（地图学与地理信息系统专业论文）基于gissd的济南市住宅地价时空模拟研究.pdf

山东师范大学硕士学位论文 中文摘要 土地价格是土地市场体系中最具代表性和敏感性的要素，是政府调控土地市场的重要 杠杆。随着房地产市场的高速发展，土地价格已成为社会各界高度关注的核心问题。住宅 地价是住宅市场供给方与需求方之间经济利益关系的平衡点，也是老百姓最关心的焦点。 目前，关于住宅地价的研究大多是基于统计学或是经验判断的方法，缺少多因素互动和空 间表达的预测研究方法。因此，本文从时空结合的层面上探讨住宅地价，从新的思路建立 基于动态的时空住宅地价预测方法。 本文以济南市住宅地价为例，在总结和评述了系统动力学及g i s 空间分析相关理论和 方法之后，构建了以s d 的多方案动态模拟和g i s 的空间模拟相结合的时空框架。首先从 济南住宅地价的影响要素出发，综合分析各要素之间的相互关系，确定模型中各参数和方 程式，构建住宅地价s d 模型，并对模型进行检验；然后借助a r c g i s 中地统计分析模块 生成数字地价模型，实现了时间模型和空间模型的结合。全文研究主要包括以下几个方面： 前言部分主要介绍论文的选题背景，研究目的和意义，相关研究动态以及本文的主要 内容和主体框架。第二部分介绍系统动力学基本理论及构建s d 模型的主要步骤，在综合 分析住宅地价影响因素的基础上，借助强大的系统动力学软件p o w e r s i m 构建济南市住宅 地价系统动力学模型，并对模型中涉及的土地年入市量和预售比等政策参数进行了仿真实 验，确定最优方案。第三部分首先介绍了g i s 空间分析的相关理论，并对其中地统计分析 理论及运用其建立数字地价模型的步骤作了相应的说明；然后利用获取的地价样点生成济 南市住宅数字地价模型。第四部分基于时间和空间两个角度、局部和整体两个尺度对济南 市住宅地价进行了综合分析，揭示了济南市住宅地价时空演化特征。最后总结论文的主要 结论、存在的问题以及今后的展望。 本文遵循传统系统动力学强调结构分析的特点，注重模型结构中空间因素的度量，选 取合适的空间概念，将g i s 的空间分析与s d 的动态模拟相结合，全面地描述、解析和模 拟具有复杂结构、时空因素的系统，较好地解决了济南市住宅地价时空模拟的问题，为地 价研究提供了一条新的技术路线。 关键词：g i s ；地统计学；系统动力学；时空模拟；数字地价模型 分类号：f 2 0 8 山东师范大学硕士学位论文 ac a s es t u d yo fs p a c e t i m es i m u l a t i o no fj i n a n sh o u s i n gl a n d p r i c e sb a s e do ng i s s d a bs t r a c t l a n dp r i c e sa r et h em o s ts e n s i t i v ea n dr e p r e s e n t a t i v ee l e m e n t so ft h el a n dm a r k e ts y s t e m a n di m p o r t a n tl e v e rw h i c ha r ec o n t r o l l e dl a n dm a r k e tb yg o v e m m e n t w i t ht h er a p i dg r o w t ho f t h er e a le s t a t em a r k e t ，l a n dp r i c e sh a v eb e c o m et h ec o r ep r o b l e mw h i c hc o m m u n i t yh i g h l y c o n c e r n e da b o u t h o u s i n gl a n dp r i c e sa r et h ee q u i l i b r i u mp o i n to ft h ee c o n o m i ci n t e r e s t s b e t w e e nt h es u p p l y - s i d ea n dd e m a n d - s i d e ，a l s oa r et h ef o c u so fp e o p l ec o n c e r n e da b o u t a t p r e s e n t ，m o s tr e s e a r c ha b o u th o u s i n gl a n dp r i c e sa r eb a s e do ns t a t i s t i c so re x p e r i e n c et o d e t e r m i n et h em e t h o dw h i c ha r el a c ko fi n t e r a c t i o nb e t w e e nm a n yf a c t o r sa n ds p a t i a le x p r e s s i o n t h e r e f o r e ，t h i st h e s i s ，b a s e do nc o m b i n a t i o no ft i