測繪地理信息科技融合新技術助力空間規(guī)劃編制

文／黃勇、張勇、肖讓 貴州圖智信息技術有限公司 貴州貴陽 520000

引言：

長時間以來，我國在國土空間管理工作當中，還存在多規(guī)銜接復雜、規(guī)劃立法薄弱以及部門協(xié)調困難等相關問題。而在我國提出“建立國家空間規(guī)劃體系”以后，也對省級空間規(guī)劃試點方案進行了有效實施，具體提出了以主體功能區(qū)規(guī)劃作為基礎統(tǒng)籌的各類空間性規(guī)劃方案，并對多規(guī)合一這一實施理念進行了有效推進，這使規(guī)劃體制得到了深化改革與創(chuàng)新，并對統(tǒng)一的空間規(guī)劃體系進行了充分建立，使我國國土空間的整體治理水平得到了全面提升。

1、云計算與測繪地理信息技術的融合

云計算主要是指按照使用量付費的一種模式，此模式可以提供更為便捷的網(wǎng)絡訪問，而且還具有按需和可用等特點，能夠進入到具體的計算資源共享池當中，從而快速提供此類資源，可以減少管理工作量，加強與服務供應商之間的交互?，F(xiàn)如今，地理信息的應用范圍和領域已變得更加廣泛，而用戶對數(shù)據(jù)共享也有了更高的意愿和需求，這需要有效重構和更新空間信息。具體來說，測繪地理信息需要從傳統(tǒng)的單一底圖數(shù)據(jù)提供向綜合信息服務進行轉變。例如，需要對多規(guī)合一進行有效實行，在具體的空間規(guī)劃編制過程當中，針對空間規(guī)劃強度測算、環(huán)境承載能力評價以及國土空間開發(fā)適宜性評價等，都需要在地理信息服務平臺上有效實現(xiàn)異構數(shù)據(jù)多元空間分析以及信息在線處理等功能，因此需要對云計算進行合理采用，從而為用戶提供更為高效和靈活的服務。隨著城市空間信息量的不斷增加，為了有效實現(xiàn)城市的多規(guī)合一，對空間規(guī)劃進行科學編制與組織實施，需要結合其主體功能區(qū)定位，有效融合云計算和測繪地理信息技術，從而進一步推動社會與經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。測繪地理信息領域可通過大型云計算平臺來有效處理空間信息數(shù)據(jù)，并架構服務產(chǎn)品，開發(fā)商業(yè)模式，這使云平臺能夠為用戶部署和提供更為優(yōu)質的服務。在日后將會有更多的公有云和私有云誕生，其可在不同模式下提供相應服務，從而有效實現(xiàn)空間規(guī)劃編制的創(chuàng)新發(fā)展[1]。

圖1 空間規(guī)劃示意圖

2、大數(shù)據(jù)與測繪地理信息技術的融合

在大數(shù)據(jù)應用過程當中需要有效創(chuàng)新處理模式，使決策能力得到增強，具有良好的洞察發(fā)現(xiàn)力，合理優(yōu)化流程，從而具有更為海量和多樣化的信息資產(chǎn)。通過運用大數(shù)據(jù)，可以使人們的管理模式得到全面優(yōu)化，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的深度挖掘與分析。數(shù)據(jù)往往具有地理屬性以及位置關聯(lián)性，所以通過將地理信息與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)進行有效融合，可以使一般數(shù)據(jù)的地理智商得到大幅度提高?，F(xiàn)如今，我國各個地區(qū)，在對空間發(fā)展戰(zhàn)略進行制定時，需要有效編制空間規(guī)劃。具體而言，對于國民經(jīng)濟以及社會發(fā)展而言，空間規(guī)劃是一項戰(zhàn)略性、綜合性以及綱領性的規(guī)劃工作，也是我國現(xiàn)代化體系建設的重要內容之一。在空間規(guī)劃工作當中，通過實現(xiàn)多規(guī)合一，可以使市場資源配置的重要作用得到充分發(fā)揮，對區(qū)域內的產(chǎn)業(yè)、人口、空間、生態(tài)、土地以及環(huán)境等相關要素進行系統(tǒng)性評估，從而使我國的主體功能發(fā)展導向得到有效貫徹，對不同地區(qū)的實際發(fā)展需求進行全面統(tǒng)籌，最終對發(fā)展目標進行確定，使發(fā)展空間得到有效管控。而為了使此類目標得到有效實現(xiàn)，需要充分落實空間規(guī)劃，在此過程當中也會有大量的數(shù)據(jù)信息產(chǎn)生。例如，在對某縣域空間規(guī)劃進行編制時，需要對基礎資料進行獲取，具體包括當?shù)卦诮?jīng)濟以及社會發(fā)展過程當中的所有歷史資料。這也形成了多數(shù)據(jù)語義、多空間分辨率、多平臺以及多種格式的數(shù)據(jù)形態(tài)，特別是空間數(shù)據(jù)挖掘以及地理知識服務。這對各類數(shù)據(jù)的智能管理也提出了更高要求，因此需要對云計算技術進行有效應用，合理處理相關數(shù)據(jù)，從而使大數(shù)據(jù)的處理需求得到有效滿足[2]。

