地理信息大數(shù)據(jù)在國土空間規(guī)劃中的應(yīng)用探討

王 珊

（山東省國土測繪院，山東 濟南 250001）

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)逐步滲透到各個技術(shù)領(lǐng)域中，并成為多學(xué)科競相研究的熱門話題。大數(shù)據(jù)技術(shù)主要以數(shù)據(jù)采集、傳輸和分析提煉為主要流程，融合于信息技術(shù)領(lǐng)域，在數(shù)據(jù)的整合挖掘過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新理念的帶動，將數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用到行業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展中。國土空間規(guī)劃領(lǐng)域應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可實現(xiàn)國土空間規(guī)劃合理編制，并創(chuàng)新評價與管理模式，促進國土空間的改變。

文章以某省國土空間規(guī)劃為研究對象，重點闡述地理信息大數(shù)據(jù)技術(shù)在國土空間規(guī)劃中的應(yīng)用。某省在近幾年的信息技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展過程中，將地理、人文、自然和經(jīng)濟等地理測繪信息資源進行搜集，形成了龐大的信息數(shù)據(jù)庫，并在原有數(shù)據(jù)資源的支撐下，不斷滿足數(shù)據(jù)集成及疊加的需求，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)中云計算、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用。通過地理信息大數(shù)據(jù)之間的對比關(guān)聯(lián)分析，可實現(xiàn)國土空間數(shù)據(jù)資源及要素信息的整合，如按照國土空間分布的基本特征，實現(xiàn)三維仿真及可視化技術(shù)的應(yīng)用，對形成開放形式的國土空間布局提供技術(shù)支撐。

1 地理信息大數(shù)據(jù)及其相關(guān)技術(shù)

“大數(shù)據(jù)”（Big Data）作為具備海量化、多樣復(fù)雜化、結(jié)構(gòu)形式豐富化的數(shù)據(jù)類型，可通過云計算、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的整合與交叉重復(fù)利用，并促進數(shù)據(jù)信息的共享。從實際應(yīng)用看，大數(shù)據(jù)技術(shù)具備多維性、可視化、高效、高增長率等特征，不僅促進社會經(jīng)濟的增長，同時也提高人們生活水平。

處理大數(shù)據(jù)需要具備特殊的技術(shù)，適用的技術(shù)包括可擴展的存儲系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析挖掘技術(shù)、大規(guī)模并行處理（MPP）數(shù)據(jù)庫、分布式文件系統(tǒng)、云計算平臺等。大數(shù)據(jù)技術(shù)按照環(huán)節(jié)劃分包括數(shù)據(jù)采集、存儲與處理、分析與挖掘和計算結(jié)果展示四個環(huán)節(jié)，與測繪地理信息行業(yè)的數(shù)據(jù)生產(chǎn)、應(yīng)用服務(wù)流程基本一致。

2 某省地理信息大數(shù)據(jù)應(yīng)用實例

在近幾年的國土空間測繪工作過程中，某省通過利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，獲取豐富的數(shù)據(jù)信息資源，如各種比例尺地形圖，其中1∶2000比例尺地形圖已基本覆蓋全地級市主要城市區(qū)域；地理信息影像數(shù)據(jù)獲取中，主要包含了2003—2018年的多尺度、多時效的衛(wèi)星監(jiān)測影像數(shù)據(jù)信息。在城鄉(xiāng)區(qū)域，主要通過地籍調(diào)查，得出了各個中心區(qū)域地籍調(diào)查準確數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)了國土資源管理中的“征、補、登、查”等各類審批信息的統(tǒng)一化管理，主要統(tǒng)計和分析了2003年以后的土地總體利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，尤其是在第二次農(nóng)村土地調(diào)查成果的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了國土空間信息的有效編制，將所轄區(qū)域內(nèi)的各級地市土地利用及規(guī)劃信息統(tǒng)一建立，設(shè)計形成了統(tǒng)一規(guī)劃管理用圖、土地利用規(guī)劃圖及“一書三證”規(guī)劃管理信息等。此外，某省地區(qū)還組建了三維城市立體化模型、礦產(chǎn)及執(zhí)法模型、電子政務(wù)模型及專題數(shù)據(jù)信息模型等，其中的海量自然、人文及經(jīng)濟化的測繪地理信息數(shù)據(jù)資源構(gòu)建了某省地理信息大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 某省測繪地理信息大數(shù)據(jù)分析體系

