地理信息大數(shù)據(jù)在國(guó)土空間規(guī)劃中的應(yīng)用研究

（天祝藏族自治縣自然資源局規(guī)劃技術(shù)服務(wù)中心，甘肅 武威 733200）

0 引言

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，我國(guó)大數(shù)據(jù)技術(shù)逐漸推廣普及，在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，與此同時(shí)，國(guó)土空間規(guī)劃也面臨著重大挑戰(zhàn)，空間資源緊缺問(wèn)題亟待解決。將地理信息大數(shù)據(jù)應(yīng)用于國(guó)土空間規(guī)劃，可為國(guó)家發(fā)展規(guī)劃提供有力依據(jù)，提高各項(xiàng)策略的合理性與精準(zhǔn)性，滿(mǎn)足我國(guó)未來(lái)對(duì)土地的開(kāi)發(fā)與使用要求，同時(shí)可促進(jìn)諸如農(nóng)業(yè)、交通業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而全面推動(dòng)我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程。

1 地理信息大數(shù)據(jù)綜述

地理信息大數(shù)據(jù)指的是按照預(yù)先制定的規(guī)則與標(biāo)準(zhǔn)所得的數(shù)據(jù)，其幾何準(zhǔn)確度遠(yuǎn)高于普通地理數(shù)據(jù)信息，與傳統(tǒng)信息相比，地理信息大數(shù)據(jù)具有豐富靈活的收集、整合與運(yùn)算、處理方法，且內(nèi)容涵蓋范圍更加廣泛，與人文和生態(tài)建立了緊密聯(lián)系，包括城市與農(nóng)村人口的相互流動(dòng)數(shù)據(jù)、某一區(qū)域商業(yè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的頻率、城市未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)、生態(tài)環(huán)境變化規(guī)律等，相當(dāng)于所有具備共同性質(zhì)的數(shù)據(jù)信息的集合。地理信息大數(shù)據(jù)的內(nèi)容豐富，特點(diǎn)多樣，數(shù)據(jù)信息來(lái)源和收集方法也各不相同，此外，其信息量極其龐大，具有較強(qiáng)的分散性，通常還包含一部分具有較高市場(chǎng)價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，因此需要進(jìn)行統(tǒng)一的整合處理，加大管理力度，從而使其按照一定規(guī)律排布，能夠方便及時(shí)地找出所需資料。想要對(duì)此進(jìn)行有效管理，必須借助于大數(shù)據(jù)技術(shù)，構(gòu)建和完善地理信息大數(shù)據(jù)平臺(tái)，管理人員通過(guò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)龐大數(shù)據(jù)的整合與分類(lèi)、儲(chǔ)存、管理，在需要時(shí)，能以最快速度搜尋相關(guān)信息，提高工作效率。

目前在地理信息大數(shù)據(jù)中應(yīng)用的主要大數(shù)據(jù)技術(shù)包括多種，在數(shù)據(jù)收集流程，有數(shù)據(jù)分析挖掘技術(shù)，在數(shù)據(jù)儲(chǔ)存流程，有可擴(kuò)展的存儲(chǔ)系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)分析計(jì)算工作中，則包括大規(guī)模并行處理（MMP）數(shù)據(jù)庫(kù)、云計(jì)算平臺(tái)等，能夠從整體上提高工作流程的效率。

2 國(guó)土空間規(guī)劃綜述

我國(guó)政府在十九大中明確指出如今已經(jīng)迎來(lái)社會(huì)主義建設(shè)的嶄新階段，社會(huì)階層矛盾與沖突與原先大不相同，生態(tài)環(huán)保理念逐漸深入人心，呼吁國(guó)民提高對(duì)自然環(huán)境的重視程度，自覺(jué)保護(hù)環(huán)境，政府則應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)國(guó)土空間的規(guī)劃管理，重視空間布局，以及各部分國(guó)土空間的實(shí)際應(yīng)用情況、具體范圍、使用效果和存在的問(wèn)題等，例如在交界區(qū)域設(shè)置生態(tài)保護(hù)線(xiàn)。在新時(shí)期背景下，開(kāi)展國(guó)土空間規(guī)劃，必須貫徹落實(shí)我國(guó)一向提倡的以人為本原則，充分考慮民眾實(shí)際需求，以幫助人民實(shí)現(xiàn)對(duì)美好生活的追求為目標(biāo)展開(kāi)工作，同時(shí)還要保障生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定，踐行綠色理念和可持續(xù)發(fā)展觀。

