測(cè)繪地理信息技術(shù)在國土空間規(guī)劃中的應(yīng)用

麥智蘊(yùn)

（廣州市越秀區(qū)規(guī)劃編制研究中心）

1 測(cè)繪地理信息技術(shù)的概念、特點(diǎn)

測(cè)繪地理信息技術(shù)又稱3S技術(shù)，它包含GPS全球定位系統(tǒng)、遙感RS系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)等。它的本質(zhì)就是利用各種測(cè)量?jī)x器、傳感器和計(jì)算機(jī)軟件、硬件等進(jìn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和分析。

GPS技術(shù)具有可靠、實(shí)時(shí)、精確等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效地進(jìn)行空間資源的收集。通過衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確地對(duì)地形圖中的控制點(diǎn)進(jìn)行精確的定位和測(cè)量，為國土規(guī)劃地形圖的編制和收集整理提供了一種有效的方法。

RS技術(shù)具有數(shù)據(jù)收集便利及時(shí)、探測(cè)范圍大、繪制速度快等優(yōu)點(diǎn)。在與目標(biāo)距離較遠(yuǎn)或不能直接測(cè)量的情況下，利用RS技術(shù)可進(jìn)行有效的判斷、測(cè)量和分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)遙感影像真實(shí)、直觀地傳輸。遙感技術(shù)是目前國土規(guī)劃數(shù)據(jù)獲取和更新的重要技術(shù)。一方面，它可以利用遙感技術(shù)有效地處理數(shù)據(jù)，并形成4D產(chǎn)品，合理地用于規(guī)劃基礎(chǔ)圖或?qū)ｎ}圖；另一方面，它可以通過多種形式的數(shù)據(jù)采集和時(shí)態(tài)分析，對(duì)國土空間進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，及時(shí)、全面地了解土地利用狀況，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合遙感技術(shù)，為土壤、水質(zhì)和環(huán)境污染監(jiān)測(cè)提供真實(shí)、可靠的數(shù)據(jù)。

GIS技術(shù)的主要功能是輸入、查詢、存儲(chǔ)、操作、分析和表達(dá)。在實(shí)際應(yīng)用中，GIS技術(shù)往往與土地規(guī)劃建模、分析算法相結(jié)合，為國土規(guī)劃管理部門的決策提供更為直觀、專業(yè)化依據(jù)。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，測(cè)繪地理信息的采集與處理能力也有了很大的提高，從遙感、無人機(jī)、機(jī)器人、雷達(dá)等多個(gè)方面，已經(jīng)形成了一個(gè)完整的地理信息系統(tǒng)[1]。

2 國土空間規(guī)劃對(duì)測(cè)繪地理信息技術(shù)的需求

國土空間規(guī)劃是在地理環(huán)境、社會(huì)需求和歷史條件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行科學(xué)、合理地規(guī)劃和調(diào)整，以確保土地資源的利用效率。國土空間規(guī)劃包括了物質(zhì)空間的劃分和資源的分布，以及相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和空間承載能力的評(píng)價(jià)。在實(shí)施國土空間規(guī)劃時(shí)，必須堅(jiān)持環(huán)保的思想，注重生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與恢復(fù)，在城市中增加綠地，營造生態(tài)健康的生活環(huán)境，使國土空間的發(fā)展格局更加合理。然而，由于自然承載力的限制，在進(jìn)行國土空間規(guī)劃與發(fā)展時(shí)，必須全面、合理地規(guī)劃國土的空間、生態(tài)布局，確保社會(huì)生產(chǎn)和人與自然的和諧發(fā)展。新時(shí)期的國土空間規(guī)劃既要處理“多規(guī)”并存的各種問題，同時(shí)也要面對(duì)全域、全要素、全流程和空間管理的新形勢(shì)、新任務(wù)、新需求。

2.1 提供實(shí)時(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

由于地理信息技術(shù)中的數(shù)據(jù)采集工作是無時(shí)無刻不在進(jìn)行，因此，地理信息會(huì)隨著時(shí)間的推移而不斷更新、改變，并利用各種手段對(duì)其進(jìn)行分類，從而獲得實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，可以得到區(qū)域或地域形態(tài)發(fā)展的規(guī)律，并對(duì)數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，豐富數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，從而提高GIS的質(zhì)量。高質(zhì)量的大數(shù)據(jù)有助于揭示地理事物自身發(fā)展的規(guī)律，特別是對(duì)自然環(huán)境承載能力的深入剖析，并對(duì)發(fā)展與土地利用的合理性進(jìn)行評(píng)估。同時(shí)，通過大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)本地區(qū)的地質(zhì)問題、地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境問題進(jìn)行了預(yù)測(cè)和分析，并對(duì)未來的發(fā)展趨勢(shì)做出了全面的評(píng)估，為今后的工作做好了充分的準(zhǔn)備。在對(duì)土地利用進(jìn)行全面評(píng)估時(shí)，對(duì)土地利用的細(xì)致分析和相關(guān)的參照資料，可以為土地利用規(guī)劃中的權(quán)重選取提供重要的依據(jù)。

