层次分析法在土地利用总体规划用地指标分解中的应用_以海南省为例

层次分析法在土地利用总体规划用地指标分解中的应用———以海南省为例尧德明1,陈玉福2,张富刚2,刘彦随2,黄朝明3　
(1.海南省土地开发整理中心,海南海口570203;2.中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101;3.海南大学管理学院,海南儋州571737)
摘要　分解规划确定的城镇用地规模控制指标是省级土地利用总体规划的主要任务之一。

科学地分解指标,减少分解指标中的主观随意性,是规划今后顺利实施的前提条件。

以海南省为例,探讨了层次分析法在省级土地利用总体规划中的应用。

选取规划目标年非农人口增长预测值、非农业产值增长预测值、现状每公顷城镇用地承载人口、现状亿元非农业产值所需城镇用地等4个因素,作为决定各地区城镇用地指标分配权重的准则,通过分析计算得出各地区规划目标年城镇用地指标分配权重值。

用1996～2005年数据对该方法进行验证,结果显示应用该方法所得权重分配同实际权重分配一致性较好。

考虑到未来经济社会发展中存在着一定的不确定性,在实际应用中应根据规划期内各地区重点项目的布局情况对计算出的各地区分配权重进行适当的调整。

关键词　层次分析法;土地利用总体规划;城镇用地;指标分解;海南省
中图分类号　F301.2 文献标识码　A 文章编号　0517-6611(2007)34-11175-02
Application of H ierarchy A nalysis M ethod in Decomposing Land U se I ndices of Overall Land U se P lanning
YAO De2ming et al　(Land E x ploitation and C ons olidation C enter of H ainan Province,H aik ou,H ainan570203)
Abstract　One m ain task in provincial overall land use planning was to decom pose the control indices of town land use scale con firm ed by the planning. Decom posing the indices scientifically and reducing subjective arbitrariness in index decom position were preconditions of im plem enting the planning sm oothly in future.T aking H ainan province as an exam ple,the application of hierarchy analysis m eth od in provincial overall land use planning was dis2 cussed.4factors of prediction value of n on2agricultural population,production value increase of n on2agriculture,present carrying population per hectare town land and present town land required for the n on2agricultural production value at a hundred m illion yuan level in the aim year in planning were selected as guide lines to decide assignm ent weights of town land indices in various areas,the values of which were obtained through analysis and calculation in the aim year.T he m eth od was validated w ith data in1995～2006,and the results sh owed that the weight assignm ent obtained by using the m eth od accorded w ith the practical weight assignm ent better.In view of s om e uncertainty in the future developm ent of s ociety and econ om y,the calculated assignm ent weights in various areas sh ould be adjusted properly according to the distribution status of key items in areas in the planning period in the practical application.
K ey w ords　H ierarchy analysis m eth od;Overall land use planning;T own land;Index decom position;H ainan province
土地对于人类具有资源和空间的双重意义,是国民经济各部门发展的基础。

土地具有位置固定、数量有限和空间异质性等自然属性。

在此基础上,人类对土地利用就形成了土地供给的稀缺性、土地利用方向变更的困难性和土地利用后果的社会性等经济特性[1]。

土地的自然属性和经济特性决定了经济社会发展过程中土地供需冲突的必然性,而正确处理和协调土地供需关系,促进国民经济的全面协调发展,就必须做好土地利用总体规划。

我国土地利用总体规划按行政区分为国家、省、地、县、乡五级。

在国家、省、地级土地利用总体规划中,逐级分解规划确定的各类用地控制指标,重点确定城镇用地规模控制指标,是规划的主要任务之一。

科学地分解各类用地指标,对于保护耕地和促进城乡协调发展具有十分重要的意义[2-5]。

层次分析法(Analytic H ierarchy Process,AHP)是由美国运筹学家T.L.S aaty于20世纪70年代提出的一种定性与定量相结合的决策分析方法。

对于多目标、多准则、多层次的复杂地理决策问题,该方法具有十分广泛的实用性[6]。

近年来,随着我国对土地利用规划的逐渐重视,为了增强土地利用规划中控制指标分解的科学性,已有研究者将该方法引入土地利用规划问题的评价分析中[7-9]。

该研究以海南省土地利用总体规划修编中城镇建设用地的指标分解为例,探讨了层次分析法在土地利用规划指标分解中的应用。

1　基本原理
假设有n个物体A1,A2,…,A n,它们的重量分别记为
基金项目　海南省教育厅高校科研指导性课题(H j200764)。

作者简介　尧德明(1975-),男,江西南城人,工程师,从事土地利用、土地规划方面的研究。

收稿日期　2007209207w1,w2,…,w n。

现将每个物体的重量两两比较得如下矩阵: A=
w1/w1w1/w2…w1/w n
w2/w1w2/w2…w2/w n
………
w n/w1w n/w2…w n/w n
(1)
式中,A为判断矩阵。

