我国对于建设用地需求量预测的研究, 从研究内容的不同, 可分为总量预测研究和分项预测研究。总量预测研究即把建设用地看作为一个整体进行研究, 从研究角度的不同, 又可分为三种, 分别是从时间变化的角度, 从单因素或双因素影响的角度, 从多因素影响的角度进行研究。分项预测研究即把建设用地按一定标准分为各个组成部分, 分别进行用地需求预测研究, 然后分项汇总得到建设用地需求总量。在天津市十二五期间建设用地需求量预测研究中通过建立十一五天津市期间建设用地现状序列, 利用相关分析对天津市建设用地需求量的主要影响因素进行相关系数计算, 筛选出主导因子, 然后利用主导因子建立多元回归模型、灰色系统预测模型等多种预测模型对天津市十二五建设用地总量进行预测分析。但在总量预测后指标分解中发现存在不足:建设用地的预测是大区域总量预测, 而建设用地的类型多样, 区域发展趋势不同, 利用特征不同, 影响其变化的因素不同, 所以在预测出总量之后很难进行用地指标的分配。根据这种情况提出在总量预测基础上, 根据社会经济发展规律、建设用地利用特点进行相似性研究, 对辖区进行分类研究, 这样在预测和指标分解上将更趋于合理。
土地作为重要的宏观调控手段, 在统筹区域协调发展方面起着重要作用。由于自然地理条件、经济社会发展状况的差异, 发展过程中面临的各种资源环境问题包括土地利用问题不尽相同, 呈现出不同的情况和特点。要解决好这些问题, 应针对不同区域经济社会发展的不平衡性和自然条件、资源禀赋的相似性与差异性, 制定与之配套的区域土地利用战略和策略。
根据建设用地的利用现状、适宜性和利用方向、方针的相似性和差异性, 从天津市社会经济可持续发展的需要出发, 选择能够反映社会、经济、土地等方面的指标进行聚类分析, 对天津市建设用地利用发展进行综合分区, 然后进行分类预测和指标分解。
(1) 内相似性和区间差异性原则。建设用地发展分区结果要充分体现出各分区内部建设用地发展的特征及存在问题的共性。包括各区域的自然条件和社会经济条件的相似性等。 (2) 主导因素与综合分析结合原则。土地是自然与人类活动的某些结果所组成的自然综合体, 建设用地利用结构和利用方向在空间上的分布则是这个综合体最直观的分异表达, 通过直接对建设用地利用结构的相似性、差异性进行分析, 可以得出区域分异的大致格局。同时, 建设用地利用结构与利用方向的形成, 受到诸多因素影响, 各个因素之间也有相互制约影响, 需要进行综合分析。 (3) 行政分区完整性原则。目前我国的建设用地规划和管理体系也按照行政等级进行划分, 因此在进行全市建设用地发展分区中, 不打破区县行政界限, 有利于土地统一管理。
根据上面提出来的分区原则, 有针对性地收集了天津市域土地利用现状调查数据 (2004年) , 统计年鉴 (2004年至2011年) , 卫星影像图, 以及与相关的社会经济材料, 作为建设用地利用分区的依据。
区域发展水平是多方面的, 在分析变化驱动因子的作用时, 选择的因素要细致全面, 但指标过多又会增加分析问题的难度和复杂性。结合天津市建设用地发展特点选择城镇增长率、工矿增长率、城镇增加量、工矿增加量、城镇占比例、工矿占比例等6个指标作为影响建设用地发展相似性分析指标。
系统相似度量是相似性科学的最重要部分, 也是相似性科学在实践应用中的核心。相似度法是以若干特定的相对指标为统一尺度, 运用模糊综合评判原理, 确定评价标准值, 得出一个对象在诸指标上与标准值的相似度, 据以判断该对象相关程度的一种方法。通过计算相似度可以对不同对象进行相似性分析。在实际使用中有许多相似度的计算方法, 这些计算方法不但在形式上存在着差异, 而且得出的结果也往往不一样。常见的有欧氏距离系数相似度量方法, 还有海明距离系数法相比于欧式距离系数法最大的进步就是考虑到不同的系统特征对系统相似度的重要性是不同的。
所谓“优先比”就是以成对的备选样品与一个固定样品相比较, 以确定的那个那个样品与固定样品最先相似。
设有x1, x2, ..., xn各样品组成论域X={x1, x2, …, xn};
