軌道交通沿線居住地價的可視化模擬與分析

王愛，陶博文，張強，左李雅，王子晴

（1.安徽建筑大學(xué) 建筑與規(guī)劃學(xué)院，安徽 合肥 230601；2.安徽省城鎮(zhèn)化發(fā)展研究中心，安徽 合肥 230601）

軌道交通作為一種價格低廉、運輸高效的公共交通方式，不僅有助于城市各功能片區(qū)之間的聯(lián)系，方便居民通勤出行，而且有利于減少能源消耗，降低尾氣排放，是城市低碳環(huán)保、綠色可持續(xù)發(fā)展的重要路徑。同時，軌道交通線路的規(guī)劃布局和建設(shè)運營也直接影響了城市功能空間的組織以及沿線土地利用格局的演變。有鑒于此，各大城市都陸續(xù)頒布了針對軌道交通建設(shè)的發(fā)展政策，編制了軌道交通建設(shè)發(fā)展的專項研究，為我國城市軌道交通的建設(shè)時機、線路布局以及規(guī)劃實施提供了重要保障。

學(xué)術(shù)界關(guān)于軌道交通的相關(guān)研究，主要集中于軌道交通與居民出行結(jié)構(gòu)、軌道交通的建設(shè)運營、軌道交通與周邊土地利用之間的耦合關(guān)系以及軌道交通的減排治污效應(yīng)等方面。而由于土地要素的不可再生性，尤其是城市的規(guī)劃建設(shè)進入“生態(tài)優(yōu)先，綠色為本”的高質(zhì)量發(fā)展階段，充分挖掘潛力，盤活存量已經(jīng)成為當下城市空間發(fā)展的戰(zhàn)略導(dǎo)向。因此，針對軌道交通建設(shè)與土地利用方面的相關(guān)研究也一直是學(xué)術(shù)界研究的熱點議題。劉詩奇等分析了軌道交通站點周邊2000m范圍內(nèi)的土地利用結(jié)構(gòu)、利用率和均衡度等指標，揭示了站點周邊土地利用的空間格局特征。基于軌道交通建設(shè)與周邊土地利用之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，王治等提出了軌道交通沿線土地開發(fā)規(guī)模的控制方法。張潤朋、劉瑋針對軌道網(wǎng)絡(luò)與城市空間發(fā)展進行了探討，并從功能匹配、土地綜合開發(fā)等方面提出了協(xié)調(diào)指引措施。除此之外，亦有學(xué)者就軌道交通與沿線商業(yè)空間的發(fā)展、住宅價格和土地開發(fā)強度等方面進行了積極有益的探索。

綜合以上，已有針對軌道交通與土地利用之間的相關(guān)研究呈現(xiàn)出學(xué)科融合的態(tài)勢，以信息技術(shù)采集數(shù)據(jù)進行定量測度和分析，并取得了豐富了成果。但既有研究較多關(guān)注于軌道運輸系統(tǒng)與土地開發(fā)之間的互動協(xié)調(diào)性方面，就軌道線路站點周邊土地價值的模擬與分析較少涉及。而經(jīng)濟價值杠桿對于土地資源的科學(xué)配置和有效利用發(fā)揮著重要作用，加強軌道交通沿線土地價格的研究，不僅能發(fā)揮城市土地資源的級差效益，促進土地的集約高效利用，也是高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略導(dǎo)向下城市進入精明增長，實現(xiàn)精細化管控的必然要求。本文以合肥軌道交通1號線為例，基于GIS軟件平臺來對軌道交通沿線居住地價的空間形態(tài)進行可視化模擬和定量分析，以期為評估和優(yōu)化軌道交通及其站點周邊空間環(huán)境，科學(xué)規(guī)劃軌道交通體系，集約利用土地資源提供參考。

