張志山 ，張福存，呂忠杰，鞠杰松，應(yīng)金法，李戈偉

(1.西寧市測繪院，青海西寧 810001; 2.蘭州源訊軟件信息科技有限公司，北京 100085)

1 引言

隨著城市化和工業(yè)化的深入，城市發(fā)展對建設(shè)用地的需求日益強烈，推進建設(shè)用地節(jié)約集約利用和科學(xué)管理，實現(xiàn)土地利用方式由粗放到集約的根本轉(zhuǎn)變［1］，解決土地供求緊張的矛盾、促進發(fā)展經(jīng)濟方式轉(zhuǎn)變和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是擺在政府面前的一個嚴峻問題。以往開展的城市建設(shè)用地調(diào)查工作僅大體摸清建設(shè)用地的數(shù)量及其變化、建設(shè)用地的質(zhì)量、利用程度及可供挖掘的潛力［2］，調(diào)查不全面、不細致，導(dǎo)致評價結(jié)果與實際存在偏差，不能真實反映出建設(shè)用地利用中存在的大量粗放浪費現(xiàn)象［3］。自1986年中國開展土地利用總體規(guī)劃以來，對建設(shè)用地集約利用研究主要針對開發(fā)區(qū)的集約利用評價［4］。例如，黃杏元等利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)，通過單項適宜性評價模型和生產(chǎn)布局決策模型的建立與運行，為進行研究區(qū)合理的土地利用布局和為區(qū)域土地管理提供了科學(xué)依據(jù)［5］。

為了推進建設(shè)用地節(jié)約集約利用評價工作，國務(wù)院發(fā)布了《國務(wù)院關(guān)于促進節(jié)約集約用地的通知》(國發(fā)〔2008〕3號)，國土資源部將重點城市建設(shè)用地節(jié)約集約利用評價被列入了《國土資源調(diào)查評價“十二五”規(guī)劃》中的重點工作，并相繼發(fā)布了《國土資源部關(guān)于貫徹落實＜國務(wù)院關(guān)于促進節(jié)約集約用地的通知＞的通知》(國土資發(fā)〔2008〕16號)和《國土資源調(diào)查評價“十二五”規(guī)劃及長遠規(guī)劃框架》，從政策上對這項工作給予了大力支持。

西寧市為了促進經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展，提高建設(shè)用地節(jié)約集約水平，加大了城市建設(shè)用地節(jié)約集約利用，并于2013年被國土資源部選定為14個重點城市開展城市建設(shè)用地節(jié)約集約利用評價工作的試點區(qū)域之一。本文將GIS與數(shù)據(jù)庫技術(shù)應(yīng)用于西寧市建設(shè)用地節(jié)約集約利用評價過程，探索與研發(fā)了西寧市建設(shè)用地節(jié)約集約利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)有效解決了西寧市建設(shè)用地海量數(shù)據(jù)的組織、入庫、檢查和管理，評價指標(biāo)權(quán)重和計算，建設(shè)用地專題制圖和評價成果管理，可為其他城市進行高效的建設(shè)用地節(jié)約集約利用評價過程和成果管理提供合理的思路。

2 西寧市用地狀況

西寧市是青海省省會，全省政治、經(jīng)濟、科技、文化、交通中心，主要工業(yè)基地。西寧市位于東經(jīng)101°49'17″、北緯36°34'3″，地處青藏高原的東部、黃土高原的最西端、黃河上游最大支流湟水河流域的中上游，四面環(huán)山，三川會聚，扼青藏高原東方之門戶，地理位置十分重要。西寧市現(xiàn)轄城東區(qū)、城中區(qū)、城西區(qū)、城北區(qū)四區(qū)及大通縣、湟中縣、湟源縣三縣，總面積 7606 km2，其中市轄區(qū)面積510 km2。西寧市行政區(qū)位圖如圖1所示。

圖1 西寧市行政區(qū)位圖

參照《西寧市第二次土地調(diào)查城鎮(zhèn)調(diào)查》成果，依據(jù)西寧市土地利用現(xiàn)狀圖及城鎮(zhèn)地籍圖，對照最新遙感影像資料，總結(jié)西寧市土地資源利用具有如下特點:

(1)建設(shè)用地相對集中，整體呈“條帶狀”分布。建設(shè)用地主要分布在城東、城中、城西、城北四個城區(qū)，其建設(shè)用地均占轄區(qū)面積的1/3以上，分布相對集中。城區(qū)建設(shè)用地分布以城市中部為中心，逐漸沿東西方向和南北方向延展，整體呈“條帶狀”分布。

