北京市2019年度地理國情常態(tài)化監(jiān)測(cè)及其推廣應(yīng)用

莊 園 楊旭東 黃迎春 劉博文 王 淼 靳子航

(1.北京市測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院, 北京 100038; 2.城市空間信息工程北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100038)

0 引言

第一次全國地理國情普查完成后,按照國務(wù)院對(duì)地理國情監(jiān)測(cè)工作總體部署,地理國情監(jiān)測(cè)于2016年轉(zhuǎn)入常態(tài)化監(jiān)測(cè),在第一次地理國情普查基礎(chǔ)上,進(jìn)行地理國情監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)化運(yùn)行建設(shè),形成年度常態(tài)化地理國情信息監(jiān)測(cè)機(jī)制[1-2]。

按照自然資源部部署安排以及《自然資源部辦公廳關(guān)于開展2019年全國地理國情監(jiān)測(cè)工作的通知》和《自然資源部辦公廳關(guān)于下達(dá)2019年自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)任務(wù)的通知》文件要求,北京市啟動(dòng)2019年全市地理國情常態(tài)化監(jiān)測(cè)工作。地理國情監(jiān)測(cè)充分利用天空地一體化遙感技術(shù)、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System，GNSS)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)技術(shù)、時(shí)空數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù),完成對(duì)自然與人文地理要素信息的動(dòng)態(tài)獲取、綜合分析與評(píng)估、產(chǎn)品生產(chǎn)與發(fā)布[3]。地理國情監(jiān)測(cè)是城市規(guī)劃、建設(shè)和建設(shè)用地減量治理的重要基礎(chǔ),作為一個(gè)國家基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性資源,其成果是解決北京市“城市病”的有效途徑[4]。地理國情監(jiān)測(cè)經(jīng)過多年的發(fā)展,成果已廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃管理、自然災(zāi)害應(yīng)用、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、糧食補(bǔ)貼監(jiān)測(cè)等方面[5-7]。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來,地理國情監(jiān)測(cè)成果作為天然的大數(shù)據(jù)[8],在高效存儲(chǔ)和強(qiáng)大計(jì)算能力的輔助下,對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行深度分析和挖掘,地理國情監(jiān)測(cè)將實(shí)現(xiàn)過去因數(shù)據(jù)欠缺而無法開展的分析計(jì)算[9]。

1 監(jiān)測(cè)概況

1.1 監(jiān)測(cè)范圍

2019年北京市地理國情監(jiān)測(cè)范圍為北京市全市域,包括16個(gè)區(qū),約1.64×104km2,同時(shí)考慮區(qū)劃接邊的津冀地區(qū)。對(duì)合成孔徑雷達(dá)干涉(Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR)地表形變監(jiān)測(cè)范圍是北京市重點(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域,總面積約4 500～4 800 km2。

1.2 監(jiān)測(cè)目標(biāo)

利用高分辨率航空航天遙感影像,整合最新的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)及相關(guān)部門專題數(shù)據(jù),以6月30日為時(shí)點(diǎn),監(jiān)測(cè)并掌握測(cè)區(qū)范圍內(nèi)的林草資源、城市要素、人工建(構(gòu))筑物的類型、面積、范圍、分布和變化情況,同時(shí),立足北京市特點(diǎn),結(jié)合實(shí)際需求,開展交通、水務(wù)、房屋和生態(tài)環(huán)境等方面專題監(jiān)測(cè)工作,完成全市域城市要素變化情況監(jiān)測(cè),形成現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)、精度高的2019年全市地理國情信息數(shù)據(jù)庫。監(jiān)測(cè)成果堅(jiān)持“邊監(jiān)測(cè)、邊應(yīng)用”的原則,在國土空間開發(fā)、資源節(jié)約集約利用、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、城市空間發(fā)展變化和建立生態(tài)文明制度體系等方面起到了重要作用,為政府決策和各部門工作提供數(shù)據(jù)支撐。