m ea n ds p a c et oe x p l o r et h el e v e lo fh o u s i n g l a u dp r i c e s ，s e tu pt h en e wi d e ao fs p a c e - t i m eb a s e do nd y n a m i cp r e d i c t i o nm e t h o do ft h e h o u s i n gl a n dp r i c e t h i st h e s i st a k e sj i n a nf o ra ne x a m p l e a f t e rs u m m a r i z i n gt h er e l a t e dt h e o r i e sa n dm e t h o d s o fs y s t e md y n a m i c sa n d g i ss p a t i a la n a l y s i s ，t h ea u t h o rc o m b i n e st h et i m es i m u l a t i o na n dt h e s p a c es i m u l a t i o nu s et h es p a c e - t i m ec o n c e p t i o nm o d e l f i r s t ，b a s e do na n a l y z i n gt h ef a c t o r s w h i c hi m p a c to nt h eh o u s i n gl a n dp r i c e s ，t h ea u t h o ra n a l y s i st h er e l a t i o n s h i po fe l e m e n t s ， i d e n t i f ym o d e lp a r a m e t e r sa n de q u a t i o n s ，b u i l das dm o d e lo fh o u s i n gl a n dp r i c e sa n dt e s tt h e m o d e l t h e n ，t h ea u t h o rc r e a t e sd i g i t a ll a n dp r i c em o d e lw i t ht h eg e o s t a t i s t i c a la n a l y s i so nt h e p l a t f o r mo fa r c g i s ，t h et i m ed i s t r i b u t i o na n dt h es p a c ed i s t r i b u t i o na r ec o m b i n e ds u c c e s s f u l l y t h i st h e s i sc h i e f l yi n c l u d e ss e v e r a la s p e c t sa sf o l l o w s ： a tf i r s tp a r t ，t h eb a c k g r o u n d ，t h em e a n i n ga n dt h ep u r p o s eo ft h e s i sa r ef i r s t l ym a d ec l e a r ， a n dt h e nt h ep r e s e n ts t u d ya n dp r a c t i c ea th o m ea n da b r o a da r eb r i e f l yr e v i e w e d a tt h ee n do f t h i sp a r t ，t h ea u t h o rs h o w st h es t u d yt h o u g h ta n dt h es t r u c t u r ef r a m eo ft h ef u l lt e x t a ts e c o n d p a r t ，t h ea u t h o ri n t r o d u c e st h eb a s i ct h e o r yo fs y s t e md y n a m i c sa n dt h ep r o c e s st os t r u c t u r es d m o d e l b a s e do na n a l y z i n gt h ef a c t o r sw h i c hi m p a c to nt h eh o u s i n gl a n dp r i c e s ，t h ea u t h o r m a k e sat i m ed i s t r i b u t i o nm o d e lu s i n gt h es y s t e md y n a m i c ss o f t w a r e 一- p o w e r s i m ，w h i c hh a s p o w e r f u lf u n c t i o n s a tt h i r dp a r t t h ea u t h o ri n t r