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基于多信息融合技术的国土空间规划体系设计

郭嘉殷
  
一起视线电力
2022年20期
佛山市测绘地理信息研究院 佛山市禅城区 528000

摘要:传统的空间规划体系主要分为区域经济规划、城市规划、综合规划和土地利用规划四种类型。然而,随着社会不断发展,国土空间规划体系的复杂程度日益加深,发展不平衡甚至出现分化,快速发展与环境意识日益增强的矛盾日益突出,导致国土空间规划信息处理变得复杂。一种多源异构数据实时处理模型,采用了XML数据形式映射数据库的机制,虽然在实时数据处理上有明显的优势,然而,由于国土空间规划单一数据源容易受环境因素的干扰,从不同来源收集的数据不一致、不相关甚至冲突的情况是不可避免的。

关键词:多信息融合技术;国土空间规划;体系设计

引言

随着城市化进程的加快,国土空间的结构发生改变,出现了土地资源过度开发和自然生态环境遭到破坏等问题。国土空间规划是城市建设规划、土地资源开发利用和城市功能区域划分的重要依据,是政府机构对城市建设空间发展、土地资源配置进行优化的重要方法。当前环境下存在土地利用指标紧张、非法占用土地资源、随意开发乱建的情况,国土资源管理制度有待完善。

1建设需求

1)面对新的国土空间规划和治理体系,规划设计单位亟需实现规划技术应用由传统业务向数据知识服务转变,以便适应国土空间规划改革和数字化转型的双重考验。2)经过多年的项目积累,规划设计单位在各个生产部门积累了大量的成果和数据信息,但是缺乏统一的管理,在规划编制过程中存在数据资料收集困难、共享不便的难题,需要建立统一的数据管理机制,实现数据的融合和共享,有效发挥数据的利用价值。3)新一轮国土空间规划更加依赖数据的量化分析来进行精准规划,但是利用新技术进行大数据分析的门槛过高,这就需要利用信息化手段将规划常用的数据分析模型简化封装成工具箱,使规划师可以通过简单操作实现复杂的数据分析功能。4)未来的规划行业将催生规划编制和信息系统两大类市场,而信息系统在未来的规划编制项目中可能不可或缺,规划设计单位通过搭建可复用、可拓展的信息化系统,在此基础上能够为客户提供在线制图、数据大屏等便捷灵活的信息化服务。

2建立全空间国土空间规划体系

现有规划以三区三线为界线将国土空间进行切分,必然在二维空间引起区线划定冲突,因此有必要利用全空间的思维减少三区三线的空间挤兑。全空间规划的基本思想是充分利用立体空间思维,以将二维空间扩展到三维空间为主要方法,利用总体空间的扩大减少城镇空间对生态、农业空间的压力,其实质为以纵向空间的延伸替代横向空间的扩展。在全空间的国土空间规划中应注意以下关键点:1)规划管理空间和手段的扩展需要强有力的政策支持全空间的国土空间规划必须将传统的规划拓展到“室外-室内”“宏观-微观”“地上-地下”统筹考虑,综合利用传统调查的小数据和现代全空间的大数据(测绘、卫星、互联网、移动通信等),拓展国土空间规划的空间范围和手段。针对全空间的土地利用转换形式,需要地方政府根据实际情况给予有力的政策支持,制定政策法规指导全空间规划的边界、范围和场景,加快低效工业用地的转让和土地利用方式转变。2)开发地下空间,明确地下和地面垂直关键带的管理权属目前土地仍然是我国社会经济发展的重要生产资料,在旧工业区开发地下空间,可在很大程度上缓解地表工业用地的压力,如生产资料存放、车辆停泊、轻型加工均可在地下空间进行。在规划中需要明确从地下室到建筑物的天际线这条垂直关键带的管理权属,关系到城市用地类型和整体风貌管控。

3系统整体设计

国土空间规划要考虑到政府和国家机构的发展战略,也要综合考虑人类活动和产业发展的需求。根据发展现状,多方面分析区域空间的用地发开程度和剩余的发展潜力,了解开发区域空间居民和产业的活动关系,使空间规划和资源分配更加科学、合理、公平。从空间层面上来说,国土空间规划不仅仅对有限的建筑和生活空间进行管理,优化空间资源配置,更要结合社会活动,考虑经济和社会的发展趋势。国土空间规划的大数据分析模型的硬件资源层为国土资源数据的采集和处理分析提供硬件支持。数据处理层用于大数据的采集和分析,对采集到的土地资源、水资源、环境、生态、建筑、空间开发等数据进行预处理。大数据分析层对处理后的数据进行分析,利用数据库对现有空间数据的特征、分布和基础信息进行分析,如城镇开发边界的划分与人们生活紧密相关,空间边界的大小受到城镇人口数量、居民活动范围、企业集群布局和基础公共服务设施的建设等多个因素的影响。国土空间开发规划不能忽略人类活动对自然环境和资源的影响,利用大数据分析居民活动强度、活动范围和活动特征,更加科学地指导空间规划。主体功能区按照区域的功能定位调整和完善空间开发的格局,协调地区特征环境、经济、资源和人口,平衡自然生态环境,促进区域全面协调发展。

