面向国土空间规划的智能优化关键技术及应用示范 郑学武

发表时间:2021/1/6   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:郑学武
[导读] 摘要:中国新时代开启全面建设社会主义现代化国家新征程。
        黑龙江恒辉土地规划评估服务有限责任公司  哈尔滨市  150000
        摘要:中国新时代开启全面建设社会主义现代化国家新征程。作为新时代的国土空间规划,既是传统经济、土地和建设三类空间规划的传承,也是满足从“物质文化需要”向“美好生活需要”转变,从解决“落后的社会生产”向“不平衡不充分的发展”的问题转变的新制度设计,国土空间规划的技术创新至关重要。基于此,本文对面向国土空间规划的智能优化关键技术及应用进行深入研究,以供参考。
        关键词:国土空间规划;智能优化;关键技术;应用
        引言
        对大数据背景下国土空间规划存在的多源异构数据整合难度大、领域空间知识利用不足、多目标协同程度低、海量数据导致的计算密集等问题,在国家自然科学基金和地方合作项目的持续支持下,通过研究多源异构数据集成融合、国土资源利用智能评价、国土利用分区多目标智能优化决策、领域知识空间优化配置、算法资源共享及并行化等五大关键技术,并开展工程应用,促进了GIS技术在国土空间规划应用中由空间数据分析服务向空间优化决策支持服务转变。
        1国土空间规划概述及原则
        1.1国土空间规划概述
        国土空间规划作为一种规划,其规划对象是国土空间。国土空间是国家主权与主权权利管辖下的地域空间,是人类生产生活的载体和场所,包括陆地国土空间和海洋国土空间。国土空间规划主要就是指由自然资源部门针对我国国土资源极其空间条件进行合理开发和整治,在确保合理利用的基础上做好保护工作,进而体现出国土空间的综合战略部署,推动区域的协调可持续发展。在社会发展新时期,我国国土空间规划工作同样也面临着新的要求,对于自然资源部门提出了更高要求,需要促使编制单位具备更强战略性思想,能够体现与时俱进的发展特点,可以在维系社会稳定以及推动地区高速可持续发展方面做出重要贡献,避免因为国土空间规划的不合理,造成较为严重的国土资源浪费或者是较为严重的地区发展阻碍。
        1.2国土空间规划原则
        1.2.1完善城乡规划体系
        国土空间规划的最终目的在于,通过对国土资源的规划与整合,保障其较高的利用率,杜绝国土资源浪费,实现国土资源效用发挥最大化。国土空间规划要立足于当前土地利用客观实际,建立健全完善的土地资源管理体系,通过立法途径促进土地资源管理利用的科学化、高效化。在这个过程中,应始终注重管理体系的系统性,结合城市未来发展预期,编制国土资源利用规划,进而完善国土空间规划体系。
        1.2.2遵循因地制宜原则
        国土空间规划要以不同地区国土资源的不同需求情况为出发点,因地制宜开展规划。比如国土资源利用中最为常见的土地征收,涉及到多方面切身利益,因此首先要保证土地征收过程的透明化,充分发挥市场在配置资源中的作用,鼓励失地农民实现转型就业,并结合土地所属质量片区及土地性质,制定合理化的土地征收补偿方案。在土地利用监管上,要重点突出保护农用地,既满足基本用地需求,又合理保护土地资源。
        2国土空间规划亟待突破的理论和技术问题
        2.1尺度问题
        尺度一直是困扰规划师的理论问题。国土空间规划,涵盖国家、省级、地区级、县级和乡镇街道级五个层次,从宏观规划到城镇设计,其分辨率对不同尺度的规划精度要求不同。很显然,五个层次的国土空间规划,不能采用同一分辨率精度,过细必然造成资源浪费,过粗不能满足规划设计要求。


        2.2空间整合问题