o d u c e st h eb a s i ct h e o r yo fg i sa n dt h es t e p so f c r e a t i n gd i g i t a ll a n dp r i c em o d e l ，a n dt h e nc r e a t e st h ed l p mo fj i n a n t h ef o r t hp a r ta n a l y s e s t h es p a c e - t i m ee v o l u t i o n a r yr e s u l t so fj i n a n sh o u s i n gl a n dp r i c e s f i n a l l y , t h ea u t h o rb r i e f l y s u m su pt h em a j o rc o n c l u s i o n so ft h et h e s i s ，g i v e ss o m ea d v i s ea n da s s u m ei nf u t u r e t h i st h e s i sf o l l o w st h ec h a r a c t e r i s t i c so fe m p h a s i z i n gs t r u c t u r a la n a l y s i so ft h et r a d i t i o n a l 山东师范大学硕士学位论文 s y s t e md y n a m i c s ，e m p h a s i z et h em e a s u r e o fs t e r i cf a c t o ri nm o d e ls t r u c t u r e ，s e l e c tt h e a p p r o p r i a t es p a c ec o n c e p t ，c o m b i n et h es p a t i a la n a l y s i so fg i sa n dd y n a m i cs i m u l a t i o no fs d ， a n dd e s c r i b e ，a n a l y z ea n ds i m u l a t et h ec o m p l e xa n ds p a c e t i m es y s t e m t h i st h e s i ss o l v e st h e p r o b l e m o fs p a c e t i m es i m u l a t i o no fj i n a n sh o u s i n gl a n d p r i c e sa n dp r o v i d e s an e w t e c h n o l o g i c a lr o u t ef o rt h es t u d yo fl a n dp r i c e s k e yw o r d s ：g i s ；g e o s t a t i s t i c s ；s y s t e md y n a m i c s ；s p a c e t i m es i m u l a t i o n ；d l p m c l a s s i f i c a t i o n ：f 2 0 8 l l 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 一一( 注：如 没有其他需要特别声明的，本栏可空) 或其他教育机构的学位或证书使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明 并表示谢意。 学位沦文作者签名：乏堤 导师签字：乙p 万胡 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解堂撞有关保留、使用学位论文的规定，有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。 本人授权堂撞可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可 以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在 解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 曼嬖 导师签字： 、 - f 奶根 签字r 期：2 0 0 年月幻r 签字日期：2 0 0 7 年归斓 山东师范大学硕士学位论文 1 绪论 1 1 选题背景 随着中国市场化改革的不断推进，国民经济持续高涨，传统体制下的产业结构关系迅 速变化，土地市场在市场经济体系中的地位越来越重要，土地价格已成为社会各界高度关 注的核心问题。土地价格作为土地市场体系中最具代表性和敏感性的要素，是反映土地市 场和土地供需状况的“晴雨表”，也是政府调控土地市场的重要杠杆。地价的水平及动态变 化不仅反映了土地市场的供求状况，还是城市经济发展和土地利用状况的指示器。地价的 高低及稳定与否，对房地产市场起着决定性作用，并直接影响国民经济的发展和社会的稳 定。 