（环境科学专业论文）土地定级空间分析模型设计及其系统实现.pdf

a b s t r a c t a st h ed e v e l o p m e n to fc h i n e s el a n dm a r k e t ，t h et e c h n o l o g yo fl a n dc l a s s i f i c a t i o n a l s od e v e l o ps t r a i g h t l y t h ew o r ko ft o w nl a n dc l a s s i f i c a t i o nh a sc h a r a c t e r i s t i cs u c h a sl a r g ei n f o r m a t i o n ，t i m el i m i t e de f f i c a c y ，a p p l i e dt h eq u a l i t yo fm o d e lo fl a n d c l a s s i f i c a t i o nm u s tb ep r o m o t e d c o m p u t e rs c i e n c ea n dg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o n s c i e n c et h a td e v e l o pr a p i d l yn o w a d a y s ，a l s op r o v i d et h et e c h n i q u es u p p o r tf o rm o d e l o fl a n dc l a s s i f i c a t i o n t h ep a p e rc o n s t r u c t i o ns p a t i a la n a l y z e dm o d e lo fl a n d c l a s s i f i c a t i o n ，f o rt i a n j i nu p d a t i o no fr e f e r e n c el a n dp r i c e t h em o d e ls t a n d a r d i z e t h ep r o c e s so ft h el a n dc l a s s i f i c a t i o n ，p r o m o t e st h ew o r ko fl a n dc l a s s i f i c a t i o n e f f i c i e n c ya n dp r e c i s i o n t h ep a p e rm a i n l yr e s e a r c h i d e ao fs t r u c t u r ea n dp r o c e s so fm o d e l t h r o u g h a n a l y s i s ，c o m p a r et h em e t h o do ft h el a n dc l a s s i f i c a t i o n ，d e f i n et h ew a yo ft h el a n d c l a s s i f i c a t i o na n df i n i n s ht h em o d e lo nt h eg i s i nt h ep a p e r , t h ef i r s tc h a r a c t e r i n t r o d u c et h em o d e lo fl a n dc l a s s i f i c a t i o n sb a c k g r o u n da n dd e v e l o p m e n t a lc o n d i t i o n t h es e c o n dc h a r a c t e ri n t r o d u c et h et h e o r yo ft h el a n dc l a s s i f i c a t i o n t h et h i r d c h a r a c t e ri n t r o d u c et h ep r i n c i p l ea n ds t r u c t i o no fs p a t i a la n a l y z e dm o d e lo fl a n d c l a s s i f i c a t i o n t h ef o u r t hc h a r a c t e ri n t r o d u c et h em e t h o do fl a n dc l a s s i f i c a t i o n t h e f i f t hc h a r a c t e ri n t r o d u c et h ew a yo fm o d e l sa c h i e v e m e n ti nt h es y s t e m t h es i x t h c h a r a c t e rs u m m a r i z e st h ev i r t u ea n dd i s a d v a