基于GIS的國土空間規(guī)劃疊加分析研究

董華斌

摘要：“三區(qū)三線”工作被認為是規(guī)劃改革空間管制的核心內容，它也是近年來我國國土資源和綜合治理制度的體系逐漸演變的一個必然結果，是現代國土資源開發(fā)和綜合治理制度體系中一個重要的組成部分，是為了實現統(tǒng)籌多規(guī)融合、整合國土資源有關的空間性規(guī)劃而設計和實施的，用于管控分區(qū)的重要手段。該文整理和分析比較多規(guī)的各種數據的差異，依托ArcGIS軟件實現多規(guī)的基礎數據的統(tǒng)一。實現了國土空間規(guī)劃資料數據疊加綜合診斷，為后續(xù)國土空間規(guī)劃“三區(qū)三線”一張圖奠定了基礎。

關鍵詞：GIS??國土空間規(guī)劃??空間疊加??數據整合

中圖分類號：F301.2???文獻標識碼：A

Research?on?Overlay?Analysis?of?Land?Spatial?Planning?Based?on?GIS

DONG?Huabin

（The?Third?Surveying?and?Mapping?Institute?of?Hunan?Province，?Changsha，?Hunan?Province，?410118?China）

Abstract：?The?work?of?"three?zones?and?three?lines"?is?considered?as?the?core?content?of?spatial?control?in?planning?reform.?It?is?also?an?inevitable?result?of?the?gradual?evolution?of?China's?land?resources?and?comprehensive?management?system?in?recent?years，?is?an?important?part?of?the?modern?land?resources?development?and?comprehensive?management?system，?is?an?important?means?for?controlling?zoning?designed?and?implemented?to?achieve?the?fusion?and?integration?of?the?spatial?planning?related?to??land?resources?in?the?overall?planning?and?multi-planning?manner.?This?paper?organizes?and?analyzes?the?differences?of?various?data?of?multi-planning，?realizes?the?unification?of?multi-planning?basic?data?based?on?ArcGIS?software，?and?realizes?the?comprehensive?diagnosis?of?data?overlay?of?land?spatial?planning?data，?which?has?laid?a?foundation?for?the??“three?zones?and?three?lines”?in?one?map?of?the?following?land?spatial?planning.

Key?Words：?GIS;?Land?spatial?planning;?Spatial?overlay;?Data?integration

建立健全我國空間規(guī)劃監(jiān)督管理制度，加強監(jiān)督管理，把我國主體功能區(qū)規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃與國土空間規(guī)劃緊密結合起來，實現國土空間全國統(tǒng)一規(guī)劃，實現多規(guī)劃融合，加強國土空間規(guī)劃在重大專項中的應用規(guī)劃中的具體政策實施指導和規(guī)劃編制中的約束保障，是黨中央、國務院做出的重要決策和部署[1]。

通過“三區(qū)三線”的區(qū)域劃定，來逐步統(tǒng)一明確鎮(zhèn)域主體功能定位和管控要求，銜接國民經濟和社會發(fā)展規(guī)劃、城鄉(xiāng)總體規(guī)劃、林業(yè)等規(guī)劃，編制鎮(zhèn)域的總體空間規(guī)劃布局[2]。有助于其發(fā)展形成一種新型的多規(guī)合一的管理途徑，能夠有效維護良好的生態(tài)環(huán)境，切實遵守國家保護耕地和水資源的相關政策，實現可持續(xù)、高效集約節(jié)約利用土地。對于促進區(qū)域持續(xù)健康穩(wěn)定經濟發(fā)展，城鄉(xiāng)經濟一體化體系建設，和諧社會體系建設都具有很大的積極推動力和作用。

該文選擇益陽市某鎮(zhèn)為研究對象，該鎮(zhèn)交通便利，既有規(guī)劃包括《國民經濟與社會發(fā)展規(guī)劃》《土地利用總體規(guī)劃》《鎮(zhèn)總體規(guī)劃》《生態(tài)保護紅線劃定方案》等。