3、人工智能與測繪地理信息技術的融合

人工智能主要是對人的智能進行模擬、擴展以及延伸的相關理論、技術和方法。人工智能是計算機科學當中的一個重要分支，可對智能實質進行了解，并產(chǎn)生全新的與人類智能相似的方式。具體來說，人工智能主要通過計算機對人的某些思維過程以及智能行為進行模擬。在空間規(guī)劃編制過程當中，地理信息底層是空間規(guī)劃編制的重要基礎，同時還需要有效開展空中全景測量工作，其具體需要對遙感影像、傾斜攝影測量技術等進行應用。而通過對人工智能的機器學習方法進行有效運用，可在常規(guī)解譯精度的基礎上有效提取特征和區(qū)分類別，使數(shù)據(jù)處理的智能化和自動化程度得到有效提高。通過運用人工智能技術可以快速處理海量的地理信息基礎數(shù)據(jù)，其具體包括衛(wèi)星影像建模、三維激光點、云數(shù)據(jù)處理相關方式，可為空間規(guī)劃的編制提供有效助力。

4、虛擬現(xiàn)實技術與測繪地理信息技術的融合

虛擬現(xiàn)實技術也被稱之為人工環(huán)境或靈境技術，其可通過計算機來有效生成相關的模擬環(huán)境，從而對虛擬世界進行創(chuàng)建與體會。具體來說，通過對虛擬現(xiàn)實技術進行應用，可以進行多元信息融合以及交互式的信息仿真，其具有三維動態(tài)視景以及實體行為，可以使用戶在該環(huán)境當中得到沉浸。增強現(xiàn)實需要對攝影機影像位置和角度進行實時計算，并要結合相關圖像、3D 模型以及視頻等技術，可在屏幕上將虛擬世界與現(xiàn)實世界進行有效結合和互動。針對VR 與AR 兩種視覺技術的差異進行分析，其中VR 視覺主要建立在虛擬環(huán)境，而AR 視覺則是建立在現(xiàn)實環(huán)境。在具體編制和實施空間規(guī)劃工作時需要具有大量地圖，而通過VR 和AR 技術，可以有效實現(xiàn)地理信息的可視化目標，從而使傳統(tǒng)運用地圖描述地理現(xiàn)象的做法得到打破，避免在視覺角度由于電子地圖等給非專業(yè)人員產(chǎn)生錯誤理解。與此同時，通過運用VR和AR 技術，還能夠對與現(xiàn)實相貼近的視覺場景進行構建，此場景十分逼真，一方面可以使人們對未來發(fā)展的真實狀態(tài)進行直觀看到，使其對地理信息內涵進行充分了解，而另一方面還可運用可視化技術，使人與未來之間的交互體驗得到豐富。在實際運用虛擬現(xiàn)實技術時，首先可通過傾斜攝影測量技術來為真三維成果進行提供，使城市的本來面貌得到真實還原之后，則可通過VR 和AI 技術對城市在暴雨災后的三圍立體全景圖進行有效模擬，從而為城市的防災減災等工作開展提供指導。

5、移動互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)與測繪地理信息技術的融合

對于空間規(guī)劃編制而言，其需要具有前瞻性。通過相關試點實踐可以表明，將測繪地理信息技術與物聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)進行有效融合，可為空間規(guī)劃的編制與實施起到重要作用?，F(xiàn)如今，在空間規(guī)劃編制準備工作開展過程當中，對相關數(shù)據(jù)具有更為嚴格的要求。例如，地理信息數(shù)據(jù)需要具有二維到三維的全部要素，并從米級上升到厘米級和亞米級，同時還需要包括地上和地下、室內和室外，對信息的實效性也有了更高要求。

