對用地可改造度的影響較大，因此人口密度因子賦以較高權(quán)重。

在建筑可改造度分析的基礎(chǔ)上，通過對建筑密度、建設(shè)強(qiáng)度、用地混合度、人口密度等用地因子的可改造度分析，進(jìn)行各用地因子的綜合加權(quán)數(shù)值運(yùn)算，得到最終的用地可改造度評價圖（圖4）。

圖4 用地可改造度評價圖

4 結(jié)論

城市更新改造是一項(xiàng)內(nèi)容極為復(fù)雜的規(guī)劃工作，特別是在當(dāng)前社會需求動態(tài)化和利益多元化的市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，更是對城市規(guī)劃實(shí)施管理的科學(xué)性提出了非常高的要求[5]。本文分析了反映三孝口片區(qū)城市更新改造的各類影響因子，建立了較為合理的指標(biāo)體系，利用GIS技術(shù)進(jìn)行城市更新改造分析與評價，增加了評價的綜合性、客觀性和科學(xué)性。在三孝口片區(qū)城市更新改造分析與評價結(jié)果的基礎(chǔ)上，主要結(jié)論有以下兩個方面。

①三孝口片區(qū)用地可改造度分為五級，分別為“易改造”、“較易改造”、“一般改造”、“較難改造”、“難改造”，扣除道路和空地外，其所占總用地面積比例分別為2.2%、13.2%、41.2%、33.8%、9.6%。其中“一般改造”所占比重最大，“易改造”、“較易改造”和“一般改造”占總用地面積比例為56.6%，這部分用地是三孝口片區(qū)城市更新改造的主要區(qū)域；同時“較難改造”和“難改造”占總用地面積比例為43.4%，占比較大，說明該地區(qū)城市更新改造仍面臨一定壓力，需合理處理并協(xié)調(diào)好各方利益后才能穩(wěn)步推進(jìn)老城更新。

②GIS技術(shù)為城市研究提供了數(shù)據(jù)和圖形處理的有效分析工具[6]，將GIS技術(shù)應(yīng)用于城市更新改造分析，克服了傳統(tǒng)技術(shù)手段僅靠主觀判斷、結(jié)論可靠性差等弊端。借助GIS技術(shù)，將人工難以處理的大量復(fù)雜數(shù)據(jù)數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)對各種影響因子的綜合分析，使得分析結(jié)果變得客觀、準(zhǔn)確，實(shí)現(xiàn)了由主觀判斷到客觀分析的轉(zhuǎn)變。然而，在選擇評價因子、確定因子權(quán)重時存在一定的主觀性，因此研究結(jié)果會存在一定程度的誤差，但對綜合評價結(jié)果的分析，可在一定程度上為城市更新改造提供較為科學(xué)的決策依據(jù)。