每个样品具有S个因子, 即xis= (xi1, xi2, …, xim)
其中i=1, 2, …, n;s=1, 2, …, m
对于给定的xi, xj两个样品, 要比较与固定样品xk的相似程度时, 则两个样品之间的差异可以绝对距离来表示, 即:
他们的相似优先比定义为:
(1) 首先对于原始数据作归一化处理, 用公式:
i=1, 2, 3…, n s=1, 2, 3…, m
式中, xsmax与ximin分别为第s个因子在样品中集中的极大值和极小值。当xis=xtmax时xtis=1;当xis=xtmin时, 则xtis=0, 于是, xtis∈[0, 1]。
(2) 用相对欧氏距离计算被选样商品xi与固定样品xn之间的差异, 用公式:
(3) 定义相似优先比为:
式中, i, j=1, 2, …, n, k=xn+1。于是求得模糊相似优先比矩阵。
(4) 取λ水平截集评选出备选样品相似次序。
本次研究以天津市除中心六区、滨海新区外九区县为研究对象, 分别记为A-I区, 他们的建设用地变化趋势总体上与全市建设用地相符, 在2004年至2010年期间, 城镇建设用地和工矿仓储用地均呈现逐年递增的趋势, 农村居民点用地则为先增长后减少, 城镇建设用地与工矿仓储用地所占比例则呈现逐年上升的趋势。但因各区县自身社会、经济、环境等因素的不同, 2004年建设用地构成的基础不同, 2004年至2010年期间建设用地变化趋势也是稍有区别。
将各区县数据按照选定为参数, 可得基础数据如表1。
首先以I区为参照, 分析各区相似性, 可得归一化如表2。
相似矩阵如表3。
通过数据综合分析最相似区域, 得出I区、C区、B区发展趋势较为相似。结合各区县2004年至2010年建设用地变化趋势图, 可以看出I区、C区、B区建设用地变化量趋势基本相同:工矿仓储用地整体规模面积比城镇建设用地和农村居民点用地要大, 并且工矿仓储用地从2004年开始直到2010年一直增加, 2006年至2008年增长幅度较其他年份更明显;城镇建设用地2004年至2010年, 也处于一直增加的趋势;农村居民点用地从2004年至2010年一直处于减少之中, 但其减少的幅度小于工矿仓储用地和城镇建设用地增加的幅度, 所以总建设用地规模依旧逐年增长 (图1) 。
接下来以F区为参照, 分析剩余各区县相似性。通过数据综合分析最相似区域, 得出F区、E区、H区、A区发展趋势较为相似。通过之前两步相似度分析, 九区县中G区和D区与其他各区县相似度较差, 而结合区县2004年至2010年建设用地变化趋势图, 可以看出G区和D区较为相似, 从2004年至2010年, 都是以农村居民点用地为主, 约占总建设用地的70%~75%, 可见两县城市化水平相对较低, 城镇规模偏小, 农村特征明显。从发展趋势来看, 农村居住点用地所占的比例呈现逐年下降的趋势, 下降趋势相对明显;城镇建设用地所占比例在2004年至2010年间则是基本稳定, 与此同时工矿仓储用地所占比例呈现逐年上升的趋势。
根据相似性分析可以得出, 可大体将天津市九区县发展趋势分为三类:I区、C区、B区发展趋势较为相似, F区、E区、H区、A区发展趋势较为相似, G区和D区较为相似。根据相似性分区结果可对各区县建设用地进行分区预测和预测后用地指标分解。
摘要：本文分析基于数学模型实现建设用地总量预测研究存在预测指标分解不足, 针对区域建设用地利用发展特点, 给定分区原则, 选取建设用地发展指标, 利用欧式距离相似优先比的相似性分析方法进行分区, 并以天津市各区县十一五建设用地发展数据实例计算, 成功应用于天津市十二五建设用地分项预测和预测后的用地指标分解。
关键词：相似度,相似优先比,建设用地预测
[1] 吴雅妮.相似度法在综合分析投资环境中的应用[J].统计与决策, 2009 (15) :160-161.
[2] 薛巧英.水环境质量评价方法的比较分析[J].环境保护科学, 2004, 30 (4) :64-67.
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