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域概況

合肥市作為安徽省的省會城市，改革開放以來，其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)不斷推進，社會經(jīng)濟總量持續(xù)攀升。同時，合肥市的城鎮(zhèn)化率位居全省首位，年均增長幅度也超過了國家平均水平。人口的持續(xù)增長、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級以及基礎(chǔ)設(shè)施的逐步完善都進一步推動了城市空間的外圍拓展，合肥的城市框架不斷拉大。城市空間從環(huán)城小郭、三翼擴展，到多中心組團城市格局的基本形成，城市體量和運行規(guī)模日漸龐雜。為應(yīng)對機動車高增長帶來的動靜態(tài)雙重壓力，引導(dǎo)緊湊集約的城市空間結(jié)構(gòu)和土地開發(fā)，構(gòu)建高效便捷的交通體系，合肥市積極謀劃軌道交通網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。軌道交通1號線于2009年破土開工，并于2016年12月開通運營，是合肥第一條建成運營的城市軌道交通線路。地鐵1號線的全長為24.58千米，共設(shè)站點23座，聯(lián)通了合肥站、老城區(qū)、朱崗、合肥南站、駱崗-中央公園和濱湖新區(qū)等六大城市功能片區(qū)（圖1）。

圖1 合肥市軌道交通1號線

1.2 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理

1.2.1 研究數(shù)據(jù)來源

本研究需要針對性地收集數(shù)據(jù)，主要涉及三個方面：①居住地價?；谘芯繀^(qū)域的拓展速度、規(guī)模以及數(shù)據(jù)覆蓋的基本要求，選取合肥市居住用地的交易價格作為研究對象。該部分數(shù)據(jù)主要采集于合肥公共資源土地交易網(wǎng)，具體的交易案例涵蓋了2009～2017年的時間周期。②城市道路系統(tǒng)。通過梳理《合肥市域“1331”綜合交通規(guī)劃》、《合肥市公共交通專項規(guī)劃（2013～2020）》的成果獲取了最新的城市主干路網(wǎng)、軌道交通1號線的空間位置和線型走向。③其他輔助數(shù)據(jù)。主要包括研究范圍內(nèi)的公共服務(wù)設(shè)施以及商圈的數(shù)據(jù)，該部分數(shù)據(jù)來源于《合肥市城市基本公共服務(wù)設(shè)施專項規(guī)劃（2014～2020）》和《合肥市“十三五”商貿(mào)流通業(yè)發(fā)展規(guī)劃》。

1.2.2 數(shù)據(jù)的預(yù)處理

為實現(xiàn)城市居住用地經(jīng)濟價值的可視化，并深入分析軌道交通沿線居住地價的空間形態(tài)，更好地把握微觀視角下地價分布的差異性特征，需要針對性地對研究數(shù)據(jù)進行預(yù)處理。首先，通過對地價數(shù)據(jù)進行單位換算、地價指數(shù)的均一化處理，并剔除異常樣本之后統(tǒng)一將其矢量化，導(dǎo)入GIS軟件平臺；其次，在確定研究區(qū)域內(nèi)道路系統(tǒng)、教育及醫(yī)療等相關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)緯度的基礎(chǔ)上，將其納入分析平臺進行空間配準，最終建構(gòu)研究所需的空間數(shù)據(jù)庫，由此滿足進一步剖析居住地價空間非線性格局形態(tài)的需要。

2 城市層面居住地價數(shù)字模型的構(gòu)建與分析

2.1 地價數(shù)字模型的構(gòu)建原理

城市經(jīng)濟學(xué)的競租理論將地價視作為區(qū)位的復(fù)合函數(shù)，區(qū)位相近的宗地傾向于表征為相似的土地價格，因而在空間層面上可以將土地價格作為一種區(qū)域變量來進行測度。通過研究區(qū)域內(nèi)已收集的土地交易案例數(shù)據(jù)，對其周邊區(qū)域土地的經(jīng)濟價值進行推算是GIS空間計量分析基于“地理學(xué)第一定律”的基本假設(shè)。因此，本研究可以將確定性的插值方法應(yīng)用于土地價格的可視化模擬中。

