基于GIS平台的城市土地集约利用探讨——以上海城市更新应用为例

■ 朱 宇

（上海城市房地产估价有限公司，上海 200003）

基于GIS平台的城市土地集约利用探讨
——以上海城市更新应用为例

■ 朱 宇

（上海城市房地产估价有限公司，上海 200003）

根据目前上海市在城市更新区域评估、城市更新单元块划定，城市更新实施方案编制及全生命周期管理体系建立过程中存在的大数据整合、项目分类管理、数据趋势分析、资金平衡分析的需求，应用GIS和数据库管理平台，结合多模块设计思维，将城市更新改造项目中的各类图层、项目信息、人员信息、资金测算与管理等一系列大数据信息进行资源整合与管理，最终形成项目管理数据库平台。利用GIS平台的数据整合特点，也会成为助推全国许多区域城市化改造，盘活存量土地，有效提高管理效能的重要技术支持手段。

土地集约；城市更新；GIS应用；数据；上海

0 引言

土地集约利用已成为国家推动新型城镇化发展的重要抓手，以土地节约集约为导向，以提高经济发展质量和效益为中心，以盘活存量土地为重点，充分发挥市场在资源配置中的决定性作用和政府的政策保障作用。2014年国土资源部出台的《关于推进土地节约集约利用的指导意见》，在国家层面提出了在经济发展新的阶段，各区域通过发挥市场机制作用，健全用地控制标准，优化开发利用，形成具有特色的新常态下土地节约集约模式。

2015年是上海市开启城市更新元年，5月15日上海市人民政府发布了《上海市城市更新实施办法》。自贸区设立、科创中心建设、长三角区域一体化进程加快等都为上海带来了新一轮发展机遇，构建城乡生态文明格局，建设高品质“宜居、宜业、宜游”国际型大都市，是提升上海城市国际竞争力的迫切需要。城市空间功能结构的转变促使上海必须通过全面推进土地节约集约，调整土地利用方式和经济增长方式。为此，上海市首次提出通过“总量锁定、增量递减、存量优化、流量增效、质量提高”的方式严格控制3226km2的城市建设用地规模，逐步通过城市更新减少新增建设用地，大力促进存量建设用地盘活利用，提升土地资源配置效率。

1 土地集约利用中数据研究需求分析

目前，全国多个城市已陆续出台基于土地集约利用条件下的土地综合整治、产城融合发展，以及存量产业用地二次开发、城中村改造、轨道交通场站综合开发利用、产业用地全生命周期管理等政策，这些政策在完善城市功能、提升公共配套、改善生态环境、激发社会企业参与意识、保障原所有人利益等方面提供了积极导向。笔者参与了近两年来上海市城市更新机制研究与项目推动，在区域能级评估、更新单元区块划定、转型方案编制、转型计划制定与全程有效监管方面总结了一些共性问题，分析如下。

1.1 多图层叠加与海量信息整合

任何一个城市更新项目都需要依据区域本身及周边的各类上位规划、专项规划的整合分析来获得最佳的空间结构、地块规模、产业功能等有效数据支持。比如某一存量产业用地二次开发项目，涉及总体规划、土地规划、专项规划、控详规划、影像图、地形图、地籍图等图层，参见图1。在使用时如何将各图层进行叠加，并对海量数据进行快速整合、分析、定位、筛选，模拟实现规划的某一场景或完成更新单元块的划定，成为制约城市更新区域实施高效评估的主要影响因素。

图1 图层整合

1.2 数据标准化处理

在对一个城市更新改造项目进行实地调查时，比如说上海市某旧区改造或城中村改造地块内既包含了国有公房、旧里、简屋等国有居住物业、宅基地等集体居民物业形式，又包含了国有企业、集体村级企业、集体私营企业等多种非居住物业形式，区域内权属状态、土地利用现状非常复杂。在考虑开发方案时又必须对地块内的各类居住人口进行分类（图2），分析其人口未来各年变化趋势，建立特定物业属性信息库，并能按照一定规则进行数据录入与读取分析从而直接提升项目更新计划制定的合理有效性。

图2 人员结构分析

1.3 算法标准与自动核算模型系统化

每个城市更新方案都要“落地”成为一个可操作的实施项目，其中最关键的因素就是对方案实施资金使用状况的整体测算，建立项目现金流测算及收益分析评价体系尤为重要。不同更新项目往往会根据不同开发方式形成十几甚至几十个资金测算方案，简单运用人工整合测算方式将会大大提升系统误差出现机率，通过建立算法模型从而形成一套自动评估、评价系统从而大大提升整个项目运营的性能，如图3所示。

