城市建設(shè)用地需求預(yù)測

岳曉鳳 唐威

摘 要：以長沙市2000—2015年土地利用變更數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，引入雙因素理論預(yù)測模型對(duì)長沙市建設(shè)用地需求量進(jìn)行預(yù)測。以灰色系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)，利用長沙市2010—2016年固定資產(chǎn)投資統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)建立灰色序列GM （1，1）模型。結(jié)果表明：到2020年末，長沙市城區(qū)建設(shè)用地需求預(yù)測值為2080.49km2，預(yù)測結(jié)果符合長沙市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，具有可行性。

關(guān)鍵詞：長沙市；建設(shè)用地需求；預(yù)測

中圖分類號(hào) F301 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2018）14-0101-03

Prediction of Urban Construction Land Demand——A Case Study of Changsha

Yue Xiaofeng

（College of resources and environmental science，Hunan Normal university，Changsha 410081，China）

Abstract：Based on the data of land use change in Changsha from 2000 to 2015，a two factor theoretical prediction model was introduced to predict the demand for construction land in Changsha. Based on the grey system theory，the grey sequence GM（1，1）model is established by using the statistical data of fixed assets investment in Changsha from 2010 to 2016. The result shows that by the end of 2020，the forecast value of the construction land demand of Changsha city is 2080.49km2，the forecast result accords with the trend of economic and social development in Changsha，and it is feasible.

Key words：Changsha City；Demand for construction land；Forecast

建設(shè)用地是城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要載體，對(duì)建設(shè)用地需求量預(yù)測是土地利用總體規(guī)劃的核心，也是土地利用管理的依據(jù)[1]。它是根據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)建設(shè)用地的需求情況而作出科學(xué)合理預(yù)測，旨在弄清建設(shè)用地未來利用的變化趨勢(shì)，為土地利用總體規(guī)劃提供有力的科學(xué)依據(jù)。

目前國外對(duì)建設(shè)用地需求量預(yù)測研究，主要運(yùn)用GIS技術(shù)和詳細(xì)的調(diào)查方法進(jìn)行，且在預(yù)測同時(shí)也對(duì)建設(shè)用地進(jìn)行結(jié)構(gòu)布局。國內(nèi)對(duì)其研究一般與土地利用規(guī)劃結(jié)合在一起，研究類別包括單要素、雙要素、多要素及組合預(yù)測法，具體方法有一元回歸預(yù)測（陳煒1989）、定額指標(biāo)法（鄭鋒1994）、趨勢(shì)預(yù)測法（董廷旭1999）、灰色系統(tǒng)預(yù)測法（陳國建）、馬爾科夫預(yù)測法（殷少美2006）、雙要素預(yù)測法（邱道持）、多元線性回歸法（王建國2007）。還有學(xué)者運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、時(shí)間序列ARIMA模型等。

1 研究方法

1.1 建設(shè)用地需求模型 針對(duì)目前我國在建設(shè)用地需求量預(yù)測方法中存在的不足，本文借鑒邱道持等[2]的雙因素預(yù)測模型進(jìn)行長沙市城鎮(zhèn)建設(shè)用地需求預(yù)測：

S=S1+S2 （1）

S1=P×A/10 000 （2）

S2=Q×T×100 （3）

式中，S：長沙市規(guī)劃期城鎮(zhèn)建設(shè)用地需求面積（hm2）；

S1：長沙市規(guī)劃期按人口規(guī)模預(yù)測的城鎮(zhèn)建設(shè)用地需求面積（hm2）；

S2：長沙市規(guī)劃期按固定資產(chǎn)投資總額預(yù)測的城鎮(zhèn)建設(shè)用地需求面積（hm2）；

P：長沙市規(guī)劃期城鎮(zhèn)人口（人）；

A：長沙市規(guī)劃期城鎮(zhèn)人均建設(shè)用地指標(biāo)（m2/人）；

Q：長沙市規(guī)劃期固定資產(chǎn)投資總額（億元）；

T：長沙市規(guī)劃期固定資產(chǎn)投資土地系數(shù)（km2/億元）。

1.2 固定資產(chǎn)投資預(yù)測模型

1.2.1 數(shù)據(jù)序列預(yù)處理 在對(duì)長沙市城鎮(zhèn)建設(shè)用地進(jìn)行建模分析前，為了保證建模方法的可行性，需要對(duì)已知數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)處理。設(shè)原始數(shù)據(jù)列為X（0）=（X0（1），X0（2），...，X0（n）），計(jì)算數(shù)列的級(jí)比：

