基于GIS的城市更新改造分析与研究——以合肥市三孝口片区为例

沈揆，司惠超 （合肥市规划设计研究院，安徽 合肥 230041）

在我国新型城镇化全面推进的宏观背景下，如何从过去片面追求城市规模扩大、空间扩张转向城市经济结构调整和城市空间重构，是城市发展建设中面临的重要课题[1]。城市更新改造涉及城市定位、经济发展、环境生态、历史风貌保护、拆迁安置等一系列问题，既是关系城市经济和社会发展的全局性问题，又是一项庞大的系统工程。

GIS技术已广泛应用于资源开发、环境保护和治理、区域开发、旅游、城市规划和国土管理等领域[2]。在GIS技术的支撑下，可以将城市更新改造中需要的各种信息如现状地形、建筑质量、建筑结构、建筑风格，建设年代、房屋权属、土地性质等进行数字化处理，同时与有关的文字信息如经济情况、人口分布、就业资料等相结合，实现以地理数据为基础，对城市更新改造中需要的图形数据和文字属性数据进行叠加显示、查询和分析[3]，通过对现状建筑与现状用地的可改造度进行综合分析与评价，辅助城市更新决策。

近年来，合肥市城市建设快速发展，城市规模不断扩大，城市扩张带动轨道交通的快速发展。随着合肥市轨道交通建设的稳步推进，三孝口作为合肥市老城区唯一的轨道换乘枢纽，如何抓住轨道时代带来的发展机遇，通过交通与土地的一体化利用，实现三孝口的振兴与繁荣。

美国能源基金会（中国）的宗旨是推动能源效率的提高和可再生能源的发展，帮助中国过渡到可持续发展的未来。项目资助领域包括建筑节能、电力、环境管理、工业节能、低碳发展、可再生能源、可持续城市和交通八个方面。在此背景下，美国能源基金会（中国）委托编制《三孝口片区交通与土地一体化规划研究》。本文作为该项研究的一个子专题，主要为老城区的更新改造提供技术支撑。

1 研究区概况

1949年前，合肥市建成区约为2km2，人口5万人。解放后，合肥市得到大发展，2003年，合肥市中心城区建设用地面积148km2，城市人口150万人。随着近年来经济社会发展速度的不断加快，合肥市的城市规模也在不断扩张，2015年合肥市中心城区面积336平方公里，城市人口320万人。在新型城镇化的发展要求下，城市发展模式由单一的对外扩张转向外延发展与内涵挖潜并举。

合肥市三孝口片区为合肥市的老城区域，位于合肥市环城河内，东临六安路、桐城路，南至环城南路，西至环城西路，北至淮河路，占地面积1.56km2。现状主导功能为居住、公共管理与公共服务、商业服务等。规划合肥市轨道交通二号线与五号线从三孝口片区穿过并交汇于片区中心区域。

2 研究方法

2.1 技术路线

通过对现状用地和现状建筑各种属性的细致调研，利用ARCGIS软件对现状建筑各建筑属性因子进行加权叠加形成建筑可改造度分析图，对建筑密度、建设强度等用地属性因子进行加权叠加形成用地可改造度评价图。根据可改造用地的难易分布，为老城区用地的更新改造提供更加有效的技术支撑。

在GIS技术支持下，城市更新改造分析与评价的技术路线如图1所示。

2.2 评价指标体系

本文选取建设年代、建筑高度、建筑结构、建筑功能、建筑立面、建筑业态、建筑混合度等七个建筑属性因子进行建筑可改造度分析。在建筑可改造度分析的基础上，选取建筑密度、建设强度、用地混合度、居住人口密度和就业人口密度等用地属性因子进行用地可改造度评价，以上因子共同构成三孝口片区城市更新改造分析与评价的指标体系（图2）。