3 案例分析

3.1 國土空間基礎(chǔ)地理信息大數(shù)據(jù)平臺

在地理信息大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用大環(huán)境、大背景下，國土空間規(guī)劃信息平臺充分運用計算機信息處理技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)通信、物聯(lián)網(wǎng)通信及“3S”等先進技術(shù)，依據(jù)國家規(guī)范及標準，將此省的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、遙感土地信息及地質(zhì)、環(huán)境、水利、交通等部門的地理信息整合在一起，并將此類數(shù)據(jù)信息與環(huán)保、發(fā)改、住建、實力、教育、交通等各個職能部門進行分享，實現(xiàn)信息資源的全面整合，并可對數(shù)據(jù)實現(xiàn)及時更新、全面規(guī)劃，促進國土資源規(guī)劃體系的不斷完善。

3.2 某省國土資源“一張圖”管理系統(tǒng)

國土空間資源的“一張圖”管理系統(tǒng)為某省借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，充分結(jié)合計算機網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、“3S”、VR等先進技術(shù)，依據(jù)大數(shù)據(jù)技術(shù)標準及相應(yīng)規(guī)范，在整合地理信息大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上，將土地利用規(guī)劃、土地利用現(xiàn)狀及三維數(shù)字地圖等技術(shù)相互融合，實現(xiàn)街景影像、土地利用規(guī)劃圖及遙感監(jiān)測三維信息的有效構(gòu)建，并充分結(jié)合國土資源評價體系，不斷完善規(guī)劃編制和開發(fā)，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)監(jiān)管業(yè)務(wù)的有效疊加，進而構(gòu)筑成為能夠?qū)崟r反映國土空間規(guī)劃信息流程的“關(guān)系網(wǎng)”。此系統(tǒng)在利用的過程中，實現(xiàn)了對國土資源空間信息化的建立，可透過業(yè)務(wù)監(jiān)管、數(shù)據(jù)挖掘等，對資源的開發(fā)及利用進行優(yōu)化，為服務(wù)本省市的經(jīng)濟建設(shè)、城市規(guī)劃及管理等提供理論和技術(shù)支撐。

3.3 國土資源大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺

在整合某省土地流轉(zhuǎn)、不動產(chǎn)登記及地質(zhì)資源、環(huán)境等各方面的數(shù)據(jù)信息的過程中，通過建立統(tǒng)一的標準內(nèi)容，將國土空間規(guī)劃中的大數(shù)據(jù)平臺技術(shù)進行應(yīng)用，此時該平臺已經(jīng)投入使用。通過建立動態(tài)化的信息監(jiān)測、信息化的核實、綜合信息的高效實施等，促進各級國土資源管理部門能夠通過及時有效的監(jiān)管，將獲取的大數(shù)據(jù)技術(shù)準確、及時地掌握，進而實現(xiàn)有效的“批、供、用、補及查”等地理信息的集中分析與應(yīng)用，以此實現(xiàn)國土資源的合理、高效配置。

4 地理信息大數(shù)據(jù)應(yīng)用對國土空間規(guī)劃的啟示

4.1 打通數(shù)據(jù)獲取及分享渠道

國土空間規(guī)劃數(shù)據(jù)主要包含有空間現(xiàn)狀數(shù)據(jù)集合、空間規(guī)劃數(shù)據(jù)集合、社會經(jīng)濟發(fā)展數(shù)據(jù)集合及其新興數(shù)據(jù)集合等。在信息技術(shù)的快速發(fā)展中，空間規(guī)劃數(shù)據(jù)的獲取與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)緊密相關(guān)，借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的分享，豐富了數(shù)據(jù)分享的渠道。

4.2 規(guī)范數(shù)據(jù)整理模式

在傳統(tǒng)型的土地利用、空間規(guī)劃過程中，主要采用的是條塊式的管理模式，導(dǎo)致多門類數(shù)據(jù)的建立標準不統(tǒng)一，并導(dǎo)致數(shù)據(jù)交叉、沖突等情況的不斷發(fā)生。因此，在實際應(yīng)用環(huán)節(jié)需要借助信息的統(tǒng)一標準，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的規(guī)范收集、規(guī)劃分析和規(guī)范化分享等，并對現(xiàn)存的大數(shù)據(jù)信息進行資源清理、資源整合。在國土空間大數(shù)據(jù)信息的整合過程中，雖然相關(guān)信息的來源較為復(fù)雜，數(shù)據(jù)類型眾多，但是從地理信息資源的利用方式、數(shù)據(jù)內(nèi)容的采集及數(shù)據(jù)信息的顯示頻率等方面，可建立數(shù)據(jù)資源信息庫，為科學(xué)的進行國土空間規(guī)劃奠定決策基礎(chǔ)，并實現(xiàn)科學(xué)管理。