2 工作流程與方法

2.1 工作流程

以覆蓋任務(wù)區(qū)的多源航空航天遙感影像數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)源,收集利用各行業(yè)專題數(shù)據(jù),采用遙感影像解譯、內(nèi)業(yè)變化采集、外業(yè)調(diào)查、空間數(shù)據(jù)建庫、統(tǒng)計(jì)分析等技術(shù)方法,堅(jiān)持內(nèi)外業(yè)相結(jié)合的作業(yè)要求,實(shí)現(xiàn)年度地理國情變化信息的快速、準(zhǔn)確獲取,通過數(shù)據(jù)庫建庫和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,形成地理國情監(jiān)測(cè)的系列數(shù)據(jù)、報(bào)告和圖件成果。地理國情監(jiān)測(cè)的技術(shù)流程如圖1所示。

圖1 地理國情監(jiān)測(cè)總體技術(shù)路線

2.2 主要技術(shù)方法

2.2.1內(nèi)業(yè)變化信息采集

北京市屬于國家規(guī)定的一類區(qū)域,利用優(yōu)于1 m分辨率的遙感影像數(shù)據(jù),以2018年基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為本底數(shù)據(jù),識(shí)別全市變化信息,采用與影像信息相匹配的內(nèi)容指標(biāo)采集地表覆蓋與地理國情要素變化信息。

2.2.2外業(yè)調(diào)查核查

疊加地理國情要素?cái)?shù)據(jù)、地表覆蓋分類數(shù)據(jù)、專題性要素?cái)?shù)據(jù)與影像數(shù)據(jù),制作地理國情監(jiān)測(cè)外業(yè)工作底圖,方便外業(yè)調(diào)查。

采用分批次的方式,完成對(duì)內(nèi)業(yè)影像解譯的變化圖斑信息的外業(yè)調(diào)查與核查。調(diào)查內(nèi)容包括三類:一是對(duì)于內(nèi)業(yè)可識(shí)別出變化,但不能識(shí)別具體變化類型等屬性信息,進(jìn)行實(shí)地調(diào)查;二是對(duì)內(nèi)業(yè)采集成果按照一定比例進(jìn)行外業(yè)實(shí)地核查;三是為保障監(jiān)測(cè)成果的準(zhǔn)確性,外業(yè)采集相應(yīng)的佐證照片,輔助內(nèi)業(yè)解譯判讀。

2.2.3統(tǒng)計(jì)分析

地理國情常態(tài)化監(jiān)測(cè)(2019年度)統(tǒng)計(jì)分析內(nèi)容主要包括基本統(tǒng)計(jì)、對(duì)比統(tǒng)計(jì)和專題分析評(píng)估。

基本統(tǒng)計(jì)是統(tǒng)計(jì)分析流程中的首要階段和重要環(huán)節(jié)[10],以地理國情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),基于行政區(qū)劃、規(guī)則網(wǎng)格、自然地理、社會(huì)經(jīng)濟(jì)區(qū)域等4類統(tǒng)計(jì)單元,采用空間量算、比值分析法、極值法、極差法、疊加分析、緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析等統(tǒng)計(jì)方法,對(duì)地表覆蓋和地理要素的幾何特征類型及地理實(shí)體對(duì)象的數(shù)量、占地面積、占比等統(tǒng)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行基本特征統(tǒng)計(jì)。

對(duì)比統(tǒng)計(jì)是在基本統(tǒng)計(jì)及匯總基礎(chǔ)上,以普查年份為基期年份,監(jiān)測(cè)年份為末期年份,形成基期年到末期年間、上一年度到末期年間的對(duì)比統(tǒng)計(jì),分析監(jiān)測(cè)內(nèi)容在時(shí)間、空間上的數(shù)量變化信息。通過對(duì)比統(tǒng)計(jì)分析,可構(gòu)建地表覆蓋和重要地理國情要素在時(shí)間、空間、數(shù)量三位一體的變化信息網(wǎng)。

專題分析評(píng)估是基于地理國情基本統(tǒng)計(jì)匯總和對(duì)比統(tǒng)計(jì)分析成果,結(jié)合政府重點(diǎn)關(guān)注、公眾關(guān)心的領(lǐng)域,利用社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),定量與定性分析相結(jié)合,從資源分布、生態(tài)保護(hù)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)發(fā)展、社會(huì)民生等角度,對(duì)城市空間變化形成地理國情系列專題分析評(píng)價(jià)報(bào)告。

