地理信息大數據在國土空間規劃中的應用研究

（天祝藏族自治縣自然資源局規劃技術服務中心，甘肅 武威 733200）

0 引言

隨著信息技術的快速發展，我國大數據技術逐漸推廣普及，在各個領域得到廣泛應用，與此同時，國土空間規劃也面臨著重大挑戰，空間資源緊缺問題亟待解決。將地理信息大數據應用于國土空間規劃，可為國家發展規劃提供有力依據，提高各項策略的合理性與精準性，滿足我國未來對土地的開發與使用要求，同時可促進諸如農業、交通業等相關產業的發展，從而全面推動我國城鎮化進程。

1 地理信息大數據綜述

地理信息大數據指的是按照預先制定的規則與標準所得的數據，其幾何準確度遠高于普通地理數據信息，與傳統信息相比，地理信息大數據具有豐富靈活的收集、整合與運算、處理方法，且內容涵蓋范圍更加廣泛，與人文和生態建立了緊密聯系，包括城市與農村人口的相互流動數據、某一區域商業經濟活動的頻率、城市未來發展趨勢、生態環境變化規律等，相當于所有具備共同性質的數據信息的集合。地理信息大數據的內容豐富，特點多樣，數據信息來源和收集方法也各不相同，此外，其信息量極其龐大，具有較強的分散性，通常還包含一部分具有較高市場價值的數據信息，因此需要進行統一的整合處理，加大管理力度，從而使其按照一定規律排布，能夠方便及時地找出所需資料。想要對此進行有效管理，必須借助于大數據技術，構建和完善地理信息大數據平臺，管理人員通過平臺實現對龐大數據的整合與分類、儲存、管理，在需要時，能以最快速度搜尋相關信息，提高工作效率。

目前在地理信息大數據中應用的主要大數據技術包括多種，在數據收集流程，有數據分析挖掘技術，在數據儲存流程，有可擴展的存儲系統，在數據分析計算工作中，則包括大規模并行處理（MMP）數據庫、云計算平臺等，能夠從整體上提高工作流程的效率。

2 國土空間規劃綜述

我國政府在十九大中明確指出如今已經迎來社會主義建設的嶄新階段，社會階層矛盾與沖突與原先大不相同，生態環保理念逐漸深入人心，呼吁國民提高對自然環境的重視程度，自覺保護環境，政府則應當加強對國土空間的規劃管理，重視空間布局，以及各部分國土空間的實際應用情況、具體范圍、使用效果和存在的問題等，例如在交界區域設置生態保護線。在新時期背景下，開展國土空間規劃，必須貫徹落實我國一向提倡的以人為本原則，充分考慮民眾實際需求，以幫助人民實現對美好生活的追求為目標展開工作，同時還要保障生態環境的穩定，踐行綠色理念和可持續發展觀。

2.1 國土空間規劃必要性

國土空間是國家的基礎資源，是國民賴以生存發展的本源，隨著人口數量的增加與對國土的資源的開發，我國已經出現一定程度的空間資源緊缺問題。因此，必須對國土空間進行更為有效的規劃，有計劃地利用，提高使用效率。在規劃國土空間時，不能只以利用為目的，還需要進行充分保護，對于原有的自然條件、人文歷史要盡可能地保留，還需結合區域的經濟發展狀況與未來發展策略，在此基礎上進行規劃。通過合理規劃，可有效緩解資源與空間緊缺的問題，并有助于恢復生態環境、調整各地區發展狀況，使不同城市均勻、平衡發展，為全國的經濟發展掃除障礙，提高整個社會的穩定性，并深入貫徹落實可持續發展理念。因此，政府有必要重視國土空間規劃，并引入先進高效的大數據技術，進一步優化空間格局，提高工作效率。從長遠角度看，該項工作具有重大戰略意義，規劃對象尺度較大，產生的影響十分持久和長遠，國土空間的功能會得到拓展，更加全面與豐富。

2.2 主要理念

2.2.1 結合群眾需求

開展國土空間規劃的最終目的是保障國計民生，為人民群眾提供更好的條件，因此，在開展具體工作時，除卻需要依照政府和相關單位經過研討后制定的發展策略外，還要充分結合群眾需求。開發新空間時，一方面需要對其可開發程度與開發價值進行預估，另一方面則需要對人民群眾的生活和活動規律進行總結，精準掌握，確保未開發空間能夠得到適宜的分配。