[p（k）=x0（k-1）x0（k）] k=2，3，...，n （4）

假設(shè)所有的級(jí)比都落在可容覆蓋區(qū)間X=（e，e）內(nèi)，則數(shù)列X（0）可以建立GM（1，1）模型，可進(jìn)行灰色預(yù)測。

1.2.2 模型建立 當(dāng)原始數(shù)據(jù)列為X（0）=（X0（1），X0（2），...，X0（n））滿足上列要求時(shí)，則以已知數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)列建立模型

X（0）k+az（1）k=b （5）

求得a，b的估計(jì)值，得到模型：

[dx（1）（k）dk]+ax（1）（k）=b （6）

解為

x（1）（k）=（x（0）（1）-[ba]）e-a（k-1）+[ba] （7）

得到預(yù)測值

[x^]（0）（k+1）=[x^]（1）（k+1）-[x^]（1）（k），k=1，2，...，n-1 （8）

1.2.3 模型檢驗(yàn) 灰色系統(tǒng)模型的檢驗(yàn)方法主要有關(guān)聯(lián)度檢驗(yàn)法、殘差檢驗(yàn)法以及后驗(yàn)差檢驗(yàn)法。本文考慮數(shù)據(jù)的獲取性主要采用后驗(yàn)差檢驗(yàn)方法進(jìn)行檢驗(yàn)。

殘差檢驗(yàn)：計(jì)算殘差及相對(duì)誤差

ε（0）（k）=x（0）（k）-[x^]（0）（k），k=1，2，...n （9）

e（k）=|ε（0）（k）|/x（0）（k），k=1，2，...n （10）

計(jì)算原始數(shù)據(jù)序列標(biāo)準(zhǔn)差V1及殘差序列標(biāo)準(zhǔn)差V2，

V1=[1nk=1nx（0）（k）-x（0）-2] （11）

V2=[1n-1k=1n-1ε（0）（k）-ε（0）-2] （12）

計(jì)算后驗(yàn)比

C=V1/V2 （13）

小誤差概率

P=p[ε（0）（k）-ε（0）-<0.6745V1] （14）

2 實(shí)證研究

2.1 研究區(qū)概況 長沙市是湖南省省會(huì)，全市土地面積1.1819*104km2。2015年末，長沙市共轄6區(qū)2縣（芙蓉區(qū)、天心區(qū)、岳麓區(qū)、開福區(qū)、雨花區(qū)、望城區(qū)、長沙縣、寧鄉(xiāng)縣），代管1個(gè)縣級(jí)市（瀏陽市）；截止2016年末，全市常住人口695.9998萬人，城鎮(zhèn)化率為74.38%，城鎮(zhèn)人口為517.68萬人；2016年全市實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值9356.91億元，同比增長9.95%；按常住人口計(jì)算，人均地區(qū)生產(chǎn)總值達(dá)124122元，比全省高78191元；2000年至2016年長沙市城市建設(shè)用地面積由5283.28萬m2增長至22904.8萬m2，年均增長率7.23%，耕地面積由2000年4288417.8減少至2015年4160239.8km2。隨著長沙市人口不斷增加，城市建設(shè)用地規(guī)模的不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致大量耕地被建設(shè)用地占用，人地矛盾愈發(fā)緊張。因此，進(jìn)行城鎮(zhèn)建設(shè)用地需求預(yù)測能夠?yàn)殚L沙市發(fā)展以及土地利用規(guī)劃帶來合理科學(xué)的建議。

