①基于ArcGIS的住宅用地基准地价空间变化分析——以鄂州市城区为例

马金凤，于婧，吴飞，李雪冰

（湖北大学资源环境学院，湖北武汉430062）

①基于ArcGIS的住宅用地基准地价空间变化分析
——以鄂州市城区为例

马金凤，于婧，吴飞，李雪冰

（湖北大学资源环境学院，湖北武汉430062）

借助ArcGIS 9.3生成地价空间变化图，分析2008年和2013年鄂州市城区住宅用地基准地价空间变化规律；选取16个指标提取主成分因子，探讨其空间变化影响因素.研究结果表明：基准地价空间变化总体遵循由中心向外围增长幅度逐渐减小的趋势，基准地价增长幅度最大值为1 315元/m2，最小值为186元/m2，与级别变化成正相关；沿湖、沿江区域平均涨幅在1 000元/m2以上，明显高于其他区域；西部涨幅集中在300～600元/m2，东部涨幅集中在300元/m2以下，西部涨幅高于东部涨幅.影响鄂州市城区住宅用地基准地价空间变化的主要因素是社会经济发展、城市规划、城市基础设施完善程度及交通便利程度的综合水平和环境质量，与空间分析相吻合.

鄂州市城区；ArcGIS；主成分分析；住宅用地基准地价；空间变化分析

0　引言

城镇基准地价是在城区范围内，对现状利用条件下不同土地级别或不同均质地域的土地，按照商业、住宅、工业等用途，分别评估出某一估价日期、某一土地开发水平在法定最高年期土地使用权的区域平均地价[1].作为城市地价体系的重要组成部分，它在规范土地市场交易、指导国土管理工作等方面都起到了重要作用.近些年，基准地价也逐渐成为土地行业研究的重点，其研究方向主要集中在理论方法研究[2-5]、应用软件研究[6-8]以及成果管理应用研究[9].对于基准地价空间变化的研究尚不成熟，目前较为普遍的研究方法是依托地理信息系统（GIS）相关软件平台，运用空间插值法对样点数据进行插值分析，以获得基准地价空间变化规律.常用的空间插值法有反距离加权插值法（IDW插值法）及克里格最优内插法等[10-11].通过空间插值法获得的各类变化图能够直观表现基准地价空间变化规律，但该类方法需要足够数量的样点数据为基础，工作量较大，且对样点数据的合理性和分布状况等都有不同程度的要求.另外，也有部分学者通过计算基准地价的结构比率关系，揭示基准地价内部变化的一般规律[12-13]，该方法能够客观定量地表现基准地价内部变化规律，但却难以直观展现空间变化规律.作为一种新方法的尝试，陈宇萍提出了依托ArcGIS软件平台，将ArcGIS Analysis Tools和ArcScene 3D显示功能运用于基准地价空间变化的分析研究中[14]，该方法数据需求量小，处理过程简单，且解决了不同时间段定级范围和级别范围不一致造成的可比性差的问题，但该方法在基准地价空间变化研究中的应用仍处于探索阶段，其合理性与可行性需进一步验证.

本文中以2008年及2013年鄂州市城区基准地价更新资料为基础，依托ArcGIS9.3软件平台，对鄂州市城区住宅用地基准地价的空间变化作三维分析，总结变化规律及区域特点；运用主成分分析法，探索影响鄂州市城区住宅用地基准地价空间变化的主要因素.进一步验证基于ArcGIS Analysis Tools和ArcScene 3D显示功能的基准地价空间变化分析新方法的合理性与可行性，揭示鄂州市城区住宅用地基准地价的变化规律，指导未来基准地价的更新、规范，促进土地、房产市场交易，对完善基准地价空间变化研究体系起到一定的推动作用.

1　研究区域概况

鄂州市位于湖北省东部，濒于长江中游南岸，西邻武汉，东接黄石，北望黄冈.据《鄂州建市三十年（1983-2013）》统计年鉴显示，鄂州市全市国土面积1 596.45 km2.至2012年年末，鄂州市实现地区生产总值560.39亿元，房地产开发投资11.65亿元.鄂城区是鄂州市主城区所在辖区，至2012年年末，鄂城区国土面积522.55 km2，主城区现行规划面积142 km2，全区总人口35.92万，人均居住面积35.15 m2.鄂城区位于鄂东南城市群（鄂州、黄石、黄冈、咸宁）中心区域，亦位于武汉城市圈核心区域，区位优势明显.城区北部紧邻长江黄金水道，106国道、316国道和武（汉）福（州）铁路穿境而过，城区内部已形成滨湖西路、古城路、凤凰路、滨湖东路以及滨湖北路、滨湖南路、寿昌大道、吴都大道等多条南北东西纵横交错的主干道，城区对内对外交通都非常便利.另外，洋澜湖风景区、葛山风景区、西山风景区等以自然风光为主的风景区分别位于城区中部、南部、西部，为城区营造了良好的自然景观环境及生态环境，如图1所示.