4辅助规划分析

国土空间规划分析评价以自然资源“一张图”为基础,利用相关模型进行分析和评价,支撑双评价和双评估。双评价是利用空间模型管理引擎将规划数据标准、计算算子、业务规则、计算模型从线下提到线上,最终通过共享、开放的模式将计算能力转化为一种公共服务。双评估是依据国家关于国土空间开发保护现状评估与风险评估要求,获取相关空间数据、表格、评估结果数据,用户可以按照实际需要进行国土空间开发保护现状评估与风险评估的模型编辑、注册,并形成双评估方案库进行长期自动化管理与成果输出。

5指标模型管理分析

由于国家—省—市—县各层级空间规划的定位不同,对指标模型体系的侧重也不同,根据国土空间规划编制、实施和监督要求,按照可组合、可定制的需求,建立指标管理和模型管理模块功能。其中指标管理提供指标体系管理、指标值管理、指标计算配置及数据字典管理等功能,实现对国土空间开发保护现状评估指标项、指标体系及指标元数据、指标维度、指标值、指标状态及指标计算方式等的信息化管理功能。模型管理是对国土空间规划的各类规则模型、评价模型、评估模型进行算法开发实现模型的统一管理和应用,为国土空间规划编制、审查、实施、监测、评估和预警等提供模型计算支撑。

6国土空间规划中常用的信息技术

6.1GIS技术

GIS技术可以实现对空间信息的输入、存储、查询、计算、分析和表达,将其应用到国土空间规划中,可以帮助工作人员实现对各项数据信息的存储和动态化管理。而将GIS技术与土地规划绘制模型以及相应的分析算法结合起来,能够实现对专业数据的分析和整合,也可以为规划活动的实施提供参考。

6.23RS技术

RS技术有着较大的数据探测范围,可以及时对数据信息进行收集,成图速度更快,可以在不与测量目标发生直接接触的情况下,对测量目标性质进行测量判定,也可以及时将收集到的遥感图像上传,达到直观性和精准性的效果。事实上,RS技术也是当前国土空间规划中数据获取以及数据更新的主要手段[3]。对于收集到的遥感数据,可以在经过筛选处理后,制作成相应的4D产品,迁移到国土空间规划中,为规划底图和专题图件的制作提供参考依据。利用多元化的时态分析,能够实现对国土空间数据变化的动态监测,随时随地上传和更新监测对象的状态信息,帮助工作人员更好地把握空间变化的规律。不仅如此,RS技术还可以对各个区域的水质、土壤以及污染情况进行监测,为环境保护、生态治理等提供数据支持。

6.3大数据技术

大数据技术的应用能够解决国土空间规划中存在的衔接不一致的问题,通过构建全面、统一数据库平台的方式,可以对数据统计口径、数据规划期限等共享性的内容进行协调,实现数据信息的科学管理。而在具体工作中,应将核心问题作为导向,构建用地审批、工程建设的协同式开发模式;在实际管理中,可以运用系统性的方法来对专项规划不统一、标准不一致等问题进行解决,促进工作效率的提高。

7新时代国土空间规划优化战略探究

7.1梳理明确国土空间规划和各空间规划关系

为了能够在国土空间规划工作中取得更为理想的成效,在构建规划策略时,就需要在地域和空间规划上精益求精,准确地表达各个地域与空间之间的关系。科学的国土空间规划能够更清晰的明确各个地区的发展现状,根据当地的实际发展情况制定合理目标,对规划工作进行适当创新,为今后规划工作的合理性与协调性提供坚实基础。其次,由于空间规划因不同地域不同城市的内容差异较大,因此相关部门不许做好空间规划与当地实际情况的梳理,对规划内容进行科学的考察研究,以减少发生突发事件发生的可能性。