(2)用地類型多樣，結(jié)構(gòu)不均衡。建設(shè)用地類型涵蓋土地利用分類體系中與建設(shè)用地有關(guān)的所有一級地類，用地類型豐富多樣。其中，商服用地所占比例相對較低，公共管理與公共服務(wù)用地所占比例相對較高。傳統(tǒng)的城市發(fā)展模式對區(qū)域土地利用起到重要支配作用，導(dǎo)致各類用地布局混亂，結(jié)構(gòu)不均衡。

(3)土地利用強度整體不高，可挖掘潛力較大。舊城區(qū)主要以低矮建筑群為主，部分商業(yè)地段以中小零售業(yè)為主，土地利用強度和用地經(jīng)濟效益不高。盡管新城區(qū)以高層建筑為主，土地利用強度較高，但土地開發(fā)相對較晚，尚未開發(fā)土地較多。綜上所述，西寧市建設(shè)用地利用強度整體還處于一個相對較低的水平，可改造物業(yè)和開發(fā)土地尚有較大的空間。

3 系統(tǒng)框架設(shè)計

3.1 設(shè)計思路

在遵循統(tǒng)一的國土資源部城市建設(shè)用地節(jié)約集約利用評價相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的基礎(chǔ)上，本系統(tǒng)收集了西寧市建設(shè)用地投入產(chǎn)出狀況、開發(fā)狀況、供應(yīng)狀況、建設(shè)狀況、利用結(jié)構(gòu)等空間數(shù)據(jù)、表格數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)、圖件數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)，建立了西寧市建設(shè)用地節(jié)約集約利用海量數(shù)據(jù)庫，利用GIS數(shù)據(jù)管理、空間分析和圖形展示功能，搭建了系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺。同時，開發(fā)了評價輔助工具集，如:功能區(qū)劃定、理想值確定、評價計算模型庫、潛力計算模型庫等，提高節(jié)約集約利用評價的工作效率和評價成果的準(zhǔn)確性。隨著城市的發(fā)展，不同時點的評價結(jié)果會存在一定的區(qū)別，通過這種區(qū)別，政府部門可掌握全市經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r和土地集約利用狀況的變化，從而加強土地集約利用動態(tài)監(jiān)管，促進全市土地集約利用，為全市土地利用管理提供必要的決策依據(jù)，因此管理不同時點的評價結(jié)果尤為重要。

3.2 系統(tǒng)設(shè)計原則

為了便于系統(tǒng)的維護、擴展和推廣，系統(tǒng)設(shè)計需要遵循實用性、先進性、規(guī)范性、穩(wěn)定性與開放性原則，在功能上緊緊圍繞建設(shè)用地集約利用管理的業(yè)務(wù)工作，同時依據(jù)特定的數(shù)據(jù)規(guī)范、軟件產(chǎn)品設(shè)計規(guī)范、質(zhì)量控制規(guī)范、系統(tǒng)操作規(guī)范、系統(tǒng)維護規(guī)范等，在確保系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，設(shè)計良好的程序接口規(guī)則、數(shù)據(jù)交換規(guī)則使系統(tǒng)能夠不斷地完善，擴充與集成，滿足該系統(tǒng)不斷發(fā)展的需要。

3.3 系統(tǒng)框架

系統(tǒng)框架如圖2所示，采用典型的四層結(jié)構(gòu)，即:基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)層和應(yīng)用層。其中，基礎(chǔ)設(shè)施層由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、主機設(shè)備、存儲設(shè)備、通訊設(shè)備、系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、GIS軟件等組成，是系統(tǒng)運行的載體。系統(tǒng)在數(shù)據(jù)層設(shè)計了西寧市建設(shè)用地節(jié)約集約利用數(shù)據(jù)庫，負責(zé)管理西寧市建設(shè)用地利用數(shù)據(jù)、其他相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)和評價成果，是系統(tǒng)的核心。數(shù)據(jù)層包括西寧市市域范圍內(nèi)所有的矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、表格數(shù)據(jù)以及文檔及圖片數(shù)據(jù)，匯集整個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，每種類型的數(shù)據(jù)均具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，以便于日常的管理。同時，數(shù)據(jù)層內(nèi)數(shù)據(jù)資料對于國土“一張圖”數(shù)據(jù)庫具有補充和豐富的作用。業(yè)務(wù)層旨在為系統(tǒng)應(yīng)用層提供基本的工具集，解決系統(tǒng)中基礎(chǔ)評價數(shù)據(jù)的入庫、檢查和管理，GIS功能，工作表處理，統(tǒng)計分析，分析評價，及評價結(jié)果的數(shù)據(jù)入庫、數(shù)據(jù)管理。應(yīng)用層是建設(shè)用地節(jié)約集約利用評價的主要任務(wù)，包括區(qū)域建設(shè)用地節(jié)約集約利用評價、城市建設(shè)用地集約利用評價和潛力測算三大部分。

