基于ArcGIS的珲春市城区土地定级研究

孙 博，李淑杰，黄烁秋，梁珍玮

(吉林大学地球科学学院，吉林 长春 130061)

基于ArcGIS的珲春市城区土地定级研究

孙 博，李淑杰，黄烁秋，梁珍玮

(吉林大学地球科学学院，吉林 长春 130061)

为确定珲春市城区土地级别，促进土地合理利用，采用多因素综合评价法构建指标体系，运用特尔斐法确定各因素、因子的权重，基于ArcGIS软件平台对珲春市土地级别进行了划分，并利用市场价格进行了验证.结果表明：土地级别界线一般平行于道路；河流等障碍物两侧的土地质量差异明显；土地级别由高至低呈环状过渡，距珲春市中心区愈近，土地级别愈高；土地级别与商服中心在空间上存在相关关系.

城区土地定级；ArcGIS；多因素综合评价法；珲春市

土地作为一个动态系统，其质量随时间的推移而不断发生变化[1].土地定级是以土地的经济、社会、自然等多方面属性为依据，对土地使用价值进行综合分析、揭示城镇内部土地质量空间差异的过程.[2]为满足土地定级成果应保持现势性的要求，当影响土地质量的相关因素发生变化时，必须对土地定级成果进行更新.本文采用多因素综合评价法，主要从定量的角度分析了珲春市城区土地质量的差异，并基于ArcGIS软件平台完成了土地定级，以全面掌握珲春市城区土地的基本情况，实现土地资源的最优配置，综合提高土地的利用效率；同时，也为珲春市土地政策的制定及调控措施的完善提供理论支撑，为土地估价、土地税费征收和土地利用规划提供科学依据.

1 数据来源与研究区域概况

1.1 数据来源

基础数据包括经济社会状况、土地开发利用水平等，主要来源于珲春市统计年鉴及国民经济统计数据、报表等；图件资料包括土地利用总体规划图、行政区划图、土地利用现状图、遥感影像图以及各种管线图等，主要通过珲春市国土局及相关部门调研获得；样点资料来源于市场调查(已剔除异常样本).评价时点为2014年12月31日.

1.2 研究区域概况

珲春市坐落于吉林省延边朝鲜族自治州东南部，地理位置为东经130°03′21″～131°18′33″，北纬42°25′20″～43°30′18″；东南与俄罗斯接壤，北部与汪清县毗邻，西北与图们市相连，东北与黑龙江省相邻，是国家级战略长吉图开发开放先导区的窗口城市，也是中国唯一位于中俄朝三国交界的边境城市，区位优势得天独厚.本文研究区域为珲春市城区建设用地范围内的土地，依据珲春市土地利用总体规划确定，总面积21.42 km2.

近年来，珲春市主动融入国家“一带一路”战略，借着东北亚老工业基地再振兴的东风，不断推进示范区建设，这势必会对土地质量带来深刻的影响.因此研究珲春市土地级别的变化对于区域发展具有重要意义，对于确定同类小城镇的土地级别具有借鉴作用.

2 技术路线及技术要点

2.1 技术路线

本文采用特尔斐(DELPHI)法筛选、确定珲春市城区土地定级的因素、因子及权重值；借助ArcGIS软件，利用网格法划分土地定级单元；按总分频率曲线法和总分数轴法对土地级别进行初步划分；最后利用市场交易价格对初步划分的土地级别进行验证.

2.2 技术要点

随着社会经济的高速发展，土地管理水平的高低与信息化管理水平的好坏息息相关[3].ArcGIS为构建电子化、科技化、信息化、一张图的数据体系提供了良好的技术平台，为本次土地定级提供了可靠的软件支撑.

(1) 将空间数据与属性数据完美结合

图1 空间数据库与属性数据库的对应关系

ArcGIS建立起了空间数据与属性数据的关系(见图1)，有效利用了地籍图、规划图、遥感图、行政区划图等图形数据，满足了定级过程中图数互查的要求.

(2) 可高效完成数据转换

基于ArcGIS软件平台建库，电子图件采用基于ArcGIS软件的个人地理数据库(personal geodatabase)格式，其他数据格式包括Mapinfo(MIF)，MapGIS(wt，wl，wp)，CAD(DWG)等都可以基于ArcGIS软件平台转换为个人地理数据库格式，为土地定级所用[4-6].

