大數(shù)據(jù)在土地批而未供中的應(yīng)用與實(shí)踐

周宏文 侯偉 周健

【摘要】批而未供近年來(lái)逐漸受到重視，該存量一直持續(xù)增加，嚴(yán)重制約了土地利用效率與土地的節(jié)約集約。本文建立了批而未供的計(jì)算流程，通過該流程，同時(shí)結(jié)合大數(shù)據(jù)平臺(tái)（GeoAnalytics Server），進(jìn)行批而未供計(jì)算。在計(jì)算過程中發(fā)現(xiàn)，基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)的計(jì)算可以節(jié)約大量的時(shí)間，較傳統(tǒng)GIS平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)的處理效率上，有巨大的提升。

【關(guān)鍵詞】批而未供;大數(shù)據(jù);GeoAnalytics Server

1、前言

批而未供是指政府批準(zhǔn)征用或農(nóng)轉(zhuǎn)用而并未供應(yīng)的土地，對(duì)用地主體不明確，但已使用的城市基礎(chǔ)設(shè)施等用地按已供地備案[1]。

批而未供是城市存量土地的一種，其余還包括供而未用和低效利用土地[2]。目前，新增建設(shè)用地審批后，存在未供應(yīng)的情況，導(dǎo)致批而未供土地不斷積累、增加。批而未供土地的成因主要包括征地拆遷未完成，招商引資項(xiàng)目失敗，存在難以供應(yīng)土地[2][3]。

目前，全國(guó)陸續(xù)進(jìn)行了批而未供數(shù)據(jù)的核算，如浙江省[4]，對(duì)處置批而未供也出臺(tái)了許多政策。

大多研究主要是從成因和對(duì)策等方面進(jìn)行研究[2][3][5]，對(duì)于批而未供里面具體能供多少地的研究甚少，本文在前人研究的基礎(chǔ)上，對(duì)批而未供土地?cái)?shù)據(jù)的深入研究建立了一個(gè)計(jì)算流程，并進(jìn)行計(jì)算。

本文主要是為了摸清批而未供土地總量，土地類型結(jié)構(gòu)，并引入大數(shù)據(jù)提高計(jì)算效率。批而未供計(jì)算結(jié)果可以為相關(guān)部門對(duì)目前狀況有較深了解，明白可供與不可供土地的類型與面積，為接下來(lái)的批而未供消耗提供數(shù)據(jù)支撐。

2、存在問題

批而未供的數(shù)據(jù)計(jì)算涉及到多數(shù)據(jù)源的空間運(yùn)算，GIS平臺(tái)是目前實(shí)現(xiàn)計(jì)算的最優(yōu)選擇。盡管GIS工具優(yōu)勢(shì)明顯，但也存在一定的不足之處，主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)計(jì)算的效率上。

傳統(tǒng)GIS工具，如ArcGIS，在面對(duì)數(shù)據(jù)量大、拓?fù)鋸?fù)雜的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行空間計(jì)算時(shí)，需要消耗大量的時(shí)間和計(jì)算資源，而對(duì)于決策部門來(lái)說，一旦急需數(shù)據(jù)時(shí)，往往并不能滿足其基本需求。

3、技術(shù)框架

3.1 空間大數(shù)據(jù)計(jì)算環(huán)境

隨著大數(shù)據(jù)計(jì)算的發(fā)展，同時(shí)結(jié)合分布式計(jì)算，可以對(duì)GIS的計(jì)算效率上有極大的提升。通過ESRI的大數(shù)據(jù)平臺(tái)（ArcGIS GeoAnalytics Server）進(jìn)行空間大數(shù)據(jù)分析，可用于時(shí)空數(shù)據(jù)快速的分布式計(jì)算，并將分析結(jié)果存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中，供后續(xù)數(shù)據(jù)可視化等工作的調(diào)用。該平臺(tái)可以在不同終端上隨時(shí)進(jìn)行時(shí)空數(shù)據(jù)的處理，其數(shù)據(jù)源與分析結(jié)果與傳統(tǒng)GIS軟件可相輔相成。

GeoAnalytics Server（GA）中包含Spark、ZooKeeper、RabbitMQ等開源工具。Spark用于分布式計(jì)算，ZooKeeper用于程序協(xié)調(diào)，RabbitMQ用于存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)消息。

