基于GIS与FAHP的城镇建设用地整治潜力评价——以常州市武进区为例

刘 敏，李满春，黄秋昊，王亚飞，洪武扬

(南京大学 江苏省地理信息技术重点实验室，江苏 南京 210023)

近几年，全球性的人口、资源、环境问题已成为世界关注的热点[1]。针对有限的土地资源，土地整治已经成为我国促进耕地保护、提高节约集约用地水平、优化土地利用结构的重要手段[2]。当前我国土地整治事业由“土地开发复垦整理”发展到“土地整治”后，土地整治的理念也从单纯的农地整理向全面综合整治转变，强调整理村镇的推进，城乡用地统筹[3－5]，不仅提高了土地整治的整体效益，还延续了土地整治的持久发展[6－7]。城镇建设用地整治主要指对人口过密、交通拥挤、房屋破烂等区域进行旧城改造，对老城区的工业企业实行“退二进三”盘活存量，对快速城市化出现的“城中村”的城镇建设用地整治挖掘等[8]，即采取以结构调整置换空间来缓解我国各城市的用地比例严重失调，以提高效率扩大空间来消除低效益与高效益理论相差很远的现象，以节约集约利用压缩城镇蔓延来阻止土地呈现摊大饼式的发展[9]是一项重要举措。

目前我国关于城镇建设用地整治的工作刚刚起步，在各个方面相对农用地整治明显滞后，关于城镇建设用地的研究主要表现在城镇建设用地节约集约利用、城中村和旧城改造以及城镇的扩展等单独开展，而未将这几方面结合起来研究整个城镇建设用地整治潜力，因此本文依据城镇建设用地整治潜力来源构建评价模型、采用较为理想的综合评价方法－模糊综合评判法和层次分析法相结合，以相关理论为依据，采用理论分析与实证分析相结合、定性分析与定量分析相结合、GIS分析法等研究方法[11－12]，构建一种用于反映城镇建设用地潜力状态的体系方法。

1 研究区概况与数据源

1.1 整治样区概况

常州市武进区位于长三角经济圈和“苏锡常”都市圈的中心区域，地理条件优越，是常州城区“一体两翼”布局的南翼，常州市南部主城区，在承接“苏锡常”都市圈乃至长三角经济圈产业转移方面面临巨大的发展机遇。常州市武进区在经济社会快速发展过程中形成了一些废弃和低效城镇用地，一方面浪费了土地资源，同时制约了武进区经济的进一步发展。截至2012年末，全区建设用地总面积为35 893.31 hm2，其中工业用地为15 208.66 hm2，容积率低于0.5的低效和废弃工业用地有7 555宗，面积5 728.52 hm2;其中容积率低于0.3的废弃和低效的工业用地有1 555宗，面积2 441.22 hm2，可见，常州市武进区城镇建设用地存在较大潜力。

1.2 数据源

选择乡镇(街道)为行政区域作为基本空间单元，分别进行城镇土地整治潜力进行评价。在数据选取方面，主要来源于武进国土分局、区规划局、区城建局、区发改委、区土地评估委员会等相关部门，实地勘察并收集武进区2005年、2009年土地利用现状图、2011年土地变更数据作为土地变化指数和用途变化指数研究的主要数据;研究还收集“十二五”规划、城市规划、工业园区规划成果以及环境规划等相关数据作为研究的参考依据。

2 城镇建设用地整治潜力评价模型

2.1 评价指标体系

城镇建设用地整治系统是一个结构复杂、功能多样的复合系统，不仅受许多因素的影响，还取决于这些因素的变化发展趋势和它们之间的相互关系，因此在科学识别城市土地利用状态的基础上，考虑社会、经济、生态等各个方面，基于可持续发展的城镇建设用地整治，将城镇建设用地整治潜力的各种因素归纳为:提高土地生产性、保持土地生产稳定性、保证经济可行性、提高资源环境保护和保证社会可接受性(U1，U2，U3，U4，U5)[14]，将其继续细化分为 13 个评价因子(C1，C2，C3，C4，C5，C6，C7，C8，C9，C10，C11，C12，C13)[15](图1)，相对可以比较全面的反映城镇建设用地整治的潜力，使城镇建设用地在整治过程中实现生产稳定性、经济有效性、社会可接受性和生态环境持续性，同时保持城镇建设用地系统合理状态在时间上有序延伸。

