1、基于協調度模型的城市土地集約利用評價基于協調度模型的城市基本框架協調度模型的基本原理協調度模型的計算方法實例分析和計算模型的應用和評價基本框架協調度模型的基本原理一、基本原理協同論是斯圖加特大學教授哈肯于1971提出的，該理論認為協同系統是由許多子系統組成的，能以自組織方式形成宏觀的空間、時間或功能有序結構的開放系統。各子系統之間相互影響而又相互合作，促使協同系統從無序向有序狀態轉化，這是一個動態的、可逆的過程。協調度指的是系統之間或系統要素之間在發展過程中彼此和諧一致的程度，體現系統由無序走向有序的趨勢。協調度是協同作用的量度。一、基本原理協同論是斯圖加特大學教授哈肯于1971提出的，該系統

2、從無序走向有序取決于系統在臨界區域時內部變量的協同作用，內部變量分為快、慢弛豫變量，其中慢弛豫變量是決定系統變化進程的根本變量，也稱為系統的序參量。序參量對系統有序度有二種功效：一種是正功效，即序參量增大，系統有序趨勢增加；另一種是負功效，即序參量增大，系統有序趨勢反而減小。系統從無序走向有序取決于系統在臨界區域時內部變量的協同作用，二、基于協同論的城市土地利用系統潛力度模型設城市土地利用系統第i序參量的功效值為Ui(i=1，2，3， ，n)，其實際值為xi(i= l，2，3，n)；ai、bi為系統第i序參量的上、下閾值。則城市土地利用系統序參量對系統的功效函數為：二、基于協同論的城市土地利用

3、系統潛力度模型設城市土地利用系統其中, (1)式適用于Ui具有正功效, (2)式適用于Ui具有負功效；Ui反映的是單個指標的功效值,土地利用系統的總功效值,即協調性大小,采用常用的線性加權法即可求得。則城市土地集約利用的協調性函數如下:C=kiUi,（其中ki=1)其中, (1)式適用于Ui具有正功效, (2)式適用于Ui具協調度C反映城市土地利用系統的協調性, C越大表示城市土地利用系統的整體協調性越大,集約利用水平越高。則基于協調度即可建立城市土地集約利用潛力模型:P=1-C 式中，潛力度P反映土地集約利用現狀偏離最優集約利用水平的程度, P越大,城市土地集約利用的潛力越大;反之,則小。協

4、調度C反映城市土地利用系統的協調性, C越大表示城市土地利表1 土地集約利用潛力評估的判斷標準潛力值P潛力等級P 0.2級：城市土地集約利用的潛力極小0.2P0.4級：城市土地集約利用的潛力較小0.4P0.6級：城市土地集約利用的潛力一般0.6P0.8級：城市土地集約利用的潛力較大P0.8級：城市土地集約利用的潛力極大表1 土地集約利用潛力評估的判斷標準潛力值P潛力等級P 三、基于協調度模型的武漢市土地集約利用評價土地利用系統是人(人類社會)地(自然環境)綜合作用的結果，是1個典型的以土地利用為基礎的自然、經濟和社會復合系統。根據系統的結構、組成以及組成系統各要素之間的關系，本文將城市土地利用

5、系統分為土地投入、土地利用強度、土地利用結構及土地產出4個子系統。 三、基于協調度模型的武漢市土地集約利用評價土地利用系統是人土地利用系統集約度從低到高的過程中,土地投入強度是促進集約度提高的助跑器;土地投入增加后, 提高土地利用強度和改善土地利用結構是促進土地集約度提高的必要條件;在前三者具備的條件下,土地產出的增加就成為可能。該動態過程如圖1所示。土地利用系統集約度從低到高的過程中,土地投入強度是促進集約度土地利用集約度土地利用進程提高土地利用強度土地投入增加改善土地利用結構土地產出增加土地投入增加圖1 土地利用系統集約化的協同機制土地利用集約度土地利用進程提高土地利用強度土地投入增加改善

6、土（一）指標體系的建立從城市土地利用系統、子系統及序參量出發,并依據反映各子系統狀態的序參量確定指標體系。本文綜合考慮經濟、社會和環境效益,全面評價城市土地集約利用潛力。鑒于數據的可得性,建立了指標體系(表2)。 （一）指標體系的建立從城市土地利用系統、子系統及序參量出發表2 城市土地集約利用潛力分析指標體系評價對象子系統 參序量城市土地利用系統土地投入系統 地均固定資產投資額（元m2） 人均擁有道路面積（m2）土地利用強度系統 人均城市建設用地（km2） 人口密度(人m2 ）土地利用結構系統 工業用地比重(%) 居民用地比重(%) 道路廣場用地比重(%) 綠地比重(%)土地產出系統 地均GD

