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大数据在国土空间规划领域的应用分析曹丽丽

发表时间：2020/6/3 来源：《中国建筑知识仓库》2020年1期作者：曹丽丽

[导读] 摘要：当前在国家建设的不断发展过程中，国土空间规划将起到举足轻重的作用。随着大数据技术的普及及应用，对于国土的空间规划有了新的定义，更有利于其科学合理的编制，从而能够实现土地资源、环境资源、空间资源的集约、高效、安全、绿色、可持续发展，对于城乡建设、生态环保、农业生产等多个领域均有重大影响。特别是近几年，随着我国信息技术发展水平的不断提升，以大数据为依托的国土空间规划效能也逐步增强，在大数据背景下

1导言
        近年来，随着信息技术的快速发展，大数据技术在各行各业的应用已经相当普遍，在国土空间规划中的应用，利用信息技术在数据获取与分析等方面的优势，提升了国土空间规划的效率与水平，为国土资源的合理开发提供了技术保障，为国家资源的保护与利用提供了巨大便利。
2国土空间规划的内涵与发展困境
        国土空间规划种既包括了对国土空间的合理布局，又包括了对规划空间的合理开发利用与整合。国土空间规划是基于我国社会经济发展的总体战略目标、发展方向与规划区的社会文化、经济发展、自然环境等情况，促进国土资源合理开发利用和发展进程，也是为我国国土重大建设活动所做的综合空间布局，以及为我国环境综合整治、综合开发等工作制定的指导性规划意见，是各规划区域的中长期发展规划的重要依据。
但是，国土空间规划在我国还面临一些困境，主要表现为在国土空间规划体系中，形式上具有鲜明的横向和纵向互相渗透的运行特点，在内容上具有重复、交叉的运行特点，在标准上具有较大的复杂性，所以在国土空间规划的进行中具有较大的困难。尤其是在对于市、县各级区域的空间规划中，在规划内容方面包含了用地分类标准、法规体系、规划期限、编制审批等多方面的不同标准，导致在规划过程中存在着较多的冲突矛盾。在规划工作程序方面，也存在着较多的管制重叠和管制错位，也同时存在着互相牵制的管制力，表现最为突出的就是审批工作的复杂性。这些情况最终会导致国土空间规划在资源利用和管控方面出现不足、浪费、混乱等问题，无法体现国土空间规划的价值和意义，降低了国土空间规划的效果。
3大数据背景下国土空间规划的优势
        国土空间大数据具有几个方面的特征和应用优势：一是类型多样，数据资源齐全。其中，既包含结构化文本信息和非结构化的网络日志、地理位置、图片、视频及音频等数据，也包含城乡建设、区域布局规划、交通、国土资源整治和生态环境保护等各类业务信息资源。二是利用价值高，数据实时性特征明显。国土空间大数据能够实时进行测量、获取和传递，借助国土空间大数据，能够对我国国土空间内的国土空间要素资源进行全面感知、分析和动态变化观测，从而可为国土空间规划提供有效的价值导向。三是国土空间大数据可衔接性强，数据格式标准相对较为统一，目前我国各地已经建立起相对完善的国土空间大数据资源平台，通过关联规则可对这些大数据资源进行整合和存储，并实现信息共享，从而能够为构建合理的信息资源库体系奠定了良好基础。四是数据保密性强，国土空间大数据体系内包含了重要的居民个人信息和地形图等，在互联网时代，我国国土空间规划要求越来越高，伴随着相关数据的公开和共享，对于数据的安全性和保密性技术要求也在逐渐提高。为了防止黑客攻击和恶意用户窃取数据，国土空间大数据保密性防护措施逐渐升级，从而能够为这些信息资源的安全保存和管理提供防护伞，也为我国国土空间规划提供了安全保障。
4现阶段国土空间规划中大数据运用存在的主要问题
4.1基础数据方面的问题
        国土空间规划的最终目标是要制定出有效的蓝图，能够将不同类型的规划集中展现在一个方案上，因此方案中的实际数据具有很强的现实价值，是对各个类别规划予以结合的重点。从当前数据以及信息来源情况看，不同类型的规划基础参照有所区别。例如土地利用规划是参照空间信息数据图来进行的，国民经济以及社会发展是参照行政区划图来进行的，而规划建设部门是参照地形图来进行工作的。基础数据方面的差别造成了相应数据很难融合，无法顺利将各个数据统一到一张图上。
4.2各类规划之间的关系处理问题
        国土空间规划属于总体规划的框架，是各类具体规划的基本依据，国土空间规划和各类规划之间的关系体现在两方面，一是国土空间规划属于"顶层设计"，其为各类规划的基础，但不会取代各种具体的规划；二是国土空间规划是不同地区、不同机构、不同领域提供实际规划的结果，各种实际规划需要接受国土空间规划的约束以及积极引导，相关部门要根据自身情况进一步细化，同时要监督实施。
4.3缺乏大数据管控的机构单位问题
        通常来说，国土空间规划属于综合性非常强的内容，实施过程中涉及很多机构以及行业，这需要具有较为权威的信息管理机构来进行数据资源的共享管理、规划以及协调，对于规划大数据的有效发展具有非常重要的作用。但是现阶段缺少大数据统一管理的机构，在很大程度上会作用于空间规划的制定以及运用。
5大数据在国土空间规划领域的应用措施分析
5.1国土空间规划中大数据应用框架
        在未来国土空间规划中，为了形成较为高效有序的规划管理局面，利用当前大数据技术合理规划自然资源数据，并构建完善的国土空间规划信息平台，尤其是在信息化快速发展的时代，各类新技术的有效引入和应用势必发挥出积极作用。基于此，除需要进一步完善相关数据库建设、确保数据资料较为全面详尽外，还需要着眼于信息集成以及信息共享等功能进行合理构建，以求更好地完成各项国土空间规划任务，进而有助于各个主体和层级之间的协同规划。其国土空间规划中大数据信息技术应用框架主要如图1所示。