7.2搭设技术框架

信息化建设是国土空间规划以及国土资源管理的基础,工作人员需要做好遥感影像的整合工作,打造综合性监督管理平台,运用多种不同类型不同来源的数据信息构建规划监测体系、评估体系和预警体系,对指标项、元数据以及健康状态值等内容进行明确,也可以借助大数据实现对潜在风险的深入挖掘,制定有效的预防措施,减少国土空间规划中的风险和隐患。在信息平台中,包含了系统构成、运行环境、系统维护等多方面的内容,能够为国土空间规划的顺利实施奠定坚实基础。从推动多主体共同参与以及共享创新的角度,可以将数据信息平台融入国土空间规划和监督管理中,以资源共享平台为基础,疏通信息传输渠道,破除信息壁垒,对相应的协商合作机制进行优化和完善,做好城市规划、地理信息系统等相关领域知识的全面整合,为国土空间规划模型的建立提供数据支撑。同时,国土空间规划部门应该积极采纳各方意见和建议,构建双向沟通渠道,确保国土空间规划过程的公正公开,实现各方利益的最大化。

7.3健全完善国土空间规划管理机制

首先,我国目前的国土空间规划机制还有很多其他方面,如水文、农业、林业、土地等,这些类别的沟通协调都相对薄弱,对于空间规划的适用范围也是极其有限,因此,为进一步优化国家国土空间规划战略,提高总体规划质量,有必要建立统一规划的规范化、分类化基础,促进数据资源的紧密连接和互联互通,为提高我国空间资源的利用率奠定坚实的基础。第二是政府部门更要顺应国土资源的未来变化,依据时代发展的客观规律,助力国土空间规划工作的完美实施。例如,目前我国城乡结合发展存在规划管理难、土地权属模糊等根本性问题,为有效改变这一局面,土地部门需要综合考虑城乡结合部土地资源的实际特点,明确未来发展方向,特别是在实际的实施过程中,为了推进农用地转用,对于建设用地,政府可以适当的设立管理部门,创新传统的审批程序,以更好的促进国土空间的使用审批。

7.4完善数据库构建

大数据信息技术的使用可以有效弥补不足,因此相关管理者应该予以重视。特别是,首先建立数据库是至关重要的。由于不同地点空间资源的独特性。因此,城市和区域空间管理部必须建立一个与他们空间规划的实际情况相对应的大型数据库。在所有城市和农村地区实施这一措施后,将实现土地空间信息数据库的整合,并为具体规划工作提供详细的数据支持。与传统的土地和空间规划相比,构建大型数据库具有无与伦比的优势。特别是大型数据库的配置在信息资源共享中起着重要作用。通过数据库信息,地区政府办公室可以及时获取地理空间、土地利用类型、产业类型等各种信息,及时调整自身空间规划体系,有效解决现有国土空间规划的局限性,有效缓解和解决上述行政办公室之间难以衔接和合作的问题。此外,在上层和下层之间计划副本的能力也可以显著提高。但是,这个过程需要参与的员工逐步改进大型数据库的配置。首先,我们将继续提高数据存储和数据处理能力,积极研究和创新所有大数据技术,推动数据库标准化。加强数据库安全控制以确保数据库功能正常运行也很重要。这主要是由于国家空间数据库的数据丢失和泄露带来了非常严重的副作用。

8技术创新成果

面向新一轮国土空间规划编制中空间和非空间数据的分布式动态融合需求,提出了基于数据图谱的多元数据和多类型数据库高精度关联方法,解决了非集中式数据的安全使用问题,更有效支持了国土空间规划编制业务。建立了基于数据知识模型库和数据知识服务引擎的数据服务定制框架,避免了规划编制过程中专家的频繁参与和经验判断的模糊性,显著提升了规划的科学性和工作效率。

结束语

为解决国土空间规划体系的信息处理问题提供了一条有前途的途径。为了使所提出的方法更适用于实际环境,未来会对提高EDDS算法的系统能量利用率和数据融合精度进行更深入的研究。

参考文献

[1]白娟,路遥,姚方.新时代地方规划设计机构“产品”适应性思考[J].规划师,2019,36(13):20-28.

[2]冉晓娟.国土空间规划设计与城市改造路径探究[J].安徽建筑,2019,27(02)

[3]陈志诚,樊尘禹.城市层面国土空间规划体系改革实践与思考——以厦门市为例[J].城市规划,2019,44(02):59-67.

[4]周凯,胡佩茹.国土空间规划的数据中台架构设计研究[J].智能城市,2019,6(02)

[5]本刊编辑部.“空间发展与规划创新”学术笔谈[J].城市规划学刊,2019(S1):3-8.

[6]高湛,韦胜.“双评价”软件设计及其与国土空间规划关系探索[C]//.2019城市发展与规划论文集.,2019:1257-1263.

[7]强真.新时期国土空间规划的职能构架与路径设计[J].中国土地,2019(02)

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