基于GIS的網(wǎng)格地價實現(xiàn)及在基準(zhǔn)地價評估中的應(yīng)用
——以寧波市城區(qū)住宅用地為例

高 鵬, 陳玲玲

1.阜陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院生化工程系,阜陽, 236037;2.阜陽師范學(xué)院歷史文化與旅游學(xué)院, 阜陽, 236037

1 引言

基準(zhǔn)地價作為城鎮(zhèn)土地市場的指導(dǎo)性價格，是我國地價公示系統(tǒng)的核心[1]。從20世紀(jì)90年代初至今，基準(zhǔn)地價體系從建立到發(fā)展已經(jīng)歷20余年，基準(zhǔn)地價評估體系日趨完善[2]。但由于基準(zhǔn)地價評估需要依托成熟的土地市場，在城區(qū)外圍，地價樣點較少，評估準(zhǔn)確性相對較差，同時基準(zhǔn)地價應(yīng)用在宗地地價評估時，采用定性的評價體系，會出現(xiàn)人為調(diào)控行為，影響土地市場健康發(fā)展[3]。近年來，學(xué)者們提出了網(wǎng)格地價概念，指通過地理信息系統(tǒng)等技術(shù)模擬城市土地的地價分布情況，并反映在每個網(wǎng)格單元上[4-7]。實現(xiàn)網(wǎng)格地價的方法有插值法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模等[8-11]。本研究以寧波市城區(qū)基準(zhǔn)地價更新項目為依托，以住宅用地為例，將土地質(zhì)量總分值和樣點地價克里格插值進行回歸分析，得到擬合后的網(wǎng)格基準(zhǔn)地價，既考慮土地區(qū)位因素，又反映實際市場情況，可有效測算地價樣點較少區(qū)域的地價，以期為基準(zhǔn)地價應(yīng)用、宗地評估提供參考。

2 研究區(qū)域概況

寧波市位于東經(jīng)120°40 ′-122°16′，北緯28°51′-30°33′，寧紹平原腹地，浙江省東北部，地勢西南高、東北低，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。市區(qū)海拔4～5.8 m，郊區(qū)海拔3.6～4 m。寧波市是長江三角洲南翼重要的經(jīng)濟中心和重工業(yè)基地，是我國華東地區(qū)重要的工業(yè)城市，也是浙江省的經(jīng)濟中心。寧波市城市化水平高，城區(qū)土地市場發(fā)達(dá)。研究區(qū)域面積為2 500 km2。

3 數(shù)據(jù)來源

本研究依托寧波市城區(qū)土地級別和基準(zhǔn)地價評估項目，主要采集的數(shù)據(jù)有(1)工作底圖相關(guān)資料(二調(diào)圖、地籍圖、城市規(guī)劃圖、土地規(guī)劃圖等)；(2)土地定級因素因子資料；(3)住宅用地(2013—2015年)基準(zhǔn)地價評估樣點資料。地價數(shù)據(jù)評估基準(zhǔn)日為2016年1月1日。

4 數(shù)據(jù)處理與分析

4.1 住宅用地土地質(zhì)量分值圖

根據(jù)《城市分等定級規(guī)程》，結(jié)合寧波市實際發(fā)展情況，確定包括6個因素、16個因子以及24個次級因子的因素因子體系，如圖1。通過采集寧波市有關(guān)國土單位、房地產(chǎn)管理、城市規(guī)劃部門、高校教授等20人的權(quán)重打分資料，按照特爾菲法進行兩輪專家打分，當(dāng)各因子標(biāo)準(zhǔn)差控制在0.02以下時，理論上認(rèn)為各專家對因素因子權(quán)重意見趨于一致，權(quán)重體系可以使用。

圖1 寧波市土地質(zhì)量評價因素因子體系

采用ARCGIS為數(shù)據(jù)處理平臺，按照《城市分等定級規(guī)程》規(guī)定的因素因子衰減模式，測算各因素因子分值，柵格單元為50 m×50 m，并依據(jù)因素因子權(quán)重體系疊加分值得到住宅用地土地質(zhì)量分值圖，如圖2。