n t a g eo ft h em o d e l s p a t i a la n a l y z e dm o d e lo fl a n dc l a s s i f i c a t i o nh a sb e e nu s e di nw o r ko ft i a n j i n l a n d c l a s s i f i c a t i o n ，i n2 0 0 8 t h em o d e ls i m u l a t et h ep r o c e s so ft i a n j i nl a n d c l a s s i f i c a t i o n ，i n c l u d e dt h es o u r c eo fd a t a ，f i l t r a t i o no fd a t a , c a l c u l a t i o no fl a n d c l a s s i f i c a t i o n ，l a n dc l a s s i f i c a t i o nv a l i d a t e c o m p a r ew i t ht r a d i t i o n a ll a n dc l a s s i f i c a t i o n t h ep r o c e s so fm o d e lu s e sm u c hs p a t i a la n a l y z e dt e c h n o l o g y ，p r o m o t e st h em o d e l s e f f i c i e n c ya n dp r e c i s i o n ，e n r i c ht h em e t h o do fl a n dc l a s s i f i c a t i o n k e yw o r d ：m o d e lo fl a n dc l a s s i f i c a t i o n ，s p a t i a la n a l y s i s ，s a m p l e so fl a n d c l a s s i f i c a t i o n ，g e n e r a lf a c t o r so fc l a s s i f i c a t i o n 2 1 绪论 1 1 研究背景 土地是一切人类生活尤其是经济生活的最基本的物质条件和生产要素。随着 我国土地使用制度改革的深化，城市经济市场化程度的提高，人们对土地的价值 有了新的认识，土地使用权也纳入了市场经济运行的轨道。国家不仅要查清土地 资源的数量，而且要查清土地的资产数量地产的价值量，从而使土地定级估 价工作成为我国上地使用制度深化改革的客观需要【。 城市土地定级是把城市土地作为区位论研究客体，把各种已有的地理要素和 社会经济活动的空问配置作为区位条件，分析和研究这些区位条件在土地上的分 布和变化特点及它们相互结合对土地发生的综合影响和作用，可以揭示城市土地 的空间变化规律及其数量特征，根据区位空间差异，划分出城市土地级别【2 1 。 自1 9 8 9 年起，原国家土地管理局对各地提出的土地定级方法进行研究、分 析。在此基础上，于1 9 9 0 ，年颁布了城市土地定级规程( 试行) 以下简称规 程，确立了“以土地分等定级为基础，土地收益为依据，土地市场交易价格为 参考 的城市级别地价评估的原则和方法体系。1 之后，随着土地交易市场的 不断成熟，土地定级理论的不断发展，规程的内容也在不断扩充和完善。规 程的出台不仅确定了我国城镇适用的定级方法，而且明确了土地定级工作的步 骤流程，标准和方法细则。就土地定级工作实际操作而言，规程虽然详细的 提供了工作流程和各种定级方法，但对于这些内容都是分条陈述，内容松散，没 有将定级过程系统化，模型化。定级方法虽然介绍详细，但并未涉及对于各种方 法的综合使用，对比参照等问题。随着各大城市土地定级工作的行展，人们越来 越认识到将定级工作系统化，流程化的重要性。 我国现行的传统土地定级工作十分繁冗，尤其是大中城市的定级工作，数据 量大，定级法多，工作量巨大，高效精确地完成定级工作十分困难。随着地理信 息系统技术的应用和发展，g i s 技术被越来越多地应用到基准地价的更新工作 中。g i s 技术为土地定级工作极大提高了工作效率和工作精度，同时，使定级工 作变得更为直观。在g i s 系统开发之前，利用模型模拟系统运行的数据流程， 运算流程，为开发人员明晰定级工作流程有很实际的指导意义，目前国内外这方 面的研究还处在起步阶段。 1 2 研究目的和意义 目前，我国学者针对土地定级的方法研究很多，常见的方法有样点地价插值 定级法，多因素综合定级法，级差收集测算定级法，样点地价聚类定级法等等。 1 9 9 0 年，国家土地管理局颁布了城镇土地定级规程( 试行) ，法定将我国城镇 定级方法确定为样点地价定级法，多因素综合定级法，级差收集测算定级法三种。 对于不同类型的，不同规模的城市采用哪些方法，不同方法得到不同的定级 结果如何比较综合等方面，规程中并未作出说明。就具体某种方法而言，方 法实现过程中所涉及的参数的具体设置还具有很大的随意性，各种参数设置对土 地定级结果的影响还有待研究。 