图3 资金测算模型

1.4 项目后评价监管体系建设

根据上海市产业项目全生命周期管理的若干规定，对于存量产业用地二次开发都要健全产业用地准入、综合效益评估、环境社会责任、土地使用权退出等机制。依据产业园区土地集约化利用成果，建立符合产业准入条件的产业类型、投资强度、产出效率和环保、就业、节能等经济社会多因素评价分析体系，作为地块开发绩效评估的依据将更加符合政府对地块全流程管理的需求。

通过以上问题的阐述可以看出，在城市更新项目各阶段工作中，大数据的分析整合、标准化数据库的建设、各类物业属性信息的分类判读及项目评价体系建立与分析是提升城市更新项目功能实现的现实需求[3]。基于此，通过GIS平台工具对更新区域的各类数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述将有助于解读城市更新中复杂的规划、决策和管理问题[4]。

2 基于GIS平台的城市更新多模块化系统功能目标

2.1 图层叠加

根据项目区对应的各类图层信息，如项目区二调、影像、地形、控规、基准地价、地籍等相关图层，根据其图层类型进行分类整合，整合后将对其进行图层控制，实现数据的分层显示；同时，在图层浏览时可以根据需要显示、隐藏图层。

2.2 数据标准化处理

(1)空间数据结构设计。空间数据采用标准Shape结构，将所有数据按点、线、面等进行组织。服务器端便于数据的空间分割、合并编辑；客户端空间数据与属性数据通过相应的编码体系进行联接。

(2)空间数据分层。空间数据是以1：1000基础图作为基础，将项目范围内收集的矢量数据统一转换成GIS面状信息、线状信息和点状信息图层。

(3)属性数据设计。系统的属性数据库分为由外部通用基础数据库和由图层引擎生成和管理的内部专题数据库。前者主要包括历史数据、背景数据等相关数据，后者主要有像户籍、产籍、房屋价格等相关数据。其特点是数据信息量大，直接与数据来源有关。因此，空间数据库和外部属性数据库的接口设计（包括对外部属性数据库设计的要求）是重点。

2.3 资金算法管理

资金成本将根据项目的开发过程，分为投资估算、动迁审核和土地出让这三个阶段。其中又可根据项目的开发周期按不同地块进行划分管理。

前期估算阶段以外业调查核实过后的测算数据为基础，导入后台数据库，同时根据土地前期开发的各类费用进行开发，将项目区内需补偿的数量和补偿价格数据库进行关联，通过一定的逻辑算法，可快速获得项目区的前期估算费用，资金估算模型如图4所示。

征收审核阶段将根据动迁过程中的实际发生费用进行入录，同时与原有前期踏勘整理后的数据进行关联对比，可对动迁的实施进度进行有效管理。

3 建立多模块化城市更新GIS平台基本原则

(1)规范化原则。数据库必须遵循统一的标准和规范进行建设。

图4 资金估算模型

(2)扩展性原则。在实际管理工作中，由于具体业务需求不可能通过一次整理就全部完成，因此，系统设计、开发和相关技术的选择必须具有强大的可扩展能力，为今后系统局部调整或升级留有余地，并能够满足不同系统的需要，以适应业务工作的可持性发展。

(3)先进性原则。在选择核心技术时，应充分考虑采用当前最前沿的技术和产品，以确保系统的先进性。同时，还必须充分考虑先进技术的成熟性，以便确保整个系统建成后的长期稳定、正常运转。

(4)可靠性、安全性原则。应采用合适的技术和方案加强数据的安全防护，尽力避免因遭攻击而受到破坏。同时在出现故障时，能在较短时间内恢复数据。

(5)可用性、实用性、可维护性原则。系统运行后，数据和设备的管理维护是可操作的，同时，这些工作应尽可能简单、方便。

4 多模块化GIS平台功能实现关键技术说明

4.1 时间轴技术

业务数据和基础数据根据数据节点存储到SQL数据库中。而且每个存储单元中，每一个要素都连接到一个时间轴，这样当数据变化时，数据库中只记录变化部分的数据。因此，数据实际上是可以分布式存储的，但对最终用户而言，他们只看到某一个时间刻度一个完整的规划数据图，如图5所示。当时间设置在最新的时间刻度时，用户操作的是最新的、最实时的数据，当把时间刻度设到过去某个时刻时，则查询的是历史数据。因此，通过对一个时间轴的管理，可以对历史资料进行查询统计，对现状和历史进行对比分析。从而对设计、决策提供有效信息，辅助长效管理。