图1 城镇土地整治潜力评价层次结构模型Fig.1 The hierarchy model diagram of urban land remediation potential evaluation

2.1.1 提高土地生产型 (1)建筑密度变化指数。建筑密度变化指数主要涉及工业用地现状密度和规划密度，现状密度越小，整治潜力越大;建筑密度变化指数=(规划密度－现状密度)/规划密度。

(2)建筑容积率变化指数。建筑容积率变化指数主要涉及工业用地现状容积率和规划容积率，现状容积率越小，整治潜力越大;建筑容积率变化指数=(规划容积率－现状容积率)/规划容积率。

2.1.2 保持土地生产稳定性 (1)闲置率指数。闲置率指数反映可利用城镇建设用地的利用现状，该指标越高，说明城镇土地利用率不高，现状利用粗放，不利于可持续发展;闲置率指数=评价单元闲置建设用地面积/评价单元内总面积。

(2)有效利用率变化指数。有效利用率变化指数主要涉及工业用地现状有效利用率变化指数和规划有效利用率变化指数，有效利用率变化指数越小，说明整治潜力越大;有效利用率变化指数=规划有效利用率变化指数－现状有效利用率变化指数。

(3)用途转换指数。用途转换指数主要涉及现状用途和规划用途，该指数通过综合分析进行言语赋值。

表1 用途转换指数赋值Tab.1 The assignment uses conversion index

(4)形状规则状况指数。形状规则状况指数主要涉及土地利用现状，该指数通过综合分析进行言语赋值。现状越不规则，整治潜力越大。不规则赋值1，较规则赋值0.7，规则赋值0.5。

2.1.3 保证经济可行性 (1)投入强度指数。项目用地范围内单位面积固定资产投资额。投入强度指数=项目固定资产总投资÷项目总用地面积，其中:项目固定资产总投资包括厂房、设备和地价款。

(2)整理成本指数。整理成本与土地整治潜力呈负相关，整理成本指数=ABS(整理成本/研究区最大整理成本－1)。

(3)地价增幅指数。地价增幅指数主要是指现状地价与规划地价的比较:

2.1.4 提高资源环境保护 环境污染度变化指数主要涉及大气污染、水污染以及固体废弃物污染[22]，通过环保部门获取数据，并进行语言赋值，轻度污染到无污染赋值0.3，有一定污染到无污染赋值0.5，污染严重到无污染赋值1。

2.1.5 保证社会可接受性 保证社会可接受性潜力评价主要选取基础设施完善度指数、区位优越度指数和景观优劣度变化指数。

2.2 评价模型

模糊层次分析法是将模糊综合评价法和层次分析法相结合使用的一种综合评价方法，主要体现在评价指标体系分成层次结构，运用层次分析法确定各评价指标的权重，然后分层次进行模糊综合评价，最后综合出总的评价结果[16]。本文采用模糊综合评价模型对城镇建设用地整治潜力进行评价，与其他测算城镇土地整治潜力大小的方法相比，该方法将整治潜力大中小这种无明显界限和渐变的关系变得更加灵活，是整治潜力评价最好的出发点。

2.3 评价步骤

(1)确定城镇建设用地整治等级论域。将城镇建设用地整治潜力分为一级潜力、二级潜力、三级潜力，V={1，2，3};其中一级潜力最小，三级潜力最大。

(2)确定城镇建设用地整治指标论域。城镇建设用地整理潜力评价指标体系是一个社会—经济—生态的复合体系，由于不同地区资源环境条件、发展阶段、发展水平也存在差异[17]，因此，对城镇建设用地整治潜力评价指标也不是唯一的，随着城镇社会经济的发展，也应该适时进行调整，根据模糊综合评价思想，构建 U={U1，U2，U3，U4，…，Un}。

(3)确定评价指标的权向量。评价权重是至关重要的，它反映了各个指标对城镇建设用地所起的作用，权重的大小，直接影响到综合评价的结果，W={w1，w2，w3，…，wn}T。

