李武龍，楊曉羚，梁銳坤

（1.佛山市國(guó)土資源和城鄉(xiāng)規(guī)劃局，廣東 佛山 528000；2.中山大學(xué) 地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院，廣東 廣州 510275； 3.佛山市國(guó)土資源信息中心，廣東 佛山 528000）

村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)輔助決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李武龍1，楊曉羚2，梁銳坤3

（1.佛山市國(guó)土資源和城鄉(xiāng)規(guī)劃局，廣東 佛山 528000；2.中山大學(xué) 地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院，廣東 廣州 510275； 3.佛山市國(guó)土資源信息中心，廣東 佛山 528000）

為了使村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)工作順利開(kāi)展，結(jié)合GIS技術(shù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，集成專(zhuān)家?guī)?、知識(shí)庫(kù)、模型庫(kù)、元數(shù)據(jù)庫(kù)和共享信息庫(kù)，建立集空間數(shù)據(jù)管理、空間應(yīng)用模型分析和可視化空間輔助決策于一體的村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)輔助空間決策支持系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)再開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)的一體化管理、村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)的適宜性分析與評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)與模擬、效果預(yù)評(píng)估等功能，并將其應(yīng)用于廣東省佛山市南海區(qū)廣佛智城二號(hào)地塊的再開(kāi)發(fā)工作中，為村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)提供了科學(xué)合理的決策支持。

村鎮(zhèn)建設(shè)用地；再開(kāi)發(fā)；空間決策

近年來(lái)，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，土地資源與日俱增的需求與有限的可建設(shè)土地總量之間的矛盾逐漸提升。存量建設(shè)用地的再開(kāi)發(fā)，能優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，提升土地利用綜合效益。盤(pán)活存量建設(shè)用地工作在城市已經(jīng)取得了較好的成效并逐步往村鎮(zhèn)推廣[1-2]。村鎮(zhèn)建設(shè)用地的粗放利用現(xiàn)象較城市建設(shè)用地更為明顯[3-5]，其再開(kāi)發(fā)工作涉及部門(mén)眾多，給業(yè)務(wù)協(xié)同、規(guī)劃方案評(píng)估與落實(shí)、工程進(jìn)度及質(zhì)量控制等工作帶來(lái)了困難。為了使村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)工作規(guī)范有序地開(kāi)展，進(jìn)一步提高村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)決策及規(guī)劃實(shí)施效率，村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)工作需要得到科學(xué)規(guī)范的方法指導(dǎo)及技術(shù)支持，直觀(guān)快速地為決策者提供再開(kāi)發(fā)工作的適宜性評(píng)價(jià)、再開(kāi)發(fā)規(guī)劃方案優(yōu)選、再開(kāi)發(fā)預(yù)期效果評(píng)估等協(xié)助決策的信息與判斷結(jié)果。

決策支持系統(tǒng)以管理科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)為基礎(chǔ)[6]，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為手段，是輔助決策者解決半結(jié)構(gòu)化決策問(wèn)題的人機(jī)交互系統(tǒng)，其中，空間決策支持系統(tǒng)主要解決面向空間的決策問(wèn)題?？臻g決策支持系統(tǒng)在地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上引入了模型庫(kù)及模型管理系統(tǒng)等概念，可解決復(fù)雜的空間描述、過(guò)程模擬、綜合評(píng)估等問(wèn)題[7]?？臻g決策支持系統(tǒng)綜合利用人文、經(jīng)濟(jì)、空間等信息，通過(guò)決策模型選擇和空間分析運(yùn)算對(duì)每個(gè)備選規(guī)劃方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，以圖形圖像、報(bào)表的形式簡(jiǎn)單直觀(guān)地對(duì)規(guī)劃方案進(jìn)行意見(jiàn)反饋。決策者結(jié)合相關(guān)知識(shí)及決策經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)空間決策支持系統(tǒng)的反饋意見(jiàn)對(duì)決策模型、量算指標(biāo)、規(guī)劃方案設(shè)計(jì)進(jìn)行修正。空間決策支持系統(tǒng)通過(guò)對(duì)若干次的修正規(guī)劃方案進(jìn)行評(píng)價(jià)與優(yōu)選實(shí)現(xiàn)若干次的人機(jī)交互，為決策者進(jìn)行科學(xué)合理的決策提供支持和幫助。目前，空間決策支持系統(tǒng)的應(yīng)用模型、管理方法、應(yīng)用等已經(jīng)得到了廣泛的研究[8-11]，陳崇成等[12]針對(duì)環(huán)境管理的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了模型庫(kù)與GIS緊密集成的環(huán)境管理空間決策支持系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與研究。在與建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)、適宜性評(píng)價(jià)相關(guān)的空間決策支持系統(tǒng)研究方面，夏敏等[13]針對(duì)土地適宜性評(píng)價(jià)問(wèn)題，提出了建立土地適宜性評(píng)價(jià)空間決策支持系統(tǒng)的思路，為相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)提供了結(jié)構(gòu)、功能、方法的理論支持；吳小芳等[14]針對(duì)三舊改造項(xiàng)目監(jiān)管與空間決策問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)數(shù)字化監(jiān)管與空間決策支持系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，在規(guī)劃與現(xiàn)狀分析、潛力評(píng)價(jià)方法的研究方面取得了一定的進(jìn)展。

