基于三维遥感影像图的南宁市土地利用强度评价

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[摘要] 土地利用强度是反映土地集约节约利用的重要指标，本文以南宁市大比例尺的三维地图为基础，利用GIS软件对南宁市土地利用强度进行分析，揭示其空间分布、变化规律，为土地利用规划、城市规划建设、房地价评估提供参考依据。

[关键字] 土地利用强度 GIS 评价

[中图分类号]P28 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-1-4-3

0引言

不同的时期，城市扩张方向有所不同，社会经济发展状况不同，从而导致城市各区域土地利用强度有所不同，形成特定的城市景观。我国城市土地利用强度研究由于起步较晚， 相关评价体系尚无定论 ， 特别是对于城市三维立体化发展趋势下土地利用定量评价涉及不多。闫永涛、冯长春[1]利用1993-2006 年北京市国有土地使用权出让数据，借助 GIS分析工具，定性分析与定量分析相结合， 剖析北京城市土地利用强度的空间结构形态。关礼[2]通过研究土地资源状况与社会经济关系，得出土地开发利用强度越高， 土地的产出水平越高，即两者呈正相关关系的结论。

本文将以南宁市大比例尺的三维地图为基础，选择传统的建筑密度和容积率为指标，利用GIS软件对南宁市土地利用强度进行分析，揭示其空间分布、变化规律，为土地利用规划、城市建设提供依据和参考信息。

1研究方法

1.1 确定评价体系

1.1.1 确定评价单元

传统的城镇土地利用评价单元确定有宗地法和网格法等。其中宗地法是以宗地作为基本单元，以每宗地的基础数据测算土地利用潜力状况，但由于宗地面积较小，获取相关数据困难，且成本较高，不利于大区域的城镇土地潜力评价；而网格法容易造成网格单元跨越不同的用地类型和权属界线。由于南宁市各个街区的用地类型相对统一，道路划分界限明显，且在图上街坊面积比宗地面积更容易获得，因此以街坊作为划分单元进行容积率和建筑密度计算最为可行[5]。对单元内土地利用类型不一致，建筑密度与容积率相差较大的街区，可以对评价单元再进一步细分，以确保结果能更真实地反映出土地集约利用程度。

1.1.2 划分单元类型和选择评价因子

本文选择有代表性的街区单元作为样点，分析南宁市土地利用分布状况，以及土地利用强度的影响因素。一方面根据住宅用地、商业用地、工业用地三种建设用地类型作为单元划分类型，总和评价三种用地类型的土地利用强度。另一方面，以朝阳广场为中心向东、西、南、北四个走向，分析土地利用强度的空间分布状况。

南宁市的城市现代化水平是比较高的，各种用地类型齐全，影响土地利用强度的因子很多，要兼顾所有的用地类型是难以实现的。根据综合性、可操作性原则，在选取指标时要充分考虑指标获取的可能性、所获得的数据的准确性以及指标反映土地利用强度的可靠性。土地利用强度传统的影响因素主要是建筑密度和容积率，因此，本文将评价单元的建筑密度和容积率作为确定土地利用强度等级的指标。

1.1.3 因子分值标标准化

潜力评价单元综合分值计算 城镇土地利用强度评价单元综合分值计算公式为 Si =Σ nk = 1（WK × Yik ）。式中， Si为第 i个评价单元的综合分值；Wk为第 k个因素的权重值； 为了便于计算，建筑密度和容积率的权重均选择0.5 。Yik为第i个评价单元第 k个因子分值； n为因素个数。由此Yik的确定本研究确定了研究区土地利用强度各单项评价因子的相对等级 ， 并将其划分为五个等级 （高、较高、适度、较低、低） ， 其中 ， 适度值域赋分值为 2-3分 ， 高值域赋分值域为4-5分 ， 较高分值域为3-4，高值表示高强度利用 ， 低值域赋最低值 1 分，较低级分值域为1-2分。如下表1所示：

1.2 确定数据来源

城市土地利用具有很强的空间性，而 RS、 GIS最大优势在于对空间数据的获取、 管理与分析，因此，借助遥感 （RS）技术实现评价工作是十分重要和必要的。

“城市来了”网站是由城市通公司开发和运营的"三维数字城市综合信息平台"，是2008年开始推出的全球性互联网品牌。"城市来了"网站为市民提供一个本地化的、最直观的、以城市三维地图为载体的信息检索平台。本文根据"城市来了"网站提供的空间上和水平上均为1：5000的2010年3月南宁市三维立体遥感影像图，获得南宁市土地利用信息，通过GIS的矢量化处理，获得研究区内样点街坊土地的建筑密度和楼层高度。

