基于GIS 的土地定級估價(jià)信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

劉劍鋒， 陳 琳，王 琴

（黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 開封 475004）

0 引言

我國經(jīng)濟(jì)體制改革的逐步深化，對土地使用制度改革提出了更高要求。 土地定級估價(jià)作為土地使用制度改革的基礎(chǔ)，具有突出的地位和重要的作用。特別是，隨著市場經(jīng)濟(jì)體制的建立和土地有償使用制度的實(shí)施，綜合評定土地質(zhì)量等級已經(jīng)成為當(dāng)前和未來土地管理中一項(xiàng)十分重要的任務(wù)。 但由于土地的自然性、社會性、區(qū)域性、多源性等特性，土地定級估價(jià)工作具有工作量大、數(shù)學(xué)計(jì)算多、實(shí)時(shí)更新、數(shù)據(jù)類型復(fù)雜等特點(diǎn)[1～3]。

地理信息系統(tǒng)（GIS）是一種基于空間數(shù)據(jù)的圖形、屬性管理系統(tǒng)，具有強(qiáng)大的空間分析和數(shù)據(jù)管理功能[3～5]。 把GIS 用于城鎮(zhèn)土地定級估價(jià)中，充分利用其計(jì)算功能、圖形功能及數(shù)據(jù)庫管理功能，不僅可以大大縮短工作周期、提高作業(yè)精度、保證成果質(zhì)量、提高工作效率、減少成本，還能使定級估價(jià)定量化、科學(xué)化、自動化程度明顯提高，減少人為因素的影響，增強(qiáng)成果的實(shí)用價(jià)值。 因此，運(yùn)用GIS 來完成城鎮(zhèn)土地定級估價(jià)的數(shù)據(jù)處理和分析工作，是城鎮(zhèn)土地定級估價(jià)的必然趨勢。

1 構(gòu)建土地定級估價(jià)信息系統(tǒng)的主要技術(shù)條件

1.1 GIS 技術(shù)與地產(chǎn)評估模型結(jié)合

運(yùn)用GIS 進(jìn)行城市土地定級估價(jià)研究的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)的采集與處理、數(shù)據(jù)的存貯及管理、數(shù)據(jù)查詢和分析、空間分析、輔助分析決策和產(chǎn)品的制作與顯示幾個(gè)方面[4～5]。但是，GIS 是一種通用型的技術(shù)系統(tǒng)，就一項(xiàng)具體的土地定級估價(jià)工程來說，僅僅依靠GIS 是不能勝任的。 因此，將GIS 與基準(zhǔn)地價(jià)評估模型結(jié)合起來是必然要求，也是充分利用各自的優(yōu)勢、實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)的有效措施。 GIS 與地產(chǎn)評估專業(yè)模型結(jié)合的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在以下3 個(gè)方面[6～9]。

（1）GIS 為地產(chǎn)評估提供了有效的輔助工具。GIS 的數(shù)據(jù)采集、管理、處理、空間分析、輸出等模塊都可以用于地產(chǎn)評估信息的管理與處理，從而為評估工作提供了有力的輔助工具，同時(shí)也可以促進(jìn)評估技術(shù)信息化、自動化的實(shí)現(xiàn)。

（2）地產(chǎn)評估模型拓寬了GIS 的應(yīng)用。GIS 的應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛，一個(gè)重要的原因就是它能與各種專業(yè)結(jié)合、集成。 將其與地產(chǎn)評估專業(yè)模型集成，則可以促進(jìn)GIS 在該領(lǐng)域的應(yīng)用，開拓GIS 新的應(yīng)用領(lǐng)域和方向。

（3）二者的結(jié)合將促進(jìn)地產(chǎn)評估工作的發(fā)展。地產(chǎn)評估工作在市場經(jīng)濟(jì)體制下將發(fā)揮更重要的作用，同時(shí)也面臨著來自信息時(shí)代的挑戰(zhàn)。 將GIS 應(yīng)用于該領(lǐng)域，必將促進(jìn)評估工作的信息化、智能化、自動化、集成化，推動地產(chǎn)評估工作的發(fā)展。

1.2 空間數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)