图1 城市更新改造分析与评价技术路线

图2 城市更新改造分析与评价指标体系

2.3 因子权重

本次评价采用AHP法来确定评价因子权重，AHP法也称多层次权重分析决策法，其优点是定性和定量分析相结合[4]。分析城市更新改造指标体系中各评价因子对评价目标的影响大小，根据AHP方法初步得到各评价因子权重，同时根据德尔菲法进行校核，最终确定各评价因子权重。

3 研究结果

3.1 建筑可改造度分析

根据建设年代、建筑高度、建筑结构、建筑功能、建筑立面、建筑业态、建筑混合度各自属性对建筑可改造难易程度进行分析，分别赋以不同的可改造度数值。

3.1.1 建设年代

建设年代分为1980年以前、1980年-2000年、2000年后。三孝口片区现状建筑大多建于1980年-2000年，其建筑面积所占总建筑面积比例为78.3%，1980年前和2000年后建筑较少。将建筑建设年代越早赋以建筑可改造度数值越高，但应剔除具有重要历史价值的历史建筑。历史建筑应予以保留，建筑可改造度低。

3.1.2 建筑高度

建筑高度分为1-3层、4-6层、7-9层、10-18层、19-35层。三孝口片区现状建筑高度大多以6层以下的多层建筑为主，其建筑面积所占总建筑面积比例为69.7%，且大多低层建筑建设年代较早，同时考虑高层建筑的拆迁难度比低层建筑难度大，因此建筑层数越低赋予建筑可改造度数值越高。

3.1.3 建筑结构

建筑结构分为砖木结构、砖混结构、框架结构。三孝口片区现状建筑结构以砖混结构为主，其建筑面积所占总建筑面积比例为62.5%，其次为框架结构，砖木结构建筑较少。建筑结构越稳固，拆迁难度越大，因此将砖木结构建筑赋以较高的建筑可改造度数值，将砖混结构赋以中等数值、框架结构赋以较低数值。

3.1.4 建筑功能

建筑功能分为居住建筑、商业建筑、公共建筑、混合建筑。三孝口片区现状建筑功能以居住建筑为主，其建筑面积所占总建筑面积比例为45.6%，其次依次为商业建筑、公共建筑和混合建筑。公共建筑具有社会服务功能，拆迁带来的社会影响较大，可改造度较低，商业建筑经济价值较高，拆迁难度较大，可改造度中等，居住建筑可改造度相对较高。

3.1.5 建筑立面

建筑立面分为涂料、玻璃、石材、砖贴面、红砖、青砖。三孝口片区现状建筑立面以涂料为主，其建筑面积所占总建筑面积比例为76.2%，其次依次为砖贴面建筑、玻璃立面建筑、石材立面建筑、红砖建筑、青砖建筑。玻璃立面建筑通常建筑高度较高，可改造度较低，其次可改造度由低到高依次为石材、砖贴面、涂料、红砖、青砖。

3.1.6 建筑业态

建筑业态分为零售、餐饮、旅馆、商务办公、公用设施营业网点等。三孝口片区现状建筑业态以零售、餐饮、旅馆为主，其建筑面积所占总建筑面积比例为23.2%。建筑可改造度由低到高依次为商务办公、公用设施营业网点、旅馆、餐饮、娱乐、零售等。

3.1.7 建筑混合度

建筑混合度是指某栋建筑除主导功能外其他功能建筑面积占该栋建筑总建筑面积的比例。三孝口片区现状建筑除单一功能建筑外，建筑混合度以10%-20%为主，其建筑面积所占总建筑面积比例为10.3%。建筑混合度越高，建筑各项功能越综合，建筑可改造度越低。

通过对以上各单因子建筑可改造度分析，按照确定的因子权重，进行各建筑单因子的加权数值运算，得到最终的建筑可改造度分析图（图3）。

图3 建筑可改造度分析图

3.2 用地可改造度评价

在建筑可改造度分析的基础上，根据建筑密度、建设强度、用地混合度、居住人口密度和就业人口密度各自属性对用地可改造难易程度进行分析，分别赋以不同的可改造度数值。

3.2.1 建筑密度

建筑密度是指某个地块内建筑基底面积占总用地面积的比例。三孝口片区各地块现状建筑密度以20%～40%为主，其用地面积所占总用地面积比例为47.8%。建筑密度越大，用地可改造度越低。同时考虑建筑密度对用地可改造度的影响较小，因此建筑密度因子赋以较低的权重。