1.3 数据的采集

容积率获取采用直接调查法，直接调查法是指实地调查或借助大比例尺行片对每个楼层计数；或利用大比例尺地形图的房屋建筑层数标注来直接获得楼层信息； 然后通过实地测量、 航片解译或地图量算获得建筑底面积以及建筑占地面积，从而计算出建筑容积率[4]。一方面，可以通过三维遥感影像图进行楼层计数，另一方面，可以通过MAPGIS进行矢量化后，通过量算单元内建筑物图上平均高度值，换算出建筑物的实质高度，从而推算出街区平均楼层数。在三维图上，建筑底面积往往被遮挡，本文以建筑物楼顶面积替代建筑底面积，因为，在图上建筑底面积与建筑楼顶面积相一致，且相对容易量算。街区总面积以三维遥感影像图绘制的边界为准。

本文以水平和空间上均为1：5000的大比例尺2010年3月南宁市三维遥感影像图为基础进行截图获得最基础的图件。由于截图所得图件的格式为gif格式，使用Photoshop进行格式转换，从而得到tif格式的图件。在MAPGIS中打开tif格式的光栅文件，对三维遥感影像进行矢量化，计算出街坊建筑物的楼顶面积和街区总面积，以及图上楼层高度。计算每个街区的建筑密度和容积率。

1.4 数据计算

本文的建筑密度是通过GIS软件在南宁市三维遥感影像图图上量算获得单元内总的建筑基底面积和街区总面积后计算其比例获得。建筑密度的调查方法是使用图上直接量算，在图上量算评价单元内建筑用地的基底面积和评价单元的总面积，因为缩放比例一致，因此建筑密度可以直接用GIS统计图上评价单元的总建筑面积与总面积的比例表示。

单元建筑密度= 单元建筑基底总面积/单元建筑用地总面积

单元容积率=单元地上总建筑面积/单元总用地面积=建筑密度*楼层平均数

2 实证研究

2.1 研究区域概况

2.1.1 南宁市概况

南宁市是广西壮族自治区的首府，有"中国绿城"的称号。中国-东盟博览会每年在南宁市举办，使南宁市成为中国对外开放的前沿城市之一。南宁市在2007年获得"联合国最适人居奖"，作为华南、西南、东南亚三大经济圈的中心，北部湾经济区核心区，南宁拥有日趋完善、四通八达的水陆空立体交通运输网络。

2.1.2 研究区域范围

南宁市的建成区范围每年都在扩大，本文对南宁市的土地利用强度进行研究范围主要在快环以内。首先，快环外的大片土地还没有进行开发，大片土地仍然在闲置的状态，其土地利用强度随时间的推移变化较大，还未形成明显的布局特点。其次，对建设比较成熟的快环以内的土地利用强度研究，研究范围明确，研究区域大小比较合适。

2.2 研究结果与分析

2.2.1 从空间上总体分析南宁市土地利用强度

在南宁市选择相应的样点，分别计算出样点解放的建筑密度和容积率，以及土地利用强度图，制作南宁市土地利用强度样点图。在土地利用强度图上分别向东、西、南、北四个方向选择相应的样点，制作点、柱状图，如图1、图2、图3、图4。

由此得知，2010年南宁市从朝阳市中心向土地土地利用强度呈递减的趋势，与级差地租递减原理大体符合。建筑密度的范围主要集中在0.1到0.6之间，容积率的范围主要在1到6之间。朝阳广场和五象广场的土地利用强度相对其他地区最高，容积率分别达到5.89和5.27。江南区片的土地利用强度相对低，建筑密度虽达到0.3到0.7之间，但是容积率却普遍低于3，琅东区片的建筑密度和容积率普遍偏高。这主要是城市规划将琅东作为住宅和商业用地，而江南的定位是工业为主有关。北湖片区作为老城区建筑密度普遍偏高，但容积率较低。

2.2.2 从土地利用类型分析南宁市土地利用强度

根据研究方法，获取住宅用地、商业用地、工业用地典型的代表区域的建设密度和容积率如图5：

根据以上图表分别对2010年住宅用地，商业用地，工业用地，绿地、水域用地进行分析：

（1）住宅用地

南宁市住宅用地建筑密度由中心商业区向周边总体上呈递减趋势，中心商业区的建筑密度超过0.6，容积率超过5，利用强度较大。周边有广场和绿地附近的住宅用地利用强度会有一定幅度上升，但是在快速环道周边地区，有些土地闲置情况较为严重，土地利用潜力极大。其中城中村的建筑密度高达0.6，但是容积率仅达3.4，城中村内道路狭小，卫生、安全状况较差，绿地很少，楼间距过小是的一些房间终年没有阳光照射，已经照成了过度利用的情况。琅东别墅区土地建筑密度0.315，容积率为1.45，土地利用强度很低。