图1 大数据信息技术应用框架
        首先，国土空间基础信息平台是在测绘地理信息系统中搭建起来的，充分运用计算机信息数据基础，实现互联网、3S技术和云计算等先进技术共通。按照国家相关领域的标准体系与政策法规，将遥感技术、地理信息普查技术、地质环境勘探技术、土地资源技术、矿产资源技术、规划管理等国土信息所述信息资源技术等，直接接入到基础信息数据系统中，统一在平台中进行管理，实现数据的交换与共享。国土空间规划借助大数据技术，直接面向政府部门，形成了内容更加全面、数据更加准确、更新更加及时的省级国土空间基础数据信息系统，为当地国土空间规划、行政审批、决策审批、监测监管提供了有效依据，应用服务、技术进行持续化的国土空间治理，提高了现代化管理水平。
其次，国土空间资源规划管理系统的建设是针对内资源管理工作实际需求形成的，在管理系统中，充分利用了计算机网络信息技术、工作流模式、3S技术和VR等先进技术设备，根据大数据统一管理标准，整合了基础地理信息数据、遥感监测、现状图、政务图以及三维数据影像技术，将测绘结果纳入到数据资源库中，展开多项国土资源业务，各项业务相互叠加，最终绘制出能直接反映出国土空间规划业务流程的关系图。在系统内部，还借此实现了国土空间资源管理工作的信息化，真正建设了资源开发利用的收集、管理和监察等多项管理模式，为当地国土资源空间规划的建设、指挥与决策工作都提供了支持和帮助，真正服务于城市规划、经济建设以及资源管理，并为各项工作都提供了重要支撑。
而根据国土空间规划用地适宜性评价，对空间类型进行划分，主要包括了城镇、农业和生态三项空间类型。首先需要对于生态适宜性评价，以版块矢量数据为基础，并结合生态安全评价等级，综合测量城市形态指数，各部分的框架结构分析见下文。
第一，城镇建设。影响城镇内空间发展的重点包括区位的优劣、路网密度与产业布局，公共设施布局及其共享性等因素，合理的空间布局是实现未来城镇空间扩张、吸引人口迁移的主要驱动力。在具体计算中，应用大数据可将中心城区、主干线、交通枢纽等的位置、距离、可达性数据作为参考指标，按照可达性分析方法进行测量计算；交通路网密度使用线密度分析方法，分析路网矢量数据；产业布局结构的分析中，可以使用POI兴趣点进行大数据分析。
第二，农业布局。受到国家城镇化发展背景、导向的影响，国土空间规划的农业布局结构框架重点在农田边界线划定和农村地区整治规划方面，乡村空间与交通建设基础占据部分空间。在具体计算中，应用大数据对农业发展进行分析，可实现产业空间优化布局，同时，对乡村基础设施和空间发展体系进行梳理，搭建农村生态空间结构布局。
第三，生态保护。生态空间规划中的大数据应用框架，主要包括了生态空间结构规划、评价和利用三个部分。在生态空间承载力和适应性评价基础上，搭建生态空间评价体系，可以将具备的特有自然属性进行调整。在具体的规划中，重点考虑到生态空间、人类活动之间的联系，综合判断各类生态资源等级，合理优化廊道网络体系，精准识别生态用地类型，从而科学界定生态空间的用地规模。
5.2科学制订国土空间规划
        第一，相关的工作人员需要逐步优化管理体系。在大数据技术的前提下，国土空间规划管控的技术综合性更强以及管控内容众多，因此要不断完善与之匹配的管理机制来确保规划管理工作的有效性。首先，建立网络建设、数据共享和规划编制三方面的协调机制，以此来确保规划编制和管理的科学性以及有效性；其次，构建规划管控、信息化发展、大数据解析等多元化内容的统筹管控体系；最后，为了确保规划编制的有效性，要构建起规划预案的评估体系以及规划作业的评测体系。
第二，应用大数据平台实施规划编制。充分利用大数据平台能够快速、准确获取国土空间规划信息，同时能够进一步地解析数据价值。因此，在进行国土空间规划的过程中，相关的工作人员务必要全面地应用大数据平台和GIS、OA等技术进行国土空间规划的编制，提升其编制合理性，科学利用相关数据来为国土空间规划提供技术支撑。
第三，完善规划管理措施。国土空间规划相关机制的有效落实是建立在相应管理措施基础上的，这也是确保国土空间规划顺利实施的前提。具体可以采用如下措施：首先，完善国土规划数据管理措施，能够保证规划数据的安全性；其次，完善国土规划质量管理措施，能够保证规划的质量；最后，建立起相应标准规范（包括大数据标准条例、大数据基础下国土空间规划步骤、解析模型标准条例等），能够保证数据库适用于规划的各个层面，保证国土空间规划工作的科学性。
5.3基于大数据对国土空间资源的合理利用进行监管
        国土资源作为国家最重要的资源之一，其利用率与规划水平直接决定着国家战略制定、经济发展与民生建设。因此，国土空间规划工作的开展，需要充分发挥其服务职能，实现对国土资源的合理利用。
在传统的国土空间规划工作中，对相关部门的职能发挥、国土规划水平、服务能力等方面的监管难度较大，各部门和各区域在开展国土空间规划当中的水平不一，影响了我国国土资源规划的整体性和一致性。而借助大数据技术开展国土空间规划的监管工作，利用数字技术、卫星遥感技术、人工智能技术、监控技术等手段，建立覆盖面广、全程可监督、上下结合、有效预警的国土空间评估和监测系统，从而实现对国土空间规划工作的有效管理，融合土地、林业、农业、环保、城建、规划等部门，实现国土空间规划工作的数据共享与全面覆盖，从而带动国土空间规划工作的有序开展。例如，依托大数据技术所建立的地质资源规划系统，可以实现对地质信息数据的快速、精准采集，便于国土资源规划部门及时掌握国家地质资源的开采与保护情况；利用卫星遥感和数据传输技术，可以对国土资源的利用情况进行实时的检测，掌握土地用途、功能、体量等信息，及时发现土地违法开发、违法建设等情况；依托大数据技术所建立的森林资源监控系统，可以借助网络技术，对国家的森林资源进行实时监控，便于开展高效的林业管理，减少非法开采、破坏森林资源等现象的发生。
6大数据在国土空间规划领域的应用的保障机制