        在大尺度(国家和省区)层面,需要为实现国家经济和社会发展目标服务,并做好空间配置战略;判断国土空间承载城镇化、工业化开发等经济社会活动过程中这一地域功能的适宜程度,保障国家“生态安全”。在中尺度(市县)层面,区市对“空间”资源的评价以城镇化为主;市带县(县级市)地级市主要考虑基于管理事权的空间划分;县主要以农村振兴为主,解决“农业、农村、农民”问题,通过农业现代化保障国家工业化、城镇化需要的“粮食安全”。国土空间规划中的空间整合问题,主要存在于国家和省级层面生态、农业和城镇“三类空间”和城市层面及以下的生态、生活和生产“三生空间”的转换。在城市层面,永久农村地区对应生产空间,城镇空间对应生活空间和生产空间,生态功能区对应生态空间,但实施“三生空间”落地仍然存在一定操作难度。
        2.3市县规划精度需求问题
        在市县规划层面应考虑到精度需求的问题。为“国土空间规划”服务的可建设用地评价,应以基础年的高精度遥感影像和土地利用数据为底图,将评估结果图与底图进行叠合,采用地理信息系统软件进行图斑聚合处理,扣除独立细小图斑和人工用地。为保证红线区完整性和连续性,红线斑块最小面积原则为1平方公里。
        3面向国土空间规划的智能优化关键技术及应用
        3.1主要创新技术内容
        (1)建立了面向国土空间规划的多源、异构数据规范体系;发展了多源、异构数据集成与融合关键技术,研究了多源、异构数据不确定性分析与质量评价关键技术,实现主题多样化、类型多元化、结构多态化的国土空间规划数据一体化集成融合.(2)提出了国土资源评价空间约束规则挖掘技术,构建了统一化的国土资源利用评价计算框架,提出了耦合智能地理计算的国土资源利用评价技术,实现了国土资源利用评价任务与人工智能模型的耦合.(3)建立了多目标协同的智能化土地用途分区模型,提出了基于模糊概念格和地理实体语义相似度的领域知识获取模型、领域知识驱动的多目标人工智能优化关键技术,实现了国土空间分区的智能自动划定.(4)建立了国土空间优化配置领域知识的结构化解析及本体表征模型,提出了领域知识驱动的多目标空间优化决策建模技术,构建了基于人工免疫的土地利用空间优化配置多情景模拟技术,实现了领域知识与智能空间优化配置模型的无缝耦合.(5)突破了国土空间规划计算智能模型的资源化共享与中间件开发关键技术,研制了国土空间规划智能服务系统,实施了该平台关键技术的重大工程应用,实现了面向国土空间规划的智能决策技术集成。
        3.2主要技术指标
        (1)提出的面向国土空间规划的系列地理计算智能技术,建立了4类国土资源利用评价问题、2类国土利用分区问题以及3类国土空间优化配置问题的编码方法,30余种空间化数据融合、分析计算算子,实现数据管理与分析能力达到PB级.(2)提出的计算智能并行化技术,实现算法并行效率60%以上.(3)研发的智能国土空间规划决策支持系统,实现了整体技术流程自动化程度达80%.(4)提出的智能空间优化技术应用于地价土地利用总体规划、土地集约节约利用评价、土地综合整治规划等工程,提高工作效率4倍以上。
        3.3应用推广情况
        成果应用于土地利用总体规划、土地综合整治规划工程和城镇化动态监测等重大工程中。完成了土地利用总体规划,土地综合整治规划工程,土地集约利用评价,促进了行业科技进步。
        结束语
        总而言之,在生态文明建设的背景下,为了智能辅助国土空间规划的实施,应加大对国土空间规划的智能优化关键技术的应用,从而推进国土空间治理体系以及治理能力现代化,构建统一生态安全格局,促进国土空间发展与保护的平衡。
        参考文献:
        [1]中共中央办公厅,国务院办公厅.关于建立资源环境承载能力监测预警长效机制的若干意见[G].北京:中共中央办公厅,国务院办公厅.2017.
        [2]贾克敬,张辉,徐小黎,等.面向空间开发利用的土地资源承载力评价技术[J].地理科学进展,2017,36(3):335-341.
        [3]林坚,宋萌,张安琪.国土空间规划功能定位与实施分析[J].中国土地,2018(1):15-17.
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