基于土地价值评估的山地城镇空间形态导控系统的制作方法

本发明属于城市规划技术领域，具体涉及基于土地价值评估的山地城镇空间形态导控系统。

背景技术：

随着城镇化进程的不断推进，中国西部山地城镇面貌经历着巨大的变化，城市空间以极高的速度拓展。然而，在城市快速发展的背后，也普遍出现了诸如土地开发利用效率不高、城市空间发展结构不明确、城市整体形态缺乏把控等问题。

城市空间形态是城市发展变化过程中的外在表征，反过来，对城市发展同样可以起到促进或限制作用。山地城镇的空间形态是在山地条件环境下，城镇物质空间发展变化的外部空间形式。对城市空间形态具有控制作用的元素大致有宏观、中观和微观三大类，共计二十余小项的元素，其中较为重要的有密度、高度、界面、体量、通廊等元素。在城市总体空间形态层面，基本以街区为基本单元研究城市。基于此，可以发现对于街区空间形态影响最大的两个要素就是强度和高度。地块单元的开发强度、高度构成了城市空间形态的两个内核要素。强度决定了街区的开发容量，即一定面积的土地面积所承载的建筑总量；高度决定了地块的轮廓模样及在一定强度下街区内建筑的排列组合方式，相同强度不同的高度下街区空间形态是完全不一样的。反映在山地城镇的总体空间形态的导控中，容积率、建筑建筑密度和建筑高度是三个最为重要的控制要素。

目前城市规划中的地块容积率、建筑高度和建筑密度的确定系统存在主观性强、难以量化的缺点，从而造成城市规划过程中建设指标混乱，也出现了诸如土地开发利用效率不高、城市空间发展结构不明确、城市整体形态缺乏把控等问题，因此，需要一种能指导人们科学确定地块容积率、建筑高度与建筑密度的系统。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于土地价值评估的山地城镇空间形态导控系统，能指导人们科学地完成地块容积率、建筑高度与建筑密度的导控。

一种基于土地价值评估的山地城镇空间形态导控系统，包括处理器、输入设备、输出设备和存储器，所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接，其中，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行以下方法：

确定多个评估因素；

根据所述评价因素确定多个因子；

将所述因子对应的图形要素导入gis系统，构建gis空间数据库；

利用gis空间分析中缓冲区分析方法对所述gis空间数据库各个因子进行分级，并确定每个级别的影响分值；

利用层次分析法计算各因子的权重；

将所述各因子的影响分值、权重和待导控土地信息导入gis软件中，由所述gis软件输出土地价值评估数据，根据所述土地价值评估数据对待导控土地信息的容积率、建筑密度、建筑高度进行导控。

优选地，所述评估因素包括商业繁华程度、交通条件、公服设施完善度和环境条件。

优选地，所述因子包括与所述商业繁华程度对应的商业设施距离、与所述交通条件对应的城市道路距离、与所述公服设施完善度对应的公服设施距离、与所述环境条件对应的绿地广场距离和河湖水系距离。

优选地，所述将所述因子对应的图形要素导入gis系统，构建gis空间数据库具体包括：

以点状要素绘制商业设施、公服设施和绿地广场，以线状要素绘制所述城市道路和河湖水系，将所述商业设施、公服设施、绿地广场城市道路和河湖水系的图形要素导入gis系统，构建所述gis空间数据库。

优选地，所述利用gis空间分析中缓冲区分析方法对所述gis空间数据库各个因子进行分级具体包括：

将所述城市道路距离划分为主干道、次干道和支路三个级别；

将所述商业设施距离、公服设施距离和绿地广场距离划分为市级和片区级两个级别；

将所述河湖水系距离划分为市级一个级别。

优选地，所述城市道路距离中市级的影响分值范围为20～100，片区级的影响分值范围为20～80；所述城市道路距离中主干道的影响分值范围为20～100，次干道的影响分值范围为20～80，支路的影响分值范围为20～60；所述公服设施距离中市级的影响分值范围为20～100，片区级的影响分值范围为20～80；所述绿地广场距离中市级的影响分值范围为20～100，片区级的影响分值范围为20～80；所述河湖水系距离中市级的影响分值范围为20～100。