2.1 國(guó)土空間規(guī)劃必要性

國(guó)土空間是國(guó)家的基礎(chǔ)資源，是國(guó)民賴(lài)以生存發(fā)展的本源，隨著人口數(shù)量的增加與對(duì)國(guó)土的資源的開(kāi)發(fā)，我國(guó)已經(jīng)出現(xiàn)一定程度的空間資源緊缺問(wèn)題。因此，必須對(duì)國(guó)土空間進(jìn)行更為有效的規(guī)劃，有計(jì)劃地利用，提高使用效率。在規(guī)劃國(guó)土空間時(shí)，不能只以利用為目的，還需要進(jìn)行充分保護(hù)，對(duì)于原有的自然條件、人文歷史要盡可能地保留，還需結(jié)合區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r與未來(lái)發(fā)展策略，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行規(guī)劃。通過(guò)合理規(guī)劃，可有效緩解資源與空間緊缺的問(wèn)題，并有助于恢復(fù)生態(tài)環(huán)境、調(diào)整各地區(qū)發(fā)展?fàn)顩r，使不同城市均勻、平衡發(fā)展，為全國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展掃除障礙，提高整個(gè)社會(huì)的穩(wěn)定性，并深入貫徹落實(shí)可持續(xù)發(fā)展理念。因此，政府有必要重視國(guó)土空間規(guī)劃，并引入先進(jìn)高效的大數(shù)據(jù)技術(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化空間格局，提高工作效率。從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看，該項(xiàng)工作具有重大戰(zhàn)略意義，規(guī)劃對(duì)象尺度較大，產(chǎn)生的影響十分持久和長(zhǎng)遠(yuǎn)，國(guó)土空間的功能會(huì)得到拓展，更加全面與豐富。

2.2 主要理念

2.2.1 結(jié)合群眾需求

開(kāi)展國(guó)土空間規(guī)劃的最終目的是保障國(guó)計(jì)民生，為人民群眾提供更好的條件，因此，在開(kāi)展具體工作時(shí)，除卻需要依照政府和相關(guān)單位經(jīng)過(guò)研討后制定的發(fā)展策略外，還要充分結(jié)合群眾需求。開(kāi)發(fā)新空間時(shí)，一方面需要對(duì)其可開(kāi)發(fā)程度與開(kāi)發(fā)價(jià)值進(jìn)行預(yù)估，另一方面則需要對(duì)人民群眾的生活和活動(dòng)規(guī)律進(jìn)行總結(jié)，精準(zhǔn)掌握，確保未開(kāi)發(fā)空間能夠得到適宜的分配。

2.2.2 張弛有度

就目前而言，我國(guó)在規(guī)劃國(guó)土空間時(shí)制定了許多硬性規(guī)則，例如設(shè)置生態(tài)保護(hù)紅線(xiàn)，農(nóng)業(yè)保護(hù)紅線(xiàn)，并對(duì)違規(guī)侵占土地空間者予以懲罰，此外，還應(yīng)當(dāng)作出一部分彈性安排，做到張弛有度，松緊結(jié)合。例如，對(duì)農(nóng)業(yè)空間內(nèi)部的規(guī)劃設(shè)計(jì)不做硬性規(guī)定，允許農(nóng)業(yè)人員自行決定種植范圍。唯有采用靈活的處理方式，才可確保滿(mǎn)足群眾生活需求，建設(shè)更美好的城市與農(nóng)村。

2.2.3 綜合經(jīng)濟(jì)、空間

空間規(guī)劃還需考慮經(jīng)濟(jì)因素，其不僅是對(duì)未開(kāi)發(fā)利用土地的重組重分，還要考慮到未被開(kāi)發(fā)的區(qū)域能夠起到的作用和帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，以及評(píng)判其能否滿(mǎn)足群眾使用需求，承載復(fù)雜的人類(lèi)活動(dòng)，對(duì)群眾活動(dòng)范圍、種類(lèi)、流動(dòng)性和土地布局等進(jìn)行詳盡地分析。

