度效两维视角下城市居住用地评估与分类研究<br/>——以济南中心城区为例

度效两维视角下城市居住用地评估与分类研究
——以济南中心城区为例

2024-02-05尹宏玲徐会芝褚晨晨齐文菲

山东建筑大学学报 2024年1期

尹宏玲，徐会芝，褚晨晨，齐文菲，∗

(1.山东建筑大学建筑城规学院，山东济南 250101；2.济南市规划设计研究院，山东济南 250101)

0 引言

国土空间开发保护现状评估是科学编制国土空间规划和实施有效监督的重要前提[1－2]，各地均积极开展了国土空间开发保护现状评估工作。居住用地是国土空间的重要组成部分，其利用效率和服务质量直接影响城市空间高质量发展。科学精准地评估城市居住用地，是认清城市土地利用效率、实现城市国土空间高质量发展的重要手段。

当前，居住用地评估研究和实践主要集中在规划评估和集约利用评价两个方面。规划评估多数是作为总体规划评估的重要组成部分[3－6]，也有少数是针对居住用地这一特殊用地类型开展的专项规划评估研究[7－8]，这两种类型规划评估思路都是通过与现状规划用地的对照，评估居住用地规划目标完成情况和空间布局一致性。在集约利用评价方面，从容积率、建筑密度、人口密度、生活设施完备度、基础设施完备度、绿地率以及地价实现水平等7 个方面提出了构建居住功能区指标体系[9]；学界也开展了关于居住用地集约利用评价的指标体系、评价方法等方面的研究[10－13]，在实践和理论层面多是从“地”的利用或者设施配套的角度，以城市或功能区为单元评价居住用地。

既有居住用地评估强调物质空间“地”的自身利用程度评估，缺乏从满足“城市人”需求程度的评估[14]，也未将居住用地融入社区生活圈；评估单元以城市或居住区尺度为主，其数据颗粒度较大，缺乏微观尺度的精细化评估，评估方法多采用综合评价法；而评估结果多以抽象指数或者分值表示排序，无法直观说明评估的具体问题，不便于在实践中应用。

互联网、物联网和移动信息技术的快速发展，兴趣点(Points of Interest，POI)、手机信令、热力图等大数据不断涌现，为引导评估从以“地”为核心的物质空间评估转向“地”和“人”需求的综合评估提供数据和方法支撑。全国土地调查数据为以地块为单元的居住用地精细化评估提供了基础。基于此，文章利用计算机编程语言Python 和地理信息系统软件ArcGIS 二次开发等技术，整合行业统计和社会网络等多源数据，从“地”的利用强度和“人”的服务效能两大维度构建城市居住用地评估逻辑框架，并以济南中心城区为例，深入探讨居住用地现状评估和分类引导，以期为居住用地提质增效提供参考和支撑。

1 评估维度与指标构建

1.1 评估维度

居住用地是满足居民居住和生活的空间载体，是城市生活空间的最重要组成部分。作为一种特殊类型的国土空间，居住用地要符合新时代国土空间高质量发展基本要求，即强调国土空间合理保护和有效利用，以国土空间管控推动土地节约集约利用；同时，也要体现新时代“人民城市人民建，人民城市为人民”的人民城市重要理念[15]。

因此，从新时代国土空间规划时代使命和“以人为本”的价值导向出发，居住用地评估包含两大维度，即(1) 物质空间维度从“地”的角度评估居住用地利用强度，是国土空间节约集约利用的重要体现；(2) 社会需求维度从“人”的角度评估居住用地服务效能，是“以人为本”理念的直接体现。居住用地两大维度的评估相辅相成，其中物质空间维度评估是对居住用地本底评估，是社会需求维度评估的前提和基础；而社会需求维度评估是对居住用地最终目标评估，是物质空间维度评估的目的和归宿。城市居住用地评估框架如图1 所示。

图1 城市居住用地评估逻辑框架图

1.2 评估指标

(1) 利用强度评估指标

容积率是衡量建设用地使用强度的一项重要指标[9]，可作为居住功能区评价的必选指标。选取容积率作为居住用地利用强度评估指标，如容积率越高，则表明居住用地利用强度越高。

