大數(shù)據(jù)技術(shù)在國土空間規(guī)劃中的應(yīng)用研究

摘 要∶隨著科技的飛速發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)已應(yīng)用于各行各業(yè)。文章介紹了國土空間大數(shù)據(jù)的特征以及國土空間規(guī)劃中大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用情況。同時，結(jié)合行業(yè)發(fā)展趨勢，對大數(shù)據(jù)技術(shù)在國土空間規(guī)劃中的應(yīng)用進行了展望，旨在充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢，提升國土空間保護、開發(fā)、利用、修復(fù)水平。

關(guān)鍵詞∶大數(shù)據(jù);國土空間規(guī)劃;優(yōu)勢;治理能力

中圖法分類號∶TU982??? 文獻標(biāo)識碼∶A

Research on application of big data technology in land and space planning

PAN Nianran

（School of Economics and Management， Shanghai University of Sport， Shanghai 2000， China）

Abstract：With the rapid development of science and technology， big data technology has been applied to all walks of life. This paper introduces the characteristics of territorial spatial big data and the application of big data technology in territorial spaltial planning. At the same time， combined with the development trend of the industry， the application of big data technology in land and space planning is prospected， aiming to give full play to the advalntages of big data technology and improve the level of land and space protection， development， utilization and restoration.

Key words： big data， land spatial planning， advantages， governance capacity

建立國土空間規(guī)劃體系是推動國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化的重要舉措，各級國土空間規(guī)劃編制技術(shù)指南均提出要應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)加強基礎(chǔ)分析，故梳理大數(shù)據(jù)技術(shù)在國土空間規(guī)劃編制中的應(yīng)用情況，進而羅列出更多的國土空間規(guī)劃中大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用方式和場景非常有必要，將為增強國土空間規(guī)劃的科學(xué)性和提升管理與服務(wù)水平提供新的視角和思路。

1國土空間大數(shù)據(jù)

國土空間規(guī)劃體系明確要求將主體功能區(qū)規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃等空間規(guī)劃融合為統(tǒng)一的國土空間規(guī)劃，這就意味著國土空間規(guī)劃編制中有來自不同行業(yè)的大量數(shù)據(jù)需要進行整合，這為在國土空間規(guī)劃中應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)提供了寬廣的平臺。由于近年來各部門均在推動信息化建設(shè)，所以目前國土空間規(guī)劃編制中各類數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出較為明顯的特征，即數(shù)據(jù)來源齊全、類型復(fù)雜多樣、實時性強、價值高、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，且數(shù)據(jù)銜接性、共享性、保密性強。數(shù)據(jù)來源齊全、類型復(fù)雜多樣指的是國土空間大數(shù)據(jù)的來源較廣，且數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不盡相同，包括結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化等;數(shù)據(jù)實時性強指的是可隨時隨地快速捕獲、測量和實時傳遞數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)空間系統(tǒng)各行為的全方位、實時、快速感知，全面、精確、動態(tài)反映國土空間要素的基本行為模式和動態(tài)變化;數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、銜接性強指的是數(shù)據(jù)可通過關(guān)聯(lián)規(guī)則和主成分分析（PCA）等手段規(guī)范數(shù)據(jù)信息的基本內(nèi)容、方式、頻率分布等，對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息進行科學(xué)整合，建立數(shù)據(jù)資源庫，從而進行科學(xué)決策和科學(xué)管理;數(shù)據(jù)共享性強指的是信息透明化，可在官網(wǎng)公布;數(shù)據(jù)保密性強指的是使用大數(shù)據(jù)技術(shù)對重要數(shù)據(jù)進行加密處理，以保證公共財產(chǎn)安全。

