基于AHP法的烏魯木齊市地下空間開發利用潛力研究

張雅 王承武 林曉東

摘要：采用層次分析法評價烏魯木齊市地下空間的開發利用潛力。選擇烏魯木齊市7個區作為評價單元，根據評價指標體系構建的原則，建立烏魯木齊市地下空間開發潛力的指標體系，從經濟、人口、交通、土地資源、市政、城市區位6個方面著手，使用層次分析法計算每個評估因子的權重，并計算評估單元中每個指標的得分，分別求出7個評估單位的指數和，確定烏魯木齊市7個區的地下空間開發利用潛力水平。根據評價得出，沙依巴克區、天山區、新市區為一級區域;頭屯河區、水磨溝區為二級區域;米東區為三級區域;達坂城區為四級區域。

關鍵詞：地下空間;開發利用;潛力評價

中圖分類號：C93? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）10-0035-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.10.009? ? ? ? ? ?開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract： The development and utilization potential of Urumqi underground space was evaluated using AHP. The research selected 7 districts of Urumqi as evaluation unit. According to the principle of the construction of the evaluation index system， it established the index system for the development potential of underground space in Urumqi from such six perspectives as economy， population， transportation， land resources， municipality and urban location. The weight of each evaluation factor was calculated by using analytic hierarchy process， and each factor score in the different evaluation unit was determined， final core of each evaluation unit was found. According to the evaluation score， the development and utilization potential of 7 districts of Urumqi at four level areas was listed： Shayibak district， Xinshi area and Tianshan district were belonged to the first level; Toutunhe district and Shuimogou district were belonged to the secondary level; Midong District was belonged to the third level; Dabancheng District was belonged to four-level area of development and utilization potential.

Key words： underground space; development and utilization; potential evaluation

在城市化水平提高和社會經濟加速發展的情況下，城市土地資源供不應求，城市交通問題嚴重，城市空間十分擁擠。為了緩解上述情況，政府開始將目光轉移到地下空間資源的開發利用上。土地資源開發由地面擴張向地底深入或空中發展，由于城市密度越來越高，社會經濟不斷發展且新的地下空間開發技術越來越豐富與成熟，從而形成了多樣的地下空間利用形式，如地下商場、地下軌道交通及其站點、地下供排水管道、人防工程、地下倉庫和地下停車場等。烏魯木齊市城市地下空間的利用開始于國防戰備建設時期，主要以人員疏散的人防工程為主。隨著烏魯木齊市城市化現代化的推進，少量的人防工程被改造成了停車場，也有部分用于商業的地下建筑的開發建設。利用地下空間資源是很有必要的，地下空間已成為城市建設的戰略性資源。烏魯木齊市地下空間的主要類型是地下建筑工程、地下人防工程（地下人行道）、單一地下工程和地下綜合管道，還有一些地下空間用于地下停車場和地下商場。隨著城市軌道交通線路的建成，地下空間的開發利用增加了地鐵站和地鐵軌道。計劃中的軌道交通1、2號線的第一階段長度約47.9 km。1號線從三屯碑到機場，全程約為26.5 km，有21個車站，2號線的一期長約21.4 km，有16個站點。烏魯木齊市新客運站南廣場地下空間為10.51萬m2。

1? 研究區概況及數據來源

1.1? 研究區概況

烏魯木齊市是新疆維吾爾自治區的首府，位于天山山脈中段北麓，亞歐大陸中心，準噶爾盆地南緣，轄七區一縣，分別為沙依巴克區、新市區、米東區、天山區、頭屯河區、水磨溝區、達坂城區和烏魯木齊縣。轄區總面積約為13 783.10 km2。烏魯木齊市的7個區有不同的定位和不同的經濟發展水平，沙依巴克區、水磨溝區、新市區和天山區是烏魯木齊市的4個主要中心城區，是政治、經濟、文化和金融中心;頭屯河區、達坂城區和米東區是主要的制造核心區域和物流區域，交通便利，以工業為主。

1.2? 數據來源

主要統計數據包括人口數據、經濟數據、社會建設狀況等，主要反映了烏魯木齊市的人口、經濟和社會狀況。數據主要來源于《2017年烏魯木齊市國民經濟和社會發展統計公報》以及《新疆統計年鑒2018》《2018年烏魯木齊統計年鑒》等。

2? 影響烏魯木齊市地下空間開發利用潛力的因素分析

2.1? 經濟發展狀況因素

2017年烏魯木齊市的地區生產總值為2 743.82億元，按可比價計算，比上年增加8.1%。第一、第二和第三產業結構比為1.1∶30.2∶68.7;按照常住人口統計，2016年全年人均GDP為6.96萬元，增長3.6%。當人均收入在3 000美元以上時，該市具有大規模開發利用地下空間資源的經濟實力[1]。烏魯木齊市2017年人均已超過3.7萬元，所以烏魯木齊市有開發利用城市地下空間資源的必要，具備大規模的開發條件。《2018年烏魯木齊統計年鑒》數據顯示，天山區的區域生產總值為321.91億元，沙依巴克區的區域生產總值為330.89億元，新市區的區域生產總值為1 005.27億元，水磨溝區的區域生產總值為281.31億元，頭屯河區的區域生產總值為444.71億元，米東區的區域生產總值為301.76億元，達坂城區的區域生產總值為22.97億元。城市地下空間資源有地域性，不同的區域地下空間資源價值不同，經濟繁華的區域地下空間資源的價值相對較高，在經濟相對落后的區域，地下空間資源的價值比較低。

