袁正午1，2 褚静静1，2 刘明皓1，2 魏秉铎1，2
（1.重庆邮电大学计算机学院，重庆，4000652.重庆邮电大学中韩合作GIS 研究所，重庆，400065）
摘要：通过建立土地利用总体规划实施评价指标体系的原则，据此原则建立了指标体系、评价标准。根据系统分析及系统建模的特点，建立了基于三角白化权函数的灰色评价模型，对指标体系进行分析处理。所建立的评价模型成功应用于重庆市城口县土地利用总体规划实施评价实证分析中，评价结果符合客观实际，为土地利用总体规划实施评价提供一种科学、有效的评价手段。
关键词：土地利用规划；系统分析；指标体系；灰色评价模型
1 引言
土地利用总体规划是在一定地域范围内，根据国家社会经济可持续发展的要求和自然、经济条件，对土地资源开发、利用、整治、保护所做的总体部署和安排［1］。它是国家对经济与社会发展进行宏观调控的重要手段，它和其他类型的规划一样，是人类的一项社会劳动，具有鲜明的社会目标和众多参与者的社会特征［2］。土地利用总体规划重在制定，贵在实施，新的形势对土地利用总体规划的实施提出了新的要求。目前，如何对土地利用总体规划实施进行评价，是十分重要而紧迫的问题。
现行的各级土地利用总体规划批准实施以来，对于加强土地宏观管理和实施土地用途管制、严格保护耕地特别是基本农田、促进土地集约合理利用发挥了重要作用。但在一些地方，不依规划办事，违反规划批地的现象仍然存在，擅自或变相修改规划的问题时有发生，有的规划在执行中反映出科学性和可操作性不强等问题。为此，开展土地利用总体规划实施进行评价研究不仅十分必要，而且通过建立一种评价系统模型，为全面分析规划实施效果，促进有关地方落实规划目标、任务和各项政策措施，同时通过总结正反两方面经验，提出改进规划工作的对策建议，作为修编规划和加强规划实施管理的基础和依据。对提高规划的科学性和可操作性，对完善和发展土地利用规划学的理论与技术方法都有重要理论学术意义和实用价值。
本文结合重庆市城口县的实际情况，分析土地利用总体规划实施评价的组成部分并将其系统化、模式化，研究实施评价构成系统的基本框架。综合集成各种现代化科学技术并改造、创新，研究适合地区具体情况并具有一定先进性的土地利用总体规划实施评价系统模型，实现土地利用总体规划实施评价过程的系统化，为土地规划实施效果评价提供先进的评价手段，从而为修编规划和加强规划实施管理提供科学依据。
2 土地利用总体规划实施评价系统建模
土地利用总体规划实施评价指标体系涉及多领域、多学科，这些评价指标有定量指标，也有定性指标，种类较多，具有复杂性、多层次等特点。因此，本文拟采用灰色综合评价法对土地利用总体规划实施进行全面综合评价。
2.1 确定各层评价指标的权重
土地利用总体规划实施评价指标体系是由4个层次、对应多个指标组成的，按上述的指标体系评价时，各层指标对上一层目标的重要程度是不相同的，即有不同的权重。这些权重的确定，可以利用层次分析法［3］ （即AHP法），通过两两成对的重要性比较建立判断矩阵，然后用求解矩阵特征值的方法解出。
（1）构造判断矩阵 如对于目标层V 1，c i （c i ∈V 1） 表示第i个评价指标，c ij 表示c i 对c j 指标（cj∈V1）的相对重要性数值（i，j＝1，2，…，n）。因此判断矩阵p （i）如式（1）所示。
（2）计算重要性排序 将判断矩阵式 （1）每一列归一化，然后再按行相加并作归一化处理，得到构造矩阵的特征向量w （i），即各目标评价指标的权数值，其中 i＝1，2，…，n，但对判断矩阵式（1）的判断是否合理，需要对判断矩阵进行一致性检验。
土地信息技术的创新与土地科学技术发展：2006年中国土地学会学术年会论文集
2.2 确定评价等级
由于土地利用总体规划指标有的是刚性指标，有的不是刚性指标，对各类指标设定评价等级的方法也不同。在设置评价等级时一般以规划基期年指标值、规划目标值为基本参照，设定评价时点各个评价等级对应的各个指标值范围。设置方法是：由规划基期年指标值、规划目标值，计算出评价时点的目标值，然后以评价时点目标值为标准，设置各个评估等级的取值区间。
2.2.1 计算各类指标评价时点的目标值
由于评价时间是处于规划期内的某一个时点，因此，本文根据规划基期年和目标年的数据，确定评价时间点的目标数，以便作为参照计算评价时点的评价指标量化值。各类规划指标评价时点的目标值计算公式如下：