(3) 可实现投影变换

城市总体规划成果图件、地籍图等工作底图均为北京54坐标系，ArcGIS可将其统一转换成西安80坐标系，并以1980西安坐标系、高斯3°带投影作为数学基础创建本文土地定级的数据库图层.

(4) 可进行图层配准

本文将2010年土地级别图和地籍图经坐标系和投影转换后，基于ArcGIS软件平台以遥感影像图为标准，根据道路、水系、重要地物及标志性建筑来进行空间校正，确保三套图件数学基础的一致性.

(5) 制图功能强大，方便快捷

道路系统：地籍图中道路系统依据道路的自然属性测绘成图.珲春市的铁路、高速公路、主干道、次干道、支路等均位于同一图层，基于ArcGIS软件平台提取道路图层，形成最终的道路系统.

水系系统：以遥感影像图为工作底图，基于ArcGIS软件平台对珲春市水系进行矢量化成图，然后依据水域面积大小及其分布情况进行适当取舍和简化.

宗地权属界线：基于ArcGIS软件平台，提取地籍图中的宗地权属界线图层，对于国家保密单位、不公开的单位宗地权属界线全部舍去，相邻宗地相同地类的权属界线适度合并和形状简化[7].

3 珲春市城区土地综合定级

3.1 定级因素因子及其权重的确定

根据《城镇土地定级规程》(GB/T 18507-2014)的要求，本文严格按照主导因素原则、级差收益原则以及地域分异等原则确定因素、因子体系.采用特尔菲法筛选可充分体现区位差异且对土地级别影响较大的因素、因子，经三轮打分最终确定了商服繁华程度、交通条件以及基础设施状况3个定级因素，因素、因子体系及权重值详见表1.

3.2 划分土地定级单元

定级单元作为评定土地级别的基本空间单位，各单元内部的土地特性及区位条件基本相同.本文以珲春市2014年地籍图及遥感影像图为底图，借助ArcGIS平台，采用网格法划定每一个定级单元，面积均为50 m×50 m.

表1 珲春市土地定级因素因子权重表

3.3 计算因素分值及绘制作用分值图

土地定级因素可分面状和点、线状两大类分别量化.面状因素可直接计算其对研究区域内各点的作用分；点、线状因素应先按规模或类型求出功能分，再根据相对距离，按照衰减公式计算出空间上各点的作用分；最终经加权求和确定评价单元总分值，即多因素综合作用分值[8].各因子的分值计算说明见表2.值得注意的是，点、线状因素、因子的作用分值在计算过程中，测算距离时一般采用的是空间直线距离，却忽略了因素因子与各定级单元之间的可通达性，如：珲春市城区定级范围内有珲春河流过，对因素因子的作用分衰减造成了影响.因此，本文以通行处为结点，按结点处的作用分及剩余的影响半径进行二次衰减.

表2 综合定级因子作用分值说明表

本文以商服繁华程度分值的计算为例，着重进行详尽说明.

(1) 商服中心的划分

根据经济社会相关资料和实地调查结果可以确定，珲春市城区内国贸附近，即龙源西街与新安路交汇处为商服业网点集聚区.该区域内的经济活动最为密集、客流量较多且交易量大，对社会经济发展的辐射、带动作用较强，本文最终将该区域确定为商服中心.

(2) 规模指数和功能分的确定

由于珲春市城区只确定了一个商服中心，因此其规模指数为1，功能分值为100分.

(3) 服务半径的确定

以商服中心的边缘到定级边界的最大距离作为服务半径.本文基于ArcGIS系统，经图上量算，最终确定珲春市城区商服中心的服务半径为4 040 m.

(4) 影响作用分值表的编制

选择指数衰减公式完成商服功能影响作用分的计算，其公式为

相对距离(r)的计算公式为

式中：r为相对距离；di为i级商服的服务半径内，点到中心的实际距离；d为i级商服的服务半径，本文为4 040 m.

首先将商服中心的影响范围划分为10个相对距离空间，各个距离空间的作用分见表3；其次将空间上各点的作用分值进行等值勾绘，最终得到商服繁华影响度作用分等值线图(该图由ArcGIS生成，见图2).