在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評(píng)估時(shí)，數(shù)據(jù)可以為城市規(guī)劃分區(qū)劃分工作提供直觀的基礎(chǔ)，同時(shí)也為城市商業(yè)街區(qū)劃分、住宅位置分析、交通安全管理等方面的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。這些資料是國土空間規(guī)劃的重要依據(jù)，對(duì)其進(jìn)行深入的研究，將為今后的國土空間規(guī)劃工作奠定堅(jiān)實(shí)的依據(jù)[2]。

2.2 數(shù)據(jù)源之間的空間關(guān)系

在GIS中，地理信息涵蓋的范圍很廣，主要有平面和高度的地理信息。通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，地理信息具有更多的內(nèi)容，例如：地理、人文、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等，這說明了空間地理信息的多樣性。GIS大數(shù)據(jù)技術(shù)也能處理碎片化、非結(jié)構(gòu)性和離散化的數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行高效地集成，使不同地域的地理數(shù)據(jù)相互融合，使各種地理數(shù)據(jù)的空間關(guān)聯(lián)更加清晰，更能充分利用GIS大數(shù)據(jù)，增強(qiáng)其實(shí)際應(yīng)用。在進(jìn)行國土空間規(guī)劃時(shí)，必須把經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源保護(hù)相結(jié)合，以促進(jìn)二者的協(xié)調(diào)發(fā)展。因此，我國開展了一項(xiàng)包括多個(gè)方面的供給側(cè)改革，為實(shí)現(xiàn)資源利用與社會(huì)發(fā)展之間的關(guān)系作出了重大貢獻(xiàn)。我國國土資源的總體規(guī)模是有限的，因此，在進(jìn)行國土規(guī)劃時(shí)，要確保其科學(xué)性和合理性，才能達(dá)到國土資源的最優(yōu)配置。例如，對(duì)沙地的治理，要做到立體化，既要確保工程的質(zhì)量，又要確保工程的順利進(jìn)行。同時(shí)，通過運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以使城市土地資源得到合理的開發(fā)，使居民居住小區(qū)與商業(yè)小區(qū)的關(guān)系得到有效協(xié)調(diào)，對(duì)于改善民生、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的意義。

2.3 對(duì)國土規(guī)劃工作進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)

通過對(duì)相關(guān)規(guī)劃的設(shè)計(jì)與限制，利用GIS技術(shù)獲取的規(guī)劃數(shù)據(jù)能夠直觀反映在客戶端中，例如：道路用地規(guī)模、日照分布等。地理數(shù)據(jù)具有很強(qiáng)的可視化表達(dá)功能，特別是以立體視圖為代表的方法，可以很好地展示國土空間規(guī)劃的內(nèi)容。要實(shí)現(xiàn)對(duì)國土空間規(guī)劃進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，需要海量的數(shù)據(jù)支持，并對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)警。海量的地理信息能夠?qū)Ω鞣N事件的發(fā)展規(guī)律進(jìn)行歸納和支持，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控規(guī)劃的實(shí)施情況，為規(guī)劃的支撐體系和分區(qū)提供依據(jù)。

2.4 環(huán)境承載力及國土空間規(guī)劃的適用性評(píng)價(jià)

雖然我們國家的總儲(chǔ)量很大，但有些資源是不可再生的，而且隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)資源的需求也會(huì)不斷增加，因此，我們的各種活動(dòng)都要在可接受的范圍內(nèi)進(jìn)行。在發(fā)展和利用國土空間中，環(huán)境承載能力是一個(gè)很大的限制因素。在對(duì)土地資源的開發(fā)利用上，要考慮到當(dāng)?shù)氐目萍妓?、?jīng)濟(jì)水平和環(huán)境特征，并運(yùn)用GIS的大數(shù)據(jù)來判定其是否合理，從而達(dá)到環(huán)境和經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的目的。國土空間的開發(fā)與規(guī)劃工作，將直接影響到自然環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此，在實(shí)踐中，需要收集和分析與環(huán)境承載能力相關(guān)的因素，以便對(duì)其進(jìn)行評(píng)估[3]。