圖2 系統(tǒng)框架

4 系統(tǒng)功能設(shè)計

系統(tǒng)功能原則上為西寧市建設(shè)用地節(jié)約集約利用評價成果而設(shè)計，滿足數(shù)據(jù)的入庫、瀏覽以及管理三大要求，并設(shè)計歷史對比記錄以及分年份入庫等功能，保證評價工作的后續(xù)性。

4.1 開發(fā)環(huán)境

開發(fā)工具:Visual Studio 2010，.Net framework 4.0，Office 2003/2007

GIS 平 臺:ArcGIS Engine SDK 10.0，ArcGIS SDE10.0

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng):Oracle 10g

4.2 數(shù)據(jù)管理

西寧市建設(shè)用地節(jié)約集約利用評價項目的成果包括矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、表格數(shù)據(jù)以及文檔與圖片數(shù)據(jù)。管理系統(tǒng)軟件提供了多種類型數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換功能，同時支持單獨及批量導(dǎo)入功能，滿足海量數(shù)據(jù)分年份導(dǎo)入導(dǎo)出的要求。為了便于數(shù)據(jù)操作，軟件內(nèi)嵌基礎(chǔ)數(shù)據(jù)填報表格模板，作業(yè)人員可直接在軟件界面上進行數(shù)據(jù)的錄入工作。系統(tǒng)也提供自定義的表格設(shè)計功能，可根據(jù)需要對基礎(chǔ)填報表格進行結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，以保證評價工作的逐年連續(xù)性，如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)入庫和管理

4.3 數(shù)據(jù)檢查

在將各類數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中的時候，系統(tǒng)需要進行嚴謹?shù)臄?shù)據(jù)檢查，對數(shù)據(jù)缺失、數(shù)據(jù)混亂以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)錯誤等問題做出報錯處理，并支持錯誤列表導(dǎo)出，以大大減少人工數(shù)據(jù)檢查的工作量，如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)檢查

4.4 成果瀏覽

導(dǎo)入到管理系統(tǒng)中的任何數(shù)據(jù)資料都可以直觀的在視圖窗口中查看，不局限于數(shù)據(jù)格式，包括矢量圖形，柵格，文本圖表等數(shù)據(jù)均可分年份進行瀏覽，如圖5所示。

圖5 成果瀏覽

4.5 制圖管理

系統(tǒng)為評價結(jié)果圖件的輸出專門定制了制圖模式操作，當(dāng)錄入到數(shù)據(jù)庫中的圖件數(shù)據(jù)不能滿足實際工作需要的時候，通過制圖模式，用戶可以自定義制圖模板并重新配置矢量數(shù)據(jù)進行需要的圖件輸出，如專題地圖的制作等，如圖6所示。

圖6 制圖管理

4.6 輔助評價計算

考慮到評價計算中，各類數(shù)據(jù)計算量較大的特點，在評價計算模塊加入計算機輔助計算功能，通過調(diào)節(jié)指標(biāo)權(quán)重等系數(shù)，可以進行評價工作的輔助計算，如圖7所示。

圖7 輔助評價計算

5 結(jié)語

西寧市建設(shè)用地節(jié)約集約利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可規(guī)范地對評價數(shù)據(jù)基礎(chǔ)資料進行入庫、檢查和匯總分析，靈活地選擇制圖模版并輸出成圖，方便地根據(jù)指標(biāo)權(quán)重進行評價計算和集約度排名，清晰地按照年度、類別管理和輸出評價成果，為西寧市政府直觀掌握西寧市建設(shè)用地節(jié)約利用狀況，加強建設(shè)用地管理、引導(dǎo)建設(shè)用地合理利用提供可靠的理論依據(jù)和現(xiàn)實指導(dǎo)意見。本系統(tǒng)將為今后西寧市持續(xù)開展土地集約評價提供了可靠和長效的工作依據(jù)，同時也可為其他城市進行建設(shè)用地節(jié)約集約利用評價工作提供思路。

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