(2) 服务效能评估指标

除了居住功能，居住用地还应满足居民教育、医疗、出行、文化、体育等公共服务生活需求。因此，从为人服务的视角，居住用地服务效能评估包含服务人群规模和服务质量。

人群活力直观反映了人群活动强度等级，用以表征居住用地服务人群规模。人群活力等级越高，说明居住用地服务人群规模越大。

学校、医院、交通、绿地、广场、文化活动站是居民生活必需的公共服务设施和公共活动场所，也是标准[16]规定的生活圈配建社区基本服务设施。选取5、10、15 min 等时圈内居民可获得的小学、医院、公交站点、公园广场、图书馆数量来反映居住用地的服务质量。

2 研究区域与方法

2.1 研究区域

研究区域为济南中心城区，其范围东至东巨野河，西至南大沙河以东，南至南部双尖山、兴隆山一带山体及规划的济莱高速公路，北至黄河及济青高速公路[15，17]。中心城区分为旧城区和新城区，其中旧城区为二环路围合区域。

2.2 数据来源与空间匹配

提取济南市第三次全国国土调查数据库，获得研究区域内城镇住宅用地图斑共有3 657 个，其总面积为145.45 km2。将济南建设用地普查数据进行空间匹配，获取城镇住宅用地的空间信息和容积率数据。由于部分城镇住宅用地图斑信息缺失、无效以及不同数据源边界不一致，最终筛选出济南中心城区城镇住宅用地图斑为2 342 个、总面积为111.02 km2，其中旧城区城镇住宅用地为1 376 个，其面积为51.50 km2；新城区城镇住宅用地为966 个，其面积为59.52 km2。

通过自编程序获取服务人群百度热力图像数据并进行矢量化处理和地理坐标投影；根据图像色彩差异对数据点进行赋值并划分1 ～5 个等级；通过空间连接功能将不同人群活力等级匹配到城镇住宅用地地块。

小学、医院、公交点、绿地广场、文化活动站等POI 的名称、类别、经纬度等信息数据，借助Python从在线地图平台高德地图开放程序接口(Application Programming Interface， API) 抓取获得[18－19]；采用数据地图Datamap for Excel 插件检索或筛选数据；通过ArcGIS 空间连接模块，将不同时圈内各类公共服务数据关联到城镇住宅用地，依据地块可获取的公共服务数量和距离综合分析后划分5 个等级。

2.3 研究方法

(1) 空间自相关性分析

空间自相关是检验某一要素的属性值与其相邻空间点上的属性值关联是否显著的重要指标，包括全局和局部自相关两种[20]。全局空间自相关用于判别整个区域某一要素在空间是否有集聚性存在，常用莫兰指数Moran’s I 表征；局部空间自相关用于衡量整个区域内某个单元与邻近单元的相关程度，可以测算出局部空间分散或集聚。

(2) 加权求和法计算服务效能

采用加权求和法，将地块每一项评估指标数值与其权重相乘得出地块服务效能。服务效能由式(1)表示为

式中Sei为第i 地块服务效能；n 为地块数量；fa为第a 项指标权重；Za为第a 项指标标准化数值。

指标权重采用层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)确定；各指标数值是对数据的极差标准化后，采用归一化方法修正得出。

(3) 四象限法则判别居住用地类型

四象限法则源于二维象限图，是在平面内通过两个相互独立指标(属性、性质、特征)的正、反两个方向两两组合，最终将事物分为4 个组合区域。借鉴四象限法则，以利用程度为横轴，以服务效能为纵轴，以利用程度和服务效能平均数为纵横分界线，将居住用地划分为高效型、服务型、开发型和低效型4种类型。

3 结果与分析

3.1 评估结果

3.1.1 利用强度评估

参考有关标准[16]，将济南中心城区居住用地利用强度划分为低、中、高3 个等级。济南中心城区居住用地容积率平均值为1.73，属于中等强度，说明济南中心城区居住用地利用强度整体不高。