优选地，所述商业设施距离的权重范围为0.2～0.4；所述城市道路距离的权重范围为0.1～0.3；所述公服设施距离的权重范围为0.1～0.3；所述绿地广场距离和河湖水系距离的权重范围为0.03～0.2。

优选地，所述土地价值评估数据由gis软件利用栅格计算器对待导控土地信息中同一位置的各个因子进行加权求和得到，即

式中，i为变量，n为因子的数量，si为第i个因子在待导控土地信息中位置所属级别的影响分值，ni为第i个因子的权重。

优选地，所述根据所述土地价值评估数据对待导控土地信息的容积率、建筑密度、建筑高度进行导控具体包括：

在gis软件中按待导控土地信息的地块建立栅格；

将所述土地价值评估数据按待导控土地信息的地块进行分割，将街区作为导控的基本评分单元；

根据下式计算各个地块的土地价值评估值：

式中，pj为第j块地块的土地价值评估值，m为第j块地块内栅格总数，ak为第j块地块内第k个栅格的土地价值评估数据；

根据各个地块的土地价值评估值对各个地块的容积率、建筑密度、建筑高度进行导控。

由上述技术方案可知，本发明提供的基于土地价值评估的山地城镇空间形态导控系统，对影响土地价值评价的因子进行筛选，建立总体城市设计gis数据库并打分赋值，利用数字化平台的缓冲区分析和加权叠加分析技术，对中心城区土地价值进行分值量化计算，并运用层次分析法进行加权叠加，将叠加后的分值图落到以道路划分的基本形态导控单元，再根据山地城镇的空间形态理论及方法，在土地价值评估的基础上，结合总体城市设计的功能结构和不同的土地利用性质，将城市形态通过地块容积率、建筑密度、建筑高度三个方面进行导控，能指导人们科学地完成地块容积率、建筑高度与建筑密度的导控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为习水县中心城区现状图。

图2为习水县中心城区“围城”的现状城市形态图。

图3为本实施例选取的习水县的研究范围。

图4为本实施例提供的山地城镇空间形态导控系统的模块框图。

图5为本系统筛选出的影响因素和因子。

图6为本系统习水县商业设施距离的评价图。

图7为本系统习水县城市道路距离的评价图。

图8为本系统习水县公服设施距离的评价图。

图9为本系统习水县绿地广场距离的评价图。

图10为本系统习水县河湖水系距离的评价图。

图11为本系统习水县城市土地价值评估数据的示意图。

图12为本系统习水县用地地块单元土地价值评价结果的示意图。

图13为本系统习水县总体城市设计土地利用图。

图14为本系统习水县总体城市设计功能结构图。

图15为本系统习水县地块容积率导控图。

图16为本系统习水县建筑密度导控图。

图17为本系统视线控制原则原理图一。

图18为本系统视线控制原则原理图二。

图19为本系统习水县城市视线廊道示意图。

图20为本系统习水县建筑高度导控图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

近年来，随着城镇土地开发制度改革和土地市场运营不断发展，城镇土地评价的方法与技术不断革新。以gis(geographicinformationsystem)技术为代表的地理研究和地理信息服务的数字化平台，为土地价值评估的发展提供了良好的技术平台。土地价值评估是一个空间数据分析与分类赋值的过程，近年来将gis运用到土地评价的方法与实践不断增加。

综合来看，国内在土地价值评估方面已形成较为成熟的方法体系，国家部门也出台了相关技术标准。但是，以土地价值为基础来研究山地城市三维空间形态研究及管控方法尚不多见。而现有大多数文献所提到的定量化研究方法几乎都是低精度的总体形态研究或者小尺度的城市地段研究，缺乏理性地以土地价值为基础的研究，在山地城镇的相关研究更为缺乏。因此，通过gis集成分析城市土地价值所涉及的要素，提供土地价值分析结果，并将其应用到城市设计形态控制当中可以适当提高城市设计的科学性与合理性。