3.2.2 建设强度

建设强度是指某个地块内总建筑面积占总用地面积的比例。三孝口片区各地块现状建设强度以2.0以下为主，其用地面积所占总用地面积比例为53.6%。建设强度越大，拆迁量越大，用地可改造度越低。建设强度对用地可改造度的影响较大，因此建设强度因子赋以较高的权重。

3.2.3 用地混合度

用地混合度是指某个地块内除主导功能外其他功能建筑面积占总建筑面积的比例。三孝口片区各地块现状用地混合度以10%以下为主，其用地面积所占总用地面积比例为66.2%。用地混合度越大，涉及的用地权属越复杂，用地可改造度越低。用地混合度对用地可改造度的影响一般，因此用地混合度因子赋以较低权重。

3.2.4 人口密度

居住人口密度是指某个地块内居住总人口占总用地面积的比例。三孝口片区各地块现状居住人口密度以600～900人/公顷为主，其用地面积所占总用地面积比例为40.6%。居住人口密度越大，反映单位面积地块内拆迁安置的成本越高，用地可改造度越低。

就业人口密度是指某个地块内就业总人口占总用地面积的比例。三孝口片区各地块现状就业人口密度以0～200人/公顷为主，其用地面积所占总用地面积比例为42.8%。从居住人口密度与就业人口密度的对比可以看出，平均就业人口密度显著小于居住人口密度，三孝口片区主要还是以居住功能为主。就业人口密度越大，反映单位面积地块内公共服务水平越高，用地可改造度越低。

人口密度高低直接涉及到拆迁安置的成本大小，对用地可改造度的影响较大，因此人口密度因子赋以较高权重。

在建筑可改造度分析的基础上，通过对建筑密度、建设强度、用地混合度、人口密度等用地因子的可改造度分析，进行各用地因子的综合加权数值运算，得到最终的用地可改造度评价图（图4）。

图4 用地可改造度评价图

4 结论

城市更新改造是一项内容极为复杂的规划工作，特别是在当前社会需求动态化和利益多元化的市场经济环境中，更是对城市规划实施管理的科学性提出了非常高的要求[5]。本文分析了反映三孝口片区城市更新改造的各类影响因子，建立了较为合理的指标体系，利用GIS技术进行城市更新改造分析与评价，增加了评价的综合性、客观性和科学性。在三孝口片区城市更新改造分析与评价结果的基础上，主要结论有以下两个方面。

①三孝口片区用地可改造度分为五级，分别为“易改造”、“较易改造”、“一般改造”、“较难改造”、“难改造”，扣除道路和空地外，其所占总用地面积比例分别为2.2%、13.2%、41.2%、33.8%、9.6%。其中“一般改造”所占比重最大，“易改造”、“较易改造”和“一般改造”占总用地面积比例为56.6%，这部分用地是三孝口片区城市更新改造的主要区域；同时“较难改造”和“难改造”占总用地面积比例为43.4%，占比较大，说明该地区城市更新改造仍面临一定压力，需合理处理并协调好各方利益后才能稳步推进老城更新。

②GIS技术为城市研究提供了数据和图形处理的有效分析工具[6]，将GIS技术应用于城市更新改造分析，克服了传统技术手段仅靠主观判断、结论可靠性差等弊端。借助GIS技术，将人工难以处理的大量复杂数据数字化，实现对各种影响因子的综合分析，使得分析结果变得客观、准确，实现了由主观判断到客观分析的转变。然而，在选择评价因子、确定因子权重时存在一定的主观性，因此研究结果会存在一定程度的误差，但对综合评价结果的分析，可在一定程度上为城市更新改造提供较为科学的决策依据。