首先，針對移動互聯(lián)網(wǎng)進行分析，其主要結合了移動通信與互聯(lián)網(wǎng)，屬于智能移動終端，可通過移動無線通信方式對業(yè)務以及服務等新興業(yè)務進行有效獲取。移動互聯(lián)網(wǎng)具體包括軟件、終端以及應用三個不同層面，其中終端層主要包括平板電腦、智能手機以及電子書等，而軟件則具體涉及到數(shù)據(jù)庫、中間件、操作系統(tǒng)以及安全軟件等。應用層主要是指工具媒體類、商務財經(jīng)類以及休閑娛樂類等相關應用與服務。對于移動互聯(lián)網(wǎng)實質進行分析，其主要是將移動通信技術與互聯(lián)網(wǎng)技術等進行有效結合，并落實到具體實踐的相關活動。隨著我國科學技術的快速發(fā)展，移動終端技術以及寬帶無線接入技術等也得到了廣泛應用，這使用戶能夠在互聯(lián)網(wǎng)上對相關信息進行獲取，并接受具體的服務。而通過利用近場通信以及導航、定位、接收等相關集成傳感器，可以向用戶提供具體的移動速度、位置、運動時間以及行程軌跡等信息數(shù)據(jù)，使測繪地理信息在泛在化以及個性化等方面的需求得到有效滿足。隨著4G 以及5G 技術的快速發(fā)展，使現(xiàn)實世界和虛擬空間之間的趨同效應得到增強，這也使相關位置服務的范圍變得更為廣泛，且具有更高的精度。4G 使人們的生活得到改變，而5G 可以使整個社會的發(fā)展得到進步。通過將地理信息與移動互聯(lián)網(wǎng)進行有效融合，可以更好地滿足各地區(qū)在空間規(guī)劃編制方面的發(fā)展需求，并保證科學合理的實施空間規(guī)劃。

其次，物聯(lián)網(wǎng)主要通過對各種信息傳感設備進行使用，從而對物體或過程互動連接以及監(jiān)控等需要的信息進行實時采集，可以與互聯(lián)網(wǎng)共同形成相應的網(wǎng)絡體系?；ヂ?lián)網(wǎng)的目的在于實現(xiàn)物與人、物與物以及物品與網(wǎng)絡的有效連接，可以更為方便的進行控制、管理與識別。將測繪地理信息技術和物聯(lián)網(wǎng)技術進行有效融合，可以更好的了解用戶資產(chǎn)狀況、人員動態(tài)變化、設備運行情況以及相關地理事件。這對于了解相關區(qū)域的現(xiàn)實狀況和未來發(fā)展具有重要幫助，可通過挖掘物聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)空間信息的推理分析，使空間規(guī)劃編制具有的前瞻性得到有效滿足，對未來發(fā)展進行充分預測。物聯(lián)網(wǎng)可將現(xiàn)實世界數(shù)位化，在融合測繪地理信息技術后，將會具有更為廣泛的應用范圍[3]。

6、與BIM 技術的結合

建筑信息模型也被稱之為建筑信息化管理和建筑信息制造，可以將其簡稱為BIM，其基礎為建筑工程項目的相關信息數(shù)據(jù)，可以通過模擬建筑物的真實信息和數(shù)字信息仿真，利用三維建筑模型來有效實現(xiàn)設備管理、工程監(jiān)理、數(shù)字化加工、物業(yè)管理以及工程化管理等功能。BIM 具有信息一致性、關聯(lián)性、完備性、協(xié)調性、可視化以及優(yōu)化性等特點。工程的設計、施工、建設與監(jiān)理單位等項目參與方，需要在同一平臺上對同一建筑信息模型進行共享，方便進行項目可視化和精細化建造。BIM 與CAD 不同，并非只是單純的一款軟件，而是一種十分重要的管理手段，是實現(xiàn)建筑信息化和精細化管理的關鍵工具。BIM 可以在一個模型當中集成工程項目在全生命周期當中不同階段的資源、過程與信息，通過三維數(shù)字技術可以對建筑物的真實信息進行模擬，并為工程的設計和施工提供內部一致以及相互協(xié)調的信息模型。隨著我國城市現(xiàn)代化建設步伐的不斷加快，地下工程數(shù)量也在不斷增加，而且變得十分復雜。通過相關試點實踐可以證明，空間規(guī)劃編制需要對地下工程進行考慮，其與地上工程不同，往往表現(xiàn)為左右縱橫和上下交錯，因此無法直觀的進行觀察，而且還不能進行拆除和重建，復雜程度要高于地上建筑。所以，通過對BIM技術進行應用，并結合測繪地理信息技術，如三維建模、沉降測量以及巷道測量技術等，對現(xiàn)有地下建筑以及地下設施的整體情況進行真實模擬和還原，合理開展空間規(guī)劃工作。在具體實施空間規(guī)劃工作時，可以利用BIM 技術，對地下工程建設與設施運行過程的全生命周期進行真實反映，數(shù)字化表達物理特性和功能特性，以此來為地下工程的設計、管理、施工以及運營提供有力依據(jù)。