2.2.4 動(dòng)靜結(jié)合

地理信息數(shù)據(jù)并非一成不變，而是在某些角度具有持久性，但在其它方面則具有多變性。在分析處理未開(kāi)發(fā)土地時(shí)，對(duì)于其現(xiàn)在的使用情況與承載能力等應(yīng)進(jìn)行靜態(tài)分析，并采用動(dòng)態(tài)理念模仿國(guó)土空間的整體布局和計(jì)劃的土地使用方式等，觀察土地是否能夠得到適宜的應(yīng)用。在動(dòng)靜結(jié)合理念下，能夠精準(zhǔn)掌握土地利用情況并模擬出按照當(dāng)前計(jì)劃開(kāi)發(fā)時(shí)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，將土地用途最大化。

3 地理信息大數(shù)據(jù)在國(guó)土空間規(guī)劃中的應(yīng)用

3.1 國(guó)土資源管理

國(guó)土資源管理是國(guó)土空間規(guī)劃的基礎(chǔ)內(nèi)容，也是地理信息大數(shù)據(jù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域，其內(nèi)容豐富多樣，包含諸多項(xiàng)目，例如對(duì)城市長(zhǎng)久發(fā)展趨勢(shì)的計(jì)劃、交通建設(shè)規(guī)劃等，還有對(duì)城鄉(xiāng)地區(qū)未來(lái)發(fā)展規(guī)劃的研究、對(duì)地區(qū)空間合理布局的管理，為城市描繪一段時(shí)間內(nèi)的發(fā)展藍(lán)圖。其對(duì)于促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)狀況發(fā)展、保障國(guó)計(jì)民生具有重要推動(dòng)作用，還可在土地資源日益緊張的如今有效提高土地利用率，提高管理效率。在國(guó)土資源管理中，可利用遙感、定位等技術(shù)，從而科學(xué)合理地對(duì)各類(lèi)資源進(jìn)行計(jì)算與規(guī)劃，提高資源利用率，有效避免浪費(fèi)。其中，CORS技術(shù)具有重要地位，其指的是連續(xù)運(yùn)行參考站，通過(guò)建立密度合理地能夠永久運(yùn)行、持續(xù)工作的基站，就可長(zhǎng)時(shí)間為國(guó)土資源探測(cè)和測(cè)繪工作提供高精度數(shù)據(jù)，它可通過(guò)信息技術(shù)與地理信息大數(shù)據(jù)系統(tǒng)聯(lián)結(jié)，直接將測(cè)得的數(shù)據(jù)上傳，提高數(shù)據(jù)來(lái)源的準(zhǔn)確性并大幅縮短收集數(shù)據(jù)所需時(shí)間。與傳統(tǒng)的人工測(cè)繪技術(shù)相比，它依托GPS定位技術(shù)，不會(huì)受到極端天氣影響，能夠在各種氣候條件下順利開(kāi)展工作，甚至在雨雪、雷暴天氣都不會(huì)受到影響，對(duì)于某些自然環(huán)境惡劣的未開(kāi)發(fā)區(qū)域，它能夠迅速獲取地理信息，為國(guó)土資源管理提供巨大便利。此外，其定位、測(cè)繪所依托的GPS技術(shù)，最初為軍方專(zhuān)用，能夠提供精準(zhǔn)的打擊目標(biāo)位置，在歷經(jīng)多年發(fā)展后，精度大大提高，能夠?qū)y(cè)量誤差控制在1m以?xún)?nèi)，在短距離測(cè)繪中，精度更是可以達(dá)到毫米級(jí)甚至更高，遠(yuǎn)高于人工測(cè)繪的精度。還有，CORS技術(shù)建立的基站可全天候不間斷工作，夜間也可捕捉數(shù)據(jù)，不存在人類(lèi)長(zhǎng)時(shí)間工作后注意力無(wú)法集中的問(wèn)題，測(cè)繪人員只需要輪流操作和管理基站、做好數(shù)據(jù)接收與傳遞即可。最后，隨著我國(guó)實(shí)際需求的提升，CORS技術(shù)對(duì)應(yīng)的相關(guān)設(shè)備體積不斷縮小，功能逐漸完善，設(shè)備自主性提高，如今已經(jīng)能夠達(dá)到半自動(dòng)化乃至自動(dòng)化勘測(cè)，非電子設(shè)備類(lèi)專(zhuān)業(yè)人士也能夠迅速上手，無(wú)疑為國(guó)土資源管理提供了更為便利的條件。