所以基于土地价值评估的城镇空间形态研究，是将城镇用地功能、空间形态导控和土地开发作为统一的有机体，有助于厘清当前城市空间形态存在的问题和空间发展的驱动影响因素，从而为城市空间形态将来有序的发展提供有力的支撑，因此对解决当前山地城镇总体空间形态发展面临的问题具有很强的现实意义。

实施例：

本发明以贵州省习水县为例进行说明。习水县位于贵州省北部川、黔、渝三省交界处，也是“成渝”、“黔中”两大经济圈的中转枢纽。中心城区现状建设用地18.6平方公里，海拔均在1000米以上，四周山体环绕，城中还有红军山、大小营顶山等城中山，山地特征明显(如图1所示)。

长期外延式粗放化的发展使习水县中心城区出现了城市土地开发规模的盲目扩大，土地开发利用效率低、城市空间发展结构不明确、城市整体形态缺乏把控等问题(如图2所示)。针对这些问题，本实施例选取习水市总体城市设计范围23平方公里范围(如图3所示)，进行土地价值的评估研究，作为中心城区的空间形态控制及引导的依据。

一种基于土地价值评估的山地城镇空间形态导控系统，参见图4，包括处理器801、输入设备802、输出设备803和存储器804，所述处理器801、输入设备802、输出设备803和存储器804通过总线805相互连接，其中，所述存储器804用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器801被配置用于调用所述程序指令，执行以下方法：

1、评估因素和因子的筛选。

评估因素和因子的筛选和确定对土地价值评估结果有重大影响，应选择最能体现城镇特色的社会、经济、自然条件。该系统确定四个方面评估因素，分别是：商业繁华程度、交通条件、公服设施完善度和环境条件，因子层面分别为：商业设施距离、城市道路距离、公服设施距离、绿地广场距离和河湖水系距离五个因子。

参见图5，该系统可以根据因子的选择，对收集到的图形资料进行整理，提取城市道路、商业设施、公服设施、绿地广场、河湖水系这五类要素信息构建gis的空间数据库。商业设施、公服设施、绿地广场等因素以点状要素绘制；城市道路与河湖水系的要素按照分级标准以线状要素绘制。将各因子对应的图形要素导入gis后即得到了gis的空间数据库。对各类因子进行评分分级，根据不同级别确立其影响的范围及影响分值。其中，城市道路距离分级按照主干道、次干道和支路划分三个级别，根据距离对周边用地进行评分；商业设施、公服设施和绿地广场按照规模和影响分为市级和片区级，河湖水体因在习水县属于匮乏且宝贵的景观资源，均默认为市级层面，根据距离对周边用地进行评分。各个因子的评分表如表1所示：

表1土地价值影响因子评分表

从表1可以看出，商业繁华程度中商业设施距离分市级和片区级，参见图6，例如中央公园综合体、希望城综合体以及老城中心小龙口等市级商业依据距离按照20-100进行评分，其余片区级商业按照20-80进行评分。

交通条件中城市道路距离按照道路级别分为主干道、次干道和支路，参见图7，主干道周边用地根据距离大小按照20-100分进行评分，次干道按照20-80分进行分评分，支路按照20-60分进行评分。

公服设施完善度中公服设施距离按照等级规模分为市级和片区级，参见图8，市级公服设施分值按照20-100进行评价，其余片区级公服设施按照20-80进行评分。

环境条件中绿地广场按照大小规模和服务便捷度分为市级和片区级，参见图9，市级按照20-100进行评价，其余片区级按照20-80进行评分。参见图10，由于习水的水系景观资源较为宝贵和稀少，故将河湖水系距离定位为市级资源，分值为20到100。

2、因子叠加权重分析。

城镇土地价值因子综合叠加的权重反映了各因子对土地价值的影响程度。运用层次分析法进行打分赋值，得到四个因素层面的权重，如表2所示。例如根据习水县设置的交通条件权重为19.9％，环境条件权重为22.8％，公服设施完善度权重为17.4％，商业繁华程度权重最高为39.9％。