7、測繪地理信息技術在空間規(guī)劃中的應用

7.1 土地所有權與使用權的區(qū)分

針對國土空間規(guī)劃進行分析，土地所有權、使用權是十分重要的一項內容。因此，在對土地兩權數(shù)據(jù)地圖進行獲取時，可以對測繪地理信息當中的不動產(chǎn)測繪技術進行充分利用，并通過航測和GPS 定位方式來有效實現(xiàn)精準定位，使數(shù)據(jù)得到更為全面和準確的調查。除此之外，還可以通過對GIS技術的應用來獲取地理信息數(shù)據(jù)，有效整合、分析與統(tǒng)計數(shù)據(jù)，準確區(qū)分土地歸屬權。

7.2 評析結果的展示與監(jiān)督檢查

圖紙繪制的準確性對國土空間規(guī)劃工作質量具有直接影響，為了使規(guī)劃圖紙的繪制精確性得到有效保證，需要對3D或者GIS 等虛擬圖形處理技術進行選擇和使用，從而使三維立體規(guī)劃視圖得到有效制作。通過結合GIS 空間技術，可以實時的動態(tài)評估國土空間規(guī)劃方案，依據(jù)最終評估結果來合理調整和優(yōu)化規(guī)劃方案，這樣不僅能夠使國土空間規(guī)劃的動態(tài)性和精確性得到保障，而且還能夠為制定和評估規(guī)劃方案提供有力的技術支持。

7.3 耕地保護與建設用地管理

在耕地保護和建設用地管理過程中，需要通過3S 技術來實時開發(fā)未得到利用的土地，從而合理配置土地流轉、劃定基本農(nóng)田以及增減監(jiān)控等相關工作。通過應用測繪地理信息，可以為國土空間規(guī)劃工作的開展提供及時提醒，并準確分析數(shù)據(jù)，科學合理的規(guī)劃耕地保護和建設用地。

7.4 國土空間規(guī)劃設計

在國土空間規(guī)劃設計工作開展過程中，需要對GIS 技術和RS 技術進行合理應用，通過運用這兩項測繪地理信息技術，一方面可以使國土空間規(guī)劃科學性得到提高，而且還能夠保質保量的完成外業(yè)工作任務。近些年來，在國土空間規(guī)劃中，測繪地理信息技術的應用也變得更為廣泛，可以準確進行定位，并有效獲取信息。針對大量地理信息數(shù)據(jù)，需要全面進行分析，通過GIS 技術來有效查詢、評估和分析相關空間信息，對規(guī)劃設計方案的可行性進行準確評價，合理分析和規(guī)劃土地。在對多類型土地進行空間規(guī)劃時，可以結合相關土地數(shù)據(jù)對規(guī)劃管理方案進行合理制定，有效整合土地資源，合理配置土地資源。此外，測繪地理信息技術還可在復雜條件下收集地理信息數(shù)據(jù)，有條理、有針對的分析土地空間數(shù)據(jù)，為國土空間規(guī)劃管理工作開展和決策制定提供參考依據(jù)。

結語：

綜上所述，通過將測繪地理信息和現(xiàn)代計算機技術進行有效融合，可為城市空間規(guī)劃的編制與實施起到有效推動，從而使我國的經(jīng)濟與社會得到快速發(fā)展。而在將測繪地理信息科技與相關先進技術進行融合時，并非單純的點對點融合，而是要有效實現(xiàn)綜合的多點對多點融合模式，從而使各類技術所具有的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，提高空間規(guī)劃編制工作質量，保證相關空間規(guī)劃的有效實施，從而全面促進我國的健康發(fā)展。