測繪地理信息技術(shù)在國土空間規(guī)劃中的應(yīng)用

徐松林

【摘要】國土空間規(guī)劃作為國家規(guī)劃體系重要部分意義重大，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，測繪地理信息技術(shù)在國土空間規(guī)劃中的應(yīng)用也愈加廣泛，極大地提升了測繪工作效率與測繪精度，為國土空間規(guī)劃提供了強有力的數(shù)據(jù)支撐。在國土規(guī)劃工作開展中應(yīng)進一步重視測繪地理信息技術(shù)的應(yīng)用與研究，充分發(fā)揮其價值。本文就國土空間規(guī)劃中測繪地理信息技術(shù)的應(yīng)用展開研究，探討RS、GPS以及GIS技術(shù)的實際應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】測繪;地理信息技術(shù);國土空間規(guī)劃

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.08.009

引言：

網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展使人類邁入網(wǎng)絡(luò)信息時代，這對各行各業(yè)發(fā)展提出了新要求，信息化技術(shù)逐漸融入各個領(lǐng)域為促進各行各業(yè)的發(fā)展提供了強有力的技術(shù)支持，國土空間規(guī)劃作為國家重要舉措也應(yīng)順應(yīng)時代發(fā)展趨勢，緊跟時代步伐，更新思路與工作手段，地理信息技術(shù)的應(yīng)用也成為必然。將現(xiàn)代測繪技術(shù)-測繪地理信息技術(shù)引入國土空間規(guī)劃工作極大地提高了工作效率與測繪數(shù)據(jù)精確度，推動了國土空間規(guī)劃工作的順利開展。今后的國土空間規(guī)劃工作中應(yīng)進一步重視測繪地理信息技術(shù)，深化該技術(shù)研究為實踐工作提供理論支撐是非常必要的。下文將圍繞測繪地理信息技術(shù)中3S技術(shù)在國土空間規(guī)劃中的實際應(yīng)用展開探究。

一、國土空間規(guī)劃內(nèi)涵

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，為解決空間矛盾更好利用空間資源就需要進行空間規(guī)劃。而國土空間規(guī)劃具有高度的復(fù)雜性與系統(tǒng)性，以科學(xué)合理開發(fā)利用國土空間資源優(yōu)化空間結(jié)構(gòu)為目的，通過調(diào)查了解土地利用、國土空間資源以及開發(fā)程度等信息，進而統(tǒng)籌規(guī)劃國土空間中的資源要素（生態(tài)、農(nóng)業(yè)、城市以及其他空間等），以推動我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及交通等行業(yè)與社會經(jīng)濟的發(fā)展。國土空間規(guī)劃可以說是基于國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略角度為應(yīng)對國土空間資源與生態(tài)、社會以及經(jīng)濟發(fā)展之間矛盾而依法制定的對國土空間資源進行布局、開發(fā)利用以及管制保護的一種措施或計劃工具。發(fā)達國家或地區(qū)國土空間規(guī)劃較早體系相對完善，如韓國實施“圈狀”空間管制計劃進行國土空間布局，而荷蘭德國為引導(dǎo)經(jīng)濟活動與土地利用則采用“垂直”形式空間規(guī)劃體系，現(xiàn)階段我國采用“多規(guī)合一”國土空間管制引導(dǎo)經(jīng)濟、生態(tài)、社會以及國土利用的協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，以實現(xiàn)資源最優(yōu)配置與國土空間資源可持續(xù)利用。

