基于土地开发政策的城市用地适宜性评价

　　中国正处于快速城市化的历史阶段，特别在经济发达地区，扩大城市用地面积、下调整空间布局是每次总规调整、修编的核心任务。按一般技术规程，先定城市性质、规模，做城市发展用地适宜性评价，再由专业人员提出多种布局方案，征求各方意见，选择或调整方案，再进入更具体的总规编制。在实际工作中，相同的城市性质、规模、用地评价，可能会有很多用地布局方案，而且相互之间的差异会很大。一方面，是由于硬性约束条件不严，专业人员依靠经验产生的布局方案可能多种多样，另一方面，现实中往往会有各种不同利益、各种不同价值观、其他外部条件会影响到用地布局方案，由此造成布局方案不断改变、调整。 

　　目前，学术界极少研究具有一定通用性的产生、评价用地布局的方法。本研究以用地适宜性评价为突破口，希望能提出一些产生、评价用地布局的通用方法，借助计算机实现，提高规划工作效率、决策透明度、规划过程的可参与性。研究针对一般大、中城市的总规。对特大城市来说，情况将很复杂，例如交通系统和用地布局的关系，应采用专用方法对待。本研究也不涉及道路交通设施、市政设施的布局。 

　　将城市发展用地所涉及的范围划出，搜集地形高程、工程地质、水文地质、农田保护、地下文物等资料，按城市建设用地的适宜性进行综合用地评价，为用地布局提供依据。这种方法早已写入教科书，也列入《城市规划编制办法》。当评价因素较多、要求较细时，使用GIS可以提高工作效率。1990年代以来，开始引入了多准则评价(MCE，Multi-Criteria Evaluation)，使原有基于GIS的用地适宜性评价方法得到了显著改进(Malczewski，1999；Eastman，1999；叶嘉安、宋小冬等，2006)。提高了评价的效率、灵活性、可靠性，但是仍有两个问题没有解决。 

　　一是多种土地用途选择。城市土地有多种用途，不同用途对应的评价因素也会不同，由此就会带来适合不同用途的评价结果。由于一个地块只能一种用途，规划布局要在不同用途之间选择。目前多靠经验解决，还没有易用的成熟方法。二是各种利益、各种价值观和其他外部条件对规划的影响。如何对待这些因素，一般可纳入城市发展的政策范畴。如果要把政策落实到用地布局中，用政策来干预土地使用，一般的用地适宜性评价方法更不能适应。笔者将进行尝试解决以上问题。

　　1 不同土地用途的适宜性评分

　　1．1 适宜性评分的技术 
　　城市用地有多种用途分类。笔者将城市用地分为生活区、工业区两大类，包括各自的交通、市政、绿地等用地。采用基于GIS的MCE方法对以上两大类用途分别进行适宜性评分。MCE的决策矩阵由候选地块和评价准则组成(Jankowski，1995)。评价准则(Cntena)是影响用地适宜性因素的细化。权重(Weight)用来衡量准则之间的相对重要性。采用简单加权法根据决策矩阵和权重计算评价结果，将各个地块的得分和各自权重相乘，对加权后得分进行累加，得出结果。相应的计算公式为：
　　si=∑WiEii  公式(1)  其中∑wi=1  公式(2)
　　eij表示决策矩阵中第i个地块在第j个准则下的得分，eij需要进行标准化处理，便于各个准则下得分相互比较。wj是第j个准则权重，且所有权重之和为1(公式2)。Si是第i个候选地块的最终得分，Si值越大适宜性越佳。 

　　对应某个评价准则，地块在空间上往往有特定的划分，不同准则在空间上划分单元往往不一致，靠GIS的空间叠合(Overlay)功能就可解决。每个准则对应一个图层，经GIS空间叠合处理，再按公式(1)计算，得出某类用地的评价图。