虽然，规程中对土地定级的工作步骤和定级方法的实施方法，介绍的十 分详细，但是，这些内容非常松散，并未形成一个完整的逻辑体系。事实上，规 程颁布的最主要的目的，是为土地定级的各个工作环节提供法定标准和参考， 例如，定级因子选择标准，定级图制作标准等。对于每一次定级工作而言，需要 我们将整个工作过程和各种定级方法系统化，模型化，来指导土地定级工作的实 施。本文所作的研究工作，便是以土地定级为研究对象，将土地定级方法模型化， 在定级方法综合应用的基础上，构建土地定级空间分析模型，为土地定级工作以 及相关系统开发提供指导。 空间分析建模是对空间分析模型进行建模的过程，是综合分析处理和应用空 间数据的有效手段，也是开发地理信息系统( g i s ) 不可或缺的步骤【4 1 。利用空间分 析建模方法构建土地定级模型，具有以下多方面的优点： ( 1 ) 土地定级空问分析模型在对土地定级过程的模拟过程中，能有效地考虑 到地价和地理要素之间找出因果关系或联系，从而优化模型的解决过程 ( 2 ) 土地定级空间分析建模可引入成熟的数学模型2 1 ，有效减少地价空间分 析工作量，提高分析结果的准确性 ( 3 ) 土地定级空间分析模型能够简练而准确的描述分析数据、过程等，有利 于信息交流和复用。 1 3 国内外研究现状 ( 1 ) 国外研究进展 国外一些发达国家，如美国，由于市场经济比较完善，土地交易市场成熟， 2 城市土地价格更多地依靠土地市场中价值规律的引导，这些国家中土地由市场定 价为主。而另一些国家如德国、英国、日本等，虽然土地市场也比较成熟，但政 府仍然采取了一些手段，试图引导土地价格。这些国家大多采取颁布一些标准地 块土地价格或采取将某些地域分级定价的方法，引导市场中的价格走势。 日本早在1 9 7 0 年就颁布实施了地价公示法，由政府每年在固定时间调查 和评估公示地价，以便对一般土地交易给予一个合理的价格指导，并作为公共事 业用地购入价格和土地价格计算的标型7 l 。 在德国，各州每隔- n 两年，要由估价委员会把各城市分区域的地产交易价 格进行整理，分区域求算平均价格并公布于众，这种平均价格称为公开参考价格， 类似于我国的基准地价，由当地政府组织评剧引。 总体上来说，国外有关土地定级估价方法与我国不尽相同，但他们这方面的 的研究较早，土地定级估价工作已经发展的较为成熟，形成了比较完善的土地定 级估价理论。在此基础之上，很多国家开发出一批优秀的土地定级估价信息系统， 。例如德国的“自动化交易案例收集系统”，加拿大g i s 土地定级管理系统等。土 地定级估价信息系统使土地定级估价成果体现出估价工作的科学性、规范性、先 进性和高效性【9 - 1 1 1 。 ( 2 ) 国内研究进展 由于一些历史原因，我国土地市场和房地产市场建设较晚。在房地产市场起 步初期阶段，我国城市的土地定级工作缺少实地土地交易案例资料，土地定级大 多采取根据土地区位因素划分土地等级，或根据土地级差收益划分土地等级的方 法。这两种方法都存在一定的缺陷。 土地级差收益定级法要求从企业利润中准确地分离出级差收益。由于我国的 特殊国情原因，这个方法的实施存在很大的困难。其一，由于我国当前的高社会 福利和低工资制，无法准确地确定劳动力成本从而合理估计企业利润量；其二， 由于缺乏公认的社会资金平均利润率，带来了区分并剔除企业资金占有量对企业 利润影响的困难；其三在土地丌发利用过程中，一些垄断性、政策性影响因素的 差异，往往造成企业利润的较大差异，剔除这些因素的影响十分困难。同时，由 于企业商业信息的私密性，使得有关资料的收集相当麻烦，甚至得不到或得到不 真实的资料【1 2 】。 3 根据土地区位因素的差异定级时，级别划分的依据与土地实际价格无关。定 级过程中因素因子的选择，因子打分易受人为主观因素的影响，很容易造成土地 级别与实地土地价格之间的偏离。 近几年，随着我国城市房地产业的蓬勃发展，土地交易市场日益活跃。部分 城市开始采用以土地交易实例价格进行土地级别的划分工作。采用这一技术路 线，无论是在定级工作的效率，还是在定级结果的科学性上，都比以前有较大的 改进。 目前，我国学者针对土地定级的方法研究很多，国家土地管理局也已出台了 相应的土地分等定级规程。近年来这方面的研究成果有：董黎明、胡存智、林增 杰、严星、鹿心社1 1 3 】主要对土地定级的基本方法进行了研究。邱道持【1 4 】在重 庆市城区土地定级方法论探讨中对适用于重庆市的土地定级方法进行探讨。欧 阳安蛟【1 5 】在山地城市土地评价的研究中分析了山地城市的土地价值变化特 点，分析了适用于此类城市的土地定级方法。任志远1 1 6 l 在我国西部城镇土地 定级估价的特点中探讨了适用于我国西部城镇的土地定级模型。蔡继祥1 1 7 】在 土地定级估价中地图的应用与编制中介绍了地图在土地定级过程中的应用， 以及编制过程。 对于土地定级地理信息系统方面的研究也很多，如基于g i s 的城镇土地定 级理论及方法的研究 i s 】( 戴建旺，蒋文彪) ，城镇土地定级计算机辅助系统 1 1 9 】何建农，陈为等。目前专门针对土地定级g i s 系统建模方面的研究还不是很 多，这一领域尚处在起步阶段。 1 4 本文主要研究工作 为探索适合我国土地市场比较成熟的大中型城市的土地定级方式以及配合 天津市土地定级工作，本文重点探讨了土地定级空间分析模型的构建思路和建模 过程。 