（2）商业用地

商业用地相对住宅用地和工业用地而言，其土地利用强度最大，土地利用强度较高，容积率可达到0.6以上。然而，南宁市中心商业区人流量大，中心商业区以朝阳广场、七星路为主，应该尽可能发展次商业中心和临街商铺实现对中心区人流量的眼里的减少。

（3）工业用地

工业用地的土地集约利用强度属于较低或低的等级，建筑密度一般在0.2到0.4之间，容积率普遍在1到3之间。而从图5可以看到，以发展二产业为主的经济技术开发区与以发展三产业为主的高新区相比较，三产业的土地利用强度相对要高。因此为提高城市土地的利用强度，应该将污染严重，利用率低的工业用地外移，实行"退二进三"政策。

（4）绿地、水域用地

南宁市的绿地和水域的面积占地极大，其所在的街区单元的建筑密度和容积率相对较小。由图1可以看到，广场和绿地会使街区的土地利用强度降低，但是在绿地和广场周边，土地利用强度会产生大幅度的提升。所以，在城市建设中不应该将城市的绿地都集中在公园，而应该适当的分散。城市绿地广场影响土地利用强度的一个重要因素。从图4我们可以看到在邕江附近的土地，利用强度先升高后下降，为了河堤安全，在水域附近土地利用强度不会是最高的，而是一个慢慢上升，到看不到江景的街区，土地利用强度将大幅度下降。

3 结论与建议

3.1 结论

南宁市土地建设用地多处于适度利用和利用强度较高状态，少量土地利用强度较低的土地主要是工业用地。其中，商业用地利用强度相对高于其他用地，尤其是商业中心区。住宅用地的土地利用强度由中心区向周边呈递减的趋势，其中城中村的土地建筑密度很大，大容积率不大，有过度利用土地的现象。土地利用强度收到规划、道路、绿地、广场、水系等的影响。

3.2 提高南宁市土地利用强度建议

3.2.1 提高城市土地的空间利用集约性

提高城市的土地集约利用程度，首先要提高城市建设用地的空间的集约利用程度。城市土地的绝对供给是有限的，但是相对供给量可以增加，南宁市的建设建设用地的容积率不高，可以中分挖掘地上、地下空间，实行立体式的开发，如地铁，地下商业街等。

3.2.2 改变土地利用结构

（1）"退二进三"

南宁市提出实施"工业强市"战略，坚持走新型工业化道路，通过中心城区工业企业结构调整和搬迁改造，推动存量资产调整，促进城区都市型工业发展，优化工业产业结构和布局，提高工业竞争力；以人为本，统筹兼顾，全面、协调、可持续地把南宁市建设成为区域性现代化制造基地和国际现代化城市。

（2）"城中村"改造

城中村的改造将成为挖掘城市内在潜力，提高城市土地集约利用的重要内容。南宁市城中村数量较多，以做好"城中村"规划，实现多种模式进行改造，建立健全的法律法规，以经济手段催进改造，对外来务工人员实现合理的安置。

（3）路网布局合理化

增加南宁市横贯全市的道路，南宁市铁路应该外迁，地铁的建造将是南宁市路网合理化的进一步需要做的工作。根据每条道路的车流量、人流量对城市道路的路面宽对、道路的数量进行合理的设置，保证既不浪费城市土地又不会造成交通堵塞，保证整个城市的运行。

（4）建设用地合理布局

对新建的楼盘的建筑密度、容积率、绿化率做出硬性的要求，对整个城市的各类用地的布局，要全面的考虑到地形、地貌、风向、流向以及道路、商业中心分布等。尽可能在区域根据人口数量合理的布设临街商铺、超市、小广场等基础设施，通过合理设置次中心商业区以减少中心商业区的人流量，进而减少中心区道路的压力。

3.2.3 突出土地利用总体规划的龙头作用

加强土地利用总体规划的权威性、严肃性，真正有效的制约和引导城市规划，规划企业布局，发挥龙头作用。重视非建设用地的合理布局，坚持"保护耕地、保障发展、保护生态环境、统筹规划思想"将人口布局、经济分布和土地利用规划结合起来，对全市土地实行合理的功能分区。

3.2.4 其他政策

加强土地集约利用的宣传教育，改变长期以来形成的粗放利用土地的思想和习惯，增强土地资源的忧患意识和节约集约利用土地的责任感；积极开展土地整理工作，一方面加强对土地集约利用程度低的土地进行整理，提高其利用率，另一方面，实行"城乡建设用地增减挂钩"，通过对农村就宅基地的整理增加城市的建设用地；完善法律体制，加大执法力度，应用"3S"技术，实现对城市土地的动态监测，保证土地的集约利用。确保土地集约利用管理有法可依、有法必依、违法必究。