3.2 耕地資源管理

我國(guó)向來(lái)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，農(nóng)業(yè)都占據(jù)重要地位，無(wú)可替代，在農(nóng)業(yè)發(fā)展中，耕地資源是基礎(chǔ)，唯有確保耕地面積，才可在此前提下發(fā)展農(nóng)業(yè)。在國(guó)土規(guī)劃管理中，我國(guó)一向?qū)⒏乇O(jiān)管作為工作重點(diǎn)，若要引入地理信息大數(shù)據(jù)技術(shù)，可考慮遙感、定位、信息技術(shù)等，并推動(dòng)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的建設(shè)，利用AVR芯片構(gòu)建控制系統(tǒng)，對(duì)耕地進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。AVR芯片誕生于上世紀(jì)末期，結(jié)構(gòu)類(lèi)似于計(jì)算機(jī)，有CPU和存儲(chǔ)器等組分，能夠接收與輸出數(shù)據(jù)，但體積較小，且不具備1/0設(shè)備，因此與微型計(jì)算機(jī)存在本質(zhì)區(qū)別，可看做智能芯片。其具有較強(qiáng)的抗干擾能力，采用大規(guī)模集成電路，可在基站稀疏、信號(hào)較弱的耕地中使用，其配套的設(shè)施齊全，能夠直接引入到耕地資源管理中，建設(shè)完善的監(jiān)控系統(tǒng)，在耕地中合適位置安裝攝像機(jī)、傳感器等，監(jiān)控耕地中的相關(guān)地理參數(shù)，如土地和水源酸堿度、空氣溫度、濕度、降雨量、光照強(qiáng)度與時(shí)長(zhǎng)等，從而為耕地資源的規(guī)劃提供有效依據(jù)，幫助管理人員判定某片區(qū)域是否能夠作為耕地使用，以及耕地是否遭受人為破壞，無(wú)法參與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。除此之外，利用AVR芯片構(gòu)建的監(jiān)管系統(tǒng)還能夠?qū)r(nóng)作物生長(zhǎng)狀況、產(chǎn)量等進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)估，幫助我國(guó)政府提高對(duì)耕種農(nóng)作物土地的管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)的精細(xì)化調(diào)控，能夠?yàn)楦黜?xiàng)政策的制定提供依據(jù)，保證農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，它還可以聯(lián)通大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過(guò)信息系統(tǒng)，管理人員能夠?qū)φ鞘兄懈鱾€(gè)村莊和區(qū)域的耕地進(jìn)行數(shù)據(jù)整合，收集監(jiān)控系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)一分析計(jì)算，并得出相關(guān)結(jié)論，有效提高監(jiān)管效率，減小任務(wù)量，降低工作難度。