空間數(shù)據(jù)庫是指能夠存儲空間數(shù)據(jù)，并提供對空間數(shù)據(jù)的有效檢索及分析模型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)[10～12]。 空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用大型商業(yè)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行空間數(shù)據(jù)管理，使數(shù)據(jù)的組織、管理和處理方式得到了極大的改善，也實(shí)現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)真正的無縫連接，提高了數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用效率，便于數(shù)據(jù)共享。 地價(jià)與土地集約利用中的空間數(shù)據(jù)特征，決定了利用目前流行的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)直接管理地理空間數(shù)據(jù)存在著明顯的不足，而GIS 空間數(shù)據(jù)庫可以彌補(bǔ)其不足。

1.3 ArcSDE 技術(shù)[13]

ArcSDE（數(shù)據(jù)通路）是ESRI（美國環(huán)境系統(tǒng)研究所）推出的空間數(shù)據(jù)引擎解決方案。 其主要功能是，將空間數(shù)據(jù)管理及其相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)一地集成在關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中，利用從關(guān)系數(shù)據(jù)庫環(huán)境中繼承的強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫管理功能，對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一而有效的管理，并提供對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行高效操作的數(shù)據(jù)庫接口。 另外，SDE 提供了應(yīng)用程序接口（API），以便用戶在特定應(yīng)用中嵌入查詢和分析這些數(shù)據(jù)的功能。 它尤其適用于多用戶、大數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)庫的管理。 ArcSDE 的應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 ArcSDE 體系結(jié)構(gòu)Fig.1 ArcSDE system structure

2 土地定級估價(jià)信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想與原則

土地定級估價(jià)信息系統(tǒng)是為適應(yīng)當(dāng)前開展的城鎮(zhèn)土地定級與基準(zhǔn)地價(jià)更新工作的需要而設(shè)計(jì)開發(fā)的。 該系統(tǒng)應(yīng)用地理信息系統(tǒng)（GIS）的原理和技術(shù)方法，結(jié)合地產(chǎn)評估專業(yè)模型，在計(jì)算機(jī)軟、硬件的支持下，具有以下功能：（1）實(shí)現(xiàn)了城鎮(zhèn)土地定級與基準(zhǔn)地價(jià)更新所需的工作底圖，相關(guān)因素、因子的調(diào)查表、統(tǒng)計(jì)表及樣點(diǎn)資料等信息源的輸入、編輯、存貯與管理， 建立定級與基準(zhǔn)地價(jià)更新資料數(shù)據(jù)庫。（2）自動計(jì)算各類因素、因子的作用分值，并利用空間疊置技術(shù)，計(jì)算各評價(jià)單元的總分值。 （3）劃分土地級別并量算各級別土地的面積。 （4）在定級的基礎(chǔ)上，對樣點(diǎn)資料進(jìn)行相應(yīng)的修正，并計(jì)算出不同用地類型中各級別土地的基準(zhǔn)地價(jià)。 （5）繪制和輸出各類成果圖件及表格。

土地定級估價(jià)信息系統(tǒng)的建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。 為了使系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上趨于科學(xué)合理、功能上滿足系統(tǒng)目標(biāo)、技術(shù)上切實(shí)可行，必須根據(jù)地理信息系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則。 具體包括：（1）遵循國家及當(dāng)?shù)卣挠嘘P(guān)規(guī)定，按照國土資源部頒發(fā)的《城鎮(zhèn)土地分等定級規(guī)程》及《城鎮(zhèn)土地估價(jià)規(guī)程》的技術(shù)要求，開展設(shè)計(jì)。 在系統(tǒng)運(yùn)行后，可提交規(guī)范的技術(shù)成果。 （2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分利用信息科學(xué)的最新成果，充分挖掘現(xiàn)有的信息，建立一套土地定級估價(jià)工作平臺。 （3）系統(tǒng)適用于不同地區(qū)、不同水平用戶多方面的需要。 （4）保證系統(tǒng)操作運(yùn)行及其最終成果的實(shí)用性，保證對土地級別和基準(zhǔn)地價(jià)動態(tài)變化的預(yù)測及調(diào)整、更新的便利性。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

按照自頂向下、逐步求精的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)原則，利用結(jié)構(gòu)化和原型化相結(jié)合的方法，并根據(jù)不同用戶的業(yè)務(wù)要求，對系統(tǒng)進(jìn)行功能解析與模塊劃分。城鎮(zhèn)土地定級估價(jià)信息系統(tǒng)共分為數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)管理、分析處理、統(tǒng)計(jì)計(jì)算和系統(tǒng)工具5 個(gè)模塊。 整個(gè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 土地定級估價(jià)信息系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Overall structure of land grading and evaluating information system