2.2 地價數(shù)字模型的構(gòu)建方法

克里金（Kriging）和反比距離加權(quán)（Inverse Distance Weighted，IDW）都是分析區(qū)域變量常用的空間確定性的計量方法，已廣泛應(yīng)用于氣候變化、環(huán)境保護、交通運輸和地形模擬等領(lǐng)域。而相較于克里金插值方法，IDW方法的操作更為便捷，具有較強的直觀性，而且可以優(yōu)化研究數(shù)據(jù)的評估誤差。基于地價數(shù)據(jù)的空間特征以及地理學(xué)的基本假設(shè)，研究擬采用IDW方法構(gòu)建居住地價的數(shù)字模型。假設(shè)研究范圍內(nèi)已知地價樣本點的坐標為（X，Y），地價為P，運用IDW方法對未知點j的P進行推算，其中d是點i與j之間的距離，具體計算過程可根據(jù)公式（1）。

2.3 居住地價空間分布的規(guī)律

基于GIS軟件平臺，對居住地價樣點數(shù)據(jù)進行空間插值分析，據(jù)此來構(gòu)建合肥市居住地價的空間分布圖。圖2中清晰地刻畫出居住地價的空間格局特征，總體上呈現(xiàn)出連續(xù)圈層分布、等級落差的梯度空間形態(tài)，且地價的多中心分布格局已然顯現(xiàn)。地價的高峰值區(qū)域主要集中在老城區(qū)、蜀山區(qū)（政務(wù)片區(qū)）、包河區(qū)（濱湖片區(qū)）、高新區(qū)以及東部新城等城市發(fā)展的核心功能片區(qū)。由于這些區(qū)域空間區(qū)位的優(yōu)勢、居住配套以及生態(tài)環(huán)境的改善對于居住地價的提升有著直接的作用。地價的低谷值區(qū)域主要分布于二環(huán)路以外的城市邊緣，以新站開發(fā)區(qū)、經(jīng)濟開發(fā)區(qū)和大圩生態(tài)農(nóng)業(yè)區(qū)等區(qū)域為主。這些區(qū)域的主體功能分別定位為新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展基地、都市農(nóng)業(yè)之鎮(zhèn)和旅游之鎮(zhèn)，對于居住用地經(jīng)濟價值的有效發(fā)揮有一定的抑制作用，由此降低了居住地價，并在空間層面上表征為低值區(qū)域。

圖2 合肥市居住地價空間分布圖

3 軌道交通沿線居住地價格局的表面分析

基于非參數(shù)空間插值方法所構(gòu)建的數(shù)字地價模型為深入分析軌道交通沿線居住用地經(jīng)濟價值的空間形態(tài)提供了支撐。而在分析之前，需要依托已構(gòu)建的合肥市居住地價空間分布圖來實現(xiàn)軌道交通沿線居住地價的可視化。具體步驟包括：①根據(jù)軌道站點的最大有效服務(wù)半徑、以及最新的《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計標準》（GB50180-2018）中關(guān)于生活圈的定義，研究選取軌道交通沿線2 000 m的空間距離來構(gòu)建站點周邊的緩沖區(qū)范圍。②以合肥市居住地價空間分布圖為圖底，以軌道交通1號線為軸線，提取沿線2 000 m范圍內(nèi)的居住地價格局，從而形成軌道交通沿線居住地價模型圖（圖3）。結(jié)合合肥城市空間格局的特征，同時以主城區(qū)一環(huán)路、二環(huán)路構(gòu)成的城市圈層為基本架構(gòu)，進一步探析軌道交通沿線居住地價空間分異及變化特征。

圖3 軌道交通沿線居住地價的可視化

3.1 城市一環(huán)內(nèi)軌道交通沿線居住地價格局

城市一環(huán)路以內(nèi)總面積達19.3 km，其中環(huán)城路范圍內(nèi)5.2 km的合肥老城區(qū)為其核心區(qū)域。由圖3可以清晰地看出在城市的一環(huán)路以內(nèi)，軌道交通沿線周邊區(qū)域的居住地價總體上表現(xiàn)為高低起伏、圈層延續(xù)分布的格局形態(tài)，居住地價水平整體較高，總體水平保持在為15 000～40 000元/m的范圍。這主要是由于老城區(qū)的區(qū)位優(yōu)勢、商圈分布和文化底蘊，注定其依然是“合肥之心”。而軌道線路緊鄰老城區(qū)，其中以大東門、包公園等站點的居住地價最為突出，大東門站點是地鐵1號線、2號線的換乘站點，同時緊鄰逍遙津公園、合肥市最繁華的淮河路商業(yè)步行街，包公園站點毗鄰開放式公園綠地包公園和商業(yè)綜合體萬達廣場，且區(qū)域范圍內(nèi)的教育配套也較為完善。由于這些空間要素的正向外部效應(yīng)，無疑會對居住地價發(fā)揮積極的促進作用。而環(huán)線以內(nèi)偏離老城區(qū)的東部，尤以東一環(huán)沿線的居住地價相較較低，主要原因是軌道交通1號線東側(cè)約1 000 m的區(qū)域用地功能較為混雜，各項居住配套還有進一步提質(zhì)升級的空間，由此對居住地價產(chǎn)生一定的抑制。