表2：城镇土地综合定级因素表

根据因子的权重值，利用gis软件中的栅格计算器将各因子进行加权求和计算，得到最终的城市的土地价值评估数据，即

式中，i为变量，n为因子的数量，si为第i个因子在待导控土地信息中位置所属级别的影响分值，ni为第i个因子的权重。

优选地，所述根据所述土地价值评估数据对待导控土地信息的容积率、建筑密度、建筑高度进行导控具体包括：

在gis软件中按待导控土地信息的地块建立栅格；

将所述土地价值评估数据按待导控土地信息的地块进行分割，将街区作为导控的基本评分单元；

根据下式计算各个地块的土地价值评估值：

式中，pj为第j块地块的土地价值评估值，m为第j块地块内栅格总数，ak为第j块地块内第k个栅格的土地价值评估数据；

根据各个地块的土地价值评估值对各个地块的容积率、建筑密度、建筑高度进行导控。

参见图11，其分值最低为23.63分，最高为86.98分。在其基础上叠加规划地块单元，结合习水县土地开发管理特点，进行用地单元划分，将街区作为土地评价的基本评分单元。在地块单元层次下根据土地单元的分值评级，应用gis平台计算出单元平均得分，最终得到用地地块单元的分值模型，参见图12。

根据评分结果，可以得到以下结论：

(1)土地价值评分较高的地块为娄山路两侧和希望城板块，分值在75-83之间；

(2)其次土地价值较高的地块为环北大道两侧以及习酒路两侧，分值在60-75之间；

(3)价值处在第三级别的区域主要为老城中心区域、西侧木楠坝组团和东南侧东风水库周边地块，分值在40-60之间。

(4)土地价值较小的区域为北部组团和南部马临组团，分值在28-40之间。

3、城市空间形态导控。

城市的总体空间形态是三维的，可分解为二维平面加上竖向的第三维度，而平面维度又可以具体到开敞空间与建构筑物这两个要素。因此，如果能把握住城市中建筑与开敞空间的关系，即地块开发强度，并控制住城市的总体高度，就能从整体上导控城市的空间形态。然而在市场经济条件下，城市土地利用强度反映土地资源利用的强度。因此，在相同用地性质条件下，土地价值越高，代表其周边资源条件、环境条件、交通通达度均较高，则相应的开发强度会适当提高，反之则越低。

以习水县为例，基于土地价值的分析结果，明确了中心城区土地价值较高的地块，并结合总体城市设计的土地利用(参见图13)和功能结构(参见图14)，共同导控城市总体空间形态，以此来合理确定地块开发强度。在中心城区的城市形态导控中，确定地块容积率、建筑密度、建筑高度三个控制指标，综合导控城市空间形态，并促进各类用地达到最有效利用。该系统可基于gis分析，选择最具开发潜力的用地作为规划发展导控的重点地块，并根据城市重要空间廊道，来对特定区域进行建筑高度控制。最终形成城市土地价值、用地性质与空间形态相对应的整体城市形态。

1)地块容积率导控。

地块容积率是控制地块开发强度的核心指标，也是控制建筑通过对土地价值的综合评价与研究，以下结合习水县总体城市设计、习水县总体规划以及其它相关规范要求，对习水县土地容积率进行指标控制引导，通过制定合理的容积率指标引导土地整体开发强度，进而在建筑形式和建筑体量上进行控制，实现城市形态和空间有机和谐发展。参见图15，将习水县容积率控制分为5个层级：

(1)0-1：主要是生态景观用地、城市公园广场等开发强度很低的地块；

(2)1.0-1.5：主要是科研教育用地、工业用地以及少量低层住宅区域；

(3)1.5-2.0：主要是作保留的城市旧多层住宅用地、区位一般的城市普通多层住宅用地、普通工业用地和一般商业用地；

(4)2.0-3.0：主要是区位较好的城市中心区的居住地块和部分一般商业用地，根据土地价值的分布规律和沿景观轴线高强度开发的景观需要；

(5)3.0-3.5：主要是指城市中心区内土地区位较好的居住用地和商业用地。

2)建筑密度导控。

建筑密度的导控有助于控制公共空间的开敞度，帮助城市商业区形成良好的商业氛围。以下在习水县中心城区的建筑密度落实到街区，参见图16，通过街区建筑密度进行具体控制，分为六个层级：