取重量向量W=[W1,W2,…,W n]T,则
A W=nW(2)
式中,n为判断矩阵A的最大特征值,W是n所对应的特征向量。

这就是说,在没有衡器可以测量的情况下,可以通过两两比较它们的相互重量得出每对物体重量比的判断,构成判断矩阵,再通过求解判断矩阵的最大特征值及其特征向量,就可以得出这一组物体的相对重量。

这就是层次分析法的基本原理[5]。

根据这一原理,在省级土地利用总体规划中,可以通过引入决定城镇建设用地的因素为衡量准则,构造判断矩阵,以度量省内各地区之间的相对重要性及权重,从而为各地区控制指标的分配提供依据。

2　基本步骤
2.1　明确问题　该研究要解决的问题是确定海南省土地利用总体规划各地区城镇用地控制指标的分配权重,将全省控制指标根据权重分解到各地区。

2.2　建立层次结构模型　明确了城镇用地控制指标分配权重这一问题,接下来就要分析影响城镇用地规模的主要因素,建立从目标层、准则层到方案层的结构模型。

城镇土地需求的驱动力是城镇发展,表现为非农人口和非农产业增长。

城镇土地需求反映在人口增长带来的居住用地和基础设施用地需求以及工商业增长带来的工商业用地和基础设
安徽农业科学,Journal of Anhui Agri.Sci.2007,35(34):11175-11176,11178 责任编辑　刘月娟　责任校对　俞洁
施用地需求上[10-11]。

因此,在准则层引入非农人口增长和非农业产值增长2个因素作为衡量标准。

同时,为了发挥新一轮土地利用总体规划对未来经济社会健康发展的调控作用,促进城镇用地的节约和集约利用,还需在准则层引入单位面积城镇工矿用地承载人口作为衡量准则。

2005年海南省人均城镇工矿用地面积242m 2,各地区人均城镇工矿用地面积99～425m 2,人均用地面积偏大,省内各地区差异较大。

因此,在分解过程中,
对于单位面积用地承载人口较少的地区,应降低分配权重。

另外,由于各地区产业基础条件各不相同,对于等量的人口与产值增长,城镇工矿用地产出水平较低的地区所需的用地较大。

所以,引入单位产值用地作为一个衡量准则,对于城镇工矿用地产出水平较高的地区,可以降低其分配权重。

基于上述原则,得出层次结构模型
(图1)。

图1　海南省各地区城镇用地控制指标分配的层次结构模型
2.3　构造判断矩阵　评定准则层各衡量准则对于目标层的
相对重要性,结果见表1。

相对重要性的判断值取1、3、5、7、9等5个标度等级,依次为同等重要、比较重要、重要、很重要、极重要。

上述判断矩阵的含义是:对于海南省各地区城镇用地控制指标的分配权重,非农人口增长与非农业产值增长是同等重要的;单位面积城镇用地承载人口与亿元非农业产值所需城镇用地也是同等重要的;而非农人口增长和非农业产值增长均比单位面积城镇用地承载人口和亿元非农业产值所需城镇用地重要。

表1 准则层各衡量准则对于目标层的相对重要性
衡量准则非农人口增长
非农业产值增长
单位面积城镇
用地承载人口亿元非农业产
值所需城镇用地
非农人口增长　1155非农业产值增长11
55单位面积城镇用地承载人口 1/51/511亿元非农业产值所需城镇用地　
1/5
1/5
1
1
方案层对于各准则的判断矩阵采用各地区的预测值和实际值来确定相对重要性,得出各地区对于各准则的判断矩阵。

2.4　计算指标分配权重　用求和法计算各判断矩阵特征向
量的计算步骤[12]如下:
(1)将矩阵按列归一化(即使列和为1)。

b ij =
a ij
∑a ij
(3)(2)按行求和。

v i =∑i
j b ij
(4)
(3)归一化即为矩阵的特征向量值
w i 0
=
v i
∑v i
　i =1,2,…,n (5)
(4)准则层与方案层的特征向量相乘即得指标分配权重W i =∑j
w i v ij
(6)
由上述步骤计算得出海南省各地区城镇用地控制指标的分配权重,见表2。