3 系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)的功能分析

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定系統(tǒng)功能。 根據(jù)土地定級估價(jià)信息系統(tǒng)的總體目標(biāo)，系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，以工程的形式組織數(shù)據(jù)文件。 本系統(tǒng)采用“以級定價(jià)”的工作方式。 為了確定各級別土地的基準(zhǔn)地價(jià)以及宗地價(jià)格，需要先對土地進(jìn)行定級，并根據(jù)各土地類型采集相當(dāng)數(shù)據(jù)的樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，確定每一土地類型的基準(zhǔn)地價(jià)，再選用不同的數(shù)學(xué)分析模型，確定宗地價(jià)格。 土地定級估價(jià)信息系統(tǒng)各個(gè)模塊結(jié)構(gòu)流程如圖3 所示。

3.1 數(shù)據(jù)輸入模塊功能

數(shù)據(jù)輸入是整個(gè)定級估價(jià)信息系統(tǒng)運(yùn)行的前提,是各種定級數(shù)據(jù)的入口。數(shù)據(jù)輸入模塊為土地級別的劃分和基準(zhǔn)地價(jià)的確定提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，主要功能有：（1）工作底圖、宗地圖形和屬性數(shù)據(jù)、樣點(diǎn)圖形和屬性數(shù)據(jù)等向土地定級估價(jià)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和輸入；（2） 基礎(chǔ)圖形屬性數(shù)據(jù)的連接；（3）圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的編輯；（4） 定級因子的輸入和因子數(shù)據(jù)的加載。

圖3 土地定級估價(jià)信息系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖Fig. 3 Function structure of land grading and evaluation information system

本模塊采用層次結(jié)構(gòu)對空間數(shù)據(jù)進(jìn)行組織，系統(tǒng)可以直接讀取MapGIS 文件格式，還集成了MAP GIS 的全部空間數(shù)據(jù)輸入與編輯功能， 采用Windows標(biāo)準(zhǔn)GUI，菜單條、按鈕條、工具條及快捷鍵標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，并提供聯(lián)機(jī)幫助系統(tǒng)，大大方便了用戶記憶和使用，提高了工作效率。 本模塊還采用Microsoft Access 2003 作為后臺數(shù)據(jù)庫，利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)——ADO 技術(shù)開發(fā)了屬性數(shù)據(jù)管理軟件，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的錄入、刪除、插入、添加、修改等各種操作。

3.2 數(shù)據(jù)管理模塊功能

土地定級估價(jià)工作涉及的數(shù)據(jù)量大， 數(shù)據(jù)類型、來源復(fù)雜。 因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)出具有強(qiáng)大功能的數(shù)據(jù)管理模塊去管理信息，以保證得到凈化的、標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)。 本模塊包括空間數(shù)據(jù)管理、屬性數(shù)據(jù)管理、工程文件管理和數(shù)據(jù)壓縮存儲4 個(gè)子模塊。 在進(jìn)行數(shù)據(jù)管理時(shí)，利用數(shù)據(jù)綁定機(jī)制（Data Binding）設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)連接管理子程序，實(shí)現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的一體化管理。

3.3 數(shù)據(jù)分析處理模塊功能

數(shù)據(jù)分析處理模塊是劃分土地級別的關(guān)鍵模塊，包括定級單元分析、分值計(jì)算、級別劃分等子模塊。 首先，定級諸要素經(jīng)過分析處理后，系統(tǒng)自動生成每一定級單元的作用分值。其次，通過對不同定級因素作用分值的逐層復(fù)合、疊加，形成各定級單元的總分值。 再次，由系統(tǒng)生成定級單元分值的頻率曲線圖，劃分土地級別，并對劃分的土地級別進(jìn)行合理性檢驗(yàn)。 最后，輸出各項(xiàng)定級成果，為基準(zhǔn)地價(jià)更新和級別確定提供數(shù)據(jù)。

