數(shù)字規(guī)劃理念下的村莊規(guī)劃“CoIM”技術(shù)平臺(tái)初探

柴 祿

（陜西地建土地勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司，陜西西安 710075）

2021年2 月25 日，國(guó)家鄉(xiāng)村振興局掛牌成立，同時(shí)原扶貧辦摘牌，標(biāo)志著鄉(xiāng)村振興成為繼扶貧攻堅(jiān)后的又一國(guó)家層面重大鄉(xiāng)村發(fā)展戰(zhàn)略。村莊規(guī)劃是鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施中，鄉(xiāng)村建設(shè)行動(dòng)和農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展的指引，同時(shí)也是上位國(guó)土空間規(guī)劃能否在鄉(xiāng)村地區(qū)落實(shí)落地的基礎(chǔ)支撐［1］。

隨著數(shù)字化信息化技術(shù)的發(fā)展，規(guī)劃技術(shù)將更多地依靠以時(shí)空大數(shù)據(jù)技術(shù)、空間地理信息規(guī)劃平臺(tái)、空間三維建模技術(shù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等相關(guān)技術(shù)為主的數(shù)字規(guī)劃技術(shù)［2］。數(shù)字規(guī)劃技術(shù)應(yīng)用是為規(guī)劃編制提供定量分析和精準(zhǔn)預(yù)測(cè)的手段，為規(guī)劃實(shí)施管理提供更直觀的技術(shù)依據(jù)，為規(guī)劃監(jiān)督反饋提供高效的監(jiān)測(cè)手段和評(píng)價(jià)方法，最終實(shí)現(xiàn)規(guī)劃編制的科學(xué)化、實(shí)施管理的高效化、規(guī)劃決策的智能化［3］。將數(shù)字規(guī)劃的理念融入到鄉(xiāng)村建設(shè)和實(shí)用性村莊規(guī)劃編制中，探索數(shù)字鄉(xiāng)村規(guī)劃技術(shù)，將會(huì)對(duì)今后的村莊規(guī)劃工作產(chǎn)生積極意義。

1 村莊規(guī)劃中的數(shù)字規(guī)劃“CoIM”技術(shù)平臺(tái)

“CIM”是城市信息模型（City Information Modeling）的縮寫，CIM 是以建筑信息模型（BIM）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）等技術(shù)為基礎(chǔ)的城市規(guī)劃管理模型，該技術(shù)模型較為復(fù)雜，近年來各地開展的三維實(shí)景城市建設(shè)探索，即是CIM 的現(xiàn)實(shí)運(yùn)用。如果將CIM 理論推廣到鄉(xiāng)村，即可定義為鄉(xiāng)村信息模型，以“CoIM”縮寫形式與“CIM”進(jìn)行區(qū)別。通過植入數(shù)字規(guī)劃理念，形成標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化的實(shí)用性村莊規(guī)劃管理數(shù)字規(guī)劃“CoIM”技術(shù)平臺(tái)，將會(huì)是今后“多規(guī)合一”實(shí)用性村莊規(guī)劃發(fā)展的趨勢(shì)［4］。村莊規(guī)劃的數(shù)字規(guī)劃“CoIM”技術(shù)平臺(tái)由5 大平臺(tái)組成，如圖1 所示。

圖1 數(shù)字村莊規(guī)劃“CoIM”技術(shù)平臺(tái)

1.1 時(shí)空大數(shù)據(jù)綜合分析平臺(tái)

集成整合包括人口、產(chǎn)業(yè)、文化旅游、土壤環(huán)境質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)、客運(yùn)交通數(shù)據(jù)、水體環(huán)境檢測(cè)數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等各類數(shù)據(jù)，配合不同的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行大數(shù)據(jù)綜合分析，可以幫助規(guī)劃師開展決策［5］。

1.2 依托“3S”技術(shù)的空間規(guī)劃信息平臺(tái)

基于“3S”技術(shù)的空間規(guī)劃信息平臺(tái)可參與規(guī)劃的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備（衛(wèi)星影像、遙感影像、DEM 高程數(shù)據(jù)、地圖POI 數(shù)據(jù)）、前期調(diào)研（現(xiàn)狀調(diào)研的成果整理和基礎(chǔ)地形的分析處理）、規(guī)劃方案編制（用地布局和規(guī)劃選址）和規(guī)劃管理等。

1.3 “互聯(lián)網(wǎng)+”公眾參與平臺(tái)

通過手機(jī)APP、通訊軟件群組、集體組織自有網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，以網(wǎng)絡(luò)信箱、問卷調(diào)查、建言獻(xiàn)策等形式組織搭建村莊規(guī)劃的“互聯(lián)網(wǎng)+”公眾參與網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