首先，本文完成土地定级的工作流程和技术流程的建模工作。针对天津市土 地市场比较成熟的条件，文中对土地定级方法进行了分析比较并进行取舍，确定 了使用样点地价定级法为主，多因素综合定级辅助参考的定级方法执行方案。将 这一方案系统化、模型化，完成了模型构建。 之后，本文对模型中所用的定级方法的总体技术过程和关键技术环节进行了 4 介绍。文章介绍了样点地价定级法，多因素综合定级法的具体技术流程，详细论 述了空间插值技术在样点地价定级方面的应用，地统计检验在样点筛选方面的应 用，空间聚类方法在土地地块合并方面的应用，空间叠置技术在定级面差异比较 结合以及定级面验证方面的应用。 最后，文章论述土地定级空间分析模型在天津市基准地价更新系统土地 定级模块中的应用。介绍了空间分析方法在g i s 平台上实现的关键技术，以及 系统中这些模块的实现方法，验证了该模型的实践效果。 2 城镇土地定级基本理论 2 1 城镇土地定级概述 ( 1 ) 城镇土地定级背景 自上世纪八十年代末期，随着房地产市场和土地市场的不断开放，我国土地 使用制度由无偿，无限期，无流动变为有偿，有限期，有流动，土地使用权的转 移由自发，隐形，无序逐步向依法，公开，有序转变，土地已成为一种资产例。 为了避免国有资产流失，合理引导土地市场价格走向，我国政府开始组织大规模 的国土资源调查，分级，定价工作，建立了具有中国特色的城镇分等定级地价体 系，并定期向社会公布基准地价和标定地价，引导土地市场价格走向。 基准地价是我国地价体系的核心内容，它是各城镇按不同的土地级别、不同 地段分别评估和测算的设定内涵条件下的商业、工业、居住等各类用地和综合土 地级别的土地使用权的区域平均价格。由于基准地价是分级计算，所以计算基准 地价的前提，便是完成土地定级工作。土地定级是基准地价颁布的前提和依据， 是制定城市定价体系的首要工作。 ( 2 ) 土地定级的概念 城镇土地定级h 1 是根据城镇土地的经济和自然两方面属性及其在社会经济 活动中的地位、作用，对城镇土地使用价值进行综合评定，并使评定结果级别化。 城镇土地定级的目的是为全面掌握土地质量及利用状况，科学管理和合理利用城 镇土地，以及为土地估价、征收土地税费和制订城镇土地利用规划、计划提供依 据。 ( 3 ) 城镇土地定级的任务与目的 城镇土地定级住订是根据城镇土地的经济和自然两方面属性及其在社会经济 活动中的地位、作用，对城镇土地使用价值进行综合评定，并使评定结果级别化。 城镇土地定级的目的是为全面掌握土地质量及利用状况，科学管理和合理利用城 镇土地，以及为土地估价、征收土地税费和制订城镇土地利用规划、计划提供依 据。 ( 4 ) 土地定级对象 土地定级的对象瞳是城镇总体规划确定的用地范围内的所有土地。土地定级 工作以城镇总体规划确定的用地整体为单位进行。城镇附近的独立工矿等用地也 6 可一起进行评定。 ( 5 ) 土地定级成果形式 土地定级的最终成果是将城镇总体规划范围内土地，按照城镇土地定级 规程要求和实际需求，分成若干级别地。定级成果往往有城镇土地分等定级图， 城镇土地级别分界图，城镇土地定级报告等。 2 2 土地定级基本原理 2 2 1 土地定级理论基础 土地定级工作技术性和实践性很强，其理论当然来源于实践，但同时又反过 来指导实践。土地估价涉及的基本理论有地租理论、土地区位理论等。 2 2 1 1 区位理论 区位是由自然、经济和社会各要素之间相互左右而形成的一个综合实体的概 念，是自然界的各种地理要素和人类社会经济活动之间的相互联系和相互作用在 空间位置上的反映。也是自然地理区位、经济地理区位和交通地理区位在空间地 域上有机结合的具体表现妇2 1 。城市土地区位是城市社会经济等活动在空间分布的 位置，这些位置又可分为经济位置、自然位置等，但影响土地效益发挥的主要因 素是土地的经济位置，由于所处的位置不同，企业所获取得经济报酬或区位报酬 就会不同。由此导致了，对于经济活动而言，不同位置的土地交易价值不同。 多因素综合定级法既是将具有相同区位价值的土地划分为同一级别，将不同 区位价值的土地划分为不同级别，形成了土地分等定级体系。在本模型所论述的 多因素定级法中，影响土地区位的因素包括社会经济、自然和行政等因素。 ( 1 ) 社会经济因素 社会经济的发展水平是影响土地区位最重要的因素，它包括以下几方面啪朋1 。 a 繁华程度 所谓繁华，是指城市某些职能的积聚，对企业和区民产生巨大的引力的结果， 并在土地上创造高额的利益和利润，在外观上则表现为城市生活交往最频繁、最 活跃的地区。由于商业的积聚具有很大的吸引力，而且获取的级差收益最高，因 此商业服务设施的积聚程度可以用来表示繁华程度。 b 通达程度 通达程度是把通行距离和时间作为一个整体，既要求通行距离短，以节约运 7 费，同时又要有四通八达的交通网络，把出行的时间减少到最低程度。反映通达 程度的因素主要包括道路功能、道路宽度、道路网密度、公交便捷度和对外设施 的分布状况。 c 城镇设旌的完备程度 城市的基础设施包括交通、能源、排水、通信、环境绿化保护、抗灾防灾等 设施，它是城镇发展必不可少的物质基础，其配套设施与城镇居民正常生活和工 作有密切联系，它包括医疗、教育、银行、储蓄、邮政、商业、服务业、行政机 构等设施，对城镇的经济效益和社会效益也能产生间接影明。 