住宅地价是住宅市场供给方与需求方之间经济利益关系的平衡点，它不仅关系到住宅 产业发展和住宅市场发育，更反映了复杂的社会经济关系。随着我国国民经济的进一步发 展，人均g d p 及人均可支配收入的不断提高，住宅地价的不断变化已成为政府、居民、 开发商、金融行业等各方面关注的焦点，也极大地影响着各个方面的行为。 当前，关于住宅价格预测的研究虽有很多报道，但大多是基于统计学的方法，或者是 经验判断的方法，缺少多因素互动和空间表达的预测研究方法，限制了为决策者提供支持 的能力。因此如何从新的思路建立基于动态的时空住宅价格预测方法就显得尤为必要，且 具有理论和方法等方面的学术价值。 1 2 研究目的和意义 1 2 1 研究目的 g i s 处理空间数据及其表达空间信息的能力无需置疑，但对含有时间序列信息的动态 系统表达还很欠缺，而系统动力学( s y s t e md y n a m i c s ，s d ) 在时间尺度上可以很好地模 拟系统的动态行为，但是基于差分方程的系统动力学模型不能考虑许多空间因素，也不能 处理大量的空间数据，更不能模拟系统的空间要素及其状态1 1 1 。因此，在g i s 和s d 之间 建立联结，综合两个领域的优势，用s d 模型评价系统结构，预测系统未来发展，产生系 统时间序列描述( 动态信息) ；运用g i s 技术来处理空间数据( 空间分析) ，并产生空间描 述( 地图表达) 1 2 1 。本篇论文借助于s d 的动态模拟和g i s 的空间模拟，从住宅地价的影 响要素出发，构建住宅地价s d 模型，并对模型进行分析及实证研究；然后运用g i s 技术 的空间分析功能对住宅地价进行分析研究，建立数字地价模型，并生成最终地图，实现了 时间模型和空间模型的结合，为地价研究提供了一条新的技术路线。 山东师范大学硕士学位论文 1 2 2 研究意义 现实意义：住宅地价是由住宅需求和住宅供给共同作用决定的，是住宅土地市场运行 的核心机制。住宅地价不仅涉及市场的供给和需求，还涉及到土地供应、金融市场、国家 相关政策等各个方面，影响着国民经济的快速发展。因此，迫切需要构建一个合理的住宅 地价模型，对住宅市场进行可靠的分析、对政府调控和企业决策予以技术支撑、对住宅地 价的变动规律提供基本的分析方法。 理论意义：g i s 有别于其它信息系统的一个重要特征是语义和非语义信息的共同管理 及其空间分析。大多数g i s 系统能有效地管理、查询、表达、分析和处理静态的与地理空 间分布相关的信息，但却难以描述和模拟具有时间概念的复杂的系统行为及过程，不能展 示空间对象的动态特征。而在地理信息系统中融入可反映时间特征的模型和方法来增强 g i s 的空间分析功能，扩展g i s 的应用能力，则不失为一种可行而具有实践意义的方法和 途径。以空间分析为特色的g i s 技术环境下融入非空间动态模拟的s d 模型，可充分利用 两者的优势，g i s 空间数据与属性信息的紧密结合可为s d 模型的动态模拟研究提供有利 的环境，在系统边界定义、可视化成果表现等方面发挥重要作用；同时，s d 模型可扩展 g i s 空间分析功能，实现系统语义信息的动态演绎和系统行为的动态模拟及趋势预测3 1 。 1 3 相关研究动态及其简评 1 3 1g i s 用于城市地价的研究现状 在城市地价的g i s 研究方面，国外较多以g i s 作为属性计算的工具，以配合h e d o n i c 等方法的研究；国内的g i s 应用则主要集中于房地产估价与地价动态监测方面，主要是结 合政府部门的房地产数据库建设，开发基于g i s 的房地产估价系统和动态监测系统。g i s 应用于城市地价的研究在国内主要有： ( 1 ) 杜德彬和徐建刚( 1 9 9 7 ) 、杜忠潮和车自力( 2 0 0 2 ) 、蒋芳和朱道林( 2 0 0 4 ) 采用 g i s 技术和多元线性回归分析方法，建立地价区位模型，分别对上海市、咸阳市和北京市 地价与城市区位因子的线性关系进行了分析研究，表明城市地价与区位具有密切的关联 性，同时，地价的空间分布具有很高的向心性； ( 2 ) 陈浮、李满春等( 1 9 9 9 ) 、李玲、谷树忠等( 2 0 0 3 ) 利用地统计学分别分析了常州 市和北京市城市地价的空间分布，指出城市地价具有时变特征和各向异性，并且指出影响 不同类型地价空间分布的因素主要是交通状况、基础设施等确定性因素； ( 3 ) 吴宇哲、吴次芳( 2 0 0 1 ) 利用地统计学中的k r i g i n g 技术对杭州市中心城区住宅基 2 山东师范大学硕上学位论文 准地价进行空间分析研究，建立地价等值图，并通过与市场价格的比较分析，证实基于 k r i g i n g 技术的基准地价估价的可靠性； ( 4 ) 郑新奇、王家耀等( 2 0 0 4 ) 以济南市为例，建立数字地价模型，揭示了济南市城 市地价时空变化规律，为城市地价研究提供了新的研究途径； ( 5 ) 陈思源、曲福田等( 2 0 0 6 ) 、刘志坚( 2 0 0 7 ) 基于g i s 探索性空间数据分析框架， 利用江苏省镇江市的统计数据，对其城市地价分布信息进行了研究，表明在地价空间分布 信息的提取中，基于探索性空间数据分析方法的使用，是合理可靠的。 