3.2 城市一環(huán)外軌道交通沿線居住地價格局

相較于一環(huán)路以內(nèi)區(qū)域，一二環(huán)路之間軌道交通沿線的居住地價波動較大，地價分布范圍為5 000～29 000元/m。其中，居住地價的高值區(qū)出現(xiàn)在五里廟片區(qū)附近，這主要緣于五里廟片區(qū)靠近南淝河，自然環(huán)境較好，教育設(shè)施配套有合肥市第二十九中學(xué)、五里小學(xué)及外國語實驗小學(xué)，同時區(qū)域周邊分布有東部新中心，總體上公共配套和居住環(huán)境的品質(zhì)較高。居住地價的低值區(qū)出現(xiàn)在軌道交通線型與南二環(huán)交匯、北二環(huán)與一環(huán)之間及東一環(huán)東部區(qū)域，地價水平保持在12 000元/m左右。主要原因可能是這些區(qū)域的主體功能為非居住用地，且居住配套條件也有所不足，隱飾了軌道交通的促進作用。二環(huán)以外軌道交通沿線區(qū)域主要對應(yīng)于駱崗-中央公園和城市的濱湖新區(qū)，其中軌道交通在駱崗-中央公園沿線范圍表現(xiàn)出地價較低的空間分布格局，地價水平維持在6 000～12 000元/m。而在濱湖新區(qū)的沿線范圍出現(xiàn)較高的布局形態(tài)，且均價水平保持在18 000～32 000元/m。現(xiàn)狀軌道交通在駱崗-中央公園的沿線范圍為待建區(qū)，由于功能定位為城市生態(tài)創(chuàng)新中心和中央公共活力區(qū)，隨著各項配套設(shè)施的建設(shè)和完善，未來可能是合肥居住地價的新增長點。濱湖新區(qū)的規(guī)劃建設(shè)已逐步完善，區(qū)域內(nèi)教育、商業(yè)和醫(yī)療等公共設(shè)施已較為完備，同時布局有塘西河公園、金斗公園等大型綜合公園綠地，環(huán)境優(yōu)美，適宜居住，有力地促進了居住地價水平的攀升。

結(jié)合城市圈層結(jié)構(gòu)，通過對不同環(huán)線范圍內(nèi)軌道交通沿線居住地價的空間格局進行分析，可以發(fā)現(xiàn)因空間區(qū)位的不同，軌道線路有效服務(wù)半徑內(nèi)居住地價水平存在明顯的空間差異和空間分異?？傮w上臨近軌道線路站點的居住地價保持在較高水平，且整體上軌道線路沿線的居住地價平均水平呈現(xiàn)出一環(huán)以內(nèi)>二環(huán)以外>一二環(huán)之間的分布格局，這也說明隨著城市空間的外圍拓展，相較于一二環(huán)之間，二環(huán)以外尤其是濱湖區(qū)域各項居住配套設(shè)施的不斷完善，有力地提升了居住用地的經(jīng)濟價值。

4 軌道交通沿線居住地價格局的剖面分析

軌道交通沿線居住地價的剖面分析是以沿線地價的可視化模型為基礎(chǔ)，沿著軌道線路進行空間剖切，并對該地價剖切圖進行分析的過程。本研究首先在GIS軟件平臺中打開沿線地價的可視化模型，選擇3D Analyst工具欄中的3D要素，將地價單值要素添加為Z信息；其次，對作為地價剖切軸線的軌道線路進行數(shù)字化，并使用剖面圖工具將居住地價的高低分布導(dǎo)出為沿該路徑的地價剖面圖（圖4）。相較于地價的二維表面可視化模型，剖面地價圖可以更為清晰地刻畫出特定剖切方向上不同區(qū)段地價的空間分異及變化趨勢。