2.2.2 張弛有度

就目前而言，我國在規劃國土空間時制定了許多硬性規則，例如設置生態保護紅線，農業保護紅線，并對違規侵占土地空間者予以懲罰，此外，還應當作出一部分彈性安排，做到張弛有度，松緊結合。例如，對農業空間內部的規劃設計不做硬性規定，允許農業人員自行決定種植范圍。唯有采用靈活的處理方式，才可確保滿足群眾生活需求，建設更美好的城市與農村。

2.2.3 綜合經濟、空間

空間規劃還需考慮經濟因素，其不僅是對未開發利用土地的重組重分，還要考慮到未被開發的區域能夠起到的作用和帶來的經濟效益，以及評判其能否滿足群眾使用需求，承載復雜的人類活動，對群眾活動范圍、種類、流動性和土地布局等進行詳盡地分析。

2.2.4 動靜結合

地理信息數據并非一成不變，而是在某些角度具有持久性，但在其它方面則具有多變性。在分析處理未開發土地時，對于其現在的使用情況與承載能力等應進行靜態分析，并采用動態理念模仿國土空間的整體布局和計劃的土地使用方式等，觀察土地是否能夠得到適宜的應用。在動靜結合理念下，能夠精準掌握土地利用情況并模擬出按照當前計劃開發時可能出現的問題，將土地用途最大化。

3 地理信息大數據在國土空間規劃中的應用

3.1 國土資源管理

國土資源管理是國土空間規劃的基礎內容，也是地理信息大數據的主要應用領域，其內容豐富多樣，包含諸多項目，例如對城市長久發展趨勢的計劃、交通建設規劃等，還有對城鄉地區未來發展規劃的研究、對地區空間合理布局的管理，為城市描繪一段時間內的發展藍圖。其對于促進我國經濟狀況發展、保障國計民生具有重要推動作用，還可在土地資源日益緊張的如今有效提高土地利用率，提高管理效率。在國土資源管理中，可利用遙感、定位等技術，從而科學合理地對各類資源進行計算與規劃，提高資源利用率，有效避免浪費。其中，CORS技術具有重要地位，其指的是連續運行參考站，通過建立密度合理地能夠永久運行、持續工作的基站，就可長時間為國土資源探測和測繪工作提供高精度數據，它可通過信息技術與地理信息大數據系統聯結，直接將測得的數據上傳，提高數據來源的準確性并大幅縮短收集數據所需時間。與傳統的人工測繪技術相比，它依托GPS定位技術，不會受到極端天氣影響，能夠在各種氣候條件下順利開展工作，甚至在雨雪、雷暴天氣都不會受到影響，對于某些自然環境惡劣的未開發區域，它能夠迅速獲取地理信息，為國土資源管理提供巨大便利。此外，其定位、測繪所依托的GPS技術，最初為軍方專用，能夠提供精準的打擊目標位置，在歷經多年發展后，精度大大提高，能夠將測量誤差控制在1m以內，在短距離測繪中，精度更是可以達到毫米級甚至更高，遠高于人工測繪的精度。還有，CORS技術建立的基站可全天候不間斷工作，夜間也可捕捉數據，不存在人類長時間工作后注意力無法集中的問題，測繪人員只需要輪流操作和管理基站、做好數據接收與傳遞即可。最后，隨著我國實際需求的提升，CORS技術對應的相關設備體積不斷縮小，功能逐漸完善，設備自主性提高，如今已經能夠達到半自動化乃至自動化勘測，非電子設備類專業人士也能夠迅速上手，無疑為國土資源管理提供了更為便利的條件。