d 人口密度 人口密度反映人地之间的相互关系，即单位土地面积的人口数量。人在城市 中是最活跃的因素，对土地区位的好坏产生重大影响。人口密越高，购买力越强， 有利于促进商业中心的形成：人口达到一定的数量和密度，才能配套建设比较完 善的城市基础设施、服务设施。 ( 2 ) 自然因素 自然因素乜8 瑚1 也是影响土地区位的重要条件之一。环境质量、地形坡度、土 地承载力，洪水淹没及排水状况、地质构造以及城市的自然景观都汇兑土地区位 的优劣产生影响。 a 地形坡度城镇主要建筑物战地都要求地势平坦、排水良好、土方工程 量小、以节省开发投资。当坡度超过一定限度，就要采取工程措施，挖土填方， 平整土地，修建挡土墙和护坡工程。地形起伏的地区，坡度对道路网的建设和 交通的营运管理也有很大影响。 b 土地承载力城镇的各类建筑物都要求天然地基稳固，具有较强的承载 力和良好的地质条件，以节约建筑造价。 c 洪水淹没及排水状况分布在沿江沿海地带的城镇，每到洪水季节，一 些地势相对较低的土地经常遇到洪水淹没，有些地段则因为坡度过于平缓而排 水不畅，雨季经常积水，这种情况都影响城市正常的生产生活，使土地贬值。 d 公园与绿地园林绿地有净化空气、美化环境、改善城市小气候、丰富 城市居民室外活动等多种功能，是城市环境与生态系统的重要组成部分。 e 环境质量在工业化和城市化的工程当中，环境问题不仅困扰着城市的 8 发展，危及居民的切身利益，同时也直接影响土地区位的优劣。 ( 3 ) 行政因素 影响上地区位的行政因素主要是城镇规划，合理安排好城镇各类用地，是 城镇规划的主要内容，虽然规划涉及的土地利用是未来的目标，但土地区位的优 越在现实的土地市场中就会表现出来。 2 。2 1 2 地租理论 地租理论是土地经济学的最基础理论和核心部分。它为土地资源的综合评价 和开发利用，制定有关地价、地税政策，调成土地收益分配关系，促进国民经济 的发展具有重大的指导意义。从地租理论与地价的关系来看，地租理论从质和量 的方面揭示了地价产生的根源，土地价格不是土地的购买价格，而是土地使用权 的购买价格，是地租的资本化。因此，要了解土地价格必须先了解地租理论。 ( 1 ) 地租啪1 的概念 地租的最初含义是泛指报酬或收益，尤其是指为利用农用地而须支付的金 额。就各种社会经济形态下地租的最一般特征来讲，地租是直接生产者在农业中 所创造的生产物被土地所有者占有的部分，是土地所有者借以实现的经济形式。 根据地租产生的原因和条件，马克思把地租区分为级差地租和绝对地租，指出这 是资本主义地租的两种基本形式。此外，还有垄断地租、矿山地租、建筑地租等 形式。近代西方经济学把地租的概念加以扩充，分为广义地租和狭义地租。广义 地租，是指利用一切生产要素，如土地、劳动力等而取得的所有超额利润。狭义 地租，是指为利用一切土地所须支付的超额利润。 ( 2 ) 马克思主义的地租理论 马克思的地租理论，是在批判性地继承和改造了资产阶级早期地租理论的基 础上创造起来的地租理论。通过运用科学的劳动价值论、剩余价值论以及科学的 利润理论和生产价格理论，对资本主义的地租进行了深入分析。马克思指出，资 本主义地租是以资本主义土地私有制为一前提的，是土地所有者凭借土地所有权 不老而获得收入，其特点在于土地所有权和使用权的分离。马克思从土地所有制 入手，对地租进行了分析，指出无论地租的性质、内容和形式有何不同，但都是 土地所有权在经济上的实现。马克思还对地租产生的原因和条件进行了分析和研 究。根据地租产生的原因和条件，马克思总结了资本主义农业生产长期实践的经 9 验，从原则概括的高度，精辟地地揭示出，级差地租和绝对地租“两个地租形式， 是唯一正常的地租形式乜3 j 。 马克思认为，资本主义级差地租产生的条件，是由于土地自然条件的差别， 经营较优土地的农业资本家获得的，并最终归土地所有者占有的超额利润，其来 源是产品的个别生产价格与社会生产价格的差额。因为这种地租与土地等级相联 系，在等量投入的情况下，土地等级不同，土地收益便不同，地租额也不同，这 就形成了不同层次的地租，故称为级差地租。 绝对地租是指土地所有者凭借土地所有权垄断所取得的地租。马克思在分析 级差地租时，为了说弥概念级差地租而假定劣等土地是不缴纳地租的，但是，假 如列的土地不能给土地所有者带来任何好处，土地所有者就会宁愿让土地荒芜， 决不肯白白供农业资本家使用。所以，即使是劣的土地，也必须使上地所有者获 得一定量的地租。这种由于土地私有权的垄断所勒索到的地租，就是绝对地租。 因此说，绝对地租是指土地所有者凭借土地所有权垄断所获得的地租。 2 2 1 3 竞租理论 城镇的一切经济活动都遵循一定的经济规律，城镇各种活动的区位选择决定 于其支付该区级差地租的能力。各种活动彼此竞争使用土地，并透过土地供给， 以需求价格的调整来决定各种活动的均衡区位，根据阿隆索的竞租理论，靠近城 镇中心的土地，是由能支付最高租金的使用者获得，由于土地使用者对区位的偏 好，租金会因距城镇中心距离的增加而急剧减小。因此，在第一个使用者决定其 土地消费量后，次高的租金支付使用者将取得靠近中心土地的地块土地，依次类 推，直至最后的一个边际使用者为止( 如农业使用) 。