(1)0-0.15：主要为公园、广场、滨水绿地等城市开放空间，仅作极低密度的必要性公共服务类建筑开发，密度最低；

(2)0.15-0.25：主要是南部工业园区及用作旅游开发的用地，较低的建筑密度以满足工业和旅游类用地对环境品质的要求；

(3)0.25-0.35：主要是大面积分布的一般住宅区，这个密度区段可以满足习水基本的间距要求，并能形成良好的符合习水旅居城市的城市形态；

(4)0.35-0.45：主要是指核心周边的商业地块、行政用地以及片区中心商业用地，建筑密度的提高有助于土地的集约开发，略微紧凑的空间形态也有助于商业区和行政区聚集人气；

(5)0.45-0.60：主要是指以街区式开发的商业地块和土地紧张的部分老城区，根据土地价值与功能分布的规律，可以形成较高的建筑密度；

(6)0.60-0.70：仅指核心区的少量具有高土地价值的商业地块，高建筑密度迫使在建筑设计层面将更加关注室内公共空间的设计，这也符合习水县夏季温差较大、冬季较冷的特点，使得更容易形成热闹的室内商业空间。

3)建筑高度导控。

在地块容积率与建筑密度的共同作用下，其内部的建筑高度就限定在了一定范围。但是在土地价值越高的中心地块，建筑高度可适当增加以突出城市轮廓线的高点，反之，在土地价值越低的城市边缘区可限制其最高建筑高度以控制城市天际线的低点。

此外，山地城市因其特殊的地形地貌，建设用地与平原地区相比更为紧张，同时面临着山地特色风貌保护与空间使用效率提升的双重挑战，“看得见山、望得见水、记住乡愁”的美好愿景对山地城镇建设提出了更高的要求。香港在保护维多利亚港两岸重要的视线通廊和山体景观时，提出的《规划标准和准则》中要求设立20％-30％的山体背景不受建筑遮挡，即建筑高度最高不得超过眺望点到山脊20％-30％下的景观视线。在习水的建筑高度控制分析过程中，引入眺望分析法，选取重要眺望点并确定城市中5条视线廊道，参见图19，对廊道内建筑高度进行统一控制，明确1/3背景山体不被遮挡的视线控制原则，参见图17、18。基于土地价值评估和眺望分析模型的建筑高度控制方法，以城市整体土地价值的评价为基础，景观通廊控制为控制重点，用gis系统及其可视化系统，按控制需求选择多个观测点，对视线和视域进行量化分析，选择重点区域进行控制。

在新建成用地不能更改的情况下，将规划区高度分为四级控制，分别是100米高度控制，以商业核心区地块为主；60m高度控制，在不阻挡视线廊道的情况下，大多数地块的高度限制；24m高度控制，以老城区更新地块及环北大道周边山地保护区域为主；12米高度控制，以老城区红军特色街周边的核心范围为主，参见图20，最终形成高低有序、视线通达的整体城市天际轮廓线。

综上所述，该系统的空间分析功能与相关辅助决策功能逐步增强，gis技术在土地价值评估中，为其提供了数字化的分析方法，注入了新的活力，增强了土地价值研究结果的科学性。摆脱了通过规划者主观思想来思考土地利用价值带来的局限性，以更为科学的方式辅助规划者更好地对城市土地利用、空间形态做出合理的规划。此外，计算机强大的数据处理及分析功能也大大节省了工作时间，提升了工作效率。通过gis系统建立的土地价值空间数据库对于后续土地价格制定、土地出让等都奠定了基础。

基于土地价值评估的城市空间形态导控相比于按照分区或地块划定土地等级的方法更为精准，也更具对城市设计的指导意义，可以反映城市土地价值的空间分布规律与趋势，更好地指导城市规划与设计方案的制定。以地块容积率、建筑高度、建筑密度为对象的山地城镇空间形态的导控也在土地价值评估的基础上更具科学性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。