基于GIS的城市土地全生命周期管理方案研究

张桂芬，沈伟

(1.上海市测绘院，上海 200063； 2.上海星火测绘有限公司，上海 200122)

1 引 言

随着城市化进程的飞速发展，城市土地资源日趋紧缺，对土地实施全生命周期管理，有利于从源头治理土地炒作，提高土地利用效率，促使房地产企业从开发商向城市运营商、服务商转型，促进城市优秀建筑的诞生、保护和延续，促进城市整体建设品质和服务管理功能的提升[1]。

土地全生命周期，从土地总体利用规划开始，历经土地储备、土地供应、土地利用、土地管理5个阶段，而每个阶段由不同的业务组成。全生命周期监管的土地类型，包括商业、办公、商品住宅等用地以及营利性教育科研、医疗卫生、社会福利、文化体育等基础设施、社会事业项目用地和工业用地等，监管涉及的数据资源有规划数据、地形数据、地籍数据以及相关业务数据等大量多源异构数据。充分利用大数据和先进技术，研究土地全生命周期管理方案成为当前土地管理急需解决的主要问题[2]。

2017年，上海市发布了《关于加强本市经营性用地出让管理的若干规定》[3]，以土地出让合同为平台，在出让土地的用途管制、功能设置、业态布局、土地使用权退出等方面，加强土地在使用期限内的全过程动态监管。2018年上海市基于GIS技术开展了“土地全生命周期管理动态监测”，本文在总结监测工作基础上，结合时空大数据技术，深入研究了基于GIS的城市土地全生命周期管理技术方案。

2 基于GIS的土地全生命周期管理平台

2.1 总计技术方案

平台的设计基于上海市经营性用地(及工业用地)全生命周期管理的相关政策、法规和土地管理的环节而展开，包含运行维护层、数据层、功能层和应用层[4]，总体技术方案如图1所示。

2.2 数据设计

整合土地规划、建设、管理、应用等相关部门的数据资源，充分利用当前大数据资源共建共享的成果，基于GIS平台以服务调用的方式集成现有各类资源，实现各类资源的浏览、查询和分析。

结合土地全生命周期不同管理阶段的应用需求，整合各类文档资料，以数据易管理、易拓展、易追溯、易集成、易共享为基本原则，设计土地全生命周期数据库[5]，土地交易数据库以及土地受让人信息库，基于空间地块编号(唯一标识码)建立各不同数据库之间的关系，承载地块不同角度和维度的信息，贯穿于土地全生命周期管理的各个环节[6]。

2.3 功能设计

平台的功能设计基于土地全生命周期的土地规划、土地储备、土地供应、土地利用和土地管理几个关键环节展开。

(1)土地规划管理

支持地形图、影像图、地籍图、土地利用现状、土地规划、重要特定区域、交通医疗等多源异构数据的在线浏览查阅功能，模拟土地规划方案，根据特定的GIS空间分析模型进行分析，评估规划方案的合理性，实现对土地资源的有效配置和合理利用。

(2)土地储备管理

依据土地利用总体规划、城市规划的要求，土地储备机构通过征用、收购、置换、收回、转制等方式取得土地，直接或者对土地进行适度开发整理后储存起来的过程，土地储备工作重点为土地取得与收储。

图1基于GIS的土地全生命周期管理总体技术方案

将土地储备工作中涉及的土地取得及收储相关资料整合入库，包括土地取得方式：征用、收购、置换、收回、转制等，土地取得时间、整理开发时间、整理开发内容及单位、达到供地条件的时间等信息，可进行浏览和检索。

(3)土地供应管理

土地价值评估，基于土地的一般因素(地理位置、自然条件、人口、行政区划、城镇性质、城镇发展过程、社会经济状况、土地制度、住房制度、土地利用规划及计划、社会及国民经济发展规划)、区域因素(指影响城镇内部区域之间地价水平的商服繁华程度及区域在城镇中的位置、交通条件、公用设施及基础设施水平、区域环境条件、土地使用限制和自然条件等)和个别因素(宗地自身的自然条件、开发程度、形状、长度、宽度、面积、土地使用限制和宗地临街条件等)，选择合适的评估方法和评估模型进行统计分析，评估土地的价值，供土地交易参考。

受让人信息管理，将历年的土地受让者信息整理入库，并将其与土地的建设及运营情况关联，结合GIS的空间分析方法建立受让人的行为评价分析模型，综合评价受让人的信用价值，作为土地交易的参考依据之一。

土地交易信息管理，以土地出让合同为基本平台，将土地交易相关信息整合至土地全生命周期数据库，其规定的土地用途、建设周期、产出效益等信息作为土地后续运营管理相关评价的重要参考。

(4)土地利用管理

土地建设状况动态监测，基于多时相卫星遥感影像，利用影像解译技术动态监测土地的建设状态(主要开工、竣工状态)，监测成果作为土地合同监管的参考依据；综合验收信息管理，将验收所需的申请资料、验收流程、验收结论等相关信息整合进土地全生命周期数据库；土地投产信息管理，将土地投入生产使用的相关信息(如投产时间、预期效益等)整合入库；土地建设信息管理，将地块内部的建设情况，依据不同的类别进行矢量化经与地籍图融合后，形成诸如建筑物、绿化、道路、河流、停车场等全覆盖的地理实体，并录入相应的属性(如建筑物建筑面积、高度、结构、建设年代、停车位数量等)，供后续进行地块的精细化运营管理提供基本资料。