表2 海南省各地区城镇用地控制指标的分配权重
地区　非农人
口增长
(0.417)非农业
产值增长(0.417)单位面积城镇用地承载人口(0.083)亿元非农业产值
所需城镇用地
(0.083)指标分配权重
海口　0.37990.47020.06760.01170.3608三亚　0.08520.11720.075
90.01250.0917五指山0.00870.00380.08650.04080.0158文昌　0.03350.03690.03320.03470.0350琼海　0.04000.03190.04680.03560.0368万宁　0.03870.03360.09490.01930.0397定安　0.01970.01630.04070.06760.0240屯昌　0.02470.00590.04060.09410.0239澄迈　0.04430.04180.02660.06700.0437临高　0.03630.02600.05860.06340.0361儋州　0.12690.10500.02890.05990.1040白沙　0.01560.00230.06520.09500.0208昌江　0.01800.01420.03000.04110.0193东方　0.04140.07070.03530.02950.0521乐东　0.03920.01040.03410.09940.0318陵水　0.02540.00610.06940.04720.0228保亭　0.01000.00420.11410.04820.0195琼中　
0.0126
0.0035
0.0518
0.1332
0.0221
3　方法验证
用上述层次分析法计算海南省各地区1996～2005年新增城镇工矿用地面积的权重,并与实际权重进行对比,以验证这一方法的效果。

在这里,准则层只考虑1996～2005年非农人口增长及非农业产值增长,因为单位面积城镇用地承载人口和亿元非农业产值所需城镇用地2个因素是作为新一轮土地利用总体规划的调控准则提出来的,并不是影响
1996～2005年城镇工矿用地增长的因素。

从图2可以看出,用层次分析模型所计算出的分配权重与实际分配权重比较一致。

虽然有几个地区存在较大的差
图2　1996～2005年海南省各地区新增城镇工矿用地的实际分配
权重与模拟值的比较
异,如海口、琼海、儋州、乐东等市(县)的实际值高于模拟值,而万宁、屯昌、临高等市(县)的实际值低于模拟值,但是基本趋势仍是由非农人口增长和非农业产值增长所决定的。

这说明基于这2个因素来分配新增城镇工矿用地指标是可
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密度差实现水箱温度分区,底部的水温低,上部的水温高。

太阳能集热器与水箱下部相连;地板辐射采暖的供水温度较低,一般在30～40℃,与水箱中部相连;生活热水系统同水箱上部连通,供水温度50～60℃,可满足日常生活需要。

3.3　采用双循环采暖系统　以防冻液作为集热系统循环介
质,避免集热器冻结。

集热系统和采暖系统分开运行,分设铜管换热器、控制器检测水箱与集热器温度差,达到指定指标便启动循环泵,低于设定指标便自动停泵。

3.4　采用辅助热源　由于太阳能自身的特点,生物质能应
为新农村较理想的辅助加热方式,以满足用户对热舒适度的要求。

采用自动控制系统切换,保证阴雨天和晚上用户的热需求,最大限度地实现系统节能与优化。

3.5　太阳能系统与建筑的一体化　该系统建筑结构和太阳
能设备构造合理,整体和谐,不影响建筑美观又可节省能源,符合功能化、美观化和生态化的发展方向。

把储热水箱和循环泵放在居民厨房屋顶上,控制器放在厨房中,管线布置方便,损耗小。

集热器的倾角与屋面倾角一致,嵌入屋面青瓦中形成一体,
美观大方。

注:方案1、2、3、4、5的热源分别为燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉、低温电热膜辐射采暖、太阳能采暖。

图2　不同热源方案费用比较
4　太阳能采暖效益分析
4.1　经济效益　以菩萨鹿村某居民住宅采暖系统为例,住宅面积约150m 2,采用地板辐射采暖系统,供回水温度45℃/
35℃,室内外管路相同[3]。

不同之处在于热源,各方案热源
分别为燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉、低温电热膜辐射采暖、太阳能采暖。

由图2可知,利用太阳能采暖可节省较多采暖费用,优势明显。

4.2　社会效益　由图3可知,商品能源在我国农村能源消
费中占较大比例[4]。

太阳能采暖可节省大量化石能源,减少污染物,还可将农村秸秆、树枝等生物质能转化为商品资源,降低农民用能支出,改善大气环境,实现农业废弃物再利用,
为可持续发展提供强有力的支持。

图3　我国农村能源消费情况
5　结论
太阳能地板辐射采暖是满足我国新农村采暖要求的新型采暖方式,其舒适性和节能性明显,可利用低品位的太阳能最大限度地降低农村采暖负担,洁净、卫生、安全,符合新农村建设的客观要求,在新农村建设中有较好的社会效益和推广前景,对我国经济、环境和能源建设有积极的推动作用。

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(上接第11176页)
行的。

4　分析结果在规划中的应用与修正
应用层次分析法得出的指标分配权重可以作为建设用地指标分配的基本依据,同时要注意到由于方法中所用的非农人口增长和非农业产值增长均为规划目标年预测值,分配结果难免会有偏差。

另外,由于未来经济社会发展中存在着一定的不确定性。

因此,在实际进行建设用地指标分配的时候,应在层次分析法所确定的权重分配的基础上,根据规划期内各地区的发展趋势和重点项目的布局情况进行适当的调整。

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