1 3 2 s d 用于住宅系统的研究现状 由于住宅系统影响因素很多，系统动力学模型十分复杂，因此目前还没有完整的住宅 系统动态性模型研究。国内不少专家对其进行了相关的研究，并取得了一定的成果。主要 研究论文有： ( 1 ) 王占波、王要武( 1 9 9 6 ) 构建了哈尔滨市城市住宅建设系统对哈尔滨市从1 9 9 0 年 到2 0 3 0 年间的人口发展状况、住宅建设、住宅资金等进行政策模拟； ( 2 ) 胡雨村、沈歧平( 2 0 0 1 ) 进行了香港住宅产业发展的系统动态学研究。将香港城 市住宅系统分为国民经济系统、人口系统、供求系统等六个子系统，在此基础上研究香港 城市住宅产业的发展问题； ( 3 ) 赵黎明、余震宇等( 2 0 0 3 ) 运用s d 理论，构建出我国住宅业发展的系统结构， 分析了影响我国住宅业发展的内部运行和外部协调因素，提出了使住宅业良性发展的政策 建议； ( 4 ) 金晓斌、殷少美等( 2 0 0 4 ) 针对住宅产业发展所具有的复杂系统特征，将城市住 宅系统划分为土地供应、住宅供应、住宅需求和住宅价格4 个子系统，对2 0 0 0 - 2 0 1 0 年南 京市住宅产业发展进行了分析和预测，并通过政策调控参数实验了政策变化对住宅市场发 展的影响。 1 3 3g i s 和s d 结合应用研究现状 将g i s 和s d 结合应用的文献相对较少，而且多数集中于交通方面的研究，相关研究 成果包括： ( 1 ) 裴相斌、赵冬至( 2 0 0 0 ) 将系统动力学方法和g i s 方法结合起来，建立了大连湾 水污染和控制系统模型，并进行时空模拟和调控策略研究，帮助决策者在二维空间上考虑 动态的环境与发展的矛盾； 山东师范大学硕士学位论文 ( 2 ) 余洁、边馥苓、胡炳清( 2 0 0 3 ) 结合g i s 与s d 方法，动态模拟预测了不同社会 经济发展策略对生态环境的影响，揭示了生态经济系统中社会经济发展与生态环境的相互 影响关系，为区域可持续发展提供决策支持服务； ( 3 ) 范弱( 2 0 0 4 ) 、葛志伟( 2 0 0 6 ) 在g i s 技术环境下融入s d 方法，对黑龙江省公路 交通系统进行了分析研究，实现了g i s 与s d 的初步集成，为道路运输管理部门制定政策 提供决策支持； ( 4 ) 邵立国( 2 0 0 6 ) 以吉林市交通规划为例，在对城市交通规划涉及到的环境问题进 行时空分解的基础上，提出了s d - - g i s 模型，并论述了模型技术选取的合理性。 1 4 主要内容与主体框架 1 4 1主要内容 本文以济南市住宅地价为例，在总结和评述了系统动力学及g i s 空间分析相关理论和 方法之后，构建了以s d 的多方案动态模拟和g i s 的空间模拟相结合的时空框架。s d g i s 模型是以数据相互利用为基础以解决具体项目问题为主要目的的松散式集成方式。s d 动 态模型产生的动态信息作为空间数据的属性或空间分析的调用数据，用来预期空间数据的 将来变化而产生动态地图。选择合适的空间概念，构建含有空间概念的系统动力学模型， 产生动态仿真信息数据，用来预期空间数据的将来变化，制作研究对象预期空间分布图( 1 j 。 ( 1 ) 从影响住宅地价的要素出发，综合分析各要素之间的相互关系，确定模型中各参 数和方程式，借助系统动力学软件p o w e r s i m 构建济南市住宅地价系统动力学模型，并对 模型进行检验；对模型中涉及的土地年入市量和预售比等政策参数进行仿真实验，确定最 优方案。 ( 2 ) 基于济南市城区土地级别和基准地价更新工作成果，将收集的住宅样点数据进行 预处理，统一到基准地价内涵条件下地价，然后代入济南市住宅地价系统动力学模型，分 别求出预测年各样点的地价预测值；基于g i s 平台，运用a r c g i s 地统计分析模块对预测 的地价值进行数据分析并进行插值，生成数字地价模型。 ( 3 ) 基于前面构建的济南市住宅地价s d 模型和数字地价模型，从时间和空间两个角 度、局部和整体两个尺度对济南市住宅地价进行了综合分析，揭示了济南市住宅地价时空 演化特征。 4 山东师范人学硕十学位论文 1 4 2论文框架 图1 1 论文框架 2 住宅地价系统动力学模型的构建 2 1 系统动力学概述 系统动力学模型( s y s t e md y n a m i c s ) 被誉为实际系统的实验室，是美国麻省理工学 院( m i t ) 福瑞斯特f o r r e s t e r ( j a yw f o r r e s t e r ) 教授于1 9 5 6 年首创的一种运用结构、功 能、历史相结合的方法，借助于计算机仿真而定量地研究非线性( n o n l i n e a r i t y ) 、多重反 馈( i n f o r m a t i o nf e e d b a c k ) 、复杂时变( d y n a m i cc o m p l e x i t y ) 系统的系统分析技术。系统 动力学主要是一种研究社会、经济、生态系统的理论与方法，可在宏观层次和微观层次上 对复杂、多层次、多部门、非线性的大规模系统进行综合研究h 】。 2 1 1 系统动力学的特点 系统动力学是一门分析研究信息反馈系统的学科，也是一门认识系统问题和解决系统 问题交叉的、综合性的新学科。