7、P（元m2） 地均二、三產業增加值（元m2） 地均社會消費品零售量（元m2） 工業廢水排放量（億t） 工業煙塵排放量（億t）表2 城市土地集約利用潛力分析指標體系評價對象子系統 （二）指標權重的確定層次分析法是著名運籌學家ATSaaty于20世紀70年代提出的,它通過將人的思維過程層次化、數量化,采用定性與定量相結合的方式,運用數學方法確定指標的權重。文中采用Saaty 19標度法對因子進行兩兩比較,建立成對比較矩陣,具體權重值計算和一致性檢驗均采用Excel實現,計算結果見表3。（二）指標權重的確定層次分析法是著名運籌學家ATSaat表3 指標權重的確定 評價對象 子系統 參序量權重城市土地

8、利用系統土地投入系統地均固定資產投資額（元m2）0.169人均擁有道路面積（m2）0.056土地利用強度系統人均城市建設用地（km2）0.090人口密度(人m2）0.045土地利用結構系統工業用地比重(%)0.057居民用地比重(%)0.033道路廣場用地比重(%)0.018綠地比重(%)0.018土地產出系統地均GDP（元m2）0.191地均二、三產業增加值（元m2）0.123地均社會消費品零售量（元m2）0.071工業廢水排放量（億t）0.065工業煙塵排放量（億t）0.065表3 指標權重的確定 評價對象 子系統 （三）上、下閾值的確定 下限閾值以近10年來指標最低值作為評價標準。上限閾

9、值是根據國家標準,在綜合分析同類城市及考慮武漢實際發展情況進行確定。具體方法如下:土地投入和土地產出指標,以長江三角洲上海、南京、杭州市,珠江三角洲廣州、深圳市,環渤海地區北京、天津市,中原城市群鄭州市,長株潭試驗區長沙市2005年的指標平均值作為上限閾值。土地利用結構指標和人均城市建設用地指標,分別采用我國現行的城市用地分類與規劃建設用地標準中規劃建設用地結構標準和規劃人均建設用地指標標準。（三）上、下閾值的確定 下限閾值以近10年來指標最低值作為評評價對象子系統參序量功效性下限閥值上限閥值實際值權重城市土地利用系統土地投入系統地均固定資產投資額（元m2）+202.07691.75479.6

10、30.169人均擁有道路面積（m2）+4.1012.009.210.056土地利用強度系統人均城市建設用地（km2）+53.7165.0056.820.090人口密度(人m2）+864.001600.00943.000.045土地利用結構系統工業用地比重(%)24.4320.0022.630.057居民用地比重(%)+24.9028.0026.980.033道路廣場用地比重(%)+8.1015.008.460.018綠地比重(%)+5.2212.005.500.018土地產出系統地均GDP（元m2）+451.651778.341017.380.191地均二、三產業增加值（元m2）+408.60

11、1755.31967.570.123地均社會消費品零售量（元m2）+216.84632.56513.020.071工業廢水排放量（億t）5.011.502.600.065工業煙塵排放量（億t）6.093.604.630.065結合表2與表3，可以匯總得到下表（表4）：評價對象子系統參序量功效性下限上限實際值權重城市土地利用系統（四）綜合評價根據集約度潛力模型,首先計算各項指標的功效值,再根據各指標的功效值和其相應的權重,即可求得土地集約利用的協調度和潛力值(表5) （四）綜合評價根據集約度潛力模型,首先計算各項指標的功效值,評價對象子系統參序量協調度潛力值 城市土地利用系統土地投入系統地均固定

12、資產投資額（元m2）0.5670.433人均擁有道路面積（m2）0.6470.353土地利用強度系統人均城市建設用地（km2）0.2750.725人口密度(人m2）0.1070.893土地利用結構系統工業用地比重(%)0.7670.233居民用地比重(%)0.6710.329道路廣場用地比重(%)0.0520.948綠地比重(%)0.0410.959土地產出系統地均GDP（元m2）0.4260.574地均二、三產業增加值（元m2）0.4150.585地均社會消費品零售量（元m2）0.7120.288工業廢水排放量（億t）0.3130.687工業煙塵排放量（億t）0.4140.586城市土地集約利用綜合評價值0.4590.541表5 武漢市城市土地集約利用潛力評價結果評價子系統參序量協調度潛力值 城市土地利用系統土地投入系結論：參照土地集約利用潛力評估的判斷標準可以看出武漢城市土地集約利用潛力值為0.541,屬于潛力級,表明武漢市土地利用系統發展基本有序,但距離最佳集約利用水平仍有一定的挖掘空間。結論