图5 项目时间轴示意图

时间轴技术优点总结如下：(1)自然表达经常变化的事物。

(2)只纪录变化的数据，在保留历史数据的同时最大限度地减少数据的冗余度、可提取任意一个历史时刻的数据整体或部分视图。

(3)可以只把变化的数据通过网络传递到其它基于时间轴的数据库中，通常不需要大的网络带宽，而保持数据库的完整一致性。

(4)通过对时间轴的定义可以表达不同时间分辨率的变化事件，高效率备份、还原。

4.2 数据处理功能

(1)数据输入：图形、表格数据、文本数据的输入建库与数据更新等。

(2)数据编辑：地物的增加、修改与删除、地物属性的增加、修改与删除等。

(3)数据输出：图表、文档（包括查询结果）的输出，各种流行图形格式（包括矢量和栅格）的输出等。

(4)系统维护：系统的正常运行维护、数据库维护、用户权限设置等。

4.3 查询功能

从图形到属性：通过指定空间图形实体查询相关的属性信息。可以通过点选、线选、框选、多边形选择及基于相关图层选择来选取土地或建筑物图斑，通过鼠标选择选中对象查看按钮，查看选中范围内的相关信息，包括：国有居住、国有非居、集体居住、集体非居，同时能够快速统计出其总量，最后通过导出按钮可以选择性导出、全部导出等方式导出成外部excel文件。

从属性到图形：用户可通过通用查询工具任意设置查询条件和查询字段（如项目编号、项目名称等），查询并列表显示所有符合条件的图形实体，并可进行图形定位。

综合查询：通过空间位置和属性条件组合进行综合查询，找到满足条件的实体后，进行空间定位，显示属性数据及其统计列表。

4.4 统计分析功能

系统应具有多样化的统计功能包括对比统计、根据用户所选数据动态生成图表（饼图、柱图、线图、面积图）等，支持多种数据以不同形式组合在一个统计报表里。查询条件和输出内容可以任意组合，可以逐条显示或集中显示，统计条件主要包括空间和属性的组合：空间条件是指对用户指定范围内（如任意划定区域或坐标点指定范围）的目标信息进行统计；属性条件是指对满足一定属性特征（如出让地块范围、开发时序范围等）的目标信息进行统计。

5 结语

本文根据目前上海市在城市更新区域评估、城市更新单元块划定，城市更新实施方案编制及全生命周期管理体系建立过程中存在的大数据整合、项目分类管理、数据趋势分析、资金平衡分析的需求，通过建立多模块化GIS平台的功能目标，希望在不断的系统优化中成为推动城市更新的有效工具。同时，利用GIS平台的数据整合特点，也会成为助推全国许多区域城市化改造、盘活存量土地、有效提高管理效能的重要技术支持手段。

[1] 闵安成,郑锦娟．GIS的原理、应用及发展趋势[J]．干旱地区农业研究,1999,17(4)：86-92．

[2] 李清泉,李德仁．大数据GIS[J]．武汉大学学报(信息科学版),2014,36(6)：641-666．

[3] 马智亮,傅思源,李恒,等．房地产开发项目市场分析信息管理系统[J]．清华大学学报(自然科学版),2007,47 (9)：1409-1413．

[4] 钮心毅．地理信息系统在城市设计中的应用[J]．城市规划汇刊,2002(4)：41-45．

Discussion on the Intensive Urban Land Use by Using GIS as the Platform—Urban Renewal Application of Shanghai

ZHU Yu
(Shanghai Urban Real Estate Appraisal Co., Ltd. Shanghai 200003, China)

In light of the needs of big data integration, project classif i cation management, the analysis of data trending and fund balance in the process of regional evaluation, delimitation of unit block, and working out implementation plan with regard to urban renewal, as well as the establishment of total life cycle management system that Shanghai is carrying out at present; we should devote our efforts to integrating and managing a series of big data information such as all kinds of layers, project information, staff information, and fund calculating and management that involved in urban renewal and reconstruction projects by using GIS and database management platform, and in accordance with design thinking of multi-module. These efforts eventually provide project management database platform. This paper also argues that wise using the data consolidation characteristics of the GIS platform will help us to promote urbanized renovation, make good use of land reserves, and improve the management eff i ciency in many areas of China.

land consolidation; urban renewal; application of GIS; data; Shanghai

F301.2；F062.1

A

1672-6995（2015）11-0068-05

2015-07-21；

2015-09-14

朱宇（1978-），男，上海市长宁区人，上海城市房地产估价有限公司工程师，大学本科，主要从事房地产估价、土地规划、土地整治、城市更新等研究工作。