城市地下空間開發(fā)潛力價(jià)值評(píng)估研究★

吳讓俊,孫淑萍，王直民

(1.浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)，浙江 杭州 310018; 2.浙江金融職業(yè)學(xué)院，浙江 杭州 310000)

0 引言

地下空間是一種寶貴的空間資源。 城市地下空間是指城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)及地表以下，以土壤或巖石為主要介質(zhì)的空間區(qū)域。21世紀(jì)以來，隨著城市化的不斷發(fā)展以及城市土地價(jià)值的不斷飆升，各地紛紛嘗試?yán)昧Ⅲw化使用土地資源，使地下空間的開發(fā)規(guī)模得到快速增長。不過當(dāng)前地下空間仍然還是無目的、碎片化開發(fā)和利用的環(huán)節(jié)，導(dǎo)致地下空間資源得不到有效使用、設(shè)計(jì)不合理、資源開發(fā)次序混亂等眾多問題。另外，在開發(fā)和利用地下空間上還會(huì)被巖土類型、地質(zhì)條件、地面空間種類、施工技術(shù)、經(jīng)濟(jì)能力、水文條件等非常多因素所限制和影響，并且其開發(fā)和利用的實(shí)質(zhì)是不變的，已建造完成的地下空間一般來說是難以重新建造亦或是改建的[1]。所以，在準(zhǔn)備開發(fā)和利用之際需要對地下空間的潛在開發(fā)價(jià)值實(shí)施評(píng)估，合理的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備開發(fā)對地下空間進(jìn)行開發(fā)相應(yīng)的功能和規(guī)模，并且將其作為城市建設(shè)決策的根據(jù)，進(jìn)而能夠達(dá)到科學(xué)、合理、有效的對地下空間資源進(jìn)行開發(fā)。

根據(jù)層次分析法和模糊綜合評(píng)價(jià)方法，對杭州市錢塘新區(qū)地下空間資源開發(fā)潛力價(jià)值進(jìn)行評(píng)估。錢塘新區(qū)規(guī)劃控制總面積531.7 km2，位于杭州東部，緊鄰杭州主城區(qū)。近年來，隨著杭州地下空間“十三五”開發(fā)量提前一年完成，和浙江省人民政府對錢塘行政區(qū)重新劃分，杭州“地下城”正奮然崛起。為應(yīng)時(shí)景，筆者選擇街道作為基本評(píng)估單元，對錢塘新區(qū)的下沙街道、白楊街道、河莊街道、義蓬街道、新灣街道、臨江街道和前進(jìn)街道在開發(fā)地下空間上的潛力價(jià)值實(shí)施評(píng)估[2]。

1 確定評(píng)估指標(biāo)體系

在評(píng)估開發(fā)地下空間資源的潛在價(jià)值上還會(huì)被社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件以及自然環(huán)境等因素共同影響。根據(jù)實(shí)效性、簡單性和系統(tǒng)性等原則，采用二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)法大致明確對地下空間開發(fā)的潛力價(jià)值實(shí)施評(píng)估需要的指標(biāo)體系[3]，從而依靠專家調(diào)查法不斷完善和補(bǔ)充評(píng)估指標(biāo)體系。最終明確了對城市地下空間進(jìn)行開發(fā)具備的潛在價(jià)值進(jìn)行評(píng)估需要的因素，即3個(gè)一級(jí)指標(biāo)，14個(gè)二級(jí)指標(biāo)，具體見表1。

表1 地下空間開發(fā)潛力價(jià)值評(píng)估指標(biāo)體系

2 確定評(píng)估指標(biāo)權(quán)重

明確不同級(jí)別指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重是對地下空間開發(fā)潛力作出評(píng)估的重要依據(jù)。而關(guān)于確定指標(biāo)權(quán)重的研究已經(jīng)有許多，其中常用的確定指標(biāo)權(quán)重的方法包括：層次分析法、德爾菲法、主分量分析法以及最大熵技術(shù)法。文章在明確不同級(jí)別指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重上運(yùn)用的是層次分析法，對繁雜不清楚的決策問題進(jìn)行量化，依靠一致性檢驗(yàn)降低誤差。詳細(xì)明確指標(biāo)權(quán)重的流程為：

1)創(chuàng)建層次結(jié)構(gòu)。如上文所述，目標(biāo)層為地下空間開發(fā)潛力價(jià)值評(píng)估；準(zhǔn)則層共3項(xiàng)，分別為工程建設(shè)要素、社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素和開發(fā)效益要素；指標(biāo)層共14項(xiàng)，分項(xiàng)隸屬于準(zhǔn)則層。

2)建立判斷矩陣。專家對各級(jí)指標(biāo)對于地下空間開發(fā)潛力價(jià)值的權(quán)重進(jìn)行賦值，用層次分析法參照前文確定的薩蒂1～9標(biāo)量表(如表2所示))對各個(gè)指標(biāo)層里面的所有指標(biāo)實(shí)施兩兩對比將判斷矩陣創(chuàng)建出來。