（1）完成性指标 这类指标要求规划执行者在规划期限内完成一定数量的工作量。 如式（2）：
S＝A×t /T （2）
式中，S为评价时点的目标数；A为规划目标；t为规划实施时间；T为规划期。
（2）限制性指标 限制性指标指的是土地利用总体规划中要求规划执行者不能超出某一限度的指标。包括两种情况，一种是下限指标，包括基本农田保护面积、耕地保有量等；一种是上限指标，包括建设用地使用面积、耕地占用面积、城镇扩展规模等。
对于下限指标，基本农田保护面积评价时点目标值计算如式（3），耕地保有量评价时点目标值计算如式（4）
S＝A （3）
S＝B －（B －A）×t /T （4）
式中，S为评价时点目标值；A为规划目标；B为基期年数值；（B－A）/T为规划期每年耕地减少量；t为规划实施时间。
对于上限指标，可以采用先计算规划年平均增加的数量，然后乘上实施年时间数就可以计算出评价时点的控制目标值。如式（5）：
S＝A×t /T （5）
（3）土地利用效率 对于这类指标，评价时点目标S 的计算如下：
S＝B ＋（A －B）×t /T （6）
（4）环境改善率 对于这类指标，其中对于森林覆盖率、木材蓄积量指标的评价时点目标值的计算，采用式（6）方法处理；水土流失面积指标采用式（4）计算。
对于违反事件和公众认知这两类指标，由于规划时一般没有做出具体的数量要求，所以不需要计算其评价时点目标值。
2.2.2 确定评价等级
在设置评价等级时以规划基期年指标值、规划目标值为基本参照，设定评价时点各个评价等级对应的各个指标值范围。由规划基期年指标值、规划目标值，计算出评价时点的目标值，然后以评价时点目标值为参照，结合咨询专家意见的方式，设置各个评估等级的取值区间。在此基础上，将评价等级定为“好”、“较好”、“一般”、“较差”、“差”等若干个等级。
2.3 基于三角白化权函数的灰色评价模型
在确定各层指标的权重和评价等级后，采用基于三角白化权函数的灰色评价模型进行评价。
基于三角白化权函数的灰色评价的步骤［4］如下：
设有n个对象，m个评估指标，s个不同的灰类，对象i关于指标j的观测值为Xij，i＝1，2，…，n；j＝1，2，…，m。根据Xij的取值对应的i进行评估诊断。具体步骤如下：
第一步：按照评估要求所需划分的评价等级数即灰类数s，将各个指标的取值范围也相应地划分为s个灰类，例如将指标j的取值范围［a1，as＋1］，划分为s个区间：
［a1，a2］，…，［ak－1，ak］，…，［as－1，as］，［as，as＋1］
其中，ak （k＝1，2，…，s，s＋1）的值一般可根据实际情况的要求或定性研究结果确定。
第二步：令λk＝（ak＋ak＋1）/2 属于第k个灰类的白化权函数值为1，连接（λk，1）与第k－1个灰类的起点ak－1和第 k＋1个灰类的终点ak＋2，得到j指标关于k灰类三角白化权函数
对于指标j的一个观测值x，可由公式（7）：计算出其属于灰类k （k＝1，2，…，s）的隶属度。
第三步：计算对象i关于灰类k的综合权系数，由式（7）计算：
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其中
图1 三角白化权函数示图
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第四步：由（9）计算：
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判断对象i属于灰类k∗；当有多个对象同属于灰类k∗时，还可以进一步根据综合聚类系数的大小确定同属于灰类k∗的各个对象的优劣或位次。
评价过程把各个二级子目标当作一个对象，计算出其关于灰类的综合权系数，然后乘上各自权重并累加即可得到上一级目标的综合权系数。
在实际计算时，把由a0，…，as＋1，as＋2这些值作为确定指标所属灰类的阀值，由式（8）计算出各指标所属灰类的三角白化权函数值。
3 土地利用总体规划实施评价实证研究——以重庆市城口县为例
3.1 规划基期年土地利用基本情况
上一轮土地利用总体规划基期年为1996年，目标年为2010年。规划基期年土地利用基本情况包括：土地利用结构，土地利用效率和生态环境情况等几个方面。
3.1.1 土地利用结构
根据城口县1996年土地利用现状变更调查，全县土地总面积328274.2hm2，地类划分为农用地、建设用地和未利用土地。