圖2 住宅用地土地質(zhì)量分值圖

結(jié)合圖2，寧波市住宅用地土地質(zhì)量分值與城市區(qū)位條件關(guān)系密切。總分值呈現(xiàn)由中心向四周逐級降低的態(tài)勢，而在各個副中心會出現(xiàn)小片區(qū)域高于周圍分值的孤島現(xiàn)象。第一級分值區(qū)域位于市中心最繁華地帶三江口西側(cè)“天一廣場”附近，第二級區(qū)域以三江口為中心，沿著三江(奉化江、余姚江、甬江)方向向外延伸，此區(qū)域內(nèi)商業(yè)密布，居住配套設(shè)施完善，單位土地面積投入和經(jīng)濟產(chǎn)出能力很強。綜合分值第三級區(qū)域除了圍繞著第二級區(qū)域繼續(xù)沿三江擴展以外，在離市中心較遠(yuǎn)的鎮(zhèn)海區(qū)和北侖區(qū)的區(qū)中心地帶呈現(xiàn)著兩個副中心。總體來說，寧波市住宅用地土地總分值沿著奉化江、余姚江、甬江擴展趨勢明顯，說明寧波市具有沿江發(fā)展的特征。

寧波市是一個具有眾多著名風(fēng)景區(qū)的大城市，這些景點有的山清水秀、環(huán)境質(zhì)量好，例如東錢湖風(fēng)景區(qū)、陶公山風(fēng)景區(qū)；有的遠(yuǎn)離市中心，卻是有深厚歷史文化氣息，例如張蒼水故居、阿育王寺。寧波市經(jīng)濟較為發(fā)達(dá)，居民收入相對全國其他大部分地區(qū)較高，有相當(dāng)一部分人對養(yǎng)生度假有著較高的要求。而這些風(fēng)景區(qū)域?qū)τ陴B(yǎng)身療養(yǎng)投資、住宅(尤其是別墅)投資等便具有一定的吸引力，所以這些區(qū)域的綜合分值也會大于周圍地區(qū)。

4.2 地價樣點空間分析與檢驗

本次研究共調(diào)查住宅地價樣點(房屋出租、房屋出售、土地出讓)528個，先通過土地估價方法測算樣點地價，然后再對照基準(zhǔn)地價各級別地價內(nèi)涵進行修正[12]。經(jīng)過修正后的地價樣點需要通過檢驗才可使用。《城鎮(zhèn)土地估價規(guī)程》中提到的樣點檢驗的方法有卡方檢驗法、秩和檢驗法、T檢驗法等，這些檢驗法主要用來研究數(shù)據(jù)的整體性、一致性高低，當(dāng)遇到整體性差的樣本時，則需要人為剔除個別樣點，重新檢驗。隨著GIS空間分析技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)能夠根據(jù)樣點的空間屬性分析樣點價格的合理性，尋找到離群值，保證地價樣點的準(zhǔn)確性。

4.2.1 Voronoi圖

Voronoi圖是根據(jù)樣點與周圍樣點的關(guān)系來判定是否離群。所有的住宅樣點被劃分為5個級別，并且每個樣點都有其作用區(qū)域與級別，當(dāng)該樣點形成的多邊形級別與周圍多邊形級別明顯不同時，該樣點則很可能是離群值(圖3)。

圖3 住宅用地樣點的Voronoi圖

4.2.2 QQPlot分布圖

QQPlot圖是一種度量數(shù)據(jù)正態(tài)分布的方法，利用QQPlot圖，可以將現(xiàn)有數(shù)據(jù)的分布與正態(tài)分布對比，如果數(shù)據(jù)接近一條直線，那么數(shù)據(jù)的分布接近正態(tài)分布。若有個別采樣點偏離直線太多，這些采樣點有可能是一些異常點，應(yīng)對其進行核對。當(dāng)樣點數(shù)據(jù)在QQPlot圖中沒有明確顯示為正態(tài)分布時，可以使用數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換方法，先使數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，然后再利用QQPlot圖檢驗異常值(圖4)。

由圖4可知，住宅樣點在低值和高值存在一定的離群值，通過核對離群樣點的具體情況，剔除了不準(zhǔn)確的樣點數(shù)據(jù)57個，剩余可使用樣點有471個。