2應(yīng)用

由于科技不斷進步，大量新技術(shù)被應(yīng)用到各行各業(yè)，這對編制國土空間規(guī)劃的技術(shù)和方法產(chǎn)生影響，同時改變了自然資源和城鄉(xiāng)建設(shè)的管理方式。學(xué)者及技術(shù)人員通過收集以及整合多種多樣的時空大數(shù)據(jù)信息，深入分析國土空間規(guī)劃中可能會出現(xiàn)的各種問題，明晰空間要素在不同環(huán)境下的相互聯(lián)系，為國土空間規(guī)劃編制提供決策支持。通過對CNKI數(shù)據(jù)平臺的相關(guān)研究成果進行梳理，國土空間規(guī)劃研究大致分為：區(qū)域協(xié)調(diào)、國土空間規(guī)劃、城市功能結(jié)構(gòu)、城市交通、城市環(huán)境保護等。

2.1區(qū)域協(xié)調(diào)

區(qū)域協(xié)調(diào)主要包括區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃、都市圈規(guī)劃，在這些宏觀規(guī)劃中，主要是研究區(qū)域內(nèi)各城市的人口、交通、物流、產(chǎn)業(yè)、資本等要素的流動規(guī)律，進而結(jié)合資源環(huán)境確定不同城市的定位、發(fā)展規(guī)模、產(chǎn)業(yè)分工以及立體交通網(wǎng)絡(luò)體系。施澄等[1]利用手機信令數(shù)據(jù)對長三角城市群的短期人口流動情況進行了研究，利用人口流動信息識別出了中心城市存在差異化發(fā)展和空間層次分異兩大特征。張坤等[2]利用POI大數(shù)據(jù)對京津冀區(qū)域的旅游資源進行了空間分異解析，得出旅游資源呈“多中心，層級發(fā)展”分布，為更好地統(tǒng)籌區(qū)域旅游發(fā)展提供了支撐。

與傳統(tǒng)規(guī)劃編制方法相比，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析人口信息數(shù)據(jù)（包括人口布局和人口時空遷徙演變情況），分析數(shù)據(jù)中人口發(fā)展的動態(tài)變化趨勢，可以為規(guī)劃城市發(fā)展規(guī)模提供有力的數(shù)據(jù)支撐。此外，還可應(yīng)用動態(tài)數(shù)據(jù)對城鎮(zhèn)發(fā)展格局和都市圈現(xiàn)狀進行評估和研判，進一步辨別各個城市在經(jīng)濟、社會和各信息網(wǎng)絡(luò)中的聯(lián)系和地位，并分析城市土地資源的變化走勢，最終合理規(guī)劃城市空間功能布局。

2.2國土空間規(guī)劃

傳統(tǒng)的城市規(guī)劃編制深度依賴測繪數(shù)據(jù)、普查統(tǒng)計數(shù)據(jù)等，缺點在于數(shù)據(jù)收集不全面、透明度較低、時效性差，會導(dǎo)致規(guī)劃設(shè)計人員對現(xiàn)狀認知不準(zhǔn)確。如今，大數(shù)據(jù)技術(shù)為國土空間規(guī)劃提供了全新的研究視角。當(dāng)前，基礎(chǔ)資料既來源于相關(guān)部門數(shù)據(jù)、行業(yè)數(shù)據(jù)等傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，又來來源于智慧城市感知數(shù)據(jù)、社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等新型數(shù)據(jù)。利用社交網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，可以研究城市網(wǎng)絡(luò)活動、城市功能特征、職住平衡、構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)社區(qū)好友關(guān)系等，并以此為基礎(chǔ)分析城市功能網(wǎng)絡(luò)體系;利用遙感影像、地理數(shù)據(jù)研究城市建成區(qū)識別、地塊邊界與開發(fā)強度演變等。學(xué)者研究大數(shù)據(jù)技術(shù)在國土空間規(guī)劃中的應(yīng)用已取得較多成果，湯燕良等[3]綜合應(yīng)用耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與元胞自動機研究惠州市的城鎮(zhèn)開發(fā)邊界，充分利用微博簽到和百度POI數(shù)據(jù)，識別城鎮(zhèn)發(fā)展方向和空間品質(zhì)，結(jié)合土地利用數(shù)據(jù)，模擬城鎮(zhèn)擴張邊界。趙寶靜等[4]建立了上海市城市發(fā)展戰(zhàn)略數(shù)據(jù)平臺，對城市總體規(guī)劃（國土空間規(guī)劃）編制技術(shù)與方法進行了探索。