4.3 打造多學(xué)科、復(fù)合型技術(shù)隊伍

國土空間規(guī)劃中地理信息大數(shù)據(jù)的應(yīng)用應(yīng)以多學(xué)科的融合為基礎(chǔ)，實現(xiàn)有效的計算機分析，學(xué)科綜合性較為明顯，相關(guān)應(yīng)用創(chuàng)新性充足，尤其是以孵化期的技術(shù)統(tǒng)計為主，技術(shù)應(yīng)用的門檻相對較高。傳統(tǒng)領(lǐng)域和環(huán)境下，土地規(guī)劃及利用上，專業(yè)化的技術(shù)人員通過對各類數(shù)據(jù)的分析，對信息技術(shù)的應(yīng)用較為熟練；另一方面，在地理信息系統(tǒng)、計算機科學(xué)等多學(xué)科專業(yè)的體系打造下，工程規(guī)劃師在對應(yīng)規(guī)劃理論、規(guī)劃信息及計劃的編制過程中，相關(guān)領(lǐng)域存在一定的“短路”，在短時間內(nèi)難以完成大數(shù)據(jù)技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用。對此，在實際學(xué)科整合和模擬的過程中，需要對整體規(guī)劃信息、編制體系及編制思路進行認知分析，需要實現(xiàn)多學(xué)科、多體系的認證，并展開多學(xué)科的相互專業(yè)合作，整體規(guī)劃研究力量，打造具備高度統(tǒng)一性、多學(xué)科相互交叉合作的國土空間規(guī)劃技術(shù)團隊。

4.4 拓展應(yīng)用領(lǐng)域，增強理論向?qū)嵺`成果的轉(zhuǎn)化

地理信息大數(shù)據(jù)技術(shù)在國土空間規(guī)劃中的應(yīng)用更多偏向?qū)W術(shù)型，導(dǎo)致大部分的地理信息大數(shù)據(jù)在應(yīng)用的過程中，存在較多的規(guī)劃問題，難以實現(xiàn)系統(tǒng)性、完整性的系統(tǒng)規(guī)劃應(yīng)用方案，導(dǎo)致系統(tǒng)的規(guī)劃應(yīng)用案例缺乏。（1）橫向來看，需要利用地理信息大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)國土空間規(guī)劃在各個領(lǐng)域和各個部門中的應(yīng)用，使對土地利用效益、入地功能的流轉(zhuǎn)等方面的研究更加深入；在總體規(guī)劃領(lǐng)域中，地理信息大數(shù)據(jù)技術(shù)可廣泛應(yīng)用于當?shù)貐^(qū)人口規(guī)模、用地識別、空間結(jié)構(gòu)規(guī)劃及總體目標的評價等；在土地利用控制規(guī)劃領(lǐng)域中，應(yīng)對地塊的業(yè)態(tài)進行評價，實現(xiàn)空間體系的可達性，并對專項規(guī)劃領(lǐng)域中的大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)進行分析，可應(yīng)用到醫(yī)療、商業(yè)、休閑及產(chǎn)業(yè)的布局及使用效果的評價中。（2）從縱向上看，傳統(tǒng)的土地利用及空間規(guī)劃在后期的監(jiān)測、評價過程中缺乏技術(shù)應(yīng)用手段，導(dǎo)致地理信息大數(shù)據(jù)與新技術(shù)的應(yīng)用過程中捕獲測量數(shù)據(jù)和傳遞信息的能力較弱，而空間系統(tǒng)中的全面感知、精確直觀反映國土空間要素的行為和模式等得到實現(xiàn)。

5 國土空間規(guī)劃領(lǐng)域地理信息大數(shù)據(jù)發(fā)展展望

綜上所述，在國土空間規(guī)劃領(lǐng)域中，地理信息大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要，與各個規(guī)劃深度融合的關(guān)系緊密相關(guān)。地理信息大數(shù)據(jù)技術(shù)在應(yīng)用的過程中，更多強調(diào)的是整合，而不是數(shù)據(jù)的新建。依據(jù)大數(shù)據(jù)技術(shù)和信息技術(shù)，深入挖掘國土空間數(shù)據(jù)資源的發(fā)展?jié)摿Γ⒔⒁詳?shù)據(jù)說話、用數(shù)據(jù)指導(dǎo)和管理的新國土空間規(guī)劃發(fā)展機制，建立健全的運營及維護制度，對國土空間基礎(chǔ)信息平臺的統(tǒng)一應(yīng)用、統(tǒng)一實現(xiàn)及分享等，提供數(shù)據(jù)支撐和服務(wù)體系的構(gòu)建。