济南中心城区居住用地容积率差异较大，容积率最高的是恒大名都24 号地块，其容积率为6.21；而最低的宅科地块，其容积率仅为0.21。容积率较高和较低的居住用地地块数量少，多数居住用地容积率属于中等(如图2 所示)。从具体数量分布看，中等级居住用地地块为1 654 个，占居住用地地块总数的70.84%，所占比例最高；其次是低等级居住用地444 个，所占比例为18.96%；而高等级居住用地仅占10.20%，所以济南中心城区居住用地利用强度相对集中。

图2 济南中心城区居住用地容积率分段频率图

济南中心城区居住用地容积率分布如图3 所示。在空间分布上，3 个等级居住用地在新旧城区均有分布。为了探索济南中心城区居住用地利用强度空间分布特性，采用全局和局部空间自相关性分析方法。

图3 济南中心城区居住用地容积率分布图

济南中心城区居住用地容积率全局Moran's I指数为0.20，显著性水平检验P 值为0.01，通过显著性检验。 Moran's I 指数＞0，说明济南中心城区居住用地容积率存在正空间相关性，同等级容积率具有一定的空间聚集性。局部相关性分析生成的容积率集聚图如图4 所示，其中高－高集聚和低－低集聚的地块在新旧城区都有分布，但空间聚集特征明显，高－高集聚地块主要位于旧城区顺河高架以西、北园高架以南、纬十二路以东、经十路以北区域和新城区西客站片区、东方街道片区和汉屿片区；低－低集聚地块主要位于旧城区的经十路以南区域、无影山中路黄冈片区和新城区的长清区、龙洞片区。两种集聚类型的地块共有826 个，占总地块数量的35.27%，说明两种类型集聚分布区域较小，中心城区大部分居住用地为高低混合分布。

图4 济南中心城区居住用地容积率聚集图

3.1.2 服务效能评估(1) 效能差异

对中心城区居住用地人群活力和6 类公共服务值进行标准化处理，以6 类公共服务算术平均数作为服务品质数值；通过层次分析法确定服务人群与服务品质权重之比为1∶3；采用加权求和法计算各地块服务效能并划分为5 个等级。

济南中心城区居住用地人群活力平均值为0.22，根据人群活力值自然间断点划分的5 个等级，属于第2 等级，说明济南中心城区居住用地人群活力整体不高。中心城区高于人群活力平均值的地块有1 067 个、面积为39.47 km2，分别占地块总数和总面积的45.56%、35.55%，说明居住用地的人群活力低于平均水平。从各等级分布来看，济南中心城区服务人群活力第2、3、4 等级的居住用地较多，3 个等级用地共占90.86%，其中第2 等级居住用地最多，达到47.22%。

济南中心城区居住用地综合服务质量较高，综合服务质量等级为1 的地块数量和面积分别为34 个、0.72 km2，仅占总居住用地的1.45%和0.64%。各类服务质量差异较大，在居住用地6 类公共服务中，出行服务等级为1 的地块数量和面积最少，分别占10%、15%，说明居住用地出行服务水平整体高。医院、小学和体育3 类等级为1 的地块数量和面积占比约为20%，说明有20%居住用地在等时圈范围内无法满足居民医疗、教育、体育服务需求。公园服务等级为1 的地块数量和面积占比均为30%，相比于其他类型服务，公园各等级数量和面积占比相对均衡。等级为1 的地块数量和面积占比最多的是图书馆，分别占67%和63%，说明居住用地文化服务水平整体比较低。

(2) 空间分布

借鉴已有研究并经反复试验，以搜索半径为500 m 对济南中心城区居住用地服务效能以及各类服务进行核密度分析；以泉标为中心，每隔5 km 做缓冲区，叠加到核密度分布图。

济南中心城区居住用地服务效能形成了多个高值区，高值区集聚在城市中心，呈现出由中心向外围递减的空间分布特征。在中心地区，居住用地服务效能表现出“大集聚、小分散”的空间特征，在和谐广场、万达广场、洪楼广场等区域出现了多个服务效能次级中心；而外围地区也出现了燕山、七里河、东方、全福等高值区，且与中心地区高值区中心连成一片。