二、測繪地理信息技術(shù)及其優(yōu)勢

1、測繪地理信息技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也對測繪工作產(chǎn)生了巨大影響，測繪技術(shù)也得到了質(zhì)的突破。測繪地理信息技術(shù)是融合遙感技術(shù)與計算機技術(shù)等的先進技術(shù)，種類較多，均在測繪工作中發(fā)揮巨大作用。⑴GIS：即地理信息系統(tǒng)，是比較重要的空間信息系統(tǒng)，可以采集儲存、管理、運算以及分析空間信息，通過三維可視化技術(shù)可分析處理采集到的地理空間信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值的挖掘，在土地利用、城市規(guī)劃等多個領(lǐng)域都有所應(yīng)用，提高數(shù)據(jù)獲取處理效率，極大地方便了測繪工作。⑵RS：即遙感技術(shù)，該技術(shù)能在不直接接觸或離目標(biāo)有一定距離的情況下對其性質(zhì)進行判定測量，不僅探測范圍大而且成圖快，制作出的地形圖精準(zhǔn)度高，為測繪工作提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。⑶GPS：即全球定位系統(tǒng)，該技術(shù)可在測量過程中利用衛(wèi)星能夠?qū)崿F(xiàn)高精度定位以及跟蹤，不僅能夠?qū)崟r獲取數(shù)據(jù)，還能連續(xù)作業(yè)，相較于傳統(tǒng)測繪設(shè)備，GPS技術(shù)操作更為簡便，測繪效果更佳，很大程度節(jié)約了人力;該技術(shù)因較強的抗干擾性、適應(yīng)性強、觀測時間短以及操作便捷被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，技術(shù)相對成熟，實時定位范圍可以說海陸空任一位置，當(dāng)前該技術(shù)定位極度已實現(xiàn)CM級，在國土空間規(guī)劃中應(yīng)用較多。⑷其他技術(shù)：信息數(shù)字化測繪技術(shù)，如在地質(zhì)工程測繪中常用的網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)，基于信息技術(shù)，利用數(shù)字化技術(shù)手段控制測繪儀器設(shè)備，處理分析數(shù)據(jù)信息。

2、測繪地理信息技術(shù)優(yōu)勢

測繪地理信息技術(shù)具有這幾個優(yōu)點：⑴數(shù)據(jù)精確度高：傳統(tǒng)測繪工作方式以人工為主，受外界環(huán)境因素以及人員專業(yè)水平等方面因素影響，測繪數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度難以有效保證而且工作效率相對不高，存在一定安全風(fēng)險，而測繪地理信息技術(shù)完全避免了傳統(tǒng)測繪的問題，利用現(xiàn)代技術(shù)開展測繪工作，能夠?qū)嵤┇@取數(shù)據(jù)，并利用計算機技術(shù)對數(shù)據(jù)進行分析處理，可為國土空間規(guī)劃工作提供可靠的數(shù)據(jù)支持。⑵工作效率高：現(xiàn)代測繪地理信息技術(shù)不再過度依靠人工，而是自動化程度高基于衛(wèi)星系統(tǒng)等開展工作，可同時采集整理多個監(jiān)測點的數(shù)據(jù)信息，并及時快速傳輸?shù)接嬎銠C中進行數(shù)據(jù)分析，這使得數(shù)據(jù)采集處理效率得到了質(zhì)的提升。⑶抗干擾性強：傳統(tǒng)的測繪工作方式很容易受到交通、天氣以及地形等外界因素影響，一旦遇到地理環(huán)境復(fù)雜的區(qū)域，測量結(jié)果很容易受外界影響使得數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度降低，甚至天氣惡劣時工作難以進行，測繪地理信息技術(shù)依靠現(xiàn)代技術(shù)手段如衛(wèi)星接收器等作為信號數(shù)據(jù)來源在惡劣天氣或復(fù)雜地理環(huán)境條件下也能保持正常工作狀態(tài)，將其應(yīng)用于國土空間規(guī)劃中在各種工作環(huán)境下都能高效工作。

三、國土空間規(guī)劃中測繪地理信息技術(shù)應(yīng)用

結(jié)合國土空間規(guī)劃內(nèi)涵與測繪地理信息技術(shù)優(yōu)勢，主要分析總結(jié)RS、GIS以及GPS技術(shù)這幾種測繪地理信息技術(shù)在國土空間規(guī)劃中的應(yīng)用情況。

1、RS技術(shù)應(yīng)用

1.1 無人機航空攝影

在國土空間規(guī)劃中，無人機航空攝影是比較常見的遙感技術(shù)應(yīng)用方式，工作過程是這樣的：無人機根據(jù)工作內(nèi)容搭載攝像以及遙感設(shè)備設(shè)施對目標(biāo)進行高空或低空的遙感拍攝，并將采集到的國土空間信息傳輸給地面信息中心。無人機航空攝影應(yīng)用的無人機是自動控制或無線電遙控的體積大小皆可的無人飛行器，在國土空間規(guī)劃工作中應(yīng)用時，無人機往往會根據(jù)航拍以及遙感等工作內(nèi)容需要搭載相應(yīng)的設(shè)備設(shè)施（攝像頭、雷達、微型分光計以及遙感設(shè)備等），完成地面指揮人員發(fā)出的各種指令如多角度縮放或全方位觀察。由于設(shè)備精度功能差異，運用無人機搭載設(shè)備拍攝可輸出不同形式（地形圖、高線圖、曲面以及空間三維圖等）的數(shù)據(jù)模型。