依托GA平臺(tái)搭建了大數(shù)據(jù)計(jì)算環(huán)境，主要配置如圖1。目前，整個(gè)大數(shù)據(jù)環(huán)境包括兩個(gè)集群（Cluster），每個(gè)集群中有3臺(tái)GA計(jì)算服務(wù)器，利用Spark計(jì)算框架進(jìn)行分布式計(jì)算。

3.2 計(jì)算工具

GA平臺(tái)提供的主要工具如圖2。同時(shí)，GA平臺(tái)提供Python API，計(jì)算過程是在Spark中，所以，也可以利用PySpark的語(yǔ)法進(jìn)行對(duì)DataFrame的操作。

4、批而未供中的建設(shè)用地

4.1 主要計(jì)算流程

建設(shè)用地是新增建設(shè)用地審批中可進(jìn)行建設(shè)的土地，對(duì)于城市的規(guī)劃建設(shè)尤為重要。理清批而未供中的建設(shè)用地，有助于相關(guān)決策部門將來(lái)的土地審批規(guī)劃，是一項(xiàng)十分有意義的數(shù)據(jù)。

批而未供中建設(shè)用地計(jì)算主要以多空間數(shù)據(jù)的運(yùn)算（圖3），主要包括如下步驟：

（1）計(jì)算批而未供

根據(jù)批而未供的含義，將新增建設(shè)用地中的土地供應(yīng)去掉后，剩下的即為批而未供土地。新增建設(shè)用地包括單獨(dú)選址與批次用地，土地供應(yīng)包括土地出讓與劃撥。

（2）不能供土地

不能供土地主要是批而未供分別在生態(tài)紅線、基本農(nóng)田和自然保護(hù)區(qū)中的土地，盡管是已經(jīng)審批的土地，但不可供應(yīng)。

（3）可供應(yīng)土地

在批而未供中，去除在生態(tài)紅線、基本農(nóng)田和自然保護(hù)區(qū)中的土地后，剩下部分即為批而未供可供應(yīng)土地?？晒?yīng)土地按照其是否在控規(guī)內(nèi)分為控規(guī)范圍內(nèi)的批而未供土地與控規(guī)范圍外的批而未供土地。

（4）城鎮(zhèn)控規(guī)內(nèi)可供地

批而未供土地在城鎮(zhèn)控規(guī)范圍覆蓋范圍內(nèi)需按照已有控規(guī)執(zhí)行，劃定的非建設(shè)用地（E）也屬于不可供土地?？匾?guī)范圍內(nèi)的可供建設(shè)用地類型主要包括居住用地（R）、公共管理與公共服務(wù)設(shè)施用地（A）、商業(yè)商務(wù)用地（B）、道路與交通設(shè)施用地（S）、綠地與廣場(chǎng)用地（G）、公用設(shè)施用地（U）、其他建設(shè)用地（H9）、物流倉(cāng)儲(chǔ)用地（W）和工業(yè)用地（M）。

同時(shí)，由于土地供應(yīng)后也會(huì)存在一些不適合再單獨(dú)開發(fā)的邊角地，中心城區(qū)地塊面積小于3000平方米為邊角地，其余區(qū)縣小于1500平方米為邊角地。邊角地為不可供土地，去除邊角地后即為可供地。

（5）城鎮(zhèn)控規(guī)范圍外

城鎮(zhèn)控規(guī)范圍外是在批而未供中去除城鎮(zhèn)控規(guī)范圍后，剩下的即為控規(guī)范圍外的批而未供土地，該部分使用土地利用三調(diào)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

4.2 主要過程代碼

通過GA平臺(tái)提供的Python API將圖3的過程實(shí)現(xiàn)，用到的主要工具為擦除（Erase）、裁剪（Clip）、相交（Intersect）和匯總（Summarize）等工具，在GA中，擦除和相交整合到疊加圖層工具（overlay_layers）中，裁剪為裁剪圖層工具（clip_layer），匯總為匯總屬性工具（summarize_atrributes），同時(shí)還需要Spark中的相關(guān)工具，如filter，可等價(jià)于屬性檢索。