(4)隶属函数的建立。隶属度是指标集对等级论语集的隶属程度，具体到城镇土地整治潜力评价来说，就是各种评价指标对于城镇建设用地潜力的贡献大小，属于单因素评判。通常构造隶属函数的方法主要有模糊统计法、多相模糊统计法、构造隶属函数的待定系数法等。本文采用线性函数的方法对隶属度进行表示，隶属于第一、第二、第三级的隶属函数分别为:

依据隶属函数建立模糊关系矩阵R:

(5)进行模糊综合评价和做出决策。模糊综合评价是指各个指标权重与指标隶属度之间的符合运算，本文采用模糊合成算子M(·，+)，引入评语模糊子集B∶B={b1，b2，…，bn}。此算子凸显权重作用明显，综合程度强，且在评价过程中丢失的信息较少。当确定综合评价的结果属于哪个等级时，采取最大隶属原则，若 bj0=max bj(1≤j≤n)时，则判定评价结果为第 j个等级[18－19]。

3 实例验证

3.1 评语集以及权重的确定

评语集是对各层次评价因子的一种语言描述，它是专家根据客观标准、社会规范标准、城镇土地整治项目设计标准以及实地调查对各评价因子所给出的评语的集合。本模型的评语分为3个等级，不同等级确定的依据标准见表2。

对常州市武进区城镇土地整治潜力评价指标权重确定的过程中，根据特尔斐方法确定权重，结合武进特点，邀请规划局、环保局、林业局、城建局、水利局、工业局等相关部门，从技术、管理、高层等方面对评价指标权重进行确定。

按照各评价因子相互之间的关系，采用常用的1～9标度方法，通过因子的两两比较，建立判断矩阵，进行层次排序，确定各因子的相对重要性。最终权重排序结果见表3。

表2 城镇土地整治潜力评价因子分级标准Tab.2 The grading standard table urban land remediation potential evaluation factor

表3 城镇土地整治潜力评价因子总排序权值Tab.3 The sort weights of urban land remediation potential evaluation factors

以上计算结果表明，层次总排序具有满意的一致性。武进城镇建设用地整治潜力的主要影响因子有:建筑密度变化指数、建筑容积率变化指数、有效利用率变化、投入强度指数、整理成本指数、容积率指数以及有效利用率变化指数等，其权重分别是 0.12、012、0.1、0.16、0.16、0.07、0.07。

表4 评估区内各乡镇(街道)的综合评价结果Tab.4 The comprehensive evaluation results of the assessment district towns(streets)

3.2 综合评判结果

根据各评价指标对城镇土地整治潜力一、二、三级的隶属函数(式1)、各乡镇的每个评价因子的实测值以及评价因子总排序权值(表3)，采用模糊综合评价的模糊合成算子M(，+)，可以分别求出计算得到各个乡镇的一级、二级、三级综合评判结果。以同样的方法对评估区内其余乡镇(街道)进行综合评价，最终得到各乡镇(街道)的最后综合评判结果，见表4。

从综合评价结果看，洛阳镇、雪堰镇、郑陆镇的城镇建设用地整治潜力较大，属于三级，主要包括常州市武进区武澄工业集中区(郑陆镇)、雪堰镇废弃厂房等，这些区域是武进工业起步比较早的地区，也与常州市武进区“十二五”规划重点打造的东南工业集中区板块和各镇特色产业区板块高度衔接，该区域城镇建设用地整治潜力较大;奔牛镇、横林镇、横山桥镇、湟里镇、礼嘉镇、前黄镇、遥观镇、邹区镇的城镇建设用地整治潜力中等，属于二级，主要分布在武东工业集中区(遥观镇)和奔牛、邹区镇特色工业区，该区域工业企业产业类型布局不合理，“五小”(小钢铁、小电镀、小水泥、小印染、小化工)企业数量多和“两高”(高能耗、高污染)行业布局乱;湖塘镇、嘉泽镇、南夏墅街道、牛塘镇、西湖街道，由于这些区域主要是新型区域且部分包括在常州市中心城区内，目前城镇建设用地整治潜力比较小。

图2 评估区内各乡镇(街道)的综合评价分布Tab.2 The comprehensive evaluation distribution of the towns(streets)in assessment district