具体地讲，商业用地占据或 靠近市中心，其次是与商业批发有关的加工业，再次是住宅，那些大工业的区位 则是在城镇的最外围。阿隆索的竞租理论指出了土地质量优劣衰减的规律雎引。 2 2 2 土地定级原则 2 2 2 1 综合分析原则 土地定级应对各种经济、社会、自然因素进行综合分析，按综合差异划分土 地级。土地级既要反映土地在经济效益上的差异，也要反映土地在经济、社会、 生态等综合效益上的差异。 2 2 2 2 主导因素原则 1 0 土地定级应根据城镇内影响土地质量优劣和土地使用价值高低的因素种类 及其作用的差异，重点分析对土地级起控制和主导作用的因素，突出主导因素的 影响。 2 2 2 3 地域分异原则 土地定级应掌握土地区位条件和特性的分布与组合规律，并分析由于区位条 件不同形成的地域分异状况，将类似地域划归同一土地级别。 2 2 2 4 土地收益差异原则 土地定级应在初步划分的土地级别上对土地收益差异明显的有关行业进行 土地收益和土地价格测算，测算值作为确定土地级别数目和了解行业收益差异 的重要参考依据，土地级别高低应与土地收益或土地价格高低相对应； 2 2 2 5 定量与定性结合原则 土地定级应尽量把定性的、经验性的分析进行量化，以定量分析计算为主， 必要时才对某些现阶段难以定量的社会、经济因素采用定性分析。 2 2 2 6 综合定级与分类定级相结合的原则 在土地利用类型分异不明显的中小城镇，可以采用综合定级；而在土地利用 类型分异较明显的城镇或各种不同类型用地质量优劣区域较分散的城镇，一般要 进行分类定级。 2 3 城镇土地定级方法 ( 1 ) 多因素综合定级法 城市中不同位置的土地，由于具体交通条件，周围社会经济状况和自然条件 不同，具备不同的区位价值。在区位价值的差异引导下，人们改造土地的方式和 投入资本的不同，其带来的级差收益也有一定的差别，由此形成了城市土地的质 量等级。从形成土地级差收益的原因入手，综合评价影响土地级差收益的各种因 素，能够间接反映出土地的自身质量和实际生产条件的差异，从而确定土地的级 别。 多因素综合定级法既是根据区位差异选择的目标原则，以土地单元为样本， 选择影响土地单元区位价值的因素因子作为评价指标，并赋予相应的权重值，然 后用加权分值和的公式进行累加，用适宜的标准划分土地级别乜们。 主要步骤乜明包括： a 资料收集。多因素综合定级法评价城市的区位差异，主要依据城市的基础 地理信息，社会经济信息和环境条件信息。定级工作者必须收集相应的信息数据 例如城市交通数据，重要商业网点数据等，用于定级计算。 b 定级因素选择与权重确定。在一次定级工作中，针对不同的土地利用类型， 要选择不同的定级因素及其相关权重。每一种因素的权重值，必须组织相应的专 家采用特尔非法确定。 c 测算定级因素的作用分及作用半径。在确定土地定级因素因子之后，依据 城镇土地定级规程计算每一种因素的对周围土地的影响力即作用分值，对土 地的影响范围即作用半径。 d 因素作用分值及单元总分值计算。每一种因素，依据其作用分和作用半径，计 算其对每一个土地单元格的影响分值，之后根据权重，计算单元格总分值 e 土地级别划分。依据各土地等级分值要求范围，将土地单元聚集，形成土地级 别。 ( 2 ) 级差收益定级法 级差收益测算法首先凭经验初步划分土地级别，然后以发挥土地最大使用效 益的商业企业利润进行分析，从中剔除非土地因素如资金，劳动力等带来的影响， 建立各种回归统计模型，测算土地的级差收益，从而划分土地级别幽3 。该方法的 基本思想是从土地的产出，即企业的利润入手，用土地的级别收益来确定土地级 别。级差收益是土地收益区位差异的具体表现。 企业利润可以视为土地区位、资金、劳力等因素共同作用的贡献，通过对企 业利润的分析，从中剔除非土地因素如资金、劳力等的影响，即可测算出土地的 级差收益，进而划分土地级别。 ( 3 ) 样点地价定级法 样点地价定级法是根据地价水平高低一致性在城市地域空间划分地价区块， 制定地价分区，从而划分土地级别。样点地价定级法又称为以价定级法或地价分 区定级法。 其基本步骤如下： a 样点数据检验剔出 在一组样点地价样本中，由于某些特殊因素影响而造成单位地价或单位租 1 2 金，数据明显高于或低于其它样本。这些样点地价值是不符合，该地区地价水平 的。在进行定级工作之前，要把这些样本数据进行剔除，保证定级结果的科学合 理。 b 样点数据插值 通过样点数据插值，将样点的点地价数据，转换为面地价数据，形成具有不 同地价水平值的土地斑块，以供将土地划定区块。 ( 4 ) 划定区块 根据样点插值的结果，参考交通，区域环境等因素，将土地斑块修正，裁弯 取直进一步划分为区块。 ( 5 ) 确定土地级别 利用聚类方法，将地价水平相近的土地区块进行合并，形成土地级别体系， 初步完成土地定级工作。 1 3 3 土地定级空间分析建模 3 1 土地定级空间分析模型基本概念 模型的包罗范围很广，从模拟的对象来看，可以广义的分为两种： 一种是物理模型：是指保留现实系统的外型特征，根据其结构，只对其尺寸 放大或缩小，用实物构造成的模型，有时也称其为仿真模型或形象模型。如沙盘 模型、玩具模型等。 另一种是抽象模型：是指用文字、图表、符号等对现实系统( 事物) 及其联系 进行一定的抽象描述，以达到从整体上认识和把握事物的目的，抽象模型是一种 逻辑关系模型。