從相同指標(biāo)層里面選擇兩個(gè)指標(biāo)xi和yi，以aij表示指標(biāo)xi和指標(biāo)yi對地下空間開發(fā)潛力價(jià)值的影響程度比值，相同層級(jí)的每項(xiàng)指標(biāo)對比結(jié)果通過矩陣A=(aij)n×n反映，此矩陣便叫做判斷矩陣。

3)實(shí)施一致性檢驗(yàn)。將判斷矩陣相應(yīng)的最大特征值λmax和相應(yīng)的特征向量W計(jì)算出來。將判斷矩陣?yán)锩娴囊恢滦灾笜?biāo)CI計(jì)算出來，見式(1)：

(1)

其中，λmax為判斷矩陣?yán)锩娴淖畲筇卣髦?；n為矩陣?yán)锩娴碾A數(shù)。

按照平均隨機(jī)一致性指標(biāo)表將判斷矩陣?yán)锩娴囊恢滦员嚷蔆R計(jì)算出來，見式(2)：

(2)

其中，CI為判斷矩陣?yán)锩娴囊恢滦灾笜?biāo)；RI為和判斷矩陣相對的平均一致性指標(biāo)，詳細(xì)數(shù)值如表2所示。

表2 平均隨機(jī)一致性指標(biāo)

當(dāng)CR在0.10以下的時(shí)候，便在一致性檢驗(yàn)下合格，計(jì)算獲得指標(biāo)的權(quán)重為W；當(dāng)CR在0.10及其以上的時(shí)候，便需要對判斷矩陣重新創(chuàng)建。

4)層次總排序和一致性檢查。依靠層次排序可以獲得某個(gè)指標(biāo)級(jí)別對上一層的權(quán)重，通過遞推可以得到全部指標(biāo)對地下空間開發(fā)潛在價(jià)值的權(quán)重。假設(shè)某個(gè)指標(biāo)層的A層中的某個(gè)指標(biāo)是Aj，它響應(yīng)的下一級(jí)指標(biāo)是b1,b2,…,bk，那么根據(jù)和Aj相對的層次單排序權(quán)重b1j,b2j,…,bnj能夠得到關(guān)于地下空間開發(fā)潛力價(jià)值的權(quán)重，如式(3)所示：

(3)

其中，bij為B層上在第i個(gè)元素上和aj相對的權(quán)值；aj為在A層第j個(gè)元素上和目標(biāo)相對的權(quán)值；l為A層里面的指標(biāo)數(shù)；k為B層里面的指標(biāo)數(shù)。

需要檢查整體排序級(jí)別的一致性，逐層不一致的累積程度會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。 因此，需要使用式(4)計(jì)算一致性比。

CRB=CRB-1+(a1CI1+…+aiCIl)/(a1RI1+…+aiRIl)

(4)

其中，CRB-1為B之上的一層跟全部目標(biāo)層相對的一致性比率；aj為A層在第i個(gè)元素上和目標(biāo)相對的權(quán)值；CIj為B層元素和Aj相對的一致性指標(biāo)；RIj為和B層相對的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)；j數(shù)值取值為1，2，3，…，l。

當(dāng)CRB在0.10以下的時(shí)候，那么對總排序?qū)嵤┮恢滦詸z驗(yàn)合格，計(jì)算得到的不同級(jí)別的權(quán)重是可用的，不然需要將判斷矩陣重新建立起來。

5)通過以上指標(biāo)權(quán)重確認(rèn)步驟的參考和市規(guī)劃局、浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)、市政工程設(shè)計(jì)院等專家意見的給予，得到準(zhǔn)則層評(píng)估指標(biāo)的判斷矩陣，具體見表3。并借助yaahp層次分析法軟件的使用，將判斷矩陣輸入，快捷高效的求得λmax=3.082 1，對應(yīng)的特征向量為 (0.776 6,0.154 9,0.068 5)；一致性比率CR=0.079 0，CR在0.10以下，這意味著對準(zhǔn)則層權(quán)重值進(jìn)行判斷是準(zhǔn)確的[4]。

表3 準(zhǔn)則層指標(biāo)的判斷矩陣

同理將指標(biāo)等所有的評(píng)價(jià)指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重計(jì)算出來，并且依靠對權(quán)重采取的一致性檢驗(yàn)，每項(xiàng)權(quán)重指標(biāo)得到的結(jié)果參見表4。