3 監(jiān)測(cè)成果

北京市種植土地、林草覆蓋、荒漠與裸露地表和水域四類自然地理要素面積占全市80.96%,其中林草覆蓋的面積最大。2018—2019年自然地理要素總的變化率為2.15%,其中裸露地的變化率最大為4.14%。

北京市房屋建筑(區(qū))、鐵路與道路、構(gòu)筑物和人工堆掘地四類人文地理要素面積占全市19.04%,其中房屋建筑(區(qū))的面積最大。2018—2019年人文地理要素總的變化率為10.50%,其中人工堆掘地的變化率最大為42.11%。

(1)房屋單體專題

北京市2019年房屋建筑數(shù)量約492萬棟,占地面積為692.33 km2,地上建筑規(guī)模約17.46×108m2。與2018年相比,北京市房屋建筑在總體數(shù)量上減少約21萬棟,從各區(qū)房屋建筑規(guī)模凈變化來看,減少的區(qū)主要是通州、大興和昌平區(qū);增加的區(qū)主要是海淀、房山和延慶區(qū),如圖2所示。

圖2 北京市2018、2019年房屋數(shù)量圖

(2)城區(qū)擴(kuò)展分析

北京市2000—2019年城區(qū)面積增加了321.67 km2,擴(kuò)展速度達(dá)到了16.93 km2/a,擴(kuò)展強(qiáng)度為2.14%;其次是2005—2010年城區(qū)擴(kuò)展面積最大,為115.59 km2,其擴(kuò)展速度達(dá)到了23.12 km2/a;城區(qū)變化較小的是在2010—2015年,為57.83 km2,城區(qū)擴(kuò)展速度為11.57 km2/a。從擴(kuò)展強(qiáng)度來看,在2005—2010年時(shí)間段中,北京市城區(qū)擴(kuò)展強(qiáng)度最大,為2.65%;在2010—2015年,北京市城區(qū)擴(kuò)展強(qiáng)度較小,為2.01%。綜合分析,北京市城區(qū)2005—2010年間城區(qū)擴(kuò)展面積、擴(kuò)展速度和擴(kuò)展強(qiáng)度均為最大,2010—2015年間城區(qū)擴(kuò)展面積、擴(kuò)展速度和擴(kuò)展強(qiáng)度均為最小。

4 成果應(yīng)用

4.1 精準(zhǔn)服務(wù)城市更新

4.1.1老舊小區(qū)改造

充分利用北京市地理國情監(jiān)測(cè)成果中的房屋單體數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù),結(jié)合各區(qū)兩級(jí)收集提交的舉證材料,按照內(nèi)外業(yè)結(jié)合的方式,遵循從嚴(yán)從緊、內(nèi)外結(jié)合、嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)、全面覆蓋的原則,構(gòu)建全市無違建數(shù)據(jù)清查和數(shù)據(jù)審核平臺(tái),為全市無違建創(chuàng)建和全市存量違法建設(shè)摸底核查提供技術(shù)支撐。以地理國情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),根據(jù)現(xiàn)有房屋矢量數(shù)據(jù)、歷年的遙感影像數(shù)據(jù)及其他專題數(shù)據(jù),結(jié)合各區(qū)兩級(jí)收集提交的舉證材料,通過人工計(jì)算機(jī)相結(jié)合的解譯方法,按照內(nèi)外業(yè)結(jié)合的方式,遵循從嚴(yán)從緊、內(nèi)外結(jié)合、嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)、全面覆蓋的原則,識(shí)別疑似違法房屋建筑區(qū)或房屋建筑,開展全市存量違法建核查舉證市級(jí)核查工作。

4.1.2棚戶區(qū)改造

《北京城市總體規(guī)劃(2016—2035年)》要求推進(jìn)城鎮(zhèn)棚戶區(qū)改造,改善居民居住環(huán)境。本著嚴(yán)格落實(shí)《北京城市總體規(guī)劃(2016—2035年)》、堅(jiān)決維護(hù)規(guī)劃的嚴(yán)肅性和權(quán)威性,全面開展城鄉(xiāng)接合部、北京城市副中心等地區(qū)的棚戶區(qū)改造,將棚戶區(qū)改造與各區(qū)土地利用情況、人口規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)發(fā)展一體考慮,同步規(guī)劃,統(tǒng)籌實(shí)施。利用監(jiān)測(cè)成果中單體建筑數(shù)據(jù),精確梳理簡(jiǎn)易房、棚房和城中村等現(xiàn)狀數(shù)據(jù),為城六區(qū)重點(diǎn)棚戶區(qū)改造保駕護(hù)航。