圖4 log變換后的住宅樣點QQPlot分布圖

4.3 擬合網(wǎng)格地價的建立

4.3.1 樣點地價插值圖與土地質(zhì)量分值圖回歸分析

很多學(xué)者以住宅樣點數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，使用克里格插值來實現(xiàn)網(wǎng)格地價的測算。對于樣點較多的案例，克里克插值可準(zhǔn)確預(yù)測未知區(qū)域的地價，但是對于樣點匱乏的區(qū)域，克里格插值預(yù)測則會出現(xiàn)較大的偏差。本研究首先以樣點數(shù)據(jù)進行克里格插值(柵格單元同土地質(zhì)量總分值圖相同)，然后通過ARCGIS軟件，疊加住宅樣點插值圖和土地多因素綜合評價分值圖，采集各個空間位置的住宅樣點地價插值與土地質(zhì)量綜合評價分值對應(yīng)數(shù)據(jù)對，通過SPSS20.0統(tǒng)計工具，進行回歸分析，得到函數(shù)：

y=0.123 2x3-16.175x2+779.05x-963 4

(R2=0.875 6)

(1)

式中，y為住宅樣點地價插值，x為對應(yīng)的土地定級因素因子作用分值，R2為相關(guān)系數(shù)。|R|越大，數(shù)據(jù)相關(guān)性越密切，此函數(shù)中|R|≈0.935 7，函數(shù)關(guān)系可信度較高(見圖5)。

圖5 住宅樣點地價插值與土地質(zhì)量綜合評價分值的函數(shù)關(guān)系

利用公式(1)，通過ARCGIS中的Raster Calculator建立數(shù)學(xué)模型，以土地質(zhì)量分值為自變量，代入模型，得到轉(zhuǎn)換后的地價數(shù)值。實現(xiàn)了土地質(zhì)量分值與市場住宅交易樣點價格插值的擬合(見圖6)。

圖6 住宅樣點地價插值與土地質(zhì)量分值擬合地價圖

4.3.2 柵格圖形矢量化

經(jīng)過Raster Calculator測算出的地價圖為柵格圖層，實際應(yīng)用難度大。為此，將通過ARCGIS技術(shù)轉(zhuǎn)換為矢量圖層，以便于數(shù)據(jù)的管理、查詢、修改、測算，技術(shù)流程如圖7所示。

圖7 網(wǎng)格地價建立流程圖

將柵格圖層的每個像元轉(zhuǎn)換成獨立的矢量圖層要素，存在兩個重要條件：(1)柵格像元值必須是唯一的(柵格-矢量工具按照柵格像元值轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的矢量要素)；(2)柵格圖層必須是整型數(shù)據(jù)。

擬合地價柵格圖層很多區(qū)域存在相同的地價值，那么必須對圖層進行像元值唯一化處理。利用柵格計算工具Raster Calculator輸入腳本：

“[擬合地價.img] - [擬合地價.img] +$$rowmap * $$ncols + $$colmap”

式中，[擬合地價.img] - [擬合地價.img]使得輸出圖層與原圖層的圖層范圍和像元大小一致；$$rowmap表示目標(biāo)像元所處的行號，$$ncols表示目標(biāo)像元所處的列號；$$colmap表示圖層共有的列數(shù)。

通過腳本運算，便可以在原有擬合圖層空間關(guān)系基礎(chǔ)上得到像元值唯一的新的柵格圖層new.img。

運用數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換工具，將柵格數(shù)據(jù)new.img的數(shù)據(jù)類型由float轉(zhuǎn)換成整型，之后便可以將柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格形式的矢量面數(shù)據(jù)。再利用圖層要素質(zhì)心提取工具提取每個網(wǎng)格單元的中心，形成中心點圖層，利用extract Values to points工具提取擬合地價柵格圖的像元值到中心點矢量圖層的屬性表中，再將中線點屬性表鏈接到網(wǎng)格面圖層的屬性表中，形成擬合網(wǎng)格地價圖層(圖8)。

圖8 擬合網(wǎng)格地價圖

4.4 基于擬合網(wǎng)格地價的基準(zhǔn)地價測算

傳統(tǒng)基準(zhǔn)地價采用測算同一級別內(nèi)樣點均值作為基準(zhǔn)地價[13〗。這種測算方式更多地依賴樣點的均勻分布。在實際工作中，樣點分布是不均勻的，傳統(tǒng)的測算方法未能很好地考慮到住宅樣點作用區(qū)域大小，測算結(jié)果會有一定誤差。