　　1．2  生活区的评价准则 
　　影响生活区适宜性的因素选取环境、可达性、基础设施和土地获取成本四类。每类因素可具体细化成一个或多个评价准则。环境因素可进一步细分为“与交通噪声源的距离”、“与空气污染源的距离”等多个准则。可达性因素是衡量地块和城镇中心的接近程度，体现与主要公共设施的距离。采用基于经典引力模型的宏观可达性指标(宋小冬等，2000)。假定区域内有K个城镇中心，地块i的宏观可达性Ai的计算公式为：
        　　　k 
　　Ai二∑Mjexp(—pdij)    公式(3)
       　　　j=1  
　　Ai为i地块的宏观可达性指标，Mj是第j个城镇中心的吸引力，用该中心所在区域内的居住人口衡量，dij是地块i到城镇中心j的交通成本，用直线距离或交通时距衡量。p是距离衰减系数，取值一般在0．5-2．0之间。基础设施因素衡量生活区建设所需的基础设施投入量。无疑，距离现有生活区越近，新区建设基础设施投入相对越少，所以基础设施因素可具体表达为“与现有生活区的距离”准则(Joerin et al，2001)。土地获取成本因素涉及获取生活区建设土地所付出的成本。在具体应用时，根据实际需要对四类准则进行细分或增减。

　　1．3  工业区的评价准则 
　　影响工业区适宜性的因素选取环境敏感度、交通运输、基础设施和土地获取成本四大类。环境敏感度因素是工业区对周边环境可能的影响程度，包括对水环境影响程度、对空气环境的影响程度等多个准则。交通运输类因素包括和工业区选址有关的交通运输条件，可细分为“与高速公路出入口的距离”、“与国道的距离”等多个准则。基础设施类因素考虑工业区建设的基础设施投入量。同样，以距离现有工业区远近衡量投入量。土地获取成本因素涉及获取工业区建设土地所付出的成本。具体应用时，根据实际需要对四类准则进行细分或增减。

　　2  土地开发政策及多种用途选择的计算机模拟

　　2．1  土地开发政策模拟
　　本研究涉及的土地开发政策分为两类：针对非建设用地的禁止建设用地管制政策，针对建设用地的城市形态管制政策。

　　禁止建设用地管制政策是划定维持正常生态环境所必须保护的区域，落实为划定禁止建设的“生态敏感区”、  “水源保护区”等措施。城市形态管制政策是为了控制建设用地蔓延，引导合理的城市形态，落实为“同心圆发展”、  “沿现有道路发展”等措施(Kl。stennan et al，2003)。以这两类政策的相互组合为条件，产生不同的适宜性评价和用地布局方案。

　　2．2  多种土地用途的选择、合并
　　运用禁止建设用地管制政策，产生对应的禁建区。分别对生活区、工业区作用地适宜性评价，得到生活区适宜性评价地图、工业区适宜性评价地图。在其中扣除禁建区，按生活、工业各自的适宜性评分，从高到低／顷序选择用地。此时，城市形态管制政策参与到用地选择。用地规模在布局前已经确定，先产生符合既定规模的生活区，再产生符合既定规模的工业区，相同类型的地块合并，得出整个规划区内生活适建区、工业适建区。既不是适建区、又不是禁建区的区域就是限建区。

　　2.3  方案比较
　　上述工作产生了某政策下的用地布局基础，在此基础上按常规方法布局交通、市政等设施，对生活区、工业区用地进行细化，形成用地布局方案。不同政策产生不同的用地布局方案。对多个用地布局方案比较不依靠计算机。由于隐藏在每个方案背后的政策是明确的，规划专业人员可以方便地向决策者说明政策和方案的关系，便于方案比较、选择、决策。

　　3  应用案例

　　3．1  概况和背景
　　选取山东省广饶县县城总规的前期工作为案例，以不同的政策为因素评价用地适宜性，产生用地布局方案，供决策者讨论、决策。广饶县位于山东省北部，县域南部的广饶镇(县城)、大王镇、稻庄镇是县域城镇化和工业化的核心地区。该区域面积294km2，仅占全县的25．8％；却集中了全县79％的城镇人口，80％的二产产出和70％的三产产出。区域内有东青高速公路、三条省道(潍高路、青垦路、辛河路)。淄河穿越本区域并建有河道型水库。随着工业化和城镇化进程加快，三镇的建设用地迅速扩张，有沿主要公路相互连接的趋势(图2)。 