2.2? 人口狀況因素

2017年，烏魯木齊市轄區總人口為222.62萬人（包括烏魯木齊縣），城鎮人口為198.20萬人，農村人口為24.41萬人，人口城鎮化率約為89.03%。《新疆統計年鑒2018》數據顯示，天山區年末人口為47.33萬人，新市區年末人口為50.08萬人，沙依巴克區年末人口為46.98萬人，水磨溝區年末人口為22.92萬人，頭屯河區年末人口為18.46萬人，米東區年末人口為27.37萬人，達坂城區年末人口為3.41萬人。城市人口的組成結構、人口分布密度以及總體規模等狀況對城市地下空間的需求程度以及利用方式和效果有著很大的影響。其中，人口密度是城市土地資源利用緊張綜合表現的重要指標之一。人口密度越大，地下空間開發利用的價值就能反映得更多[2]。在當今快速發展的城市中，人口密度越大，地下空間資源開發利用的潛在價值和需求也會越大。城市人口規模也將決定城市地下空間開發和利用的需求強度[3]。根據常住人口設定一定的人防標準面積是人防工程必須達到的。在居民區，交通設施和公服用地使用指標規劃也會根據人口密度來制定。

2.3? 城市交通狀況因素

2017年，烏魯木齊市機動車保有量年末達到105.50萬輛，比上一年增加11.8%。隨著烏魯木齊市地鐵的建設，交通擁堵將得到改善。但是，中心城區主干道路和交叉路口飽和度基本超過了1.0，早晚高峰經常交通擁堵。根據西方發達國家總結的實踐經驗，城市地下空間的開發利用，地下公共交通系統即地鐵的大規模建設，地鐵一體化是有效解決城市交通擁堵問題的重要途徑。交通運輸是城市功能最活躍、最關鍵的因素，便捷的交通系統將極大地促進城市的發展[4]。如今，交通擁堵已成為中國許多地區的主要弊病之一，已開始采取各種地上措施，例如建天橋和增加交通方式，但這些措施仍然無法有效地轉移人流量。建設城市地下交通系統是城市交通的未來發展趨勢和主要發展方向，各種地下交通方式，如地鐵、地下公路、行人通道和地下停車場等，與地面行駛相比，地下交通不僅具有順暢、便捷的特點，而且可以減少大氣和噪聲污染。大量實例證明，地鐵線和地鐵站周邊地區是地下空間開發利用最具潛力和最有價值的區域。烏魯木齊市地鐵1號線北段已由2018年10月25日開通試運營，其地下站點配套商業也將逐步發展起來。

2.4? 土地資源狀況因素

烏魯木齊市的行政面積約為13 788 km2，其中建成區面積約為436 km2。天山區的行政面積為171.0 km2;沙依巴克區的行政面積為422.5 km2;水磨溝區的行政面積為277.6 km2;新市區的行政面積為262.5 km2;米東區的行政面積為3 407.42 km2;頭屯河區的行政面積為275.59 km2;達坂城區的行政面積為4 759.20 km2。烏魯木齊市的基準地價一級住宅為2 400元/m2，一級商業為4 000元/m2，一級工業為670元/m2?？晒├玫耐恋刭Y源比較豐富，但中心城區相對較擁擠。土地交易價格與土地資源質量和短缺密切相關，全面反映了土地資源利用價值和附加值的水平和潛力。

2.5? 市政狀況因素

市政設施設備占地面積大且與周圍環境相對較矛盾。大多數市政公用設施都埋于地下，占據了部分地下空間資源[5]。與城市地下空間密切相關的市政設施主要包括供水和排水系統及能源系統：自來水生產和供應設施;污水處理、雨水排放和下水道管道;供應變電站設施、天然氣、煤氣等管道?？梢钥闯?，這些市政管線是整個城市的血脈，種類多且十分重要，因此，城市地下空間應該是市政設施的主要容納空間。評估地下空間開發利用潛力的另一個指標是市政管道密度。當一個城市對市政基礎設施的利用需求不斷增長時，對地下空間開發利用的需求也將增長。隨著這些管線數量的增加，如果不能合理規劃這些市政管線，將會嚴重阻礙城市的發展。

2.6? 城市區位因素

城市土地位置包含絕對概念和相對概念。絕對區位是在評估系統中起決定性作用的空間區位，而相對區位是基于形成特定空間位置的絕對區位。城市的大多數行政、商業中心和交通樞紐都可視為絕對區位。與行政、商業中心、交通發達等區域聯絡的時間越少、距離越短，土地的價值將會更高，反之亦然。土地價值對地下空間開發利用的經濟價值有著非常直接的影響[6]。城市行政中心往往具有優越的地理位置，租金較高，周邊環境質量和城市面貌都很優越。開發利用地下空間資源以主要滿足社會需求和環境需求，經濟效益大，潛在的發展價值更高。此外，城市的其他一些文化場所，如旅游中心和會議中心，也是人流量大、交通便利的地方。土地租金普遍較高，地下空間開發利用價值也很高。