系统动力学基于系统论，吸取了控制论、信息论的精髓， 分析系统，建立系统动力学模型并借助计算机模拟技术定量地研究系统问题。系统动力学 5 山东师范火学硕士学位论文 主要包括五大特点：( 1 ) 系统动力学是- - i - j 可用于研究处理社会、经济等一类高度非线性、 高阶次、多变量、多重反馈、复杂时变大系统问题的学科；( 2 ) 系统动力学的研究对象主 要是开放系统；( 3 ) 系统动力学研究解决问题的方法是一种定性与定量结合，系统思考、 系统分析、综合与推理的方法；( 4 ) 系统动力学是一种规范的模型，是社会、经济一类系 统的实验室；( 5 ) 系统动力学的建模过程便于实现建模人员、决策者和专家群众的三结合。 从不同角度对同一实际系统进行建模，可以得到该系统许多不同的断面，也就可能更 加全面、深刻地认识系统，从而找到更好的解决问题的途径。系统动力学认为：不存在终 极的模型，任何模型都只是在满足预定要求的条件下的相对成果。模型与现实系统的关系 可用图2 。l 形象地加以说明1 5 】l 6 1 。 图2 1 系统动力学模型与现实系统的关系 2 1 2 系统动力学软件p o w e r s i ms t u d i o 本文选用的系统动力学软件是p o w e r s i ms t u d i o ，是p o w e r s i m 软件的开发平台，是挪 威m o d e l ld a t aa s 公司的产品，包含1 6 种共1 5 0 多个财务、数学、统计、控制和图形等 方面的函数。p o w e r s i m 通过层次( l e v e l ) 、流( f l o w ) 、辅助( a u x i l i a r i e s ) 和链接( l i n k ) 等系统动态符号( s y s t e md y n a m i cn o t a t i o n ) 来构建系统，支持w i n d o w s 平台的动态数据 交换( d y n a m i cd a t ae x c h a n g e ，d d e ) 和对象的链接和嵌入( o b j e c tl i n k i n ga n de m b e d d i n g ， o l e ) ，并包含有大量的示例，使初学者可以很快的掌握它f 7 】。 基于这个平台，我们可以创建仿真模型并实施模拟和分析工作。p o w e r s i m 提供了丰 富的功能来处理商业和技术上的难题，建立模型并进行分析。p o w e r s i m 使用箭头连接方 式来表示和建立变量之间的依赖关系，软件平台提供有效的数据接口，用于模型和 6 山东师范大学硕士学位论文 m i c r o s o f te x c e l 和s a ps e m b p s 之间的数据交换，当建立完成仿真模型，我们可以使用 p o w e r s i m 内置的呈现控件，比如图形控件、图表控件、滑块控件、按钮等以丰富多彩的 方式来展现模型的仿真效果。另外，我们还可以使用超级链接、书签、框架和图形等方式 在模型的上层建立跟用户交换的接口。p o w e r s i m 还支持多用户的并发访问，它的数组处 理能力和工作组支持能力使得它成为连续系统的强大仿真工具。而且它的界面简洁美观， 对于非专业人员，只需经过简单的培训就可以让操作人员具有开发系统动力学模型的能 力。 2 2 济南市住宅地价系统动力学模型构建 2 2 1 研究对象的确定 任何一个模型的构建，首先要明确研究对象及其构成，这样才能有目的地进行分析。 本文涉及到的系统为济南市住宅地价系统，是以济南市房地产开发为核心单元构造的复杂 系统的一部分。由于房地产开发是一个庞大的系统，就其专业而言可以划分为住宅开发项 目、拟开发的工业或仓储项目、商业购物中心开发项目等等基本项目形式喁】。如果在论文 中充分考虑到每一个子系统以及相关的影响因素和反馈回路，那么这个课题已经超出一个 人在有限时间内所能完成的工作量。因此，本文只针对其中的一个子系统济南市住宅 地价系统进行分析预测，把与其相关的影响因素单独抽出来，这样就有利于将问题细化， 使模型构建更加完美，得到更加准确的预测结果。 系统边界是一个想象的轮廓，它把建模时所要考虑的全部因素划入其中，使之与其他 部分分隔开。在边界内部，仍然有无数重要程度不一的相关因子，本文采用避轻就重的原 则，与所研究的动态问题有重要关系的概念与变量将考虑进模型，而对所建模型影响不大 或几乎没有影响的因素，将忽略不计。确定了系统的边界，就可以通过调查收集的有关系 统的情况与统计数据，确定内生变量，外生变量，输入量等因素。 本文所构造的系统动力学模型的边界确定为济南市行政规划区边界。在系统内外，允 许有信息、物质和能量的交流，在设定初始条件时只考虑系统内部的状态。在划定的系统 边界之内，我们要着重分析对住宅地价产生影响的关键因素。这些因素，不仅包括住宅建 设系统中的建筑、流通和消费环节，还包括会对住宅地价产生影响的来自其他系统的多方 面因素，如国民生产总值、社会性投资情况、人口发展状况等等。所有这些情况都包含在 边界之内，相互之间发生着各种作用，编织一张复杂的关系网，这就是我们要确定的研究 对象。 7 山东师范大学硕士学位论文 2 2 2济南市住宅地价系统结构分析 本文所研究的系统是济南市住宅地价系统，研究内容十分复杂，充满各种变数，其内 部各影响因素之间关系错综复杂。