4 结论

在详细的实地调查和相关部门详实的材料基础上，建立城镇建设用地整治潜力评价模型，采用模糊层次分析法，对江苏省常州市武进区进行实例验证，评价结果与实际吻合，得出:

(1)城镇建设用地整治潜力的等级受很多因素的影响，根据城镇建设用地整治的涵义和形成原因，基于可持续发展的城镇建设用地整治，总结出城镇建设用地整治潜力主要从提高土地生产性、保持土地生产稳定性、保证经济可行性、提高资源环境保护和保证社会可接受性的13个评价因子分析，建立了城镇建设用地整治潜力等级的模糊层次分析模型。

(2)模糊综合评价法和层次分析法相结合对城镇建设用地整治潜力等级进行综合评价，主要体现在运用层次分析法确定各评价指标的权重，然后分层次进行模糊综合评价，最后综合出总的评价结果，将整治潜力大中小这种无明显界限和渐变的关系变得更加灵活，模糊层次分析法用于城镇建设用地整治潜力评价是科学可行的。

[1]Ray W Archer.Urban land consolidation for metropolitan Jakarta expansion(1990—2010)[J].Habitat International，1994，18:37－52.

[2]刘彦随.科学推进中国农村土地整治战略[J].中国土地科学，2011(4):3－8.

[3]李倩.土地整治未来十年新模样[J].中国土地，2010(1):7－9.

[4]徐绍史.大力推进农村土地整治恰逢其时[N].中国国土资源报，2009－04－29(1).

[5]杨建波，王莉，刘润亚，等.我国农村土地整治的发展态势与重点研究领域[J].国土资源科技管理，2012(1):94－101.

[6]Michael Browne，Julian Allen，Jacques Leonardi.Evaluating the use of an urban consolidation centre and electric vehicles in central London[J].IATSS Research，2011(35):1－6.

[7]Mireia Roca－Riu，Miquel Estrada.An evaluation of urban consolidation centers through logistics systems analysis in circumstances where companies have equal market shares[J].Procedia－Social and Behavioral Sciences，2012(39):79－806.

[8]Van Duin J H R，Hans Quak，Jesús Muñuzuri.New challenges for urban consolidation centres:A case study in the Hague[J].Procedia Social and Behavioral Sciences，2010(2):6177－6188.

[9]张正峰，陈百明，董锦.土地整理潜力内涵与评价方法研究初探[J].资源科学，2002(4):43－48.

[10]张孝成，田水松.土地整理潜力评价理论与方法探讨[J].浙江国土资源，2005(3):40－41.

[11]杨红等，城市土地整理理论与实践探析.地理科学进展[J]，2005(3):50－57.

[12]吴怀静，杨山.基于可持续发展的土地整理评价指标体系研究[J].地理与地理信息科学，2004(6):61－64.

[13]杨红，陈百明，高永，等.基于可持续发展的北京市大兴区土地整理潜力评价[J].农业工程学报，2006(8):77－82.

[14]杨红.城市土地整治潜力研究[M].北京:知识产权出版社，2010.

[15]杨秀梅，梁收运.基于模糊层次分析法的泥石流危险度评价[J].地质灾害与环境保护，2008(4):73－78.

[16]王业侨，节约和集约用地评价指标体系研究[J].中国土地科学，2006(1):24－31.

[17]Brian J Bishop，Geoffrey J Syme.The social costs and benefits of urban consolidation:A time budget/contingent valuation approach[J].Journal of Economic Psychology，1995(16):223－245.

[18]张正峰，赵伟.农村居民点整理潜力内涵与评价指标体系[J].经济地理，2007(1):137－140.

[19]张勰，杨丽.基于模糊层次分析法的西部人口素质问题分析[J].经济研究导刊，2012(1):186－188.

[20]Demetris Demetriou，John Stillwell，Linda See，Land consolidation in Cyprus:Why is an integrated planning and decision support system required[J].Land Use Policy，2012(29):131－142.

[21]Giedrius Paˇsakarnis，Vida Maliene.Towards sustainable rural development in central and eastern europe:applying land consolidation[J].Land Use Policy，2010(27):545－549.