本文結(jié)合GIS技術(shù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，集成專(zhuān)家?guī)?、知識(shí)庫(kù)、模型庫(kù)、元數(shù)據(jù)庫(kù)和共享信息庫(kù)，應(yīng)用組件技術(shù)、數(shù)據(jù)對(duì)象訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)、動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)技術(shù)，重點(diǎn)解決村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)價(jià)、再開(kāi)發(fā)方案優(yōu)選、再開(kāi)發(fā)預(yù)期效果評(píng)估問(wèn)題，建立集空間數(shù)據(jù)管理、空間應(yīng)用模型分析和可視化空間輔助決策于一體的村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)空間決策支持系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 技術(shù)結(jié)構(gòu)

村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)輔助空間決策支持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為3個(gè)邏輯層，分別為數(shù)據(jù)層、技術(shù)層、應(yīng)用層，如圖1所示。其中，數(shù)據(jù)層包含數(shù)字城市地理信息公共服務(wù)平臺(tái)（基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)）、專(zhuān)題地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)、模型庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、專(zhuān)家?guī)?；技術(shù)層包括多尺度空間數(shù)據(jù)快速更新技術(shù)、空間數(shù)據(jù)規(guī)整技術(shù)、建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)價(jià)技術(shù)、三維建模技術(shù)；應(yīng)用層包括適宜性評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)模擬、再開(kāi)發(fā)效果預(yù)評(píng)估、數(shù)據(jù)管理。

圖1 系統(tǒng)技術(shù)結(jié)構(gòu)圖

1.2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)

村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)輔助空間決策支持系統(tǒng)在Microsoft Visual Studio 2010開(kāi)發(fā)平臺(tái)支持下，采用Visual C#開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，在oracle11g數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)、ArcSDE10.0空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎、ArcEngine10.0嵌入式GIS組件庫(kù)、Skyline6.5三維平臺(tái)的支持下進(jìn)行開(kāi)發(fā)，并在Windows Server2008服務(wù)器操作系統(tǒng)、Windows8操作系統(tǒng)、IE10瀏覽器等環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。

1.3 功能結(jié)構(gòu)

村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)亟需解決以下3個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：是否適宜再開(kāi)發(fā)？如何再開(kāi)發(fā)？再開(kāi)發(fā)預(yù)期效果如何？鑒于此，以“適宜性評(píng)價(jià)-設(shè)計(jì)模擬-效果預(yù)評(píng)估-數(shù)據(jù)管理-系統(tǒng)維護(hù)”為主線(xiàn)進(jìn)行村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)輔助空間決策支持系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)輔助空間決策支持系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)再開(kāi)發(fā)相關(guān)的各種空間、非空間數(shù)據(jù)的一體化管理，對(duì)村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)的適宜性進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)、開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)模擬、開(kāi)發(fā)效果預(yù)評(píng)估，簡(jiǎn)潔直觀(guān)地為村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)提供科學(xué)有效的輔助決策。以“模塊內(nèi)高整合，模塊間低耦合”為出發(fā)點(diǎn)，同時(shí)兼顧系統(tǒng)的穩(wěn)定性、開(kāi)放性和可擴(kuò)展性原則，本系統(tǒng)主要包含4大主要功能，分別是數(shù)據(jù)管理功能、再開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)價(jià)功能、再開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)模擬功能、再開(kāi)發(fā)效果預(yù)評(píng)估功能。以下對(duì)這4個(gè)功能分別進(jìn)行詳細(xì)描述。