3.4 統(tǒng)計(jì)計(jì)算模塊功能

統(tǒng)計(jì)計(jì)算模塊是進(jìn)行土地定級估價(jià)的核心模塊，包括面積統(tǒng)計(jì)計(jì)算、樣點(diǎn)級別提取、空間緩沖區(qū)分析和土地價(jià)格測算等子模塊。 統(tǒng)計(jì)計(jì)算模塊是以土地定級成果（級別圖、定級因素、因子作用分級權(quán)重等）為基礎(chǔ)，以市場交易地價(jià)資料為依據(jù)，進(jìn)行基準(zhǔn)地價(jià)測算。 主要功能有：（1） 錄入樣點(diǎn)地價(jià)資料；（2）對樣點(diǎn)地價(jià)進(jìn)行各種修正和數(shù)理檢驗(yàn)，剔除不合格樣點(diǎn)；（3）計(jì)算不同用地類型、不同級別土地的基準(zhǔn)地價(jià)，建立宗地地價(jià)修正體系；（4）輸出地價(jià)成果。

3.5 系統(tǒng)工具與成果圖件輸出模塊功能

在土地分等定級估價(jià)的最后階段，直觀、精美的土地等級和地價(jià)輸出是充分展示評價(jià)結(jié)果的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 結(jié)果的輸出分為統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)報(bào)表輸出和評價(jià)結(jié)果圖形輸出。 評價(jià)結(jié)果圖形輸出主要通過制作專題地圖來實(shí)現(xiàn)，所有的圖件均采用計(jì)算機(jī)屏幕取樣的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，其輸出形式有打印機(jī)打印、繪圖儀繪制等。 本模塊充分利用先進(jìn)的制圖技術(shù)，對定級估價(jià)結(jié)果圖件進(jìn)行排版編輯， 按照不同的成果選擇不同的底圖要素，以充分反映專題地圖的內(nèi)容，并且針對不同成果制成暈線圖、等值線圖等多種形式。

4 結(jié)語

綜上所述，基于GIS 的土地定級估價(jià)信息系統(tǒng)具有操作簡便、實(shí)用性強(qiáng)、自動化程度高、開放性能好等特點(diǎn)。 系統(tǒng)計(jì)算成果和輸出成果符合《規(guī)程》之要求。 該系統(tǒng)的建立，為城鎮(zhèn)土地定級與基準(zhǔn)地價(jià)更新工作實(shí)現(xiàn)科學(xué)化、規(guī)范化、高效化奠定了基礎(chǔ)，其成果將為土地的合理開發(fā)、科學(xué)利用以及優(yōu)化配置土地資源提供科學(xué)的決策依據(jù)，同時(shí)，對土地市場的健康發(fā)育具有重要的指導(dǎo)意義。

[1] 董啟國. 基于土地定級估價(jià)信息的宗地估價(jià)信息系統(tǒng)研究與應(yīng)用[D]. 南京:南京師范大學(xué),2004.

[2] 鄭端. 基于GIS 的城鎮(zhèn)土地定級估價(jià)信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 西安：西安理工大學(xué),2005.

[3] 王萬茂. 土地定級估價(jià)理論與方法［M］. 徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1993:122-125.

[4] 鄔倫，劉瑜. 地理信息系統(tǒng)-原理、方法和應(yīng)用[M]. 北京：科學(xué)出版社，2001(7):138-223.

[5] 黃杏元,湯勤. 地理信息系統(tǒng)概論[M]. 北京：高等教育出版社,2001:3-5,141-193.

[6] 吳良才. 城市土地定級與估價(jià)［M］. 徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2003,(4):110-155.

[7] 杜培軍. 地理信息系統(tǒng)(GIS)與房地產(chǎn)評估專業(yè)模型的結(jié)合[J]. 北京測繪，2000,(1):22-24.

[8] 王森林. GIS 支持下的房地產(chǎn)估價(jià)方法及估價(jià)系統(tǒng)研究[D]. 昆明：昆明理工大學(xué)，2005.

[9]徐濤. 宗地估價(jià)系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 長沙:中南大學(xué)，2004.

[10] 張新長. 地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫[M]. 北京: 科學(xué)出版社,2005:57-110.

[11] Burrough PA. Principles of Geographical Information Systems for Land Resources Assessment [J]. Oxford University Press,1992:253-266.

[12] 薩師煊,王珊. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論[M]. 3 版. 北京：高等教育出版社,2000:134-187.

[13] 樊紅,詹小國. ARC/INFO 應(yīng)用與開發(fā)技術(shù)[M]. 武漢:武漢大學(xué)出版社，2002：23-76.

[責(zé)任編輯 楊明慶]