　　包括行政领导在内的当地许多人士都认识到必须采取某种措施对区域内土地开发进行控制，保护必要的农田、地下水源补给区，控制建设用地扩展。在三镇之间应形成以淄河为中心的“绿心”，尤其限制工业区向“绿心”方向的蔓延，上述意见已经形成共识。为实现这一设想，讨论过多种措施。例如：扩大保护区范围，将更多土地纳入禁建区，自然可以实现“绿心”的设想，但是否会影响城镇发展需要的用地、空间?不扩大禁建区，仅对建设用地的发展方向进行控制，是否也能实现“绿心”的设想?以下将针对上述讨论中的政策展开研究。 

　　千作使用CIS，以矢量模型表达空间数据。基础空间数据包括区域内现状土地使用图层、现状道路图层、河流图层、高速公路图层，由以上基础图层生成准则地图。多个准则地图叠合计算得到适宜性地图，叠合产生的每一个多边形地块作为土地评价基本单元。这一做法源于Landis的CUF模型(Landis，1994，1995，CUF的中文介绍见叶嘉安、宋小冬等，2006)。

　　3．2  用地适宜，陛评分
　　3．2．1  生活区的适宜性评分 
　　生活区评价准则确定为4个(表1)。环境类因素细分为“与淄河的距离(Crl)”和“与高速公路的距离(Cr2)”两个评价准则。其中，距淄河越近居住环境越好，距高速公路越近居住环境越差。  “可达性(Cr3)”准则按照公式3计算得到。其中，选取三镇现有居住人口作为Mj的取值，生成Cr3准则地图。基础设施建设类因素选取“与现有生活区的距离(Cr4)”为评价准则。在本实例中，认为农村居民点不影响生活区的发展，而其它征地成本因素在整个区域内并无显著不同。因此，在生活区适宜性评分中不考虑土地获取类因素。

　　3．2．2  工业区的适宜性评分 
　　工业区评价准则确定为5个(表1)。环境敏感度因素选取“与淄河的距离(Cml)”为准则，离淄河及淄河水库越远越好。交通运输类因素细分为“与高速公路出入口的距离(Cm2)”和“与省道的距离(Cm3)”两个评价准则。基础设施建设类因素选取“与现有了业区的距离(Cm4)”为评价准则。土地获取类因素选取“农村居民点的密度”为评价准则。某工业地块内农村居民点的密度越大，土地获取成本越高，越不适于于业区发展。 

　　准则权重由层次分析法计算得到，使用简单加权法(公式1)计算得到规划区域内工业区、生活区的适宜性评分结果图层，并通过敏感度分析。

　　3．3政策模拟
　　3．3．1  禁止建设用地管制政策模拟 
　　本案例考虑两种禁止建设用地管制政策。 
　　(1)  “环境底线”政策(K1)。维持区域正常生态环境所必需的最低限度控制区划人禁建区。具体包括：禁止在地下水源补给区(潍高路以南、淄河以西)内的开发；禁止在淄河及水库两侧500m范围内的一切开发，禁止高速公路以东地区的开发。政策E1划定的禁建区，包括了生态敏感区以及最低限度的基本农田数量。 

　　(2)  “生态优先”政策(E2)：考虑生态基础设施优先的原则(俞孑L坚等，2005)，将区域可持续发展所依赖的自然系统均划入禁建区。具体包括：生态敏感区——淄河及水库两侧
各1000m范围；地下水源补给区(潍高路以南、淄河以西)；两片非建设用地廊道——引水渠至孟胜路之间为南北向廊道；傅家路南侧1000m范围为东西向廊道。同样，禁止高速公路以东地区的开发。

　　3．3．2  城市形态管制政策 
　　在本案例中考虑两种城市形态管制政策。两种政策均保证建设用地的总量不突破统一的用地规模要求。 
　　(1)  “形态无控制”政策(C1)：不对建设用地(生活区、工业区)扩展作形态和空间上的控制，即允许在禁建区外任何区域进行开发。 

　　(2)  “形态有控制”政策(C2)：对建设用地(生活区、工业区)扩展做出限制。规划中新增建设用地必须在已有建成区周边1．5km范围内。这一限制是出于充分利用现有建成区内的公共设施和基础设施的考虑。