图1　鄂州市城区道路系统及景观格局

2　数据来源与处理

2.1数据来源本文中运用的基础数据均来源于《鄂州市城区土地定级与基准地价更新成果报告》及数据库（2008）、《鄂州市城区土地级别与基准地价更新成果报告》及数据库（2013）、《鄂州建市三十年（19832013）》统计年鉴资料等.鄂州市中心城区新一轮基准地价更新完成于2013年年末，与上一轮相比，各级别地价均有较大幅度提升，地价内涵也有一定变化.为保证地价具有可比性，本文中参考《鄂州市城区土地级别与基准地价更新成果报告》（2013）中建立的住宅用地容积率修正系数，对2013年基准地价进行修正得到容积率为1.5时的基准地价，如表1、表2所示.

表1　鄂州市城区住宅用地基准地价

表2　鄂州市城区住宅用地基准地价内涵

鄂州市城区2008年土地级别与基准地价更新面积为184.71 km2，2013年基准地价更新面积为108.87 km2，比2008年的更新面积减少了75.84 km2.对比两轮更新范围可以明显看出，2008年更新范围将一些实际并不属于城区规划范畴的区域划入到更新范围内，且将部分区域覆盖到了长江流域以内；而2013年更新范围与《鄂州市城乡总体规划（20092020）》的规划区范围、《鄂州市土地利用总体规划》（20102020年）的扩展边界范围以及鄂州市中心城区控制性详细规划范围基本一致.因此，本文中空间分析以2013年更新范围为基础获取相关数据.

2.2数据处理空间分析是地理信息系统(GIS)的核心部分之一，在地理数据分析与应用中发挥着重要作用[15]，其应用领域涵盖空间插值、空间数据分析、空间统计、地质统计学等诸多方面[16].本文中空间变化分析主要基于GIS空间分析在空间数据分析领域的应用，依托ArcGIS9.3软件平台下的ArcMap功能模块和ArcScene扩展模块完成.运用ArcMap功能模块下的“Union”工具对基于相同坐标和投影下的2008年、2013年鄂州市城区住宅用地级别与基准地价图层进行相交运算，得到新的面文件并命名为“基准地价变化”[16].以“基准地价变化”面文件为基础图层，添加相应字段并运用“Field Calculator”工具运行其值为“2013年住宅基准地价-2008年住宅基准地价”（均为容积率1.5时基准地价），得到住宅用地基准地价的空间变化量，命名为“住宅变化”.运用SPSS17对住宅变化数据进行系统聚类分析，最终将变化幅度(单位：元/m2)划分为“涨幅＞1 000、600＜涨幅≤1 000、300＜涨幅≤600及涨幅≤300”等4个等级，将等级划分结果赋值到基准地价变化面图层中，得到空间三维分析所需的基准地价变化图层.

主成分分析是将多个变量转化为少数几个综合指标的一种统计分析方法，从数学角度看，是一种降维处理技术[17]，其基本思想是通过研究指标体系的内在结构关系，将多个指标转化为少数几个相互独立且能尽量多的反映原本指标信息的80%或85%以上的综合指标[18].为进一步分析鄂州市城区住宅用地基准地价空间变化的影响因素，验证空间分析结果的合理性，本文中依据《城镇土地分等定级规程》（GB/ T18507-2001）中住宅用地定级因素，并结合鄂州市城区住宅用地基准地价空间分析结果，综合选取了16项影响住宅用地基准地价变化的社会经济指标，运用主成分分析法对选取的指标数据进行分析，以归纳影响地价空间变化的主要因素.

3　鄂州市城区住宅用地基准地价空间变化分析

三维显示主要是运用三维空间显示空间数据的分布情况，与二维空间下的平面显示相比，更加清晰、直观.基准地价空间变化的三维显示主要是在ArcScene功能模块下实现的.在ArcScene中加载“基准地价变化”面文件，以数据运算以及变化幅度等级划分所得属性字段为基础，进行分级赋色、三维显示，最终得到了鄂州市城区2008年与2013年住宅用地基准地价的空间对比变化图，如图2～5所示.

通过上述空间变化图可以看出，2013年与2008年相比，基准地价水平上升幅度较大，并总体呈现由中心向外围增长幅度逐渐减小的趋势.其中，增长幅度最大值为1 315元/m2，该区域位于洋澜湖南岸、滨湖南路北侧，2008年为住宅三级用地，2013年上升为一级用地；增长幅度最小值为186元/m2，该区域位于葛山风景区南侧铁路沿线，2008年为住宅四级用地，2013年下降为五级用地.详细分析不同视角的空间变化图可以进一步得到区域性的空间变化规律.