1.4 “空間三維建模”可視化動(dòng)態(tài)展示平臺(tái)

三維建?？勺龅秸鎸?shí)展現(xiàn)規(guī)劃場(chǎng)景，模擬規(guī)劃方案執(zhí)行后的村民生產(chǎn)生活和村莊建設(shè)發(fā)展，可以實(shí)現(xiàn)規(guī)劃可視化和動(dòng)態(tài)推演的功能?？臻g三維建模技術(shù)較多地應(yīng)用在局部空間三維建模上，利用BIM 建筑建模軟件、SketchUP 三維立體、Enscape 真實(shí)場(chǎng)景渲染等軟件集成搭建局部的空間三維建模平臺(tái)。

1.5 智能監(jiān)測(cè)設(shè)備“物聯(lián)網(wǎng)”輔助支撐平臺(tái)

基于高清攝像頭、無人機(jī)航拍、環(huán)境監(jiān)測(cè)站、水文監(jiān)測(cè)站等智能設(shè)備進(jìn)行“物聯(lián)網(wǎng)”實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳導(dǎo)，根據(jù)智能設(shè)備傳導(dǎo)回服務(wù)器的實(shí)時(shí)信息對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行修正和更新，隨時(shí)了解規(guī)劃實(shí)施情況；還可以利用“物聯(lián)網(wǎng)”智能監(jiān)測(cè)設(shè)備群的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳導(dǎo)機(jī)制建立一系列評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，對(duì)存在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警，并將結(jié)果反饋至規(guī)劃編制管理全流程。

2 村莊規(guī)劃中的數(shù)字規(guī)劃“CoIM”技術(shù)平臺(tái)應(yīng)用

從規(guī)劃前期調(diào)研、現(xiàn)狀底圖制作、村莊發(fā)展目標(biāo)定位、空間布局規(guī)劃、特色風(fēng)貌保護(hù)及規(guī)劃管理6 個(gè)方面對(duì)村莊規(guī)劃的數(shù)字規(guī)劃技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行梳理［6］，將“CoIM”技術(shù)平臺(tái)貫穿應(yīng)用于村莊規(guī)劃全過程，見圖2。

圖2 “CoIM”技術(shù)平臺(tái)在村莊規(guī)劃中的應(yīng)用示意圖

2.1 “互聯(lián)網(wǎng)+”前期調(diào)研

村莊規(guī)劃要以適用為主，要接地氣，所以在前期調(diào)研的過程中最重要的是在科學(xué)規(guī)劃的前提下盡量收集村民意愿，調(diào)動(dòng)村民的積極性。采用微信、郵件、視頻連線、集體經(jīng)濟(jì)組織官網(wǎng)為媒介進(jìn)行交流訪談，收集村民意愿和相關(guān)人口、年齡、收入等數(shù)據(jù)，可以大大提高前期調(diào)研效率。

2.2 遙感影像解譯制作現(xiàn)狀底圖

在上位規(guī)劃現(xiàn)狀底圖的基礎(chǔ)上，以《第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查主要數(shù)據(jù)公報(bào)》為基礎(chǔ)，結(jié)合地理國(guó)情普查、區(qū)域正射影像等遙感圖像信息開展現(xiàn)狀底圖的細(xì)化研究，對(duì)村莊規(guī)劃底圖進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)換，形成村莊規(guī)劃現(xiàn)狀“一張圖”。

2.3 時(shí)空大數(shù)據(jù)綜合分析確定村莊發(fā)展定位和目標(biāo)

在規(guī)劃編制時(shí)，需要收集大量的有關(guān)鄉(xiāng)村社會(huì)經(jīng)濟(jì)、人口及這些信息在三維空間的分布、演變情況等信息［7］。通過時(shí)空大數(shù)據(jù)和云計(jì)算平臺(tái)，可以較全面獲取規(guī)劃所需的相關(guān)信息，節(jié)省了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和踏勘的時(shí)間和精力，極大地提高了工作效率。

2.4 使用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行空間布局規(guī)劃

地理信息系統(tǒng)集成的強(qiáng)大的空間分析功能及對(duì)信息的動(dòng)態(tài)更新管理功能，可以在綜合考慮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然等復(fù)雜因素前提下，進(jìn)行系統(tǒng)分析和模擬，從而使生態(tài)保護(hù)修復(fù)與綜合整治規(guī)劃、耕地和永久基本農(nóng)田保護(hù)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃、住房布局規(guī)劃、道路交通規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)規(guī)劃、村莊安全和防災(zāi)減災(zāi)規(guī)劃等內(nèi)容在空間布局上更加具體化。

2.5 三維可視化建模突出特色風(fēng)貌保護(hù)