2.3城市功能結(jié)構(gòu)

城市功能是創(chuàng)造城市經(jīng)濟和社會活動的主要空間載體，其是否科學(xué)合理直接影響城市國土空間開發(fā)效率，因此對城市進行精細化的定量分析，對于評估城市結(jié)構(gòu)具有重要意義。當(dāng)下，可利用遙感衛(wèi)星影像和照片等圖片資料進行圖像解譯，識取現(xiàn)狀用地的土地類別和范圍，從而對國土空間用地功能和用地分布進行研究、分析。除此之外，可以通過興趣點、網(wǎng)站評價以及智能手機和軟件打卡功能等渠道獲取相應(yīng)的大數(shù)據(jù)信息，借助GIS分析、文本整合、人工智能等對城市居民日常活動項目和活動空間范圍進行研究及劃分。同時，可以對城市居民日?；顒忧闆r進行分類，將其劃分成不同的國土空間劃區(qū)域，如居住、教育、醫(yī)療、娛樂休閑、商業(yè)服務(wù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)保護等，通過與規(guī)劃分區(qū)進行疊加分析，判斷國土空間規(guī)劃分區(qū)與用地分布是否合理。魏海濤等[5]應(yīng)用北京市出租車GPS定位的軌跡大數(shù)據(jù)，揭示了城市居民出行行為和城市空間結(jié)構(gòu)特征。通過對城市形態(tài)歷史演變過程的總結(jié)和分析，確定城市形態(tài)模式和功能定位，從而合理規(guī)劃城市的空間結(jié)構(gòu)和功能分布。

2.4城市交通

城市交通基礎(chǔ)設(shè)施是城市運行的根本和骨架。隨著居民活動空間范圍不斷擴大，難免存在交通問題。目前，已有不少在城市規(guī)劃和城市交通研究中充分利用城市交通基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及廣泛應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)的例子，如基于活動的城市綜合交通需求動態(tài)分析理論、利用動態(tài)交通數(shù)據(jù)的短時交通需求預(yù)測方法等[6～7]。通過對車流量、人流量、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、公交路線、站點設(shè)置、合理規(guī)劃道路等信息數(shù)據(jù)的篩選和分析，優(yōu)化和提升城市交通結(jié)構(gòu)，合理規(guī)劃城市交通道路，可提高城市之間的可通達性，打造一個安全、舒適、便捷的出行環(huán)境。

2.5城市環(huán)境保護

生態(tài)文明背景下從政府到普通民眾對城市環(huán)境的關(guān)注度和要求越來越高，但文明國家正處于高速城鎮(zhèn)化進程中，逐漸從資源消耗型、環(huán)境破壞型發(fā)展轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展，仍然普遍存在保護和開發(fā)的矛盾，如空氣污染、水域污染等對環(huán)境造成破壞，給人類帶來了一定的危害。隨著國家對環(huán)保問題的重視，采用大數(shù)據(jù)技術(shù)對環(huán)境問題進行處理，極大地提高了環(huán)境治理效率。楊顯華針對我國社會重點關(guān)注的礦山環(huán)境治理問題，使用高分辨率遙感數(shù)據(jù)，開展了礦山環(huán)境綜合治理區(qū)劃研究，并且研究結(jié)果客觀、準(zhǔn)確。通過利用多元的大數(shù)據(jù)，深入分析引起環(huán)境問題的根源，并通過資源稟賦條件，測算出適應(yīng)資源環(huán)境的實際承載能力，以求達到城市發(fā)展和環(huán)境之間的平衡。