1）基准地价上涨幅度与其级别呈正相关性，级别越高上涨幅度越大，级别越低上涨幅度越小.在容积率均为1.5时，2013年与2008年相比，一级用地基准地价每平方米上涨886元，二级用地每平方米上涨677元，而五级用地每平方米上涨仅为280元.从图2、图3可以看出，由城区中心区域向外围增长幅度逐渐降低，这一变化趋势与其级别变化趋势一致.鄂州濒临长江、连接武汉的区位优势使其成为“武汉城市圈”、“长江经济带”的重要组成城市，鄂州市城区更是地处“武鄂黄黄都市连绵区”的核心地带，近几年，随着《湖北长江经济带开放开发总体规划》（20092020）、《武汉城市圈区域发展规划（20132020年）》、《武鄂黄黄城市密集地区空间协调发展研究》等规划政策的相继实施，鄂州市城区在社会经济、基础设施、交通条件等各方面都逐步完善，土地质量明显提高，从而推动了中心区域地价的上涨.这一规律表明，土地质量是影响住宅用地基准地价变化的关键因素之一，而土地质量的高低则主要是受区域社会经济水平、基础设施完善度、交通便利度等因素综合影响.

图2　基准地价空间变化平面图

图3　基准地价空间变化主视图

图4　基准地价空间变化左视图

图5　基准地价空间变化右视图

2）基准地价上涨幅度最大的区域集中分布于城区中心，且为沿湖、沿江区域.从图2可以看出，涨幅在每平方米1 000元以上的主要分布在两个区段，一个是南浦路以西、凤凰路以东、沿江大道以南的区域，该区段濒于长江；另一区段则位于洋澜湖沿岸.这两个区段得益于沿湖、沿江的区位条件，与其他区域相比，在空气质量及环境景观方面都极具优势，这充分表明环境条件对住宅用地基准地价有极其重要的影响.

3）城区西部与东部相比较，西部平均增长幅度较大.对比图4、图5可以看出，西部区域每平方米增长幅度集中在300～600元，而东部区域每平方米增长幅度集中在300元以下.产生差距的原因主要是，2008年湖北鄂州经济开发区成立，西部区域划入开发区范围内，《鄂州市城乡总体规划（20092020）》也明确提出了建设鄂州市城西新区，并制定了鄂州市城西新区控制性详细规划.这一变化充分说明，土地利用规划、城市规划等对住宅用地基准地价也有重要影响.

通过GIS空间分析法所得的空间变化图，清晰、直观地展现了鄂州市城区住宅用地基准地价空间变化规律，为相关部门规范和促进土地市场交易以及房地产市场交易提供了一定的参考依据，有助于各部门更好的协调地价、房价的区域差异，促进交易市场的稳定性，保障地区经济协调稳定发展.

4　鄂州市城区住宅用地基准地价变化影响因素分析

参考《城镇土地分等定级规程》（GB/T18507-2001）和相关研究成果，选取16项指标进一步分析影响鄂州市城区住宅用地基准地价空间变化的主要因素.16项指标主要包括：1）国内生产总值、全社会固定资产投资、人均社会消费品零售总额、工业总资产贡献率等反映城市经济发展水平的经济指标，这些指标对城市地价有决定性的影响；2）建成区面积、城镇人口、城镇居民人均居住面积等反映城市规模的指标，这些指标反映一个城市的集聚度；3）人均公共绿地面积、城市污水处理率、日用电量、日邮电业务总量等代表城市基础设施完善度的指标以及人均道路面积、民用车辆、公路通车里程等反应交通便利度的指标，这些指标决定城市的综合服务能力；4）城区空气污染指数、废水排放总量等反应城市环境状况的指标.通过《鄂州建市三十年（19832013）》统计年鉴、鄂州市2013年统计公报及国家统计局网站等获取20072012年的16项指标数据，借助SPSS17对选取的16项指标数据进行主成分分析，得到其特征值及主成分贡献率，如表3所示.

表3　特征值及主成分贡献率

表4　旋转后因子载荷矩阵

由表3可知，提取两个主成分后，其累计可解释方差已经达到91.502%，一般认为，累积可解释方差达到80%～85%，便较好地反映了原本信息，因此，只需求出第一、第二主成分.经过运算得到各变量在第一、第二主成分上的载荷矩阵，如表4所示.