济南中心城区居住用地人群活力和各类服务也形成中心－外围的空间分布。人群活力和各类服务均有明显的集聚中心，其中人群活力、小学、公交服务集聚中心规模较大，说明中心地区满足居民服务需求的居住用地较多；而图书馆、医院的集聚中心规模较小，说明中心地区满足居民服务需求的用地少。同时，人群活力、小学、图书馆、医院高值区在0 ～5 km圈层内高度聚集，说明服务水平高的居住用地集中在中心地区，外围地区居住用地的服务水平相对较低；公交站点、公园、体育高值区主要分布在0～5 km圈层内，但其他圈层也有分布，说明此类服务高值区分布相对分散，如公园服务核密度在5 ～10 km圈层的燕山、腊山，10 ～15 km 圈层的舜奥，＞20 km的长清区都有高值区(如图5 所示)。

图5 济南中心城区居住用地服务效能核密度图

为进一步分析济南中心城区居住用地服务效能空间分布特征，分别统计各圈层居住用地服务效能各项指标数值。整体来看，济南中心城区居住用地服务效能在以泉标为中心的5 km 圈层范围内数值最高，由中心向外围，居住用地服务效能各项指标数值呈现出递减趋势，说明中心居住用地服务效能普遍较高，而外围服务效能普遍较低。但是，居住用地服务效能在各圈层和各类服务效能之间下降程度不同。 0～5 km 和5～10 km 之间居住用地服务效能曲线下降明显，其他圈层下降的相对平缓，说明0 ～5 km和5～10 km 之间居住用地服务效能差异最为显著。综合服务效能、人群活力、小学服务曲线下降明显，说明其中心特征更明显；而居住用地的公园、体育、图书馆服务曲线相对平缓，说明其中心特征相对较弱(如图6 所示)。

从各圈层来看，不同圈层居住用地服务效能之间的差距不同，在0～5 km 范围内，居住用地服务效能各项指标差异较大，由中心向外围，各类服务效能之间的差距逐渐缩小。 0 ～5 km 圈层内，最高的综合服务效能数值为0.38、最低的绿地服务为0.12，二者相差0.26，说明该圈层内居住用地的各种服务差距明显；＞20 km 的圈层，最高综合服务效能为0.14、最低文化服务为0.03，二者相差仅0.11，说明该圈层各项服务数值均较低且彼此间差距小。

3.2 类型分异与引导策略

3.2.1 类型分异

借鉴四象限法则，依据各地块利用程度和服务效能评估结果，将济南中心城区居住用地划分为高效型、服务型、开发型和低效型4 种类型。

(1) 规模分异

济南中心城区4 类居住用地地块数量及规模大小差异明显。从地块数量来看，高效型和低效型地块数量较多，其中高效型地块数量最多，共有826 个，占中心城区居住用地地块总数的35.27%；低效型地块数量为639 个，占地块总数的27.28%。地块数量最少的是开发型，地块数量仅有425 个，约为高效型地块数量的一半，地块数量最多和最少的居住用地之间差距较大。

从用地面积来看，最大的是低效型，其用地面积为41.95 km2，占中心城区居住用地总面积的37.23%，即＞1/3 的居住用地属于低效型，说明济南中心城区低效型居住用地比较多；最小的是服务型，其用地面积为18.77 km2，不足低效型居住用地的一半。相比于地块数量，用地面积最大和最小的居住用地类型之间差距更大。

从地块大小来看，低效型地块平均面积为6.57 hm2，在4 种类型中最大，说明济南中心城区低效型居住用地地块一般较大；最小的是高效型，其地块平均面积为3.58 hm2，仅为低效型地块平均面积的54%，比中心城区地块平均面积少1.20 hm2，说明济南中心城区高效型居住用地地块通常较小。

(2) 空间分异

济南中心城区不同类型居住用地分布如图7 所示，济南中心城区4 类居住用地呈现出不同的空间分布格局。高效型居住用地主要聚集在旧城区，属于中心聚集型，并呈现由中心向外围递减的空间分布特征。旧城区高效型地块有616 个，用地面积为18.67 km2，分别占高效型地块总数和用地面积的74.58%和63.18%。旧城区内，高效型居住用地集中在古城区和商埠区周边的南全福、保利、明湖广场、万达广场、世贸天府、和谐广场等少数几个地区。另外，二环路以东花园路两侧、西客站青岛路两侧、舜奥片区以及唐冶新区、长清区也有少量的高效型居住用地，且花园路两侧的高效型居住用地与旧城区连城一片。