1?城鄉(xiāng)用地分類標準

目前，我國城鄉(xiāng)用地的分類標準如圖1所示。

2?基于城鎮(zhèn)、農業(yè)和生態(tài)空間的國土空間類別統(tǒng)籌

多規(guī)合一是指對區(qū)域空間范圍進行合理有效的統(tǒng)籌規(guī)劃、協(xié)調和合理配置，在統(tǒng)一的平臺上建立相關的控制線，用來實現優(yōu)化用地配置和政府治理水平提高為目標的規(guī)劃[3]。因此，建立統(tǒng)一的用地劃分標準，被認為是必須先解決的科技難題。通過對以上數據的分析，可以看到，目前土地利用分類標準如土地規(guī)劃、城市規(guī)劃、森林規(guī)劃等存在較大差異，主要反映各標準編制單位和部門人員對國土空間環(huán)境保護利用的認識和趨勢。因此，不能將其視為空間規(guī)劃的綜集成。

“多規(guī)合一”是指從綜合的角度對各領域空間資源的利用進行相應的協(xié)調和合理配置。黨的十八大以來，黨委、中央一系列重要會議和文件明確指出，要加快建立新時期城鄉(xiāng)空間規(guī)劃體系，推進“多規(guī)融合”工作，科學規(guī)劃“三區(qū)三線”，即城市空間、農業(yè)生產空間、生態(tài)空間要與人口、資源、環(huán)境相適應。生態(tài)保護紅線、基本農田保護紅線、城鄉(xiāng)發(fā)展邊界線。因此，鑒于充分考慮我國具有的政策性、統(tǒng)一性、宏觀性，此次課題研究提出了以我國城鎮(zhèn)、農業(yè)、生態(tài)“三大空間”為空間規(guī)劃的綜合整合中我國城鄉(xiāng)用地的劃分標準（如圖2所示），同時，將目前我國的鐵路、公路、機場、其他用地的空間按照各種主導影響因素的原則歸集并劃入我國的城鄉(xiāng)空間或者農業(yè)空間[4]。

3“多規(guī)”空間數據整合

3.1??元數據比較

以各規(guī)劃的基本空間信息和統(tǒng)計數據為基礎，研究并開展了以“三個空間”建設為主要指標和指導的多規(guī)疊加診斷分析。但由于土地規(guī)劃、城市規(guī)劃、林地規(guī)劃等相關規(guī)劃是由不同的地方政府和部門編制的，其管理和服務對象不同、側重點不同，需要依靠的是土地規(guī)劃、城市規(guī)劃的發(fā)展，林地規(guī)劃的信息技術平臺也不同。信息技術基礎數據格式、高層基準、坐標系、投影方式、空間精度等技術標準存在巨大差異，不能真正實現“多規(guī)”的綜合疊加判斷[5]。因此，對“多規(guī)劃”數據元的數據進行綜合比較分析，明確不同規(guī)劃基礎數據的屬性和特點，成為下一步空間規(guī)劃數據深入整合和其他“多規(guī)劃”數據疊加的前提。

通過對“多規(guī)”數據的綜合分析比較，可見該鎮(zhèn)“土地規(guī)劃”數據編制的主要處理是基于ArcGIS?軟件平臺，數據類型格式一般固定，采用?Gauss-Kruger?投影和?1980?西安坐標系，城市規(guī)劃主要是基于CAD軟件平臺的，數據類型和格式一般都是用戶自定義的，參數也很復雜，包括DWG、DWT?等格式；數據均基于?1954?年北京地理坐標系；“生態(tài)保護紅線”主要基于ArcGIS?軟件平臺，數據格式固定，采用?Gauss-Kruger?投影和?2000?年國家大地坐標系，確定了該區(qū)生態(tài)保護紅線。

3.2??數據整合流程

“多規(guī)合一”數據格式整理是“多規(guī)合一”工作中一個亟待解決的重要科學技術性問題。基于上述對數據分析和比較，該研究以?ArcGIS?軟件為主要技術依托，采用?Gauss-Kruger?投影、2000?國家大地坐標系、1985?國家高程基準，對土地規(guī)劃、城市規(guī)劃、林地規(guī)劃及其他規(guī)劃的數據進行統(tǒng)一，并以三大空間為應用導向將土地規(guī)劃、城市規(guī)劃、林地規(guī)劃及其他相關規(guī)劃的數據分別歸納到“城鎮(zhèn)空間”?“農業(yè)空間”?“生態(tài)空間”三類空間中，最終研究形成了以?ArcGIS?為平臺的?GIS三大空間數據庫。數據整合流程如圖3所示。