由表4可知，选取的16项指标中除城区空气污染指数、废水排放总量、工业总资产贡献率、日邮电业务总量外，其他12项指标均与第一主成分有较大的相关性.这12项指标涵盖了社会经济发展、城市规模、城市基础设施完善度及交通条件等4个方面，其中城市规模是城市规划实施的产物，这表明第一主成分主要代表了社会经济发展、城市规划、城市基础设施完善程度及交通便利程度的综合水平.地价变化与经济发展水平也具有明显的相关性，一般规律为，经济发展水平越高，地价水平也越高.住宅用地作为土地利用类型之一，其地价变化与经济发展水平的关系也遵循一般规律.另一方面，住宅用地的主要功能是满足人们的日常居住生活需求，这一功能能否充分实现，直接受到其所处地域基础设施完善程度的影响.因此，对于住宅用地来说，基础设施的完备程度直接影响其地价的涨落.交通条件对一个区域内居民出行的便利程度有决定性的影响，交通方式多样，交通线路覆盖区域广泛，可大大减少居民出行所需时间，扩大居民活动空间，在拥有地铁线路的各大城市中，临近地铁成为众多房产的重要卖点.这进一步证明，交通便利程度也是决定住宅用地地价水平的重要因素.

与第二主成分具有较大相关性的指标主要是城区空气污染指数及废水排放量，这表明第二主成分主要代表了城市的环境质量.随着人们生活水平的不断提高，对居住区域的环境质量要求也越来越高.针对住宅用地而言，其所处区域环境质量越好，其地价上涨空间也越大，若环境质量较差，其地价上涨空间也相应受到限制，当环境质量下降到一定程度时，将引起地价下降.

通过上述分析可知，影响鄂州市城区住宅用地基准地价空间变化的主要因素是社会经济发展、城市规划、城市基础设施完善程度及交通便利程度的综合水平和城市的环境质量.其中，社会经济发展、城市规划、城市基础设施完善程度及交通便利程度的综合水平起主要的作用.

5　结论

本文中以ArcGIS9.3为平台，借助其ArcMap功能模块下的分析工具以及ArcScene功能模块下的三维显示工具，得到鄂州市城区2008年与2013年住宅用地基准地价空间对比变化的平面图以及三维显示图.通过分析图形变化得到鄂州市城区住宅用地基准地价的空间变化规律，为相关部门规范和促进土地市场交易以及房地产市场交易提供一定的参考依据.在分析总结得到鄂州市城区住宅用地基准地价空间变化规律的基础上，本文中综合选取了20072012年鄂州市社会经济、城市发展等16项指标，借助SPSS17软件对选取的16项指标数据进行主成分分析，提取了影响鄂州市城区住宅用地基准地价空间变化的主要成分，总结了主要影响因素，对该区域未来基准地价的更新工作提供了参考和指导，同时，也进一步验证了基于ArcGIS Analysis Tools和ArcScene 3D显示功能的基准地价空间变化分析新方法的合理性与可行性.

本文中运用ArcGIS软件的空间分析功能以及三维显示功能对鄂州市城区住宅用地基准地价的空间变化进行分析，直观显示不同角度的基准地价空间变化趋势；运用主成分分析法探求影响鄂州市住宅用地基准地价空间变化的主要因素，用较少的新变量代替原来较多的变量，避免了数据信息的重叠.但是，将ArcGIS运用于基准地价空间变化的分析中，其空间变化与影响因素间的关系只能定性判断、缺乏量化数据基础；运用主成分分析法探求影响基准地价空间变化的主要影响因素时，其相关指标的选取存在一定的主观性.因此，需进一步探索完善新技术、新方法的运用.

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（责任编辑郭定和）

Spatial variation analysis of the benchmark price of the residential land based on ArcGIS：a case study of the urban area of Ezhou City

MA Jinfeng，YU Jing，WU Fei，LI Xuebing
（School of Resources and Environmental Science，Hubei University，Wuhan 430062，China）

Based on the ArcGIS9.3 software platform，we mapped land price spatial variation，and summarized the space change rule of the Benchmark Price of the Residential Land for Ezhou City in 2008 and in 2013.Selected 16 indicators by the principal component analysis to extract the principal component factor，discussed the influence factors of residential land space changes.The results show that the benchmark price of the residential land in the urban area of Ezhou City overall followgrowth rate decreasesgradually from the center to the periphery，a maximum standard land pricegrowth of 1 315 yuan/m2，a minimum of 186 yuan/m2，and its level change into positive correlation.Lake，coastal area average rise above 1 000 yuan/m2，significantly higher than other area；Much of the western area to rise in 300600 yuan/m2，while most concentrated in the eastern area below 300 yuan/m2，western area rose higher than the east area.The main factors affecting the change of land price in urban residential space in Ezhou city are the comprehensive level of the social and economic development and the city planning，city infrastructure or improve，and environmental quality of the city.The result is consistent with the results of spatial analysis.

the urban area of Ezhou City；ArcGIS；principal component analysis(PCA)；the benchmark price of the residential land；spatial variation analysis

K928.5

A

10.3969/j.issn.1000-2375.2015.01.0011

1000-2375(2015)01-0048-07

2014-08-17

马金凤（1988-），女，硕士生，E-mail:binbin2008.happy@163.com；于婧，

，副教授，E-mail:yjing@hubu.edu.cn