因此我们必须从众多关系中理清头绪，准确把握关键点 和关键关系。对济南市住宅地价系统进行分析，保留重要的因素，去除不重要或无影响的 因素，搭建模型的网络图。首先考虑济南的经济特性，以确定区域整体经济形势是处在上 升阶段还是处在衰退阶段。然后收集并分析各种宏观基础数据，其中包括：国民生产总值 及其增长速度、人均国民生产总值、人口及城镇化水平、居民收入、政府法规政策等众多 因素。本文采取先分后总的方法，来处理收集的诸多因素，理清其间相互影响的机理。首 先将整个系统划分为若干个子系统，先分别对各个子系统作深入分析，然后研究各子系统 之间的相互影响，再综合考虑，根据各子系统之间的相互关系组合成所要研究的大系统。 本文把济南市住宅地价系统分成四个子系统：人口经济子系统、住宅需求子系统、住 宅供给子系统、住宅价格子系统。这些子系统本身就是一个复杂的集合，在其内部有众多 相互关联相互影响的因素；同时各子系统之间不是孤立的，而是通过某种渠道，某些因素 之间的关系相互交织在一起的，从而构成我们要研究的大系统一济南市住宅地价系统。 子系统分析是分析子系统局部各个因素之间的相互作用、反馈机制，其中也涉及到不 同子系统因素之间的相互作用，正是通过这种局部细节的研究，来揭示系统整体所具有的 性质。 2 2 2 1 人口经济子系统 人口经济子系统从根本上调控整个济南市住宅地价系统的运行，对济南市住宅地价的 发展具有较强的制约能力。该子系统变量主要包括人口总量、g d p 、城镇化水平、人口自 然增长率、人口机械增长率、g d p 增长率、城镇化增长率、人均g d p 、人均可支配收入 等。 8 山东师范大学硕上学位论文 城镇化水平 图2 - 2 人口经济子系统 其中，人口的增长主要包括自然增长和机械增长两部分。即使计划生育严格控制出生 率，但人口仍具备一定的自然增长率；人口机械增长则是指外地人口迁移带来的人口影响。 目前由于我国处于快速的城镇化进程，人口的机械增长量所占比例不断提高，是城市住宅 消费的一个重要群体。同时，随着社会经济的发展，国民生产总值( g d p ) 不断增长，人 均g d p 和人均可支配收入也随之增多，居民对生活质量的要求越来越高，导致人均居住 面积越来越大。 2 2 2 2 住宅需求子系统 住宅需求是指在一定时期内人们愿意并有能力购买或承租的住宅的数量。住宅需求是 住宅生产的出发点，它以住宅供给为目标。随着经济发展水平的不断提高，住宅需求已是 人们消费需求的一个重要方面，在住宅市场中具有极其重要的作用。该子系统变量主要有 住宅需求、住宅新增需求、住宅改善需求、房价收入比及其影响系数、人均居住面积等。 9 山东师范大学硕士学位论文 图2 3 住宅需求子系统 住宅需求的增加主要有两部分：住宅新增需求和住宅改善需求。其中，住宅新增需求 主要是随着人口数量的增长而形成的对住宅需求的增加；而住宅改善需求是指现阶段我国 旧房换新房、小房换大房、中低档房换高档房的改善性住宅需求，包括婚房在内的购房需 求在一定程度上也属于改善性需求。住宅改善需求与城镇化水平以及人口数量密切相关。 房价收入比是指住房价格与居民家庭年收入之比，其决定了由住宅理论需求增加转化为住 宅实际需求的程度。 2 2 2 3 住宅供给子系统 住宅供给受城市土地供给的最直接影响。土地资源具有极端重要性、稀缺性和位置固 定性的特点，这些特性决定了土地不像普通商品那样由需求决定供给，而是由供给来决定 市场需求。用来表述住宅供给的指标有很多，从供给面积角度描述的有：新开工建筑面积、 施工面积、竣工面积、批准预售面积、期末空置面积等；从投资政策角度描述的主要有： 住宅建设投资、预售比等。 1 0 山东师范大学硕士学位论文 oo 图2 4 住宅供给子系统 住宅供给包括可预售的期房和直接销售的现房，在计算中包括批准的预售面积和期末 空置面积。此处期末空置面积是指报告期末已竣工的商品房屋建筑面积中，尚未销售或出 租的部分，包括以前年度竣工和本期竣工可供出售或出租而未售出或租出的房屋面积。年 新开工建筑面积与土地入市量直接相关，同时也受住宅建设投资的影响。 2 2 2 4 住宅价格子系统 城市商品住宅价格由商品住宅综合开发费用和供求效益利润构成，其中商品住宅综合 开发费用包括住宅土地价格和住宅开发成本。城市住宅综合建设费用是指从获得土地使用 权到最终实现住宅的居住功能为止所发生的全部费用，是房地产开发成本的主要构成部 分，通常占房地产投资开发总成本的6 0 。而供求效益利润则是房地产商投资的最终目的 所在。 山东师范大学硕士学位论文 图2 - 5 住宅价格子系统 本子系统土地价格与土地年入市量以及住宅求供比密切相关。由于我国城市住宅综合 开发费用尚无统一规定，有的地区费用多达1 4 0 多项，为统计与计算方便，将住宅开发成 本分为建安成本与其他费用两部分。其中，配套设施费、开发管理费、相关税费等都包含 在其他费用中。 2 2 3参数估计与计算机仿真模拟 2 2 3 1 参数确定依据 系统动力学模型的基本结构是信息反馈，反馈模型的行为对参数变化并不敏感，其模 型行为的模式主要取决于模型结构而不是参数的大小。因此，以统计学信度的概念来估计 系统动力学模型参数是不必要的，意义不大。