1.2 衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用

無人機航空拍攝應(yīng)用同衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢相較，后者無論是拍攝范圍廣度還是采集空間信息數(shù)據(jù)量上都比前者更具優(yōu)勢。具體來說，在國土空間規(guī)劃工作中應(yīng)用衛(wèi)星遙感技術(shù)，各種比例尺成圖需求均可被滿足而且數(shù)據(jù)精確度高成本不高，自動化程度非常高;可綜合監(jiān)測生態(tài)要素、時序演變、地表溫度以及空間分布等諸多方面信息數(shù)據(jù)，并綜合各方面數(shù)據(jù)進行分析，數(shù)據(jù)信息采集速度非常快，且時間與氣候因素不會對其工作造成干擾，可為規(guī)劃工作提供可靠的數(shù)據(jù)信息;不足方面，數(shù)據(jù)更新方面周期較長，不同于無人機拍攝不受云層影響，衛(wèi)星遙感技術(shù)拍攝會受到云層遮擋影響的。需要注意的是，為確保繪圖效果，在外業(yè)調(diào)查中應(yīng)用衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)先將圖根控制點布置好再對控制點坐標(biāo)進行實測并采集邊界;實際距離較遠時，衛(wèi)星遙感技術(shù)繪圖容易出現(xiàn)把干涸溝渠讀為道路或把干涸河流讀為砂石路的誤讀信息問題，為保證工作質(zhì)量與效果工作人員需要對比不同渠道獲取的圖像，別自行主觀推斷，必要時進行實地調(diào)查。

1.3 結(jié)構(gòu)體系分析輔助

在國土空間規(guī)劃工作中可利用遙感技術(shù)采集三維空間坐標(biāo)信息以及地表紋理數(shù)據(jù)，進而基于這些詳細數(shù)據(jù)信息對實際地形進行模擬，構(gòu)建出地形三維模型并將其以豐富的表現(xiàn)形式與動感體驗清晰顯示出來，這個為國土空間規(guī)劃體系的分析進行輔助。遙感技術(shù)應(yīng)用涉及多個領(lǐng)域，在國土空間規(guī)劃中應(yīng)用該技術(shù)構(gòu)建出的每個層次具有獨立性，各層次獨立時也包含相應(yīng)的內(nèi)容。總之，在國土空間規(guī)劃中應(yīng)用遙感技術(shù)能充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢。

1.4 補充數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)

利用遙感技術(shù)具備建模功能，可對目標(biāo)數(shù)據(jù)信息進行采集并基于這些信息構(gòu)建三維模型，為三維平臺搭建奠定了基礎(chǔ)，一些條件下如目標(biāo)物體涉及到的環(huán)境與地勢等情況復(fù)雜測繪難度高時，出于工作測繪成本與建模效率考量還可以應(yīng)用自動建模，需要注意的是若需要建模的對象位置在地下空間如地鐵站等對內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及精準(zhǔn)度要求高的目標(biāo)物體則需要應(yīng)用專業(yè)建模軟。此外，三維平臺是基于三維模型與數(shù)據(jù)庫搭建的，可對三維模型相關(guān)信息進行展示，工作人員可借助平臺提取以及分析信息。

2、GIS技術(shù)應(yīng)用

GIS技術(shù)在國土空間規(guī)劃中的應(yīng)用主要包括以下幾個方面。

2.1 生態(tài)建設(shè)

GIS技術(shù)在國土空間工作中的生態(tài)建設(shè)方面也具有重要作用。借助該技術(shù)可對測量區(qū)域水土、河流等自然資源狀況進行勘察為之后的國土空間規(guī)劃工作奠定基礎(chǔ)，通過實時的地理數(shù)據(jù)信息也可便于局部問題的改進與調(diào)整。例如生態(tài)環(huán)境保護方面利用GIS技術(shù)可對大氣、土壤、噪聲以及水等各種要素信息進行管理，并將各種信息通過“一張圖”呈現(xiàn)出來，利用空間F分析功能可動態(tài)模擬生態(tài)環(huán)境變化并做出預(yù)測。