4?專項規(guī)劃城鎮(zhèn)、農業(yè)、生態(tài)空間底圖制作

4.1??土地利用規(guī)劃與三大空間底圖

運用ArcGIS軟件的空間信息數據處理功能，基于GIS的空間信息數據庫，將該鎮(zhèn)的土地利用規(guī)劃數據進行歸類為三大類，即城鎮(zhèn)、農業(yè)、生態(tài)三大區(qū)域，最終構造出了土規(guī)三大區(qū)域空間底圖。城鎮(zhèn)空間主要是指土地開發(fā)利用的現狀劃分中的商業(yè)性服務用地、交通運輸性服務用地、水工建筑性服務用地、公共行政管理和公共服務性用地、城市居民房屋建造性服務用地等；農業(yè)用地主要是指土地資源利用現狀區(qū)劃內的人工草地、水田、旱地等農耕區(qū)，水域內的溝渠、設備田、田埂等水利設施，居住區(qū)內的農村宅基地、公園等，交通用地中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)農村公路；生態(tài)空間主要包括林地、灌木林等常綠林地、漫灘、碎石土、沼澤、裸土區(qū)，鹽堿地等用地[6]。

4.2??城鎮(zhèn)總體規(guī)劃與三大空間底圖

運用軟件中的空間信息數據處理功能，基于GIS的空間信息數據庫，采用了統(tǒng)一的坐標系、投影和數據格式，以圖2統(tǒng)籌的用地分類標準，將該鎮(zhèn)的城鄉(xiāng)總體規(guī)劃資料整理歸類到了城鎮(zhèn)空間、農業(yè)空間與生態(tài)空間三大區(qū)域的空間底圖，最后形成了城市規(guī)劃三大區(qū)域的空間底圖。其中，城鎮(zhèn)空間主要是指城鄉(xiāng)建設用地劃分中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設用地、城鎮(zhèn)建設用地，公路建設用地、機場建設用地、鐵路建設用地、管道交通設施建筑物用地、港口建設用地，以及其它建設項目的用地；該鎮(zhèn)的農業(yè)空間主要涉及到村莊建設用地、農林種植園等；該鎮(zhèn)的生態(tài)空間主要由天然水系、坑塘溝渠、水庫等非建設性用地組成。

4.3??林地規(guī)劃與三大空間底圖

按照“三大空間”作為主要導向的用地空間統(tǒng)籌，該鎮(zhèn)林地保護規(guī)劃中的全部用地都被隸屬于生態(tài)空間，因此該鎮(zhèn)的林規(guī)僅僅是形成了生態(tài)空間底圖，沒有城鎮(zhèn)和農業(yè)空間。

5?空間數據疊加分析與空間差異對比

5.1??空間數據疊加分析

分析研究三大空間之間重疊情況是當前我國空間規(guī)劃的重點與難題。目前對于已有研究大多都是采用兩兩重疊加，再用?ArcGIS?軟件中的工具等來進行綜合處理，但是這種識別方法不一定能夠完全識別多種相關規(guī)劃一起疊加的特殊情況。所以，該文主要研究了?ArcGIS?軟件中柵格轉換的屬性計算功能。將所有空間數據轉換為柵格數據，依次添加屬性類型字段，對于土規(guī)、城規(guī)和林規(guī)中的城鎮(zhèn)、農業(yè)以及其他生態(tài)空間的數據被細分為賦值，然后通過?ArcGIS?軟件的生態(tài)空間分析工具?Statistics?的功能對其中的數據進行了重疊和分析，識別和分析得出各個生態(tài)規(guī)劃環(huán)境中的生態(tài)空間數據之間存在著重疊的狀態(tài)，并最終將其應用于ArcGIS?的數據轉換工具中。數據轉換的特點是將之前被柵格化的?GIS?空間信息數據一起轉換成了該研究需要的空間信息數據矢量數據格式，存入已經建好的空間信息數據庫。