3 測(cè)繪地理信息技術(shù)在國土空間規(guī)劃中的應(yīng)用

3.1 土地所有權(quán)與使用權(quán)的區(qū)分

在國土空間規(guī)劃中，土地的所有權(quán)和使用權(quán)關(guān)系十分重大，因此，在取得土地兩權(quán)資料的過程中，應(yīng)充分運(yùn)用測(cè)繪地理資料中的房地產(chǎn)測(cè)量技術(shù)，采用航空、GPS等方法進(jìn)行精確的定位，從而獲得更為全面、準(zhǔn)確的調(diào)查資料。在GIS技術(shù)的幫助下，可以更好地完成GIS的采集，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的整合、統(tǒng)計(jì)和分析，從而達(dá)到區(qū)分所有權(quán)的目的。

基礎(chǔ)測(cè)繪工作對(duì)施工安全管理、基礎(chǔ)建設(shè)和造價(jià)的控制都有很大的影響。利用GIS技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析、設(shè)計(jì)、施工等方面的工作，可以有效控制設(shè)計(jì)成本，提高設(shè)計(jì)精度，保證后期的施工[4]。

3.2 評(píng)析結(jié)果的展示與監(jiān)督檢查

在國土空間規(guī)劃中，圖紙的準(zhǔn)確與否是十分關(guān)鍵的，為了確保設(shè)計(jì)圖的準(zhǔn)確性，可以采用3D、GIS等虛擬的圖像處理技術(shù)來生成相應(yīng)的三維立體圖。利用GIS空間技術(shù)，對(duì)編制的國土空間規(guī)劃進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，并根據(jù)最后的評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)規(guī)劃方案進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，保證了國土空間規(guī)劃的準(zhǔn)確性和動(dòng)態(tài)性，同時(shí)也為編制和評(píng)價(jià)提供了綜合技術(shù)支撐。

3.3 耕地保護(hù)與建設(shè)用地管理

在土地保護(hù)和土地管理中，通過3S技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)土地的實(shí)時(shí)開發(fā)（見圖1），從而有效地推動(dòng)土地流轉(zhuǎn)、劃定基本農(nóng)田。農(nóng)業(yè)是一個(gè)民族的基礎(chǔ)，而耕地是我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，耕地的監(jiān)督管理更是其中的一個(gè)重要內(nèi)容。“3S”技術(shù)是實(shí)現(xiàn)有效耕地管理的重要手段，它既能對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況進(jìn)行有效監(jiān)控，又能實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)的宏觀調(diào)控，同時(shí)也能防止非法使用和對(duì)耕地造成損害。

圖1 基于測(cè)繪地理信息技術(shù)的土地管理系統(tǒng)

3.4 國土空間規(guī)劃設(shè)計(jì)

GIS技術(shù)和RS技術(shù)在國土空間規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用（見圖2），既可以提高國土空間規(guī)劃的科學(xué)性，又可以保證項(xiàng)目的質(zhì)量。近年來，測(cè)繪地理信息技術(shù)越來越多地運(yùn)用于國土空間規(guī)劃，成為實(shí)現(xiàn)國土空間規(guī)劃信息的一種有效方法。針對(duì)海量的、復(fù)雜的GIS數(shù)據(jù)，要對(duì)其進(jìn)行綜合分析，運(yùn)用GIS技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的空間信息查詢、分析、評(píng)估，以便更好地評(píng)估其可行性，進(jìn)而分析和規(guī)劃用地。針對(duì)不同類型的用地，應(yīng)根據(jù)有關(guān)的用地資料，制定出一套科學(xué)的規(guī)劃與管理方案，將土地資源進(jìn)行有效整合，從而達(dá)到土地資源的合理分配。此外，GIS還可以在某些復(fù)雜情況下進(jìn)行參數(shù)采集，并對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的分析，從而為國土空間規(guī)劃的管理和決策提供了有效的數(shù)據(jù)[5]。

圖2 多規(guī)合一的國土空間管理系統(tǒng)應(yīng)用

4 結(jié)語

測(cè)繪地理信息技術(shù)具有采集、整合、分析等功能，是實(shí)現(xiàn)國土資源管理的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。要實(shí)現(xiàn)國土空間規(guī)劃的科學(xué)化、精準(zhǔn)化，必須在土地所有權(quán)與使用權(quán)的劃分、評(píng)價(jià)結(jié)果的顯示與監(jiān)督、耕地保護(hù)與建設(shè)等方面充分利用測(cè)繪地理信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。