如数据结构模型、人口系统中的预测模型等。本文研究的模型范 畴专指抽象模型。 3 1 1 空间分析建模 空间分析是基于地理对象的空间布局的地理数据分析技术。简单地说，可以 认为所谓空间分析，就是利用计算机对数字地图中的数据进行分析。空间分析模 型即模拟地物信息空间分析方法的模型。将空间分析技术引入到土地定级模型是 模型本身自身功能上的需要，主要有以下几点原因： ( 1 ) 将空间分析技术引入到土地定级工作，可以大幅度提高土地定级工作的 工效率和工作精度。以多因素综合定级法为例，计算某因子对周围方格的影响。 原先的方法是：首先，在地图中，手动测量该因子与周围方格的距离。之后，选 择，该因子的距离衰减模型。最后，将距离带入到模型算法中，得到因子对于某 一方格的影响分值。计算每一个方格，都要重复以上步骤，工作十分繁琐，而且 因子与方格之间的距离由操作者手动测量，会造成很大的误差。 采用空间分析技术，计算机可以自动分析地图中所有方格与因子的空间关 系，筛选出不属于因子边界范围内的方格，得到这些方格与因子的距离从而计算 出影响分值。各旧的定级手段相比，空间分析技术不仅极大地减少了人为的工作 量，同是避免了由于手动测量造成的误差，提高了工作效率和工作精度。 ( 2 ) 将空间分析技术引入到土地定级工作，丰富了定级工作的计算方法。样 点地价定级法是近些年来越来越被认可的一种定级方法，其原理就是通过分析大 量交易样点的地价数据，来划分土地级别。样点的地价数据属于点数据，如何将 1 4 点数据转化为定级所需的面数据是这个方法的核心。空间插值技术解决了这一问 题，它可以将样点的点地价数据，转换为面地价数据，使这种方法切实可行。 ( 3 ) 将空间分析技术引入到土地定级工作，可以使土地定级工作更为客观、 合理。在系统空间分析模块中，定级者可以查询到定级边界周边的对经济环境和 社会环境有影响的重要地物信息。根据该地域的实地信息特征，判断定级边界范 围，从而使定级工作更加合理、更切合实际环境。 3 1 2 土地定级空间分析模型概念 模型是一个真实系统或现实活动过程的的概括和描述。模型按模拟方式和模 拟对象不同可以分为三种类型 ( 1 ) 事物模型 运用数学方法或逻辑，定量的模拟某一事物的外表特征或运动变化发展规律 的模型。例如，克拉索夫斯基椭球体模型，波浪运动模型等。 ( 2 ) 算法模型 运用数学逻辑或方法，模拟某些数学算法的逻辑过程和计算方法的模型。例 如，克罩金插值算法模型，模糊聚类数学模型等。 ( 3 ) 过程模型 运用文字、图表、符号，模拟某些事物的工作过程、运行流程的模型。例如 各种工作流模型。 本文所探讨的土地定级空间分析模型是一种广义上的综合模型。首先，它模 拟了整个土地定级从最初的数据检验，定级分析，到结果验证的全过程，属于一 种过程模型。其次，本模型还模拟了土地定级工作中的一些核心算法，如反距离 权重插值算法，空间衰减算法等，这属于算法模型的范畴。 土地定级空间分析模型是指运用空间分析技术如地统计分析，空间叠置分 析，分析地价空间关系；综合运用多种定级方法完成土地定级，模拟土地定级总 体工作流程的过程模型。 3 2 土地定级空间分析模型目的需求 土地定级是城市基准地价更新工作的核心环节，是建立城市地价体系的基 础。本文所探讨的土地定级空间分析模型，即是对天津市基准地价更新系统土地 定级模块的空问建模。天津市基准地价更新系统工作流程图见图3 1 ： 1 5 图3 1 天津市基准地价更新系统工作流程图 从上面的流程图中可以看出，天津市基准地价更新工作主要分为三大部分： 一，样点的估价计算。二，利用样点数据和城市基础地理数据划分城市土地级别。 三，分级别计算土地的基准地价。在这个工作流程中，土地定级是中间环节，起 到承上启下的作用。模型利用估价模块的估价结果划分土地级别，基准地价计算 模块在根据定级结果，分级计算基准地价。 综上所述，土地定级空间分析模型的主要工作就是利用样点的估价计算结果 和城市基础地理数据，划分土地级别，为基准地价计算提供依据。 3 3 土地定级空间分析模型构建 3 3 1 土地定级空间分析模型假设条件 ( 1 ) 定级研究对象为土地市场发展成熟的大中型城市的城市用地。 在我国，土地市场开放较晚，一些中小城市的土地市场和房地产市场至今尚 未完全开发，不同级别城市的土地市场成熟程度相差较大。土地市场成熟程度关 系到定级方法的选取，涉及到土地定级工作的核心环节。 ( 2 ) 地价样本基本符合j 下态分布要求。 在城市地价的空间分布中，一个地价区块内的地价总体分布应当一致。同时， 1 6 地统计空间分方法( 反距离权重插值，克里金插值) 要求数据样本基本符合正态 分布。 3 3 2 土地定级方法分析选取 土地定级空间分析模型最终目的是完成土地定级工作，并计算出个级别土地 的基准地价。目前，国内外学者对土地定级方面研究成果很多，土地定级方法也 层出不穷。由国土资源部编制的城镇土地定级规程中，主要介绍了三种方法： 地价插值定级法，多因素综合定级法，收益还原定级法。 ( 1 ) 多因素综合定级法 多因素综合定级法即通过综合评价影响土地质量的各种因素确定土地级别 的方法【1 1 】。