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城市土地是一切城市经济社会活动的基础,是城市居民赖以生存的活动空间。随着我国市场经济改革的深入,城市土地管理逐渐改变了昔日以计划为导向的方式,日益倾向于以价格做杠杆,来调节城市土地利用结构,优化土地资源配置。在我国目前快速城市化背景下,城市规模日益扩大,建设用地增长迅速,耕地日趋减少。因此,土地的节约与集约利用显得越来越重要,而土地利用是否达到经济最优化配置,能够从地价的动态变化上作出判断。
进入二十一世纪以来,我国部分城市,尤其是经济较为发达的沿海城市,城市地价的增长速度已经数倍于城市居民收入的增长,这种情况引起了从各级政府到普通百姓的高度注意。2002年,国土资源部实施了城市地价动态监测工程,对于了解城市地价动态、调控城市土地市场起到了良好的作用。但现行城市地价动态监测的方法在科学性、合理性上仍然有较大的改进余地。利用地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)与可视化三维空间建模、空间插值、空间统计分析、空间趋势分析与预测、系统动力学模型等理论和技术手段,可以更加科学地实现城市地价空间建模、城市地价动态监测等工作。
本研究选择位于沪宁线中间的江苏省常州市作为研究区域。常州市地处中国经济最繁荣、发展速度最快的地区之一-长江三角洲区域。其城市经济发达,土地出让、转让、出租、抵押、作价入股等活动频繁,土地资源的供需矛盾十分突出。研究常州市地价动态变化的机制与规律,避免土地低效利用,是实现常州市全面、协调、可持续发展亟待解决的关键问题之一,也是对常州市土地管理的有益尝试。同时,本研究成果对土地利用规划编制、城市地价管理政策制定等也具有一定参考价值。
论文以常州市城市商业用地、住宅用地、工业用地地价为研究对象,通过探索性空间数据分析(Exploratory Spatial Data.Analysis,简称ESDA)、空间自相关分析、空间插值、自适应空间抽样、多主体系统模拟(Multi-AgentSystems,简称MAS)等方法,结合GIS平台构建了三种土地用途的城市地价动态监测自适应模型,并在常州市土地市场中抽取真实地价样本进行真实性检验。论文的主要研究内容如下:
(1)确定城市地价样点是否存在空间自相关。通过ESDA方法分析、检验在常州市土地价格调查中获取的10210个地价样点,去除其中信息缺失和不合理的成分,确定了1243个商业地价样点、6602个住宅地价样点、518个工业地价样点,总计8363个样点作为基础样点数据。由于研究对象是空间离散的点状数据,因此,论文构建与实现了基于离散点的空间邻接权重矩阵算法,该算法是进行空间关系度量的前提条件。在此基础上,计算了空间统计学中的重要参数-全局空间自相关指数MoransⅠ和局部自相关指数(Local Indicator ofSpatial Autocorrelation,简称LISA)。结果显示,常州市城市地价分布与随机分布类型有显著区别,样本间有正的空间自相关存在。商业用地、住宅用地、工业用地的全局空间自相关指数Morans,分别为0.3077、0.6953、0.2201,地价自相关显著程度住宅用地>商业用地>工业用地。而各样点的局部自相关指数表明,即使在同一区域,样点地价也存在较人差异。结果证明,GIS和空间统计分析对定量化描述城市地价分布模式非常有效。
(2)城市地价样点空间插值。使用距离倒数加权法(Inverse DistanceWeighted,简称IDW)、局部多项式、不规则三角网法(TrianguJated IrregularNetwork,简称TIN)和克里金法(Kriging)分别对商业、住宅、工业用地地价样点进行插值,并且通过交叉验证法比较了几种空间插值方法在常州市城市地价中的预测状况后,认为在商业地价上使用Kriging法、在住宅地价上使用IDW法、在工业地价上使用局部多项式法进行插值会有更好的表现。通过空间插值方法和根据城市地价样点模拟生成地价表面,与真实的客观世界更为吻合。因为城市地价的影响因素众多,价格驱动力复杂,所以,并不存在一个绝对好的插值方法,需要针对不同用途的地价样点探索其内在规律,并经过不断的试验区预研与验证,以选取最适合的空间插值方法。
(3)设计与实现了城市地价动态监测空间自适应抽样算法。为把握城市地价水平和地价空间“型态”,提高城市地价管理效率,实现城市地价动态监测每季度上报一次的要求,需要在城市内部设定若干地价监测点来代表某区域同类用途土地的一般水平。地价监测点的配置既有数量的要求,也有空间分布的要求,其实质是一个空间抽样过程。空间自适应抽样算法可以更灵活地控制监测点的数量,减少监测点负荷信息量的冗余,使抽样过程更加合理化。同时,该抽样规则考虑到成本-效率-精度的综合最优化,设计了成本-效益函数,更具实际可操作性。
(4)构建城市地价动态监测自适应模型。城市地价是一个动态的、开放的复杂自适应系统(Complex Adaptive System,简称CAS)。在分析各用途土地价格的形成机制和内在结构的基础上,分别构建基于不同主体行为的城市地价动态监测自适应模型。然后,使用常州市土地市场真实数据进行了真实性评价。结果显示,该模型能够反映出土地市场的大致运行规律,克服了基于数学公式建模和CA等模型无法模拟主体适应性和学习、继承能力的缺点。所以,研究城市地价动态监测自适应模型,模拟城市土地市场价格的动态变化,是对传统地价监测与管理的一次创新,能够丰富地价研究理论,并对土地政策制定具重要的参考价值。
论文的主要创新点在于构建了城市商业用地、住宅用地、工业用地地价动态监测自适应模型。该模型基于ArcGIS平台,结合MAS建模平台RePast,从分析不同土地用途地价形成的内在机制和变化规律入手,引入博弈论和经济学的部分理论与模型,能够模拟复杂的城市土地市场运行状况,实时监测城市地价的动态变化。