當為空間信息數據的“TYPE”屬性字段賦值時，為了方便識別各種空間信息數據重疊，可以按照一定的關系來進行賦值。例如：在城市空間數據疊加診斷部分，該研究將土地規(guī)劃的城鎮(zhèn)空間數據賦值為?1，將城市規(guī)劃的城鎮(zhèn)空間數據賦值為?2。通過空間疊加診斷分析，發(fā)現“土地規(guī)劃”與“城市規(guī)劃”疊加的城鎮(zhèn)空間為?3；值為?1?的數據是有“土地規(guī)劃”和沒有“城市規(guī)劃”的城市空間，值為?2?的數據是有“城市規(guī)劃”但沒有“土地規(guī)劃”的城鎮(zhèn)空間，最后形成可視化結果。采用同樣的方法，農業(yè)空間最終形成可視化結果。

通過對相關規(guī)劃的生態(tài)空間的疊加診斷，最后發(fā)現生態(tài)空間存在土地利用規(guī)劃、城鄉(xiāng)總體規(guī)規(guī)、生態(tài)保護紅線劃定方案三規(guī)一致以及土地利用與規(guī)劃、生態(tài)保護紅線劃定方案一致共兩種空間差異情況。其中土規(guī)、林規(guī)一致的生態(tài)空間面積101.7?km2；土地利用規(guī)劃、鎮(zhèn)總體規(guī)劃、生態(tài)保護紅線劃定方案這3種規(guī)劃生態(tài)空間重疊面積僅為0.03?km2。

5.2??空間差異性對比

通過對上文分別對該鎮(zhèn)城鎮(zhèn)空間、農業(yè)空間、生態(tài)空間的空間疊加現象進行了分析診斷，弄清了不同空間類型的空間在多規(guī)合一間的綜合土地使用性與空間類型之間存有差異情況，但并未查明城鎮(zhèn)、農業(yè)和生態(tài)空間之間的綜合使用性與空間類型相似性差異。因此，該研究主要采用?ArcGIS?分析處理工具的重分類功能，在軟件中結合各類城市空間數據，進行空間數據的疊加檢驗、診斷和差異比較，進行分類研究工作，將軟件中的各類城鎮(zhèn)空間數據進一步歸納為一類，并根據農業(yè)空間數據的整合檢查診斷和數據之間的差異比較，將“TYPE”空間中的字段賦值為“1”，將三規(guī)中農業(yè)空間數據進一步歸類為一類，在“TYPE”空間中的字段賦值為“2”，將該鎮(zhèn)農業(yè)空間信息數據整合；運用同樣的方式，通過空間數據差異的實證診斷和比較分類工作，在該鎮(zhèn)生態(tài)空間數據整合的基礎進行農業(yè)空間數據整合分析，將“多規(guī)”生態(tài)空間數據進一步歸納在一起，將“TYPE”空間域賦值“3”，形成該鎮(zhèn)生態(tài)空間數據庫。

6??結語

三區(qū)三線工作被認為是規(guī)劃改革空間管制的核心內容，也是近年來我國國土資源和綜合治理制度的體系逐漸演變的一個必然結果，是現代國土資源開發(fā)和綜合治理制度體系中一個重要的組成部分，是為了實現統(tǒng)籌多規(guī)融合、整合國土資源有關的空間性規(guī)劃而設計和實施的，用于管控分區(qū)的重要手段。該文整理和分析比較多規(guī)的各種數據的差異，依托ArcGIS軟件實現多規(guī)的基礎數據的統(tǒng)一。實現了國土空間規(guī)劃資料數據疊加綜合診斷，為后續(xù)國土空間規(guī)劃三區(qū)三線一張圖奠定了基礎。

參考文獻

[1]?孫明月.國土空間規(guī)劃背景下實用性村莊規(guī)劃編制研究[D].杭州：浙江工商大學，2022.

[2]?張學富.國土空間規(guī)劃背景下村鎮(zhèn)體系空間優(yōu)化研究[D].昆明：昆明理工大學，2021.

[3]?丁乙宸.縣級國土空間規(guī)劃中“雙評價”方法研究[D].西安：西北大學，2021.

[4]?劉德成，李兵霞，李玉倩.區(qū)縣國土空間生態(tài)修復規(guī)劃專題研究要點分析[J].環(huán)境生態(tài)學，2022，4（5）：69-74，78.

[5]?唐偉，王英，楊學作，等.基于GIS的新時代縣級國土空間生態(tài)修復規(guī)劃編制[J].地理空間信息，2022，20（4）：100-105.

[6]?王海平，呂濤.基于GIS的縣域國土空間規(guī)劃雙評估研究[J].智能城市，2022，8（4）：75-77.