4.2 有效提升城市精細(xì)化管理

4.2.1全市低密度住宅整治

2018年9月26日,北京市政府更新了《北京市新增產(chǎn)業(yè)的禁止和限制目錄(2018年版)》,重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)全北京市范圍內(nèi)禁止新建容積率小于1.0的住宅項(xiàng)目,更明確說明禁止建設(shè)獨(dú)戶獨(dú)棟類房地產(chǎn)項(xiàng)目?；诘乩韲閱误w建筑數(shù)據(jù),對(duì)全市低密度住宅房屋摸排監(jiān)督,梳理發(fā)現(xiàn)全市問題低密度住宅259宗,精準(zhǔn)定位低密度住宅房屋的空間位置及其現(xiàn)狀情況。同時(shí),地理國情監(jiān)測(cè)歷年監(jiān)測(cè)的連續(xù)性,滿足低密度住宅整治進(jìn)度的持續(xù)性更新。

4.2.2城市綠地監(jiān)管

利用地理國情監(jiān)測(cè)成果中地表覆蓋數(shù)據(jù),獲取歷年城區(qū)綠地及拆遷區(qū)域覆蓋動(dòng)態(tài)變化情況,分析老城區(qū)城市綠地及拆遷空地使用建設(shè)情況,為城市綠地監(jiān)管提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。構(gòu)建多類型、多層次、多功能、成網(wǎng)絡(luò)的高質(zhì)量綠色空間體系。完善以綠興業(yè)、以綠惠民政策機(jī)制,不斷擴(kuò)大綠色生態(tài)空間。著力建設(shè)以綠為體、林水相依的綠色景觀系統(tǒng),增強(qiáng)游憩及生態(tài)服務(wù)功能,重塑城市和自然的關(guān)系,讓市民更加方便親近自然。

4.2.3“七有”“五性”評(píng)價(jià)

黨的十八大以來,習(xí)近平總書記兩次視察北京,對(duì)北京建設(shè)“首善之區(qū)” 提出了具體要求,要求城市建設(shè)特別是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)質(zhì)量,應(yīng)形成適度超前、相互銜接、滿足未來需求的功能體系?；诘乩韲楸O(jiān)測(cè)成果,梳理全市學(xué)校、醫(yī)院、企業(yè)、社會(huì)福利等場(chǎng)所的現(xiàn)狀及變化情況,為實(shí)現(xiàn)全市“七有”“五性”監(jiān)測(cè)上不斷取得新進(jìn)展。

以對(duì)北京市核心區(qū)地理國情中數(shù)據(jù)所覆蓋的內(nèi)室外空間無障礙設(shè)施基礎(chǔ)情況,以視力殘障者、乘輪椅者以及老人為對(duì)象,以保障通行過程的連續(xù)性及通行節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)的完整性為原則,針對(duì)室外空間無障礙設(shè)施系統(tǒng)化布置,選取合適的評(píng)價(jià)方法,探究核心區(qū)的無障礙設(shè)施空間分布特征,評(píng)價(jià)核心區(qū)老人以及殘疾人的綜合出行可達(dá)性,進(jìn)一步為城市無障礙設(shè)施服務(wù)水平評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)。通過分析可知,從街道的綜合無障礙設(shè)施化等級(jí)分布來看,16%的街道無障礙化狀況最差,32%的街道無障礙化水平較差,22%的街道無障礙化達(dá)到良,22%的街道無障礙化達(dá)到優(yōu)。核心區(qū)各街道到分類活動(dòng)場(chǎng)所(醫(yī)院、公園、超市、學(xué)校、銀行)的最近道路距離差異較大,例如,核心區(qū)各個(gè)小區(qū)到最近的公交站平均道路距離271 m,90%以上都在500 m以下,核心區(qū)居民的公交站點(diǎn)可達(dá)性較好,且分布較為均勻。而各小區(qū)距離最近醫(yī)院(等外、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)等)的道路距離平均值為459 m,最大值為1 795 m, 90%以上小區(qū)距離在1 000 m以下。