2.1 數(shù)據(jù)管理功能

主要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的一體化存儲(chǔ)與管理，實(shí)現(xiàn)多時(shí)態(tài)、多格式的空間、非空間數(shù)據(jù)的集成，其功能包括數(shù)據(jù)建庫(kù)、更新維護(hù)等。通過(guò)采集、歸并相關(guān)的數(shù)據(jù)，建立項(xiàng)目區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)，包括：①基礎(chǔ)地理信息在線(xiàn)調(diào)用數(shù)據(jù)。大比例尺地形圖、衛(wèi)星正射影像、數(shù)字高程模型、現(xiàn)狀三維模型等。②專(zhuān)題地理信息數(shù)據(jù)。土地利用總體規(guī)劃、土地利用現(xiàn)狀、基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)；城市總體規(guī)劃、交通規(guī)劃、控制性規(guī)劃、修建性規(guī)劃（總平面圖）；環(huán)境保護(hù)規(guī)劃；宗地?cái)?shù)據(jù)等。③三維框架模型。三維框架模型是設(shè)計(jì)模擬模塊中對(duì)規(guī)劃地物進(jìn)行模擬建模，主要包括商業(yè)建筑、寫(xiě)字樓、居民住宅、道路、綠地、水面、地下空間等，屬于本系統(tǒng)的專(zhuān)題地理信息數(shù)據(jù)之一。④與村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)相關(guān)的其他數(shù)據(jù)，如村鎮(zhèn)人口數(shù)據(jù)、經(jīng)濟(jì)投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)等JPG、Word、Excel、PDF格式的數(shù)據(jù)。其中，數(shù)據(jù)的采集、整理包括空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)一坐標(biāo)、統(tǒng)一格式，非空間數(shù)據(jù)中各種文檔的聚并。

2.2 再開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)價(jià)功能

針對(duì)村鎮(zhèn)建設(shè)用地是否適宜再開(kāi)發(fā)的問(wèn)題，再開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)價(jià)功能主要實(shí)現(xiàn)對(duì)村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)適宜性的評(píng)價(jià)。該功能通過(guò)建立適合村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)實(shí)際情況的指標(biāo)體系，利用建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)的相關(guān)評(píng)價(jià)模型，評(píng)價(jià)村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)的適宜性，可視化地展示建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果（圖3），從而為相關(guān)部門(mén)進(jìn)行決策提供依據(jù)和參考。

圖3 村鎮(zhèn)建設(shè)用地適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)的內(nèi)在需求、資源環(huán)境適應(yīng)性、可操作性等實(shí)際要求，參考《建設(shè)用地節(jié)約集約利用評(píng)價(jià)規(guī)程（TDT1010-2008）》《開(kāi)發(fā)區(qū)土地集約利用評(píng)價(jià)規(guī)程》等，基于村鎮(zhèn)建設(shè)用地現(xiàn)狀分析，選取土地利用強(qiáng)度、土地投入水平、土地利用效益、經(jīng)濟(jì)可行性4個(gè)指標(biāo)，參照所在地區(qū)土地利用平均水平，綜合評(píng)價(jià)村鎮(zhèn)建設(shè)用地的再開(kāi)發(fā)適宜性。其中，土地利用強(qiáng)度指標(biāo)包括人口密度、耕地面積比例、建設(shè)用地率、未利用土地率、人均村鎮(zhèn)建設(shè)用地、交通用地比例；土地投入水平指標(biāo)包括擬開(kāi)發(fā)土地的固定資產(chǎn)投資強(qiáng)度、地均從業(yè)人員、地均基礎(chǔ)設(shè)施投入、農(nóng)業(yè)機(jī)械動(dòng)力投入強(qiáng)度；土地利用效益指標(biāo)包括單位面積各產(chǎn)業(yè)GDP產(chǎn)出、地均財(cái)政收入、單位GDP能耗、單位GDP水耗、污水集中處理率；經(jīng)濟(jì)可行性指標(biāo)包括轉(zhuǎn)用成本-農(nóng)用地轉(zhuǎn)為建設(shè)用地、流轉(zhuǎn)成本-集體土地流轉(zhuǎn)、征收成本-集體土地轉(zhuǎn)為國(guó)有、拆遷安置成本等。特別是，由于村和鎮(zhèn)的行政等級(jí)不同，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)也有所不同，因此在對(duì)村、鎮(zhèn)建設(shè)用地進(jìn)行適宜性評(píng)價(jià)時(shí)，可根據(jù)評(píng)價(jià)區(qū)域?qū)嶋H情況對(duì)評(píng)價(jià)因子進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，構(gòu)建適合評(píng)價(jià)區(qū)域?qū)嶋H情況的指標(biāo)體系，如圖4所示。