4.1 軌道交通沿線居住地價的剖面特征

由圖4可以看出，軌道交通1號線沿線的居住地價呈現(xiàn)出明顯的空間分異和空間變異。

圖4 軌道交通線沿線居住地價剖面圖

自北邊的合肥站到南部的九聯(lián)圩站，沿線地價的最高值出現(xiàn)在大東門-包公園站區(qū)域，最低值表征于高王站。沿線整體的地價變化表現(xiàn)為先快速上揚后降低，并在到達朱崗站后保持相對規(guī)律的態(tài)勢，但后續(xù)依然存在一定程度的波動起伏。1號線沿線地價的最低值雖表征于高王站，這主要緣于其位于城市二環(huán)路以外，現(xiàn)狀周邊為待建用地，且?guī)缀鯖]有居住配套，軌道交通拉動地價的效應(yīng)也未能體現(xiàn)。同時，葛大店、云谷路站也呈現(xiàn)出較低的地價分布，這是因為葛大店站周邊為城中村，云谷路周邊現(xiàn)狀分布有包河區(qū)文化墓園。

此外，諸如合肥站、合肥南站等交通型站點，由于是大型的對外交通樞紐，人流量較大，且設(shè)有商業(yè)區(qū)，即使其與城市老城區(qū)以及濱湖新區(qū)有一定的距離，但站點周邊的居住地價亦高于均值。長淮站、大東門站等商業(yè)型站點位于城市中心，周邊有繁華的商業(yè)區(qū)，其他居住配套的建設(shè)也相對完善，居住地價普遍較高。而位于濱湖新區(qū)的萬年埠站則由于區(qū)域各項規(guī)劃建設(shè)的推行，配套服務(wù)設(shè)施日趨完善，發(fā)展?jié)摿Υ?。朱崗站、望湖城和紫廬站等周邊以居住功能為主的站點，其周邊的地價相對持平，這也表明站點周邊的土地開發(fā)強度、基礎(chǔ)設(shè)施與服務(wù)水平比較相似。包公園站、塘西河公園和金斗公園等周邊以公園綠地為主的站點，地處一環(huán)內(nèi)的包公園站點周邊的居住地價明顯高于外圍區(qū)域。

4.2 典型站點周邊居住地價的剖面特征

為進一步探究軌道站點周邊居住地價的空間形態(tài)，本研究在分析沿線南北向地價的基礎(chǔ)上，分別選取軌道1號線沿線的明光路、包公園、合肥南站和紫廬站等4個不同區(qū)段、不同類型的站點，并以站點為核心，對其有效服務(wù)半徑內(nèi)的居住地價表面進行水平剖切，以此來深入分析軌道站點周邊居住地價的空間特征。

圖5a中顯示出隨著與明光路站點距離的增加，居住地價逐漸降低的變化趨勢，這在一定程度上表明軌道交通的便利性能有效促進居住地價的攀升。包公園站點東西兩側(cè)1 000 m范圍內(nèi)的居住地價水平維持在15 000元/m（圖5b）。而相較東側(cè)，站點西側(cè)在1 000 m范圍以外出現(xiàn)地價的上揚，主要是站點西側(cè)的老城區(qū)無論是在商業(yè)配套、教育設(shè)施，還是醫(yī)療、公園開敞空間等方面都優(yōu)于東側(cè)。以合肥南站的軌道站點為中心，其西側(cè)1 000 m范圍內(nèi)地價水平大致為10 500元/m，而隨著距離的增加，居住地價反而有所上升。東側(cè)的地價表現(xiàn)為先上升后降低，并在距站點1 000 m處再攀升后下降（圖5c）?？傮w上軌道站點合肥南站周邊的居住地價空間分布呈現(xiàn)出較為復(fù)雜的格局特征，可能的原因是近年來合肥南站周邊的舊區(qū)更新、路網(wǎng)建設(shè)的推進速度的影響。紫廬站作為典型的居住站點，其東西兩側(cè)有效服務(wù)半徑內(nèi)的居住地價表現(xiàn)為相反的空間形態(tài)，即在東側(cè)兩個水平方向上，隨著與站點距離的增加，居住地價在西側(cè)逐漸降低，而在東側(cè)呈現(xiàn)出不斷升高的分布特征（圖5d）。究其原因主要是西側(cè)集中分布了拆遷安置區(qū)，東側(cè)主要為商品房住宅區(qū)，且學(xué)區(qū)、商業(yè)配套也都較為完善。