根據烏魯木齊市經濟社會等因素，綜合分析經濟、人口、交通、土地資源、市政、城市區位特征及其對地下空間開發利用的影響，根據不同類別的影響因素對地下空間開發利用影響的程度建立分級標準，見表1。

3? 地下空間開發利用潛力評價

3.1? 評價思路

地下空間資源開發利用受多種因素影響，除了與水文地質、區位、工程地形地貌等因素有關以外，還與城市發展的社會經濟因素等密切相關。本文主要考慮烏魯木齊市社會經濟發展情況，以其經濟社會發展的數據為基礎，對烏魯木齊市地下空間資源開發利用潛力作出評價，客觀合理地評價烏魯木齊市地下空間資源開發利用潛力情況[7]。

3.2? 構建原則

以社會經濟條件為基礎，充分結合城市地下空間開發利用現狀，以服務于地下空間規劃為目標。

3.3? 評價方法

影響地下空間資源開發利用的經濟因素相互關聯，相互制約。鑒于影響因素的復雜性和多層次性，使用準確的數據模型來求出每個影響因子的權重向量比較困難。一般多采用層次分析法（Analytical hierarchy process，AHP）來解決該類問題，層次分析法的評分標度及含義見表2。

3.4? 評價指標體系

影響地下空間資源開發利用的社會經濟因素主要包括經濟條件、人口因素、城市交通狀況、城市地價因素、城市區位因素和市政條件。通過咨詢相關行業專家，確定了地下空間資源開發利用潛力評價指標體系[8]，指標層包括經濟狀況、人口狀況、交通狀況、土地資源狀況、市政狀況、城市區位狀況。

4? 指標的量化

4.1? 權重參數的確定

經過專家調查進行提取，確定主題層，根據評價指標體系構建判別矩陣，按照評分標度確定各因素之間的重要性，比較并結合專家意見來賦值，求出權重值并進行一致性檢驗[9]，具體情況見表3。

運用MATLAB軟件計算出結果，權重W =（0.295 3? 0.295 3? 0.179 7? 0.076 5? 0.042 2? 0.111 1），最大特征值λmax=6.097 4，一致性檢驗CI=0.019 5，隨機一致性比率CR=0.002 17<0.1，即通過檢驗。

將指標實際值和標準值進行對比，確定烏魯木齊市7個區的評價單元內各指標的分值，具體情況見表4。

4.2? 計算各評價單元指數和

計算參評指標的加權指數和，即指標的權重乘以相應的得分，公式如下：

R（j）=■Fi×Wi

式中，R（j）為第j個評價單元的綜合得分，Fi、Wi分別是第i個參評指標的分值和權重值，n為參評指標的個數。

根據公式，計算沙依巴克區地下空間開發利用潛力加權指數和，0.6×0.295 3 +0.8×0.295 3+1.0×0.179 7+0.8×0.076 5+1.0×0.042 2+1.0×0.111 1=0.807 62，即沙依巴克區地下空間開發利用潛力加權指數和為0.807 62。依次計算可得，天山區、水磨溝區、新市區、米東區、頭屯河區、達坂城區的地下空間開發利用潛力加權指數和分別為0.801 21、0.712 62、0.762 90、0.393 52、0.628 63、0.133 31。

4.3? 評價單元等級的確定

由“4.2”結果顯示，各區域評價單元的指數和都在0～1，得到梯度分段值，確定評價單元等別范圍，結果見表5。由表5可知，一級，地下空間開發利用的潛力很大;二級，地下空間開發利用的潛力較大;三級，地下空間開發利用的潛力一般;四級，地下空間開發利用的潛力小。

綜上得出，沙依巴克區、天山區、新市區為一級區域;頭屯河區、水磨溝區為二級區域;米東區為三級區域;達坂城區為四級區域。

5? 小結與討論

本研究基于烏魯木齊市經濟社會和地下空間資源的開發利用現狀條件，提出了地下空間資源開發利用的潛力評價模型，利用該模型評價烏魯木齊市7個區的地下空間資源，得出以下結論。

1）影響烏魯木齊市地下空間開發利用的因素總體上表現為經濟狀況=人口狀況>交通狀況>城市區位狀況>土地資源狀況>市政狀況。

2）烏魯木齊市7個區的開發潛力：沙依巴克區、天山區、新市區為一級區域;頭屯河區，水磨溝區為二級區域;米東區為三級區域;達坂城區為四級區域。

如今城市空間緊張，交通擁擠，大力開發利用地下空間是改善這些問題的關鍵。在實際開展地下空間開發利用時，還需充分考慮城市建設中的實際情況，對城市地下空間資源開發利用潛力進行相應的評價，從而提高土地資源利用率，確保實現土地資源可持續發展。由于地下空間資源的開發利用潛力所受影響因素較多，僅從社會經濟因素考慮不夠全面，在今后的研究中可嘗試結合多種指標進行分析。

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