4.2.4全市職住平衡監(jiān)測(cè)

《北京城市總體規(guī)劃(2016—2035年)》首次將“職住平衡”作為政策目標(biāo)提出。職住平衡的主要影響因素包括宏觀層面的土地使用模式、中觀層面的住房供給與選擇模式以及微觀層面的綜合配套完善程度?；?019年北京市地理國情數(shù)據(jù),結(jié)合經(jīng)濟(jì)、人口普查結(jié)果數(shù)據(jù),研究了一套職住平衡計(jì)算及對(duì)策研究路線,從人口、產(chǎn)業(yè)、房屋、交通等方面對(duì)北京市城市基礎(chǔ)現(xiàn)狀進(jìn)行分析評(píng)價(jià),計(jì)算北京市職住比數(shù)據(jù),根據(jù)計(jì)算可知,北京市2019年全市職住比為1∶1.59,與《總規(guī)》中2020年北京全市城鄉(xiāng)職住用地達(dá)到1∶1.5的要求還有一定差距。以通州區(qū)為例,制作市政基礎(chǔ)設(shè)施空間分布專題圖(圖3),根據(jù)圖上信息可知,通州區(qū)市政基礎(chǔ)設(shè)施空間分布不均,下一步，通州區(qū)市政基礎(chǔ)設(shè)施需要圍繞交通廊道和大容量公交換乘節(jié)點(diǎn),對(duì)于如何提高基本公共文化服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化、均等化、社會(huì)化和數(shù)字化水平,強(qiáng)化居住用地投放與就業(yè)崗位集中,構(gòu)建市民就近工作、居住、生活的城市組團(tuán)等各方面提出建設(shè)性意見。

圖3 通州區(qū)市政基礎(chǔ)設(shè)施空間分布圖

5 結(jié)束語

按照自然資源部的統(tǒng)一部署,在滿足國家地理國情普查工作內(nèi)容的基礎(chǔ)上,基于目前地理國情監(jiān)測(cè)應(yīng)用層面及服務(wù)對(duì)象,結(jié)合2019年北京市政府工作計(jì)劃,對(duì)未來地理國情監(jiān)測(cè)方向調(diào)整把控,實(shí)現(xiàn)地理國情監(jiān)測(cè) “用深、用準(zhǔn)、用新”的目標(biāo)。

“用深”目標(biāo)是加強(qiáng)地理國情數(shù)據(jù)的深度挖掘工作,做好各類監(jiān)測(cè)成果數(shù)據(jù)的解讀,讓政府部門和社會(huì)公眾可以實(shí)現(xiàn)成果共享。做好地理國情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與北京市整體規(guī)劃目標(biāo)和方向深度融合,充分挖掘數(shù)據(jù)蘊(yùn)含的內(nèi)在價(jià)值。隨著自然資源領(lǐng)域機(jī)構(gòu)改革的實(shí)施和國情應(yīng)用層級(jí)的提升,地理國情監(jiān)測(cè)內(nèi)容設(shè)置與社會(huì)服務(wù)需求的矛盾日益顯現(xiàn),國情信息數(shù)據(jù)的采集內(nèi)容設(shè)置還需要優(yōu)化,指標(biāo)劃定還需要細(xì)化,實(shí)現(xiàn)地理國情監(jiān)測(cè)成果的“用深”目標(biāo)。“用新”地理國情成果主要體現(xiàn)在兩方面：其一,“新”體現(xiàn)在國情數(shù)據(jù)的變化時(shí)效上,管理決策需要更加全面和及時(shí)地掌握地理國情變化信息；其二,“新”還應(yīng)著重體現(xiàn)在國情數(shù)據(jù)的對(duì)接需求上,應(yīng)該拓展地理國情監(jiān)測(cè)未來服務(wù)范圍。做好應(yīng)用服務(wù),不斷調(diào)整未來地理國情重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的方向。