2.2 數(shù)據(jù)來源 數(shù)據(jù)主要來源于《湖南統(tǒng)計(jì)年鑒》、《長沙統(tǒng)計(jì)年鑒》和土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)。

2.3 數(shù)據(jù)分析與處理

2.3.1 由人口預(yù)測長沙市城鎮(zhèn)建設(shè)用地需求S1 城市人口越多，對(duì)住房、公共設(shè)施和交通等的需求量越大，導(dǎo)致建設(shè)用地面積增大，因此根據(jù)人口預(yù)測城鎮(zhèn)建設(shè)用地需求量具有可行性。據(jù)長沙市土地利用總體規(guī)劃修編數(shù)據(jù)，長沙市到2020年，全市總?cè)丝跒?127.15萬人，城鎮(zhèn)化率達(dá)73.55%，即城鎮(zhèn)人口達(dá)829.02萬人；長沙市規(guī)劃到2020年人均建設(shè)用地下降至163.11m2。由公式（2）計(jì)算得出2020年長沙市建設(shè)用地需求S1=1352.21km2。

2.3.2 由固定資產(chǎn)投資總額預(yù)測長沙市城鎮(zhèn)建設(shè)用地需求S2 （1）確定T值。T是指固定資產(chǎn)投資土地增長系數(shù)，指一定區(qū)域內(nèi)，每投入108元的全社會(huì)固定資產(chǎn)投資，所需要增加的相應(yīng)城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積[3]。據(jù)長沙市2010—2016年固定資產(chǎn)累計(jì)投資額及建設(shè)用地增長情況，計(jì)算出長沙市現(xiàn)階段T值為0.059km2/億元。（2）預(yù)測固定資產(chǎn)投資額。

根據(jù)灰色預(yù)測GM（1，1）模型，經(jīng)過計(jì)算，運(yùn)用公式（6）得出a=0.1733，b=209093，得出長沙市建設(shè)用地預(yù)測模型：

X（t+1）=-10827801e-0.173367t+12060749.13 （15）

按照公式（10）-（15），得出后驗(yàn)比C=0.0411，P=1.000

根據(jù)表一可知模型精度有很好可行性。

根據(jù)公式（15）計(jì)算可知，長沙市2020年固定資產(chǎn)投資額Q為12429.9797億元。

由公式（3）得出S2=728.28km2。

2.3.3 長沙市建設(shè)用地需求量 根據(jù)公式（1）可得出預(yù)測到2020年長沙市需求建設(shè)用地2080.49km2。

3 結(jié)論與分析

計(jì)算結(jié)果表明，2020年長沙市建設(shè)用地需求量208049hm2。其中，2000—2008年由122617.6增長至147242.1hm2，年增長率2.05%；2008—2015年建設(shè)用地由147242.1hm2增長至184834.45hm2，年均增長率2.88%；2015—2020年建設(shè)用地年均增長率1.58%?！逗舷娼聟^(qū)土地利用總體規(guī)劃（2016-2020年）》明確表示，到2020年，長沙市城鄉(xiāng)建設(shè)用地規(guī)模不得超過39629.09hm2。本文計(jì)算結(jié)果與長沙市土地利用總體規(guī)劃相符合。

運(yùn)用雙因素模型預(yù)測得出長沙市建設(shè)用地需求總量208049hm2。而在實(shí)際計(jì)算過程中，城鎮(zhèn)人口增長和固定資產(chǎn)投資對(duì)建設(shè)用地的拉動(dòng)存在重疊部分。因此，在實(shí)際土地利用規(guī)劃中，應(yīng)當(dāng)將此預(yù)測值作為長沙市規(guī)劃建設(shè)用地增量上限。該預(yù)測結(jié)果符合長沙市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展要求，能夠?yàn)殚L沙市土地利用總體規(guī)劃修編工作提供決策依據(jù)和技術(shù)支持。

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