通常采用的村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)價(jià)模型是多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)模型：

式中，SD表示指標(biāo)體系綜合適宜度；SSDi表示第i個(gè)指標(biāo)的適宜度；wi表示第i個(gè)指標(biāo)的權(quán)重；n表示指標(biāo)體系中的指標(biāo)數(shù)目。

圖4 評(píng)價(jià)因子選擇及管理界面

2.3 再開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)模擬功能

針對(duì)村鎮(zhèn)建設(shè)用地如何再開(kāi)發(fā)的問(wèn)題，再開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)模擬功能為決策者提供交互式、可視化的地塊規(guī)劃設(shè)計(jì)方案。

再開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)模擬功能通過(guò)模擬建立規(guī)劃方案中重點(diǎn)地物的三維框架模型（包括商業(yè)建筑、寫(xiě)字樓、居民住宅、道路、綠地、水面、地下空間等），實(shí)現(xiàn)在三維環(huán)境中對(duì)規(guī)劃方案的設(shè)計(jì)與顯示，如圖5所示。并對(duì)模擬建立的三維框架模型進(jìn)行相關(guān)屬性的賦值，其中包括建筑面積、固定資產(chǎn)投入、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益等。

圖5 再開(kāi)發(fā)三維設(shè)計(jì)模擬界面

2.4 再開(kāi)發(fā)效果預(yù)評(píng)估功能

針對(duì)村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)預(yù)期效果如何的問(wèn)題，再開(kāi)發(fā)效果評(píng)估功能根據(jù)重點(diǎn)地物的相關(guān)屬性，對(duì)規(guī)劃方案的土地利用經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益等指標(biāo)進(jìn)行預(yù)評(píng)估。通過(guò)對(duì)比分析再開(kāi)發(fā)地塊的土地利用現(xiàn)狀水平與所在地區(qū)土地利用平均水平，得到規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的可行性，如圖6所示。如果預(yù)評(píng)估結(jié)果所示的再開(kāi)發(fā)地塊的土地利用水平高于所在地區(qū)土地利用平均水平，則說(shuō)明該土地利用規(guī)劃方案的效果較好，該規(guī)劃設(shè)計(jì)方案可推行及實(shí)施。如果再開(kāi)發(fā)地塊的土地利用水平低于所在地區(qū)土地利用平均水平，則需要反復(fù)地對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)的效益最大化。

圖6 再開(kāi)發(fā)預(yù)評(píng)估結(jié)果

3 結(jié) 語(yǔ)

本文針對(duì)村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)工作中需要解決的3 個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題，結(jié)合GIS技術(shù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，集成專(zhuān)家?guī)?、知識(shí)庫(kù)、模型庫(kù)、元數(shù)據(jù)庫(kù)和共享信息庫(kù)，應(yīng)用組件技術(shù)、數(shù)據(jù)對(duì)象訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)、動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)技術(shù)，構(gòu)建了集空間數(shù)據(jù)管理、空間應(yīng)用模型分析和可視化空間輔助決策于一體的村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)空間決策支持系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了再開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)的一體化管理、村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)的適宜性分析與評(píng)價(jià)、再開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)模擬、再開(kāi)發(fā)效果預(yù)評(píng)估等功能，并將其應(yīng)用于廣東省佛山市南海區(qū)廣佛智城二號(hào)地塊的再開(kāi)發(fā)工作中，為村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)工作提供了科學(xué)合理且簡(jiǎn)潔直觀(guān)的輔助支持，為村鎮(zhèn)建設(shè)用地再開(kāi)發(fā)科學(xué)決策提供了便利的決策途徑。

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圖4 改進(jìn)后的三維地圖定位效果

4 結(jié) 語(yǔ)

比較了當(dāng)前流行的二維地圖、2.5維地圖中對(duì)于興趣點(diǎn)查詢(xún)定位的效果，研究了三維地圖中興趣點(diǎn)定位的方法，通過(guò)分析、計(jì)算得出了一種較為準(zhǔn)確的定位方法。由于實(shí)際興趣點(diǎn)方向的不確定性，在三維場(chǎng)景中，如何定位到興趣點(diǎn)正面是本文今后研究的重點(diǎn)。

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作者簡(jiǎn)介：田靜，碩士，主要從事三維數(shù)字城市方向的工作。

P208

B

1672-4623（2016）08-0072-04

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李武龍，碩士，主要從事測(cè)繪地理信息方面的工作。

2016-06-13。

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