表3 珲春市商服功能影响作用分值表

绝对距离/m相对距离/m作用分00.00100.004000.1063.108000.2039.8112000.3025.1216000.4015.8520000.5010.0024000.596.6128000.694.1732000.792.6336000.891.6640000.991.05

(5) 各定级单元内因素分值的计算

各定级单元商服繁华影响度分值等于单元中心点的作用分值，根据作用分值图及定级单元划分结果完成赋值.定级范围内各评价单元的商服繁华影响度分值统计情况如图3所示.

4 土地级别的划分

4.1 土地级别的初步划分

依据各定级单元总分值的计算结果，采用总分数轴法和总频率曲线法综合确定珲春市城区的土地分级标准，并利用ArcGIS系统生成土地级别图.在土地级别划分过程中，要遵循级别高低与质量优劣相对应、级别间过渡连续、相邻单元土地级差适宜以及尽量保证地块完整等基本原则.[9-11]

(1) 总分数轴确定法.根据各定级单元总分值的统计结果，利用ArcGIS软件绘制总分数轴图(见图4)，并根据珲春市土地质量高低的实际情况，选取突变处对应的分值作为分级标准.

(2) 总分频率曲线法.对定级单元的总分值作频率统计并绘制频率直方图，参考珲春市城区土地质量的实际情况，选择频率曲线重要拐点处所对应的分值作为土地分级标准(见图5).

图2 商服繁华影响度作用分等值线图

图3 商服繁华影响度单元分值频率直方图

图4 综合网格值单元质量分数轴图

图5 综合网格值单元质量分频率直方图

综合上述方法，确定本轮珲春市土地定级基本方案(见表4).

表4 珲春市土地定级基本方案表

4.2 土地级别的验证

利用市场交易价格验证法，遵循土地条件相近以及地价样本相似的原则，将珲春市城区划分为若干均质区域，经统计、检验后，对各均质区域内的样点进行计算、分析，获得地价的平均值，并通过数理统计分析确定初步划分的各土地级别对应的平均地价区间[12-13]，结果见表5.

表5 珲春市城区土地定级更新样点数据分析表

图6 珲春市土地级别图

基于上述结果，将同一地价区间内的相邻均质地域勾画连块绘制成图，得到珲春市城区土地级别图，并与多因素综合评价法初步确定的土地级别图对比分析，发现两种方法所得到的分级结果基本相同，证明初步划分方案较为合理.

5 土地级别图的编制

珲春市土地级别图以2014年地籍图作为工作底图，结合遥感图及行政区划图，基于ArcGIS软件平台编制土地级别图，并遵循土地级别高低与土地质量优劣基本相同、相邻单元间的土地级差应控制在合理范围内、尽量保持宗地、自然地块的完整性等定级原则调整初步绘制的土地级别图，结果见图6.

6 结果与分析

6.1 地域组合特点

(1) 珲春市一级用地主要分布于沿河西街、春城路、靖边路之间的繁华区域，其所处区域为城区内商服业最发达、交通条件最好的区域.其中新安路与沿河西街相交地段为珲春市的商业中心，国贸大厦等综合性的营业场所均坐落于此，反映了城镇土地级别与商服中心在空间上的相互关系.

(2) 土地级别界线一般平行于道路.一级界线呈现此种空间走向特征的原因在于目前珲春市城区内商业网点主要分布于道路两侧，沿道路延伸方向呈线状分布，使得道路成为土地质量和收益的突变界线；三、四级土地质量和收益受道路影响较大，同时根据土地分级界线不切割宗地、道路两侧土地质量相同的原则，土地级别的分界线在空间上的走向一般也平行于道路.

(3) 土地级别由高至低呈环状过渡，离市中心区愈近土地级别愈高，随着距离中心区的空间距离逐渐加大，土地级别也逐渐降低.

(4) 河流两侧土地质量差异明显.以珲春河为界，珲春河以北的城区内人口密集、交通便利、基础设施完善、商服业活跃，土地质量和土地收益均较河流以南地区高，土地级别也相对较高，河流以南地区的土地级别普遍偏低.