3展望

為了形成較為高效、有序的規(guī)劃編制管理體系，進一步完善相關(guān)數(shù)據(jù)庫建設(shè)，我們需要不斷應(yīng)用相關(guān)信息技術(shù)對數(shù)據(jù)進行有效傳輸與處理，重點關(guān)注信息集成、信息共享等功能的構(gòu)建，旨在有助于各個主體和層級之間的協(xié)同規(guī)劃。

3.1應(yīng)用形式

目前，很多大數(shù)據(jù)的應(yīng)用研究較多是單一數(shù)據(jù)研究單一問題，對于多元數(shù)據(jù)綜合研究同一個問題時，存在多元數(shù)據(jù)粘合問題。例如，各部門按照相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及側(cè)重點對相關(guān)數(shù)據(jù)進行收集，以至于數(shù)據(jù)存在單一性、片面性特征，往往在綜合使用數(shù)據(jù)時，因存在數(shù)據(jù)碎片化以及數(shù)據(jù)采集統(tǒng)計口徑、采集時間點不完全一致等情況，加大了有效數(shù)據(jù)篩選和使用的難度。針對該問題，目前已有廣泛使用的數(shù)據(jù)融合架構(gòu)，如JDL，Pau，Laas架構(gòu)等，但忽略了數(shù)據(jù)的動態(tài)性、數(shù)據(jù)加密等問題。為評估數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)狀態(tài)，特別是針對時變系統(tǒng)，數(shù)據(jù)可能只在有限的時間段內(nèi)有意義。在實時應(yīng)用環(huán)境中，融合節(jié)點應(yīng)能夠區(qū)分并驗證數(shù)據(jù)的正確順序，所以各種數(shù)據(jù)平臺之間應(yīng)加強聯(lián)系，打破數(shù)據(jù)壁壘，逐步加強信息公開化和透明化。

3.2應(yīng)用領(lǐng)域

在鄉(xiāng)村治理工作中應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，促進鄉(xiāng)村治理現(xiàn)代化已成為當(dāng)前社會發(fā)展的趨勢，而聚焦當(dāng)前研究的大多城市、區(qū)域等，涉及鄉(xiāng)村地區(qū)較少，主要是因為在鄉(xiāng)村地區(qū)采集數(shù)據(jù)存在困難。針對以上問題，部分設(shè)計單位在進行工程設(shè)計時并未充分考慮消防設(shè)施等安全性設(shè)施的科學(xué)性與合理性以及充分尊重民眾的意愿，而是按照建設(shè)單位的要求進行信息化建設(shè)。與以局部為主體的管理理念相比，樹立總體樣本預(yù)測全局發(fā)展意識，從多元化角度分析不同人群的實際需求更為重要。與目前的人力現(xiàn)場測量相比，數(shù)據(jù)采集機器人更注重結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，能夠節(jié)省大量的人力資源成本，并且具備編程能力，能夠根據(jù)環(huán)境進行智能化判斷，能夠代替人力進行功能操作，能夠就不同環(huán)境下的數(shù)據(jù)進行歸類管理。而基于“以人為本”的理念，該機器人利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，根據(jù)不同的數(shù)據(jù)渠道（Web系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)）進行數(shù)據(jù)抓取，從而生成調(diào)查問卷，并且發(fā)放給鄉(xiāng)村地區(qū)人民，充分尊重了鄉(xiāng)村地區(qū)人民的意愿。4結(jié)束語

應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)進行自然資源規(guī)劃、管理已成為必然趨勢。隨著大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)不斷發(fā)展，在很大程度上提高了國土空間規(guī)劃的工作效率和管理水平，同時提高了公眾對國土空間規(guī)劃工作的參與度，完善了空間領(lǐng)域規(guī)劃體系，實現(xiàn)了動態(tài)化監(jiān)管，改進和簡化了辦事流程，更好地滿足了公眾的需求，有利于使用各種數(shù)據(jù)信息進行科學(xué)、合理的決策，從而全面提升社會治理能力。

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作者簡介：

潘念然（2000—），本科，研究方向：大數(shù)據(jù)技術(shù)。