圖5 典型站點的居住地價水平剖切圖

通過對典型站點周邊居住地價的剖面分析，可以說，受人口分布、設(shè)施配套等因素的驅(qū)動，典型軌道交通站點周邊地價的空間格局也表現(xiàn)出不同的形態(tài)，但地價在空間層面上的分布均呈現(xiàn)出梯度分布的圈層特征。同時軌道交通站點對居住地價的影響在1 000 m范圍內(nèi)也更為明顯，這說明良好的交通可達性對于居住空間的組織、用地經(jīng)濟價值的體現(xiàn)發(fā)揮著重要作用，距離交通站點越近，對居住地價的提升具有積極的空間效應(yīng)。

5 結(jié)論與討論

5.1 結(jié)論

城市軌道交通沿線的居住地價分布并不是一成不變的，而是表現(xiàn)為復(fù)雜的空間非平穩(wěn)性形態(tài)特征，而這種非線性的空間格局受眾多且復(fù)雜的因素驅(qū)動，同時，這些驅(qū)動因素因地理區(qū)位不同表現(xiàn)出明顯的不確定性。本研究基于非參數(shù)空間插值方法所構(gòu)建的數(shù)字地價模型，為深入分析軌道交通沿線居住用地經(jīng)濟價值的空間形態(tài)提供了基礎(chǔ)。結(jié)合合肥城市空間格局的特征，進一步對軌道交通1號線沿線的居住地價進行表面和剖面分析。研究發(fā)現(xiàn)：①軌道交通沿線居住地價水平因空間區(qū)位的不同而有所差異，總體表現(xiàn)為一環(huán)以內(nèi)>二環(huán)以外>一二環(huán)之間的分布格局。從城市功能片區(qū)的發(fā)展來看，老城區(qū)是城市空間的發(fā)源地，各項設(shè)施的完善度都明顯高于城市外圍。而隨著城市空間的拓展，相較于一二環(huán)之間，二環(huán)以外尤其是濱湖新區(qū)規(guī)劃建設(shè)的推進，各項居住配套設(shè)施隨之也不斷完善，從而有力地提升了居住用地的經(jīng)濟價值，但在短期內(nèi)居住地價還不及城市中心。②自北向南，軌道交通沿線的居住地價先升后降，并分別在大東門站、高王站出現(xiàn)地價的峰值和谷值，具有顯著的空間分異和空間變異特征。③受人口分布、設(shè)施配套等因素的影響，典型軌道交通站點周邊地價的空間特征雖各有新異，但均呈現(xiàn)出空間梯度分布的圈層特征，同時軌道站點對居住地價的影響在1000m范圍內(nèi)更為明顯。雖然總體上沿線的居住地價表現(xiàn)為與站點距離之間的正相關(guān)，但站點的區(qū)位、周邊居住配套的完善度依然對地價的高低產(chǎn)生直接的影響。

5.2 討論

雖然地價的數(shù)字可視化模型為城市相關(guān)的規(guī)劃和管理部門、開發(fā)投資企業(yè)把握全局視角下的地價形態(tài)和微觀視角下的差異特征提供了支撐，但立足于空間相互作用與網(wǎng)絡(luò)化的視角，針對軌道交通站點土地利用的模式、驅(qū)動因素，以及軌道交通與居住空間組織、城市發(fā)展之間的協(xié)調(diào)關(guān)系等方面的深入探討，并據(jù)此提出軌道線路的布局模式、人居環(huán)境的優(yōu)化措施，推動城市的可持續(xù)發(fā)展，諸如上述方面的研究依然是未來值得研究的重要方向。