3.2 耕地資源管理

我國向來是農業大國，在整個國民經濟中，農業都占據重要地位，無可替代，在農業發展中，耕地資源是基礎，唯有確保耕地面積，才可在此前提下發展農業。在國土規劃管理中，我國一向將耕地監管作為工作重點，若要引入地理信息大數據技術，可考慮遙感、定位、信息技術等，并推動現代化農業的建設，利用AVR芯片構建控制系統，對耕地進行遠程監控。AVR芯片誕生于上世紀末期，結構類似于計算機，有CPU和存儲器等組分，能夠接收與輸出數據，但體積較小，且不具備1/0設備，因此與微型計算機存在本質區別，可看做智能芯片。其具有較強的抗干擾能力，采用大規模集成電路，可在基站稀疏、信號較弱的耕地中使用，其配套的設施齊全，能夠直接引入到耕地資源管理中，建設完善的監控系統，在耕地中合適位置安裝攝像機、傳感器等，監控耕地中的相關地理參數，如土地和水源酸堿度、空氣溫度、濕度、降雨量、光照強度與時長等，從而為耕地資源的規劃提供有效依據，幫助管理人員判定某片區域是否能夠作為耕地使用，以及耕地是否遭受人為破壞，無法參與農業生產。除此之外，利用AVR芯片構建的監管系統還能夠對農作物生長狀況、產量等進行監控和預估，幫助我國政府提高對耕種農作物土地的管理，實現對農業的精細化調控，能夠為各項政策的制定提供依據，保證農業經濟的穩定持續發展，它還可以聯通大數據技術，通過信息系統，管理人員能夠對整座城市中各個村莊和區域的耕地進行數據整合，收集監控系統上傳的數據，進行統一分析計算，并得出相關結論，有效提高監管效率，減小任務量，降低工作難度。

3.3 城鄉規劃編制

城鄉規劃編制也較為復雜，包含諸多內容，如城鄉地區未來發展方向、各項工程的規劃建設、交通系統的完善等，其需要在獲得大量有效數據支撐的基礎上，站在長遠的發展角度，請專家給出決策建議，對城鄉地區空間結構、經濟結構和社會結構等進行整合與規劃，指導城鄉地區發展建設，是國土空間規劃和城鄉管理工作中的重要內容。想要順利完成規劃編制，必須先獲取準確的地理大數據信息，包括城鄉地區交通數據、土地使用情況等，可應用諸如云計算等大數據技術來對時間、空間兩個領域的相關數據進行采集與計算，由此判定城鄉地區用地規模，并推斷其發展方向。云計算是一種信息時代新興的軟/硬件服務的交付和使用模式，其中“云”指的是通過網絡服務器集群聯通的軟硬件資源獲取服務，并得到反饋結果，在收到客戶終端發送的指令或者請求后，云計算系統能夠合理調度互聯網中連接的軟硬件資源來提供服務，并提供反饋信息，因此，客戶端設備不需要較高配置，即可獲得遠超本身限度的計算能力。在我國的國土資源管理部門，就可利用普通型號的計算機來完成地理信息收集與分析，減少在計算機購進和維護方面的資金投入，并有效提升工作效率。

3.4 地理科研活動

地理科研活動也是國土空間規劃中的重要內容，唯有不斷創新，才可持續發展，開展地理科研活動，能夠總結地殼運動變化規律、氣候變化規律等，并了解生態環境現狀，對各個地區的地質資源儲量進行精準探測，使相關人員獲悉區域地質情況，加深了解，并對已掌握的地理數據信息進行補充說明，確保國土空間規劃的順利實施。可通過使用地理大數據技術，綜合利用無人機、電子勘探設備等硬件設施以及物聯網、云計算、數據庫等大數據技術為科研活動提供幫助，推動后期國土空間規劃的開展。

4 地理信息大數據在國土空間規劃中的應用措施

4.1 完善制度

科學合理的制度是引入地理信息大數據的基礎保障，政府應當對相關制度體系進行完善，聯系各地國土空間規劃工作中大數據技術的使用現狀與發展趨勢，制定一系列能夠精簡流程的策略，逐步提高規劃的效率。

4.2 優化服務

大數據技術是地理信息大數據的本源，想要使其在國土空間規劃中切實起到作用，必須先優化大數據服務，針對國土空間規劃開發專門的硬件、軟件設備，或者對如今常用的技術與設備進行改良與調整，使之更符合工作特性；此外，應在全國范圍內建設統一的大數據信息平臺，對各地地理信息進行整合與管理，提高工作的一致性，統籌全局。

5 結束語

如今地理信息大數據已經得到廣泛重視，其在國土空間規劃中的應用成為未來發展的必由之路，能夠全方位提高國土空間規劃工作的效率，提供更高精度的數據和更快的運算、處理、傳輸速度。就目前而言，我國還未完全實現信息化管理，對該技術的應用還不夠徹底，需要在現有基礎上進行優化，最大限度地發揮高新技術價值。