　　3．3．3  不同政策组合 
　　两种禁止建设用地空间管制政策和两种城市形态管制政策，组成四组土地开发政策方案(表2)。 
　　方案1的模拟显示，最适宜发展的工业区在青垦路沿线，新发展的生活区很大部分将集中在广饶镇。如果对城市形态没有控制，青垦路沿线工业区将蔓延发展。方案2的模拟显示，由于采取了城市形态管制政策C2，新增建设用地与方案1相比，较为集中。而不管对城市形态进行限制与否，方案1、2表明，在政策E1下，最适宜的工业区集中在大王、稻庄两镇，但是无法限制工业区越过孟胜路向“绿心”方向蔓延。方案3的模拟显示，由于采取了政策E2，限制了工业区跨越孟胜路向西发展，青垦路沿线的大王、稻庄两镇的工业区也不会连成一片。大王镇的生活适建区有了增加，而广饶镇的工业适建区有了显著增加。方案4的模拟显示，进一步实施政策C2，更加有利于遏制建设用地沿主要公路无序蔓延。方案3、4表明，政策E2的实施对于广饶镇工业区发展、大王镇生活区发展有重要影响。要维持三镇之间“绿心”的设想，政策E2比政策C2更加有效。政策E2实施不会制约城镇必要的发展；仅靠政策C2难以控制绿心周边的土地使用。对四种方案比较，有助于最终确定土地使用规划、实行相应的土地开发政策。

　　4  讨论和总结

　　4．1  非建设用地的适宜性 
　　笔者对于建设用地和非建设用地适宜性评价采取了不同方法。采用基于MCE适宜性评分确定建设用地的适宜性。对于非建设用地，依据不同政策划分为禁建区和限建区。依据环境、生态、土壤、农业等因素也可对非建设用地进行类似的评分。笔者没这样做，主要原因是，依靠目前城市总规编制阶段所收集的基础资料，采用MCE方法对非建设用地进行定量评分工作量太大，难以在规划方案阶段使用(北京市在总规审批通过后再做这一工作，见龙瀛、何永等，2006)。另一个原因是按照目前土地利用总规和城市总规两者关系，也难以在城市总规编制阶段对非建设用地做详细安排。

　　4．2  不同类型建设用地适宜性的优先度 
　　不同功能用地选择中，采用了一种简化方法，优先选择适宜的生活区，然后在剩余用地中选择适宜的工业区。这种方法很可能不符合实际的发展。优先发展工业区还是生活区也是政策问题。即便在总体规划期限内(如20年)，不同发展阶段也会有不同的选择。如何模拟这一类政策还需要进一步研究。

　　4．3  和传统用地适宜性评价的关系
　　在本方法中并没有涉及到工程地质、地面坡度、水文地质等因素，并不表示它们不重要。本研究提出的方法不能取代传统用地适宜性评价，两者的工作内容和目的均不同。传统的用地适宜性评价侧重于工程因素及技术经济评价；而本方法评价影响用地布局的政策因素和其它的非工程因素。在实际工作中，两者可以并用，先进行传统用地评价，再应用本方法模拟土地开发政策。

　　4.4  结语 
　　以CIS技术、MC正方法为基础，将土地开发政策转变为用地适宜性的评价因素，从而得到贯彻某种、某类政策的用地布局初步方案。本方法的特点在于：

　　4．4．1  使政策成为用地评价的主要因素。传统的用地适宜性评价以自然条件和工程因素为主。本方法基于土地开发政策，使传统用地适宜性评价从自然因素为主，走向政策因素为主。

　　4．4．2  政策和用地布局建立了联系。传统的方法着眼于土地使用布局本身，再回头解释该布局方案和土地开发政策是什么关系。本方法根据可能实施的政策，把政策变为用地适宜性的评价因素，再根据适宜性，产生初步的用地布局方案。这样，规划专业人员就容易向决策者解释政策和布局之间的关系，易于决策者理解，提高政策和布局之间的关联度、透明度。

　　4．4．3  为多方参与规划提供了工具、技术平台。完成了规划方案，将图件、文本征求各方意见，再根据所提意见修改规划，不但周期长，而且透明度差。规划成果图、文本看似简单，非规划专业人员不容易理解，由此造成背后的政策不透明，也就限制了规划编制过程的多方参与。本方法在布局和政策间建立起联系，就成为多方参与规划的有效工具、技术平台，这也是对西方学者提出的“规划支持系统”  (PSS，Planlling Supp。nSystem)的发展、应用和具体化(钮心毅，2006，叶嘉安、宋小冬等，2006 K10sterman et al，2005)。