（1）农用地 全县农用地总面积为251343.8hm2，占土地总面积76.57%，其中： 耕地面积 34374.8hm2，占土地总面积 10.47%；园地面积 2007.8hm2，占土地总面积0.61%；林地面积129751.9hm2，占土地总面积39.53%；牧草面积73457.7hm2，占土地总面积22.38%；其他农用地面积11751.66hm2，占土地总面积30.58%。
（2）建设用地 总面积 3111.5hm2，占土地总面积 0.95%，其中： 城镇村面积2730.3hm2，占土地总面积0.83%；独立矿工面积73.4hm2，占土地总面积0.02%；交通用地面积 304.23hm2，占土地总面积 0.09%；水利设施面积 3.59hm2，占土地总面积0.001%。
（3）未利用地 总面积73818.77hm2，占土地总面积22.48%。
3.1.2 土地利用效率和生态环境情况
（1）土地利用程度 1996年城口县土地利用率为 77.52%，农业土地利用率为76.57%。土地垦殖率为10.47%。耕地复种指数为177.0%。
（2）土地利用效益 1996年，产粮108096 吨，粮食播面单产2050kg/hm2，人均产粮971.2kg。森林覆盖率为18.18%，当年全县水土流失面积155239hm2。
3.2 规划目标年土地利用目标
3.2.1 土地利用结构
根据城口县土地利用总体规划（1997～2010年）资料显示，规划期间各类土地利用结构调整如下：
（1）农用地 全县农用地面积规划至 2010年为 255566hm2，占土地总面积的77.85%，2010年农用地面积比 1996年增加了 4222.2hm2，其中：耕地基期年面积34374.8hm2，目标年面积25228.2hm2，比基期年减少面积9146.9hm2。规划期间一些质量差，经济和生态环境效益差的耕地将退耕为农业生态用地，生态退耕面积达10000hm2。建设占用耕地166.67hm2。通过土地整理和开发复垦新增耕地面积1020hm2，其中，整理建设用地 453.33hm2 为耕地，开发未利用地 566.67hm2 为耕地。园地基期年面积2007.8hm2，目标年面积7107.9hm2，规划期间增加面积5100.1hm2，增加面积由未利用地、其他农用地和耕地调整过来。其他农用地面积 3642.073hm2，占总土地总面积的1.11%。
（2）建设用地 总面积5501.8hm2，占土地总面积的1.576%。 其中： 城镇村及独立工矿用地面积 4667.5hm2，占土地总面积的 1.422%。其中，城镇建设用地面积229.2hm2，农村居民点面积 3955.2hm2。交通用地面积 524.5hm2，占土地总面积的0.16%。水利设施总面积310.00hm2，占土地总面积的0.094%。
（3）未利用地 规划目标年面积67206.33hm2，占土地总面积的20.47%。
3.2.2 土地利用效率、生态环境目标及土地利用控制目标
（1）规划目标年城口县土地利用率达到79.426%，土地垦殖率为7.69%，大力改造中低产田地，提高农作物单产水平，以保持本县粮食有较高的自给率。目标年耕地面积保持在25228.2hm2，人均耕地面积为0.106hm2。规划目标年耕地保有量为25228.2hm2，划定基本农田保护区保护面积22333.33hm2，保护率88.50%。
（2）增加资金和技术投入，改造中低产田地，逐步提高单位土地总面积产出水平，提高耕地复种指数和利用率。规划目标年，耕地复种指数达到 198%，实现粮食单产3180kg/hm2。
（3）大力植树造林，改善生态环境，新增林地面积 13690hm2，使林地面积达到143442hm2，森林覆盖率35%，水土流失面积减少至131953hm2，只有轻度水土流失情况。
（4）土地利用控制目标，严格控制建设用地规模，新增建设用地面积2390.31hm2，建设占用耕地面积166.67hm2。2010年县建设用地面积达到5501.8hm2。
3.3 2003年土地利用现状
根据城口县 2003年土地利用变更调查资料显示，2003年全县土地总面积为328274.2hm2，其中：