2.2 規(guī)劃管控

國土規(guī)劃管控中涉及到對資源對環(huán)境承載力與國土開發(fā)決策適宜性這兩方面的評價問題。利用GIS技術(shù)進行國土空間規(guī)劃管控工作，可對區(qū)域內(nèi)土地、交通、水、人口以及城市等方面資源信息數(shù)據(jù)收集整理，進而科學(xué)合理評價國土空間內(nèi)各項資源，為之后使用管制提供數(shù)據(jù)支持。

2.3 公眾參與

公眾參與中GIS技術(shù)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在兩個方面：⑴數(shù)據(jù)采集：可從民眾中獲得關(guān)于當(dāng)?shù)仫L(fēng)土人情方面的信息，利用GIS技術(shù)與公眾形成聯(lián)系，進而借助GIS相關(guān)工作人員可從居民獲得信息，而基于信息進行的決策又可以通過系統(tǒng)向居民傳輸。⑵信息處理：利用GIS技術(shù)可對收集的信息進行分析處理，使信息變得可視化民眾便可通過GIS了解到自己想要了解的信息，而不是被動的接收信息，這一定程度提升公眾參與的積極性，有利于規(guī)劃的落實以及措施的執(zhí)行。

2.4 規(guī)劃布局

GIS技術(shù)在國土空間規(guī)劃布局方面的應(yīng)用有兩個方面：⑴整體規(guī)劃：隨著經(jīng)濟社會的穩(wěn)步發(fā)展城市化進程加快，國土空間規(guī)劃工作開展對城市建設(shè)具有指導(dǎo)意義，對于追趕城市化步伐的地區(qū)，需要進行地理空間資源分析進而有的放矢采取相應(yīng)的發(fā)展措施，應(yīng)用GIS技術(shù)能夠采集相關(guān)區(qū)域地理信息數(shù)據(jù)并進行處理分析，可為該地區(qū)行業(yè)發(fā)展分類劃分如商業(yè)、居住、工業(yè)以及綠化等分區(qū)提供數(shù)據(jù)支持，并針對性采取最為貼合本區(qū)域?qū)嶋H情況的發(fā)展策略;GIS具有預(yù)測功能，可對本區(qū)域災(zāi)害風(fēng)險進行分析預(yù)測進而便于相關(guān)部門提前采取措施進行防范，以免災(zāi)害發(fā)生影響城市運轉(zhuǎn)以及人們正常生活。⑵地下規(guī)劃：城市化進程加快使得大量人口涌入城市，進一步加劇了城市空間資源緊張問題，出于對國土空間資源的最優(yōu)化利用，地下空間也需要進行相應(yīng)的規(guī)劃;不同于地上空間規(guī)劃，無論是相關(guān)人員的規(guī)劃經(jīng)驗還是地理信息數(shù)據(jù)采集方面地下空間規(guī)劃難度都更高，GIS應(yīng)用與地下空間規(guī)劃能一定程度解決這個問題，可采集到地下空間地理信息數(shù)據(jù)為其規(guī)劃分析決策提供信息依據(jù)。

3、GPS技術(shù)應(yīng)用

3.1 GPS技術(shù)的使用原理

借助GPS的技術(shù)優(yōu)勢構(gòu)建GPS測量系統(tǒng)全天候、實時監(jiān)測收集國土空間數(shù)據(jù)信息，包括基站、流動站與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)三個子系統(tǒng)，其中基站采用無線技術(shù)實現(xiàn)與衛(wèi)星的互聯(lián)通信并實時接收衛(wèi)星采集反饋回來的信息;流動站則是對基站發(fā)出的信息進行接收，而數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)則是對基站實時接收到的衛(wèi)星反饋數(shù)據(jù)進行處理分析儲存等一系列處理操作。GPS測量系統(tǒng)實際工作過程是這樣的：基站對衛(wèi)星反饋回來的信息進行接收與校準(zhǔn)，之后將信息向流動站反饋;流動站接收到基站反饋的信息后，對其進行初始化處理后向數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)傳遞;數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對流動站傳遞的信息進行處理后可得出測點三維坐標(biāo)。