3.3 城鄉(xiāng)規(guī)劃編制

城鄉(xiāng)規(guī)劃編制也較為復(fù)雜，包含諸多內(nèi)容，如城鄉(xiāng)地區(qū)未來(lái)發(fā)展方向、各項(xiàng)工程的規(guī)劃建設(shè)、交通系統(tǒng)的完善等，其需要在獲得大量有效數(shù)據(jù)支撐的基礎(chǔ)上，站在長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展角度，請(qǐng)專(zhuān)家給出決策建議，對(duì)城鄉(xiāng)地區(qū)空間結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和社會(huì)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行整合與規(guī)劃，指導(dǎo)城鄉(xiāng)地區(qū)發(fā)展建設(shè)，是國(guó)土空間規(guī)劃和城鄉(xiāng)管理工作中的重要內(nèi)容。想要順利完成規(guī)劃編制，必須先獲取準(zhǔn)確的地理大數(shù)據(jù)信息，包括城鄉(xiāng)地區(qū)交通數(shù)據(jù)、土地使用情況等，可應(yīng)用諸如云計(jì)算等大數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)對(duì)時(shí)間、空間兩個(gè)領(lǐng)域的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與計(jì)算，由此判定城鄉(xiāng)地區(qū)用地規(guī)模，并推斷其發(fā)展方向。云計(jì)算是一種信息時(shí)代新興的軟/硬件服務(wù)的交付和使用模式，其中“云”指的是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器集群聯(lián)通的軟硬件資源獲取服務(wù)，并得到反饋結(jié)果，在收到客戶(hù)終端發(fā)送的指令或者請(qǐng)求后，云計(jì)算系統(tǒng)能夠合理調(diào)度互聯(lián)網(wǎng)中連接的軟硬件資源來(lái)提供服務(wù)，并提供反饋信息，因此，客戶(hù)端設(shè)備不需要較高配置，即可獲得遠(yuǎn)超本身限度的計(jì)算能力。在我國(guó)的國(guó)土資源管理部門(mén)，就可利用普通型號(hào)的計(jì)算機(jī)來(lái)完成地理信息收集與分析，減少在計(jì)算機(jī)購(gòu)進(jìn)和維護(hù)方面的資金投入，并有效提升工作效率。

3.4 地理科研活動(dòng)

地理科研活動(dòng)也是國(guó)土空間規(guī)劃中的重要內(nèi)容，唯有不斷創(chuàng)新，才可持續(xù)發(fā)展，開(kāi)展地理科研活動(dòng)，能夠總結(jié)地殼運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律、氣候變化規(guī)律等，并了解生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，對(duì)各個(gè)地區(qū)的地質(zhì)資源儲(chǔ)量進(jìn)行精準(zhǔn)探測(cè)，使相關(guān)人員獲悉區(qū)域地質(zhì)情況，加深了解，并對(duì)已掌握的地理數(shù)據(jù)信息進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明，確保國(guó)土空間規(guī)劃的順利實(shí)施?？赏ㄟ^(guò)使用地理大數(shù)據(jù)技術(shù)，綜合利用無(wú)人機(jī)、電子勘探設(shè)備等硬件設(shè)施以及物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、數(shù)據(jù)庫(kù)等大數(shù)據(jù)技術(shù)為科研活動(dòng)提供幫助，推動(dòng)后期國(guó)土空間規(guī)劃的開(kāi)展。

4 地理信息大數(shù)據(jù)在國(guó)土空間規(guī)劃中的應(yīng)用措施

4.1 完善制度

科學(xué)合理的制度是引入地理信息大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)保障，政府應(yīng)當(dāng)對(duì)相關(guān)制度體系進(jìn)行完善，聯(lián)系各地國(guó)土空間規(guī)劃工作中大數(shù)據(jù)技術(shù)的使用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)，制定一系列能夠精簡(jiǎn)流程的策略，逐步提高規(guī)劃的效率。

4.2 優(yōu)化服務(wù)

大數(shù)據(jù)技術(shù)是地理信息大數(shù)據(jù)的本源，想要使其在國(guó)土空間規(guī)劃中切實(shí)起到作用，必須先優(yōu)化大數(shù)據(jù)服務(wù)，針對(duì)國(guó)土空間規(guī)劃開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)的硬件、軟件設(shè)備，或者對(duì)如今常用的技術(shù)與設(shè)備進(jìn)行改良與調(diào)整，使之更符合工作特性；此外，應(yīng)在全國(guó)范圍內(nèi)建設(shè)統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)信息平臺(tái)，對(duì)各地地理信息進(jìn)行整合與管理，提高工作的一致性，統(tǒng)籌全局。

5 結(jié)束語(yǔ)

如今地理信息大數(shù)據(jù)已經(jīng)得到廣泛重視，其在國(guó)土空間規(guī)劃中的應(yīng)用成為未來(lái)發(fā)展的必由之路，能夠全方位提高國(guó)土空間規(guī)劃工作的效率，提供更高精度的數(shù)據(jù)和更快的運(yùn)算、處理、傳輸速度。就目前而言，我國(guó)還未完全實(shí)現(xiàn)信息化管理，對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用還不夠徹底，需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，最大限度地發(fā)揮高新技術(shù)價(jià)值。