(5)土地运营管理

管理土地的招商信息(入驻单位名称、行业类别、地址、规模、主营业务、企业投入、企业产出、企业用地面积、建设情况等)、运营信息、常驻人口等资料；掌握地块的物业管理情况，物业公司入驻信息，运行情况以及变更信息，定期对物业管理情况进行评估；监测土地范围内保护保留建筑的变化拆除情况，并在定期对保护保留建筑的使用、维护、管理情况进行评定；定期对地块的使用类别、使用者、权属等信息进行调查核实，进行土地利用绩效评价[7]，形成评估报告辅助相关决策；记录土地使用权收回的相关信息(如受让主体、收回原因、收回时间等)，将信息与受让主体资源库进行关联，供后续对受让主体诚信度评价参考。

(6)建筑节能和环保管理

对土地进行建筑绿色星级评价，将建筑在设计、运行阶段的评价结果整合入库，可进行查询统计、对比分析，便于降低建筑能耗、提高建筑能源利用效率。

对土地进行土壤和地下水地质环境质量检测评价，将出让前、出让后以及运行阶段的监测结果整合入库，可进行查询统计、对比分析，结果作为相关部门执法管理的参考。

2.4 应用设计

本方案最终应同步支持桌面应用终端和移动应用终端，满足决策人员、管理人员和作业人员的工作需要，既可在线浏览，也支持离线访问，不同的权限用户可查阅不同的信息，使用相应的平台功能。

2.5 运行维护设计

基于GIS的土地全生命周期管理平台部署在政务网公有云环境中，通过用户权限管理，实现数据的共建共享。

3 方案可行性分析

3.1 技术可行性

计算机技术的飞速发展使GIS产业发生了翻天覆地的变化，数据处理、存储、管理、发布、应用等GIS技术日趋成熟[8]，GIS应用领域已拓展至社会生活的方方面面，形成诸多成功的应用案例[9]。一些高新产业园区或开发区已经在小范围内实现基于GIS对土地的应用管理，土地应用管理机构已相应建立了独立的GIS应用系统，在土地全生命周期某一阶段或某一方面实现了智能管理。本方案基于GIS技术将贯穿城市土地全生命周期的数据融合起来，实现对土地全生命周期的智能管理，技术可行。

3.2 方案实用性

本方案将贯穿土地始终的相关信息基于GIS技术以空间实体为纽带整合至土地全生命周期数据库中，实现对土地全生命周期的智能化管理，可查询、追溯、分析、统计任何阶段的信息，通过平台的共享机制为相关部门提供服务，有利于从源头治理土地炒作，提高土地利用效率，促进城市整体建设品质和服务管理功能的提升，实现真正意义上的智慧国土管理。

4 关键技术分析

4.1 多源数据融合

城市的建设和发展与土地息息相关，多年来不同的土地应用管理及相关部门都积累了丰富的数据资源，数据内容、结构、形式、规范程度、提供方式等参差不齐。本方案需要将多源异构的数据融合进土地全生命周期数据库中，基于空间位置进行承载，并以服务的形式集成至统一的GIS应用平台中。对多源异构数据的分析、清洗、梳理，建立数据间的关联、映射和融合规范是本方案的关键技术之一。

4.2 数据库设计

方案涉及的数据资源较多，核心是“土地全生命周期数据库”，在设计时要坚持易管理、易拓展、易追溯、易应用、易共享的基本原则，以关系型数据库进行存储管理，数据库主要库表关系模型如图2所示：

图2土地全生命周期数据库表关系模型

4.3 分析统计模型

贯穿于土地全生命周期，涉及土地规划方案评估、土地价格评估、受让主体诚信度评估、土地利用状况评估、环境保护检测、建筑节能评价等多项评估检测工作，根据应用管理部门业务需求，梳理统计分析模型和算法，成果可视化方法等，用计算机语言进行实现，并基于GIS平台呈现是本方案实施的又一关键技术点。

4.4 数据共建共享机制

土地全生命周期数据由不同部门管理，对于数据保密和共享，要根据法律规范及生产管理需要建立共建共享机制，原则是各自维护，共同应用。

4.5 全生命周期管理体系建立

本方案的实施需要土地应用管理相关部门的配合，建立合理完善的全生命周期管理体系是本项目的又一关键技术之一。围绕土地规划、储备、供应、利用、管理几个主要阶段，将土地相关工作流程、部门关注要点进行梳理，明确不同阶段土地全生命周期管理内容、方式、对象、主体，再基于GIS技术将管理体系进行实现。

5 总结与展望

本方案主要解决土地应用管理过程中的数据孤岛、环节脱节、信息不对称、应用障碍等问题。具有如下特点：数据完整性，以土地编号为线索，将贯穿土地全生命周期的所有信息融合至统一数据库中，数据结构内容完整，而且可追溯性强；平台开放性，方案最终成果为部署在政务云平台上的GIS系统，整合多部门的资源和服务，满足部门间业务管理和应用需要，实现多部门协同共建共享；技术先进性，将土地管理的相关规范方法与GIS进行紧密关联，基于GIS进行管理和呈现，最终实现对海量多源异构数据的共建共享；运维规范性，方案梳理了土地全生命周期管理体系和共建共享机制，并通过相关部门的认可，使得本方案成果的运维有了保障。

目前对土地全生命周期的“土地利用”环节已实现动态监测，并初步建立了上海市静态土地全生命周期数据库，系统实现效果如图3所示，后续将基于本文阐述的技术方案进行优化和完善，逐步实现对上海市土地全生命周期的智能管理，促进城市整体建设品质和服务管理功能的提升，满足智慧城市建设发展的需要，将对全国城市土地管理具有一定的推广和借鉴意义。

图3土地全生命周期管理动态监测系统