图7 济南中心城区不同类型居住用地分布图

服务型居住用地主要聚集在旧城区，属于中心聚集型。旧城区服务型地块有323 个，其面积为11.70 km2，分别占服务型地块总数和面积的71.46%和62.32%，其旧城区聚集度略低于高效型居住用地。在旧城区内，其主要分布在甸柳新村、和平心村、泉兴小区、二七新村、舜玉小区等地区；相比于高效型，服务型居住用地集中区离城市中心远。新城区服务型主要分布在二环东路沿线，此外在高新区、西客站片区、长清区也有少量地块。

开发型居住用地空间分布相对分散，广泛分布在旧城区和新城区，且在两个城区均未形成明显的集聚中心。旧城区内开发型地块有205 个，其面积为8.51 km2，分别占开发型地块总数和面积的48.24%和37.98%；主要分布在旧城区北面和西面。新城区内开发型地块是220 个，比旧城区多5 个地块，其面积为13.89 km2，比旧城区多了5.39 km2。新城区开发型居住用地零散分布在东部新城、西客站片区以及长清区、大学城少量地块。

低效型居住用地空间分布范围更为广泛，未形成明显集聚中心，但其轴线分布特点明显。旧城区低效型地块232 个，其面积为12.86 km2，主要分布在经十路以南和工业北高架以北的区域；新城区低效型地块有407 个，其面积为29.09 km2，数量和面积均高于旧城区。新城区燕山新区、西客站片区、唐冶片区以及长清区、大学城都有较多低效型居住用地，在二环南路、旅游路、工业北路沿线也有少量地块。

3.2.2 分类引导

依据各类居住用地利用强度和服务效能以及地块规模、空间区位等特征，结合居民生活服务需求和未来住区发展趋向，制定不同类型居住用地差异化的引导策略。

高效型居住用地的容积率较高，居住人口密度较大，且公共服务设施相对齐全。此类居住用地既符合新时代国土空间节约集约利用要求，又满足居民居住生活需求。随着社会经济的发展，居民美好生活需要日益提高，对人居环境尤其是公共服务类型和层次有更高需求。顺应新时期新需求，未来高效型居住用地需结合人群需求多样化和个性化的特点，增加乐龄设施、颐养设施、儿童游乐场、终身教育等新兴公共服务内容，不断丰富和完善公共服务类型；另外，结合住区智能化发展趋势，搭建智能化公共服务平台，提供社区智能养老、智能医疗、智能物业等智能化公共服务。

服务型居住用地容积率较低，配有居民生活需要的基本公共服务，居住人口密度较大。结合国土空间高质量发展和居民美好生活需求，未来服务型居住用地需挖掘内部用地潜力，采用微更新模式将小区内零星地块和附属建筑改造为公共服务或公共活动空间，以此提高居住用地利用效率；同时结合人群需求和小区条件，采用多元化渠道改造老化公共服务设施，增加适老服务、快递服务、无障碍设施、社区食堂等公共服务和公共活动场地。

开发型居住用地容积率较高，但基本公共服务缺失，居住人口不多。此类居住用地多为城市向外拓展中新建的居民小区，是未来城市新增人口主要聚居地。未来开发型居住用地需按照社区生活圈配置和建设标准，补齐基本公共服务短板，健全基本公共服务体系，满足居民生活基本需求，提升人口吸引力和入住率；同时增加商业、快递、社区服务等公共服务和公共活动场地，完善居民便民服务体系，满足居民多样化生活需求。

低效型居住用地容积率低，基本公共服务不足，居住人口少，主要包括城中村、老旧小区以及外围高档居住区。对于城中村或老旧小区，结合城市更新或老旧小区改造，进行城市土地再开发，拆除新建为居住区或改为其他用地，提升用地集约节约利用水平。外围高档居住区，结合居民多层次需求特点，重点完善个性化和品质化的社区服务，而教育、医疗、出行等基本公共服务设施，则是融入周边社区生活圈范围。