6.1促进大数据和规划的有机结合
        相关的工作人员需要明晰大数据以及国土空间规划间的紧密联系，把大数据以及国土空间规划进行进一步地结合，充分利用大数据技术对传统国土空间规划实施优化，建立起大数据和国土规划耦合分析模型以及规划预测模型，在此基础上实施国土空间规划，提升预测和方案的有效性。要对获取数据实施分类整合，在此基础上实施土地利用分类规划，确保国土数据能够科学合理应用到规划方案当中，确保国土空间规划的科学性以及合理性。
6.2强化培训力度，提高工作人员工作能力与专业素质
        随着大数据技术应用范围的不断扩大，大数据信息技术的应用已经越来越深刻化、广泛化，提高了对国土空间领域规划工作人员工作能力与专业素质的需求，相关工作人员必须全面掌握大数据技术，并熟练应用。同时，需要工作人员研究数据信息表现出来的规律，而后将其与国土空间领域规划工作中的规律进行整合，从而为国土空间领域的规划提供更加准确的信息数据凭证。为了实现这一目标，必须强化对工作人员的培训力度，使其掌握大数据技术，促进工作人员专业能力的提升与优化，以此提高国土空间领域规划工作的效率与质量。
6.3提升公众的参与程度
        随着信息技术的快速发展和公众对政务公开的要求不断提升，需要国土空间规划工作在服务能力与服务意识方面逐步提高。因此，借助大数据技术，可以实现对国土空间规划信息的有效公示，提升相关部门的服务能力，进而提高公众对国土空间规划的参与度。最后，对公众所反馈的信息进行有效的获取和记录，有效挖掘相关意见和建议，在提升政府与公众之间的交流与沟通能力的同时为政府在国土资源利用、城市规划发展、产业结构优化、交通网络布局等方面的的改善提供了一定的指导意见。拉近政府与公众之间的距离，实现人人可参与的舆论氛围，不断提高大数据在国土空间规划中服务群众和公众参与等方面的能力，相得益彰。
7结束语
        总之，大数据技术是完善国土空间规划体系、实现动态化监管的重要举措。大数据技术充分应用于国土空间规划，将在城乡建设、经济发展及国土资源的有效利用上发挥巨大的作用，是实现社会、经济、文化和生态等方面可持续发展的重要技术支撑。
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