（1）农用地 全县农用地面积253497.5hm2，占土地总面积的77.22%。 其中： 耕地面积25276.8hm2，占全县土地总面积的7.70%。园地面积4959.7hm2，占土地总面积的1.51%。林地面积138245.9hm2，占土地总面积42.11%。牧草地面积74033.14hm2，占土地总面积的22.55%。其他农用地面积10982hm2，占总土地总面积的3.35%。
（2）建设用地 总面积3440.1hm2，占土地总面积的1.05%。 其中： 城镇村及独立工矿用地（居民点及工矿用地）面积2981.5hm2，占土地总面积的0.91%。交通用地面积324.75hm2，占土地总面积的 0.099%。水利设施总面积 94.9hm2，占土地总面积的0.029%。
（3）未利用地 面积71373.48hm2，占土地总面积的21.73%。
3.4 城口县土地利用总体规划实施评价指标体系
以下仅以土地利用总体规划实施结果中的执行情况、限制性指标、基本农田保护面积为例进行实证研究。
评价等级：根据城口县的实际情况，整理得到各类指标划分标准如表1：（表中的S为目标值，X为指标现状值）。
表1 城口县土地利用总体规划实施评价限制性指标 （hm2）
对于限制性指标，由于它们的上限、下限值不同，因此评价等级的划分标准不同。各类指标评价等级划分标准如表2。
表2 限制性指标评价等级
通过层次分析法计算得到各层评价指标权重如下：
η（X12m）＝（0.280，0.190，0.328，0.202）；
η（V1j）＝（0.329，0.470，0.201）；
η（Ui）＝（0.455，0.545）
3.5 评价及结果分析
3.5.1 评价计算过程
根据评价等级的确定，最后整理得到规划实施评价指标及灰类划分如表3。
表3 城口县土地利用总体规划实施情况评价指标数据表
表4 分指标X 的隶属度
根据表中每一列中的最大值可以判断各个二级子目标所属的灰类。从表5可以看出，二级子目标V12属第三个灰类。
表5 二级子目标综合聚类权系数
同理，可计算一级子目标的综合聚类权系数（表6）：
表6 一级子目标综合聚类权系数
从上表可以看出，子目标U1 所属灰类为第三个灰类。
3.5.2 评价结果的分析讨论
反映土地利用总体规划执行情况的U1 属于第三个灰类，即土地利用总体规划实施过程中执行指标的实现属于较好的情况。下面根据评价过程各类指标的计算值进行分析。
限制性指标实施情况比较好。表4显示，属于限制性指标的各个分指标中，耕地保有量指标和建设用地指标实施情况比较差；规划实施后从1997～2003年，城口县耕地减少的速度很快，到2003年耕地保有量为25276.79hm2，已很接近规划2010 目标年的指标数值25228.2hm2。耕地减少速度快的原因主要是这些年的退耕还林实施力度较大，部分劣质不宜耕种的耕地退耕还林，还有部分耕地调整为园地及其他农地。建设占用耕地也是耕地减少的一个原因；规划实施后建设占用耕地148.5347hm2，仅剩余10.88%的规划控制指标。其他限制性指标实施情况比较好，如基本农田保护面积得到很好保护，建设用地使用面积等得到很好控制。
4 结论
以系统科学理论为指导，运用系统工程的理论和方法，综合运用土地管理学、信息学等多门学科的综合知识，在对土地利用总体规划实施评价进行系统分析的基础上，建立了土地利用总体规划实施评价指标体系与评价模型，并以重庆市城口县为例，在理论、方法和技术上对土地利用总体规划实施评价进行了系统研究，并实现以下目标与内容：
（1）从系统论的角度对土地利用总体规划实施评价基本概念、特点和系统结构等进行了深入分析，建立了土地利用总体规划实施评价指标体系及其评价标准。
（2）建立了土地利用总体规划实施评价模型。
（3）采用基于三角白化权函数的灰色评价法对土地利用总体规划实施进行评价，其结果为修编规划和加强规划实施管理提供科学依据。
（4）建立的评价模型成功应用于城口县土地利用总体规划实施评价，应用结果证明所建立的评价指标体系及其评价标准是合理的，验证了评价模型在土地利用总体规划实施评价中是成功的，评价结果符合实际，为土地利用总规划实施评价提供一种先进、科学、有效的评价手段。
参考文献
［1］吴次芳，潘文灿.国土规划的理论与方法.北京：科学出版社，2003
［2］王万茂，张颖.市场经济与土地利用规划.中国土地科学.2003，17 （1）：9～15
［3］赵焕臣等.层次分析法.北京：科学出版社，1986
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