3.2 GPS技術(shù)在土地規(guī)劃管理中的應(yīng)用

3.2.1 地籍管理

對土地形狀、屬權(quán)以及位置等方面內(nèi)容明確的工作就是細部測量，也是地籍管理工作的核心部分。細部測量工作開展需要嚴格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行：測量難度高的位置誤差必須控制在15cm以內(nèi);城鎮(zhèn)街道測量誤差必須控制在10cm以內(nèi)。采用傳統(tǒng)的測量方法很難將誤差控制在要求范圍，不利于地籍管理工作的進行。將GPS技術(shù)應(yīng)用于地籍管理，采用相關(guān)設(shè)備進行細部測量工作，就能將誤差控制在要求范圍內(nèi)，特別是測量難度較高的地應(yīng)用GPS技術(shù)不僅能夠確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性降低測量誤差還能提高測量工作效率，減少對周邊的影響。具體來說，在對某地細部測量時，工作人員先實地勘查分析該地區(qū)地理環(huán)境等情況繪制出平面圖，根據(jù)實際情況進行測量，對于測量難度較高的隱蔽地方不宜使用傳統(tǒng)測量方法，采用GPS技術(shù)使用全站儀與經(jīng)緯儀輔助，以有效控制測量誤差，提高數(shù)據(jù)精確度，使地籍細部測量工作得以完成。

3.2.2 土地利用監(jiān)測

以往土地利用監(jiān)測是以相關(guān)部門登記情況作為信息來源，這樣的信息可靠性與實時性較差，可能與實際土地利用情況存在一定差異。測繪地理信息技術(shù)應(yīng)用實現(xiàn)了土地利用的動態(tài)監(jiān)測，能夠?qū)崟r監(jiān)測土地利用以及變更信息，可以為政府部門分析土地利用情況以及決策提供實時可靠數(shù)據(jù)。應(yīng)用GPS技術(shù)與RS技術(shù)能夠?qū)崟r監(jiān)測土地利用情況，并主動發(fā)現(xiàn)土地變化情況，借助GPS能夠調(diào)取以往數(shù)據(jù)為土地利用與變換信息查詢提供技術(shù)支持。

3.2.3 土地勘測界定

土地勘測定界這項技術(shù)服務(wù)工作可為國土資源部門地籍管理提供數(shù)據(jù)支持，GPS技術(shù)的運用于土地勘測界定工作，以實現(xiàn)土地資源合理規(guī)劃使用為目的，根據(jù)土地征用、出讓以及劃撥等界定土地使用范圍，并繪制出詳細的分類、使用以及分類等方面信息。GPS技術(shù)用于地形復(fù)雜、面積較大或者權(quán)屬地界線多情況下的土地勘測可發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，線性工程用地勘界尤甚。如山區(qū)高速路用地勘界由于地形復(fù)雜且通視條件不佳應(yīng)用GPS技術(shù)，能大幅度提升工作效率，降低人工工作量，獲取更為精確的測量數(shù)據(jù)，應(yīng)用效果較佳。

結(jié)語：

綜上所述，國土空間規(guī)劃作為國家戰(zhàn)略重要舉措，對各行各業(yè)發(fā)展有著重要的指導(dǎo)意義。而信息時代數(shù)據(jù)以及技術(shù)重要性不言而喻，先進的技術(shù)能為國土空間規(guī)劃的科學(xué)性、合理性以及可行性提供有力的技術(shù)保障，豐富完善的數(shù)據(jù)信息能為國土空間規(guī)劃工作進行提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，提升規(guī)劃水平和質(zhì)量。本文分析了國土空間規(guī)劃內(nèi)涵、測繪地理信息技術(shù)主要種類以及技術(shù)優(yōu)勢，進而詳細分析總結(jié)了地理信息技術(shù)中的代表性技術(shù)RS、GIS以及GPS技術(shù)在國土空間規(guī)劃中實際應(yīng)用?？梢钥闯霾煌夹g(shù)種類各自特點不一在規(guī)劃工作中應(yīng)用方面也有所不同，有些情況需要幾種技術(shù)結(jié)合使用，在實踐應(yīng)用中根據(jù)其技術(shù)特點單用或聯(lián)合應(yīng)用，以充分發(fā)揮測繪地理信息技術(shù)的價值，為國土空間規(guī)劃工作提供更為可靠的技術(shù)支撐。

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