表4 地下空間開發(fā)潛力價(jià)值評(píng)估指標(biāo)權(quán)重

3 指標(biāo)量化和評(píng)估結(jié)果排序

請來自杭州市市政工程設(shè)計(jì)院、杭州市市規(guī)劃局、杭州市市政工程設(shè)計(jì)院、浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)等單位的5位專家按照評(píng)價(jià)論域?qū)﹀X塘新區(qū)的下沙街道、白楊街道、河莊街道、義蓬街道、新灣街道、臨江街道和前進(jìn)街道在開發(fā)其地下空間具備的潛力評(píng)估指標(biāo)賦予權(quán)重[5]，可以獲得7個(gè)街道地底空間資源開發(fā)潛力價(jià)值的評(píng)價(jià)矩陣。為了避免贅敘，舉例下沙街道進(jìn)行說明，下沙街道的評(píng)價(jià)矩陣見式(5)：

(5)

結(jié)合專家們給出的下沙街道的評(píng)價(jià)矩陣(見式(5))，再通過模糊綜合評(píng)估的辦法對開發(fā)其地下空間的潛在價(jià)值作出評(píng)估。按照下沙街道掌握的地底空間開發(fā)潛在價(jià)值的評(píng)估矩陣，能夠計(jì)算出模糊評(píng)估隸屬矩陣：

模糊綜合評(píng)價(jià)B1=A1×Rxiasha1=(0.547 4 0.435 2 0.007 0 0 0)。

同理，B2=A2×Rxiasha2=(0.200 1 0.591 7 0.208 2 0 0),B3=A3×Rxiasha3=(0.231 0 0.386 3 0.382 7 0 0)。

Bxiasha=A×Rxiasha=(0.471 9 0.456 1 0.063 9 0 0)。

通過模糊綜合評(píng)價(jià)對模糊評(píng)估得到的結(jié)果進(jìn)行排序。令模糊向量得以單值化，評(píng)估論域里面所有的評(píng)估等級(jí)依次被賦值成V1=5，V1=4，V1=3，V1=2，V1=1，則Wxiasha=(0.471 9×5+0.456 1×4+0.063 9×3+0×2+0×1)/(0.471 9+0.456 1+0.063 9+0+0)=4.411 3。

同理，可以求出錢塘新區(qū)白楊街道、河莊街道、臨江街道、義蓬街道和新灣街道等地下空間資源挖掘潛能價(jià)值分別為：Wbaiyang=4.961 4,Whezhuang=4.894 6,Wyipeng=4.694 7,Wxinwan=4.386 4,Wlinjiang=3.987 5,Wqianjin=4.138 4。排序錢塘新區(qū)7個(gè)街道地下空間資源開發(fā)潛力價(jià)值的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果為：Wbaiyang>Whezhuang>Wyipeng>Wxiasha>Wxinwan>Wqianjin>Wlinjiang。

根據(jù)上述評(píng)價(jià)結(jié)果，錢塘新區(qū)近期應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)空間區(qū)位好、效益高、交通便利的白楊街道、河莊街道等地區(qū)存在的地下空間資源；下沙街道、義蓬街道、新灣街道存在的地下空間資源在開發(fā)和利用上的潛能等，需要慢慢對一些地區(qū)進(jìn)行選擇和開發(fā)。臨江街道和前進(jìn)街道在開發(fā)地下空間上的潛能不高，開發(fā)利用要慎重進(jìn)行[6]。

4 檢驗(yàn)評(píng)估結(jié)果

為了驗(yàn)證模糊層次分析法在評(píng)估開發(fā)和利用地下空間潛在價(jià)值上具備的可靠性，能夠和多層次灰色評(píng)估法結(jié)合起來使用，使得參與到空間策劃、設(shè)計(jì)和管理的相關(guān)人員和專業(yè)人才能夠?qū)﹂_發(fā)和利用地下空間資源的潛在價(jià)值實(shí)施評(píng)估和排序，評(píng)估結(jié)果和模糊層次分析法得到的評(píng)估結(jié)果相同。這意味著模糊層次分析法在評(píng)估開發(fā)和利用城市地下空間具備的潛在價(jià)值上存在其可靠性[7]，并為其他區(qū)域提供了參考和借鑒依據(jù)。

5 結(jié)語

評(píng)估對地下空間資源進(jìn)行開發(fā)具備的潛在價(jià)值是科學(xué)合理利用地下空間的前提條件和基礎(chǔ)。作者運(yùn)用模糊層次分析法從工程建設(shè)要素、社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素和發(fā)展效益要素三個(gè)方面對杭州錢塘新區(qū)7條主要街道進(jìn)行地下空間的開發(fā)和利用具備的潛在價(jià)值實(shí)施了評(píng)估和排序。研究得到的結(jié)果指出，對城市地下空間資源進(jìn)行開發(fā)和利用具備的潛在價(jià)值運(yùn)用模糊層次分析法進(jìn)行評(píng)估，有利于將評(píng)估環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的模糊性和不明確性問題解決好，為科學(xué)和規(guī)范的研究城市地下空間在開發(fā)和利用后具備的潛在價(jià)值的研究提供了有效參考。