村莊特色風(fēng)貌保護(hù)包含住宅建筑風(fēng)貌和傳統(tǒng)歷史景觀風(fēng)貌等，都屬于村莊規(guī)劃局部的亮點(diǎn)。利用三維可視化建模的方法可以實(shí)現(xiàn)規(guī)劃效果的實(shí)景渲染和方案的合理性分析，模擬旅游線路和景觀節(jié)點(diǎn)等設(shè)施和建筑，從而確定符合本村特色的農(nóng)村住宅風(fēng)貌和歷史文化及特色風(fēng)貌保護(hù)方案。

3 基于數(shù)字規(guī)劃“CoIM”技術(shù)平臺(tái)的村莊規(guī)劃決策應(yīng)用

通過“CoIM”技術(shù)平臺(tái)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)村莊規(guī)劃決策的動(dòng)態(tài)模擬推演，從而可以對(duì)比選擇最佳決策方案，為居民點(diǎn)布局、建設(shè)用地留白、規(guī)劃道路選線、產(chǎn)業(yè)布局等規(guī)劃決策提供高質(zhì)量技術(shù)支撐。

3.1 關(guān)于居民點(diǎn)布局的決策應(yīng)用

依托“3S”技術(shù)的空間規(guī)劃信息平臺(tái)，將村莊居民點(diǎn)用地?cái)?shù)據(jù)與生態(tài)限制條件數(shù)據(jù)和永久基本農(nóng)田數(shù)據(jù)疊加，分析除生態(tài)限制區(qū)域和農(nóng)業(yè)開發(fā)區(qū)域之外村莊居民點(diǎn)在空間上的合理布局，完成居民點(diǎn)搬遷撤并和新建居民點(diǎn)選址布局決策。

3.2 關(guān)于建設(shè)用地留白的決策應(yīng)用

運(yùn)用“空間三維建?！笨梢暬瘎?dòng)態(tài)展示平臺(tái)的三維村莊模型，結(jié)合生態(tài)保護(hù)和農(nóng)業(yè)空間控制線，綜合考慮村莊近期和遠(yuǎn)期發(fā)展重點(diǎn)區(qū)域，從村民居住、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和公共活動(dòng)用地需求出發(fā)，進(jìn)行留白用地對(duì)比選擇，使留白用地選擇更加直觀、具體、可視化。

3.3 關(guān)于規(guī)劃道路選線的決策應(yīng)用

運(yùn)用“3S”技術(shù)的空間規(guī)劃信息平臺(tái)和“空間三維建?！笨梢暬瘎?dòng)態(tài)展示平臺(tái)，結(jié)合坡度、地形因素進(jìn)行規(guī)劃道路選線。同時(shí)，技術(shù)平臺(tái)可以初步預(yù)判工程建設(shè)的土方量，對(duì)選線的合理性和經(jīng)濟(jì)性提供決策依據(jù)，實(shí)現(xiàn)道路工程建設(shè)實(shí)景模擬，降低成本、避免風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的道路選線規(guī)劃決策。

3.4 產(chǎn)業(yè)布局與規(guī)模決策應(yīng)用

結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”公眾參與平臺(tái)和時(shí)空大數(shù)據(jù)綜合分析平臺(tái)，在利用“互聯(lián)網(wǎng)+”公眾參與平臺(tái)對(duì)村民意愿進(jìn)行收集的基礎(chǔ)上，通過對(duì)人口分布、公共設(shè)施分布和現(xiàn)有路網(wǎng)分布數(shù)據(jù)等各類數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合建模分析，實(shí)現(xiàn)村莊產(chǎn)業(yè)空間分布、生態(tài)擾動(dòng)等方面的研究，得出相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展用地布局和規(guī)模的最優(yōu)選址和最大規(guī)模，再結(jié)合選址程序即可確定合適的產(chǎn)業(yè)用地。

4 結(jié)論

今后，村莊規(guī)劃技術(shù)的發(fā)展將更多地體現(xiàn)在數(shù)字技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用上，且村莊規(guī)劃編制管理的數(shù)字規(guī)劃技術(shù)平臺(tái)要完成村莊規(guī)劃管理全過程的覆蓋［8］。村莊規(guī)劃“CoIM”技術(shù)平臺(tái)由時(shí)空大數(shù)據(jù)技術(shù)、空間地理信息平臺(tái)、空間三維建模技術(shù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)5 個(gè)平臺(tái)組成。通過植入和應(yīng)用數(shù)字規(guī)劃的理念，探索建設(shè)符合鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略要求，同時(shí)也能使上位國(guó)土空間總體規(guī)劃得以更好實(shí)施管理的村莊規(guī)劃”CoIM”技術(shù)平臺(tái)，為鄉(xiāng)村保護(hù)、治理、開發(fā)提供實(shí)時(shí)、高效、準(zhǔn)確的決策和管理工具。