(5) 面积比例构成：研究区域总面积为21.42 km2，其中，一级地面积1.38 km2，占总面积的6.44%；二级地为6.10 km2，占28.48%；三级地为9.53 km2，占44.49%；四级地为4.41 km2，占20.59%；一、二、三、四级地的面积比例为1∶4.4∶6.9∶3.2.由此可见，珲春市城区内级别较低的土地所占面积较大，质量较高的一级土地面积很小.

(6) 土地用途构成：一、二级地以商业用地为主，其次为行政单位用地等；三级地以住宅用地为主；四级地以工业用地和农村居民点用地为主.

6.2 土地级别差异分析

根据定级因素分值的高低和实地考察结果可以看出，造成土地级别空间分布呈现上述特征和差异的主要原因是基础设施配套水平(包括基础设施和公用设施)、商业集聚规模以及道路交通条件等.珲春市城区中心地带的基础设施配套较为完善，商业网点分布密集，经济活动频繁，土地质量和土地收益较高，而新开发或新规划建成区内的土地基础设施的配套建设不够完善，商业网点零星，土地级别较低.另外，珲春河南侧区域虽离城市中心距离较近，但由于河流的阻碍，造成河流以南地区各定级因素单元分值不高，土地质量与土地收益均较低，土地级别也呈现出明显低于河流以北地区的空间特征.

6.3 土地级别范围变化分析

基于ArcGIS软件平台，将本轮更新最终确定的土地级别界限与2010年的土地级别图进行对比分析，得出以下结论：

(1) 珲春市城区一级地、二级地的级别界限变化不大.

(2) 三级地范围有所扩大，主要原因是该区域的基础设施日益完善、交通条件更加便利；另外，环亚山城、龙源华府等房地产项目的开发，进一步加快了该区域的发展，因此土地级别有所提高，三级地范围有所扩大.

(3) 四级地范围稍有减小，且主要集中在珲春市城区的西部，该区域基础设施完善度不高，交通条件较差，土地级别较低.

7 结论与讨论

(1) 土地定级一般呈现如下特点：土地级别界线一般平行于道路；障碍物对土地质量的影响较大；土地级别由高至低呈环状过渡；土地级别与商服中心在空间上存在相关关系.

(2) 土地定级作为城镇土地质量经济评定的有效方法，也是土地管理的基础工作，有助于促进土地资源高效配置、引导土地市场健康发展.

(3) 利用多因素综合评价法初步确定土地级别，结合交易样点综合定级是行之有效的方法，本文建立的评价体系科学可行.

(4) ArcGIS软件平台可操作性强，可以将空间数据与属性数据完美结合，大大减少了土地级别确定过程中的人为性，有效提高了科学性.

[1] 张海霞，李明竹，刘斐，等.GIS支持下城镇土地定级研究——以河北省高阳县为例[J].中国农业资源与区划，2012(6)：57-61.

[2] 王博，符海月.基于Voronoi图的贵阳市城镇土地定级[J].中国土地科学，2013(4)：85-90.

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(责任编辑：方 林)

Study on land grading in Hunchun city based on ArcGIS

SUN Bo，LI Shu-jie，HUANG Shuo-qiu，LIANG Zhen-wei

(College of Earth Sciences，Jilin University，Changchun 130061，China)

To determine the land level of Hunchun city and promote it’s rational use，this article building land synthesized grading index system by multi-factor comprehensive evaluation method，using Delphi method to confirm index weight，taking Hunchun as an example to divide the land grade based on ArcGIS and validating it with the market price.The results indicate that the land grade boundaries generally parallel to the road；the quality of land on both sides of the river or other obstacles is obviously different；land level from the senior level to the low level present a gradual transition，the closer to the downtown area，the higher the grade of land；land gradation and commercial service center exist correlation in space.

Hunchun；ArcGIS；land gradation；multi-factor comprehensive evaluation method

1000-1832(2017)02-0142-07

10.16163/j.cnki.22-1123/n.2017.02.026

2016-09-01

国家自然科学基金资助项目(71303006)；珲春市基准地价更新与平衡项目(20150812).

孙博(1994—)，女，硕士研究生；通讯作者：李淑杰(1964—)，女，博士，教授，主要从事土地经济评价和规划研究.

F 293.2 [学科代码] 790·4720

A