系统动力学对模型参数的准确度有恰当的要 求，即能够满足建模要求即可。因此，在资料不足，数据难以获得的情况下，我们可以采 取有效参数估计的方法。模型中的参数包括初始值、常数值、表函数等。为简化模型参数， 那些随时间变化不甚显著的参数近似取为常数值。本文对参数的确定采用了以下方法： ( 1 ) 应用统计资料、调查资料确定参数； ( 2 ) 利用专业知识，以历史数据为基础，运用统计方法、回归方程等数学方法确定参 数： ( 3 ) 根据模型的参考行为特征估计参数值； ( 4 ) 除了以上方法，在模型运行中，还要对系统参数进行不断修正，使其更加合理、 符合实际情况。 1 2 山东师范大学硕士学位论文 本文查阅了济南市过去十几年的各种统计年鉴，收集各类文章、期刊的有用数据，并 结合现状调查的方式获得大量第一手资料。对于根本无法取得的数据，利用上述方法对其 进行模拟猜测，并根据经验作合理的估计，确保模型数据及模拟结果的置信度。 2 2 3 2 重要参数的解释与确定 本文所构建模型包含人口经济、住宅需求、住宅供给、住宅价格四个子系统，所含参 数较多，限于篇幅，本节仅选择人口总量、城镇化水平、人均居住面积、新增住宅供给、 新开工建筑面积以及住宅供给实现、住宅需求实现等几个参数作为典型变量，给出确定过 程及依据。 ( 1 ) 人口总量： 目前济南市仍处于加速城镇化阶段，机械增长较快，这种现象今后仍会持续一段时间。 依据济南市土地利用总体规划测算，全市人口数量将在2 0 2 0 年前后达到峰值，其后开始 下降。从济南市历年统计年鉴可得：济南市总人口1 9 9 0 年为5 2 3 6 0 万人，到2 0 0 6 年增 长到6 0 3 3 5 万人，1 6 年间增长了7 9 7 5 万人，年均增加4 9 8 万人，年平均增率为0 9 5 。 参考济南市土地利用总体规划、济南市城市总体规划、济南市计生委人口预测报告等，最 终确定2 0 0 5 年 2 0 1 5 年济南市人口增长方案如下表2 1 所示。 表2 12 0 0 5 - - , 2 0 1 5 年济南市人口增长方案 ( 2 ) 城镇化水平： 经济的持续高速增长必然带动城镇化进程的加快发展。根据城镇化发展的客观规律， 济南市城镇化进程已进入加速发展阶段，未来一段时期城镇化水平仍将保持较高的增长速 度，至城镇化水平达到7 0 之后，将进入稳步发展阶段。城镇化水平一般采用城镇人口占 地区总人口的比重来表示。城镇人口是一个地域性概念，城镇地域内的常住人口即为城镇 人口，在我国现行的体制下城镇人口包括大城市的区、中小城市的办事处和建制镇的居委 会所辖地域内的常住人口。根据1 9 9 0 - - , 2 0 0 5 年济南市的城镇人口数据建立逻辑斯蒂预测模 型为： p ( t ) = 7 5 0 ( 1 + 4 3 6 1 0 9 木0 9 2 6 8 7 9 2 ) ( r = 0 9 3 9 6 8 ) 式中：p ( t ) 为预测第t 年的市域常住人口 1 3 山东师范大学硕士学位论文 r 为复相关系数 预测结果见表2 2 。 表2 - 2 济南市市域城镇人口预测单位：万人 ( 3 ) 人均居住面积： 根据统计数据分析，人均居住面积与人均可支配收入以及住宅均价密切相关。根据济 南市统计年鉴中数据，运用s p s s 统计软件建立回归方程为： s = 0 0 0 0 1 6 宰i n c o m e + o 0 0 0 4 l * h p + 1 6 3 5 8 9 ( r = 0 9 9 2 4 ) 式中：s 为人均居住面积 i n c o m e 为人均可支配收入 h p 为住宅均价 由于人均居住面积并不可能随时间而无限增长，因此，结合实际情况将其上限值确定 为3 5 m 2 人，当达到人均3 5 m 2 后将保持数值不变。 ( 4 ) 新增住宅供给： 住宅供给是指某一特定时期内，市场上可供出售的住宅数量总和，是一个状态变量。 新增住宅供给包括可预售的期房和直接销售的现房，定量计算时包括新批上市预售面积以 及当年新竣工面积中未预售完的面积和往年遗留的空置面积。济南市统计年鉴中对空置面 积的解释是：报告期末已竣工的商品房屋建筑面积中，尚未销售或出租的部分，包括以前 年度竣工和本期竣工可供出售或出租而未售出或租出的房屋面积。因此，本模型中住宅供 给包括批准预售面积和期末空置面积。相关数据见表2 3 。 ( 5 ) 新开工建筑面积： 济南市统计年鉴中对施工面积的解释是：报告期内施工的全部房屋建筑面积。包括本 期新开工的面积、上期跨入本期继续施工的房屋面积、上期停缓建在本期恢复施工的房屋 面积、本期竣工的房屋面积及本期施工后又停缓建的房屋面积。即本期新开工的面积和上 期未竣工面积之和。因此，新开工建筑面积- - 本期施工面积上期施工面积+ 上期竣工面积。 相关数据见表2 3 。 ( 6 ) 住宅需求实现、住宅供给实现： 本文中定义“住宅需求实现”与“住宅供给实现”相等，在计算中为年实际销售面积与年 预售面积之和。相关数据见表2 3 。 1 4 山东师范大学硕士学位论文 表2 - 3 住宅供需相关参数表单位：万m 2 ( 7 ) 预售比： 本变量是指由于政府出台的相关政策而确定的批准预售面积占新开工建筑面积的比 例。随着对商品房预售动态过程认识的逐步加深，并结合其他城市在这一方面的先进经验，