以圖9為例，假設(shè)同一土地級別區(qū)域內(nèi)有A、B兩個住宅區(qū)片且兩區(qū)片面積相同，A區(qū)片采集到3個樣點，B區(qū)片采集到1個樣點，按照傳統(tǒng)測算方法，A、B區(qū)片所有樣點均價為該級別區(qū)域基準(zhǔn)地價，即1 657.2元/米2；而理論上，基準(zhǔn)地價應(yīng)考慮到樣點所處的區(qū)域大小，A區(qū)片均值為1 695.20元/米2，B區(qū)片均值為1 543.2元/米2，該級別基準(zhǔn)地價應(yīng)為1 619.2元/米2，傳統(tǒng)基準(zhǔn)地價測算值比理論值高38元/米2。

圖9 兩種基準(zhǔn)地價測算方法對比圖

而通過擬合網(wǎng)格地價價格來計算得到的基準(zhǔn)地價為1 628.2元/米2，比理論值高出9元/米2，由于擬合網(wǎng)格地價充分考慮了樣點的作用區(qū)域大小，故相對傳統(tǒng)的基準(zhǔn)地價計算方法更接近于理論值。

4.5 宗地地價測算

基準(zhǔn)地價作為土地出讓控制價，有效控制著土地交易的市場價格；同時，基準(zhǔn)地價可用于具體宗地的地價的評估。以往使用基準(zhǔn)地價評估宗地價，通過對比宗地現(xiàn)狀與所在級別基準(zhǔn)地價內(nèi)涵進行地價修正,修正內(nèi)容有區(qū)位因素、個別條件、開發(fā)程度、容積率、使用年限等，因修正體系復(fù)雜且定性評價居多，在宗地評價時難免出現(xiàn)人為調(diào)控現(xiàn)象。

擬合網(wǎng)格地價具體到每個土地單元，通過GIS空間疊加技術(shù)可以定位待評估宗地覆蓋的土地單元，利用GIS空間統(tǒng)計技術(shù)可以測算待評估宗地覆蓋各土地單元的面積比例，結(jié)合各土地單元價格，即可計算出待評估宗地地價。這種測算方法較好地規(guī)避了人為調(diào)控，可以作為宗地地價評估的參考。

5 結(jié) 論

本文以寧波市城區(qū)住宅用地為例，通過本次網(wǎng)格地價的實現(xiàn)及在基準(zhǔn)地價、宗地地價評估方面的應(yīng)用探索，得到結(jié)論如下：

(1)使用GIS技術(shù)進行住宅用地樣點地價分析與檢測，從樣點所處空間位置及與周邊樣點的關(guān)系方面分析異常值，可以直觀地發(fā)現(xiàn)異常樣點數(shù)據(jù)，有利于提高基準(zhǔn)地價評估所采用數(shù)據(jù)源的準(zhǔn)確性。

(2)研究綜合采用GIS技術(shù)、SPSS統(tǒng)計分析技術(shù)實現(xiàn)了寧波市城區(qū)住宅用地土地質(zhì)量總分值和樣點地價插值的回歸分析，研究以土地質(zhì)量總分值為自變量，樣點地價插值為因變量，當(dāng)進行一元三次非線性回歸分析時， 發(fā)現(xiàn)兩者相關(guān)性高，均遵循城區(qū)土地市場現(xiàn)狀的兩個相對度獨立的地價體系，有著高強度的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性。

(3)通過對土地質(zhì)量分值和樣點插值回歸曲線的研究發(fā)現(xiàn)，土地質(zhì)量分值升高，土地地價亦隨之升高；但土地地價在土地質(zhì)量高分值區(qū)域的上升幅度明顯高于低分值區(qū)域的上升幅度。這說明，優(yōu)質(zhì)土地在土地市場上競爭更激烈，在寧波市，住宅用地優(yōu)質(zhì)土地稀缺性明顯。

(4)擬合網(wǎng)格地價綜合考慮了土地市場情況和土地區(qū)位條件。實證研究表明，利用這種網(wǎng)格地價測算基準(zhǔn)地價時，能夠有效減少地價樣點分布不均勻所帶來的誤差，尤其是在土地樣點較少的新興市場區(qū)域，該網(wǎng)格地價可以更準(zhǔn)確地測算區(qū)域基準(zhǔn)地價。

(5)使用基準(zhǔn)地價進行宗地測算時，采用較為定性的地價修正體系修正土地價格，而擬合網(wǎng)格地價能夠具體到每一個土地單元，評估宗地地價時，可采用GIS技術(shù)進行定量計算，測算價格更加透明，對進一步規(guī)范土地市場，有效減少國土資源流失具有現(xiàn)實意義。