城市中不同位置的土地，由于受到具体交通条件，周围社会经济状况 和自然条件的影响，以及人们改造土地的方式和投入资本的不同，其带来的级差 收益也有一定的差别，由此形成了城市土地的质量等级。因此，从形成土地级差 收益的原因入手，综合评价影响土地级差收益的各种因素，能够间接反映出土地 的自身质量和实际生产条件的差异，从而确定土地的级别。 多因素综合定级法的主要优点是，不仅考虑了与土地定级有关的经济因素， 而且包含非经济因素，排除了一些非土地因素的干扰。该定级方法非常适用于 土地市场交易实例缺乏的城市和地区。目前我国城市在土地的分等定级中，多因 素综合定级法仍经常被采用。 ( 2 ) 样点地价定级法 样点地价定级法，又称为以价定级，由于城市不同位置的地块如果没有特殊 的因素影响，相邻位置地块的价格和土地利用条件应该是逐渐、连续变化的l 体1 7 1 。 因此只要采集的土地交易实例是比较科学和具有代表性的，即可以通过插值、拟 合等计算，把收集到的有限的、离散的交易实例数据形成可以反映地价和土地质 量的连续的、面状的数据。 样点地价定级法是一种新型的定级方法，主要优点是定级过程简单、直观， 定级成果跟市场实际情况比较接近。市场交易实例法比较适合于交易实例较多、 交易的土地类型比较齐全的城市。 ( 3 ) 级差收益测算定级法 该方法的基本思想是从土地的产出，即企业的利润入手，用土地的级别收益 1 7 来确定土地级别。级差收益是土地收益区位差异的具体表现。企业利润可以视 为土地区位、资金、劳力等因素共同作用的贡献，通过对企业利润的分析，从 中剔除非土地因素如资金、劳力等的影响，即可测算出土地的级差收益，进而划 分土地级别。这种方法，要求大量土地上相关企业销售利润信息，可操作性较差， 所以这种方法使用较少。 在计划经济时代，土地没有形成自己的交易市场，土地交易案例极少，在没 有大量土地交易样点的情况下，多因素综合分析定级法【1 2 l 成为土地定级最常用 的方法。甚至现在，在一些市场经济不发达的中小城镇，多因素综合分析定级法 仍是土地定级最常用最可靠的方法。而就天津市而言，市内商品房市场，二手房 交易市场火爆，可以轻易的获取大量的交易案例样点数据，这为样点地价插值定 级法提供了数据，资料方面的支持，使样点地价插值定级法具备了很强的可行性。 天津市属于我国开放较早的沿海城市，市场经济已经深入到国民经济各个环节， 土地市场也不例外。样点地价插值定级法可以很直接的从市场供需角度，反映城 市土地的价值差异。综合来看，样点地价插值定级法和多因素综合定级法各有优 势，他们分别从不同侧面反映土地价值上的差异。本次土地定级空间分析模型， 采取以样点地价插值定级法为主，多因素综合分析定级法为辅的原则，划定土地 级别。 3 3 3 土地定级空间分析模型逻辑实现 土地定级空间分析模型图如下( 见图3 2 ) ： 1 8 数 据 采 集 准 备 海罱的样点基础地理 地价信息数搬 信息数据 上 - t - - 地分区 地 定v 努 样点数据检验剔出 法 。一 v 样点数据分区捅位 划定区块 y 空问聚类确定土地级别 t 建立定级因素因子体系 v 确定因素因子权重 y 设锼阕了符等级作蚪j 分 厢1 作川半释 生成定级网格 t 确定衰减模型 计算嘲格作j i j 分值 y 计算啦元格总分 划定：l 二地级别 空间叠冠分析 ， 生成最终定级嘶 t 验证定级i f i f 图3 2 土地定级空间分析模型图 ( 1 ) 数据选取 本模型采用样点地价定级法和多因素综合定级法计算土地级别。样点地价定 级法需要海量的样点地价信息数据。多因素综合定级法需要天津市的基础地理要 素、社会经济要素、环境条件要素的空间配置数据。为了配合实现地理信息系统 功能，必须将这些数据存储为g i s 空间数据库格式。天津市基准地价更新系统 采用s h p 数据库格式存储空间数据，以上数据分别以点，线，面形式存储到不同 图层中，供定级模块使用。 ( 2 ) 定级计算 本模型采用样点地价定级法和多因素综合定级法计算土地级别。具体计算方 法详见后面章节。 ( 3 ) 生成定级面 1 9 样点地价定级法和多因素定级法分别生成定级面后，采用空间叠置分析方 法，对两种定级面进行差异性比较。以样点地价定级法定级面为基础，通过比较， 筛选出多因素定级面与其差异地块。参考实地地物以及周围社会经济环境因素， 将差异地块调整到相应的土地级别中，生成最终定级面。 ( 4 ) 验证定级面 验证定级面的原理是将新定级面与原有定级面进行比较。通过空间叠置分析 方法，判断定级面变化率。一般认为，一轮基准地价更新之后，新定级面变化率 与原先定级面相比不应超过2 0 。如果，变化率过大，则认为定级工作存在较大 误差，应重新设定定级方法参数，更新定级结果。 4 土地定级空间分析模型的关键方法设计 4 1 样点地价定级方法设计 样点地价定级又称为以价定级法，根据地价水平高低一致性在城市地域空间 划分地价区块，制定地价分区，从而划分土地级别。近些年来，样点地价定级法 被越来越被广泛的使用到土地定级工作中，在很多大中型城市中已经逐渐取代多 因素定级法成为土地定级的首选方法。这里面的原因和我国土地市场越来成熟是 分不开的，样点地价定级需要大量的土地交易资料，此外g i s 技术、尤其是空间 分析技术的不断发展，为这种定级方法提供了更有力地技术支持，同时使这种方