　　4．4．4  本方法对规划过程的改进适应新版《城市规划编制办法》的“先底后图”  思路(杨保军等，2006)，也能适应新版《城市规划编制办法》中城市总规新增工作内容的要求。

　　4．4．5  采用本方法得到了规划区内用地布局示意，可以直接指导下阶段土地使用规划深化，并不排斥专业人员的经验。应用案例表明，在当前城市总规、战略规划等阶段，本方法也是一种评估规划区内土地开发政策的有效手段。

　　注释   
　　①  见2006-04-01起施行的《城市规划编制办法》第二十九条、第三十一条。
参考文献：
[1]  CARVER S J．Integrating multi-criteria evaluation with geographi—cal information systems  [J]．International Joumal Of Geographical lnformation Systems，1991，5(3)：321-339．
[2] EASTMAN J R．Multi-cntena and GIS[A]//LONGLEY P，GOODCHILD M，MAGUIRE D，RHINE)D．Geographical lnformation Systems，Volume 1，Principles and Applications  (5econd Edition)[M]．New York：John Wiley&Sons，1999：493-502．
[3] JANKOWSKI P．Integrating geographical information system and multiple criteria decision-making methods m．International Joumal Of Geographical lnformation Systems，1995，9(3)：251-273．
[4]  JANSSEN R，RIETVELD P．Multicriteria analysis and GIS：an application to agricultural landuse in the netherlands[MI．//SCHOLTENH J，STILLWELL J C H．Geographical information systems for urban and regional planmng[M]．Dordrecht：Kulwer，1990．
[5]  JOEP．IN F，THERIAULT M，MUSY A．Using GIS and out-ranking multicriteria analysis for land-use suitability assessment [J]．International Joumal Of Geographical linformation Science，2001，15(2)：153-174．
[6]KLOSTERMAN R．The what_if collaborative planning support system[J]．Environment and Planning B：Planning and Design，1999，26(3)：393-408．
[71 KLOSTERMAN R，SIEBERT L，HOQUE M A，KIM J W，PARVEEN A．Using an operational planning support system to evaluate farmland preservation policies[M]．//GEERTMANS，STILLWELL J．Planning support systems in practice [M]Heidelberg：Springer，2003：391-407．
[81  KLOSTERMAN  R，PETTIT C．Guest e&torial：an update On planning support systems[J]．Environment and Planning B：Planning and Design，2095，32(4)：477-484．
[9]  LANDIS L D．The california urban future model：a new generation Of metropolitan simulation models[J]．Environment and Planning B：Planning and Design，1994，21(4)：399~420．
[10]LANDIS L D．Imagining land use futures：applying the califomia urban future model D)．Journal of the American Planning Association，1995，61(4)：438-457．
[11]MCHARG I．Design with nature IM)．New York：Natural History Press，1969．芮经纬(译)，设计结合自然，北京：中国建筑工业出版社，1992．
[12]MALCZEWSKI J．GIS and multicriteria decision analysis[M]．New York：John  Wiley & Sons，1999．
[13]XIANG W，CLARKE K C．The use of scenarios in land use planning [J]．Environment and Planning B：Planning and Design，2003，30(6)：885-909．
[14]建设部，城市规划编制办法[S]．1991，2005
[15]龙瀛，何永，刘欣，杜立群．北京市限建区规划：制订城市扩展的边界[J]．城市规划，2006(12)：20—26．
[16]钮心毅．规划支持系统：一种运用计算机辅助规划的新方法[J]．城市规划学刊，2006(2)：96-101．同济大学出版社．
[17]宋小冬，钮心毅．再论居民出行可达性的计算机评价[J]．城市规划汇刊，2000(3)：18-22．同济大学出版社．
[18]杨保军，闽希莹．新版《城市规划编制办法》解析)[J]．城市规划学刊，2006(4)：1-7．同济大学出版社．
[19]叶嘉安，宋小冬，钮心毅，黎夏．地理信息与规划支持系统[M]．北京：科学出版社，2006．
[20]俞孔坚，李迪华，刘海龙，程进．基于生态基础设施的城市空间发展格局——“反规划”之台州案例[J]．城市规划，2005(9)：76—80．

　　作者简介：钮心毅，同济大学城市规划系讲师；宋小冬，同济大学城市规划系教授、博导。