大數據技術在國土空間規劃中的應用研究

摘 要∶隨著科技的飛速發展，大數據技術已應用于各行各業。文章介紹了國土空間大數據的特征以及國土空間規劃中大數據技術的應用情況。同時，結合行業發展趨勢，對大數據技術在國土空間規劃中的應用進行了展望，旨在充分發揮大數據技術的優勢，提升國土空間保護、開發、利用、修復水平。

關鍵詞∶大數據;國土空間規劃;優勢;治理能力

中圖法分類號∶TU982??? 文獻標識碼∶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

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

1國土空間大數據

國土空間規劃體系明確要求將主體功能區規劃、土地利用規劃、城鄉規劃等空間規劃融合為統一的國土空間規劃，這就意味著國土空間規劃編制中有來自不同行業的大量數據需要進行整合，這為在國土空間規劃中應用大數據技術提供了寬廣的平臺。由于近年來各部門均在推動信息化建設，所以目前國土空間規劃編制中各類數據呈現出較為明顯的特征，即數據來源齊全、類型復雜多樣、實時性強、價值高、標準統一，且數據銜接性、共享性、保密性強。數據來源齊全、類型復雜多樣指的是國土空間大數據的來源較廣，且數據結構不盡相同，包括結構化、非結構化、半結構化等;數據實時性強指的是可隨時隨地快速捕獲、測量和實時傳遞數據信息，實現空間系統各行為的全方位、實時、快速感知，全面、精確、動態反映國土空間要素的基本行為模式和動態變化;數據標準統一、銜接性強指的是數據可通過關聯規則和主成分分析（PCA）等手段規范數據信息的基本內容、方式、頻率分布等，對基礎數據信息進行科學整合，建立數據資源庫，從而進行科學決策和科學管理;數據共享性強指的是信息透明化，可在官網公布;數據保密性強指的是使用大數據技術對重要數據進行加密處理，以保證公共財產安全。

2應用

由于科技不斷進步，大量新技術被應用到各行各業，這對編制國土空間規劃的技術和方法產生影響，同時改變了自然資源和城鄉建設的管理方式。學者及技術人員通過收集以及整合多種多樣的時空大數據信息，深入分析國土空間規劃中可能會出現的各種問題，明晰空間要素在不同環境下的相互聯系，為國土空間規劃編制提供決策支持。通過對CNKI數據平臺的相關研究成果進行梳理，國土空間規劃研究大致分為：區域協調、國土空間規劃、城市功能結構、城市交通、城市環境保護等。

2.1區域協調

區域協調主要包括區域一體化發展規劃、都市圈規劃，在這些宏觀規劃中，主要是研究區域內各城市的人口、交通、物流、產業、資本等要素的流動規律，進而結合資源環境確定不同城市的定位、發展規模、產業分工以及立體交通網絡體系。施澄等[1]利用手機信令數據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展和空間層次分異兩大特征。張坤等[2]利用POI大數據對京津冀區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，層級發展”分布，為更好地統籌區域旅游發展提供了支撐。

與傳統規劃編制方法相比，利用大數據技術分析人口信息數據（包括人口布局和人口時空遷徙演變情況），分析數據中人口發展的動態變化趨勢，可以為規劃城市發展規模提供有力的數據支撐。此外，還可應用動態數據對城鎮發展格局和都市圈現狀進行評估和研判，進一步辨別各個城市在經濟、社會和各信息網絡中的聯系和地位，并分析城市土地資源的變化走勢，最終合理規劃城市空間功能布局。

2.2國土空間規劃

傳統的城市規劃編制深度依賴測繪數據、普查統計數據等，缺點在于數據收集不全面、透明度較低、時效性差，會導致規劃設計人員對現狀認知不準確。如今，大數據技術為國土空間規劃提供了全新的研究視角。當前，基礎資料既來源于相關部門數據、行業數據等傳統數據庫，又來來源于智慧城市感知數據、社交網絡數據等新型數據。利用社交網絡數據，可以研究城市網絡活動、城市功能特征、職住平衡、構建網絡社區好友關系等，并以此為基礎分析城市功能網絡體系;利用遙感影像、地理數據研究城市建成區識別、地塊邊界與開發強度演變等。學者研究大數據技術在國土空間規劃中的應用已取得較多成果，湯燕良等[3]綜合應用耦合神經網絡與元胞自動機研究惠州市的城鎮開發邊界，充分利用微博簽到和百度POI數據，識別城鎮發展方向和空間品質，結合土地利用數據，模擬城鎮擴張邊界。趙寶靜等[4]建立了上海市城市發展戰略數據平臺，對城市總體規劃（國土空間規劃）編制技術與方法進行了探索。

2.3城市功能結構

城市功能是創造城市經濟和社會活動的主要空間載體，其是否科學合理直接影響城市國土空間開發效率，因此對城市進行精細化的定量分析，對于評估城市結構具有重要意義。當下，可利用遙感衛星影像和照片等圖片資料進行圖像解譯，識取現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、網站評價以及智能手機和軟件打卡功能等渠道獲取相應的大數據信息，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，可以對城市居民日常活動情況進行分類，將其劃分成不同的國土空間劃區域，如居住、教育、醫療、娛樂休閑、商業服務、農業生產、生態保護等，通過與規劃分區進行疊加分析，判斷國土空間規劃分區與用地分布是否合理。魏海濤等[5]應用北京市出租車GPS定位的軌跡大數據，揭示了城市居民出行行為和城市空間結構特征。通過對城市形態歷史演變過程的總結和分析，確定城市形態模式和功能定位，從而合理規劃城市的空間結構和功能分布。

2.4城市交通

城市交通基礎設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，已有不少在城市規劃和城市交通研究中充分利用城市交通基礎數據以及廣泛應用大數據技術的例子，如基于活動的城市綜合交通需求動態分析理論、利用動態交通數據的短時交通需求預測方法等[6～7]。通過對車流量、人流量、產業發展、公交路線、站點設置、合理規劃道路等信息數據的篩選和分析，優化和提升城市交通結構，合理規劃城市交通道路，可提高城市之間的可通達性，打造一個安全、舒適、便捷的出行環境。

2.5城市環境保護

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

3展望

為了形成較為高效、有序的規劃編制管理體系，進一步完善相關數據庫建設，我們需要不斷應用相關信息技術對數據進行有效傳輸與處理，重點關注信息集成、信息共享等功能的構建，旨在有助于各個主體和層級之間的協同規劃。

3.1應用形式

目前，很多大數據的應用研究較多是單一數據研究單一問題，對于多元數據綜合研究同一個問題時，存在多元數據粘合問題。例如，各部門按照相關行業標準及側重點對相關數據進行收集，以至于數據存在單一性、片面性特征，往往在綜合使用數據時，因存在數據碎片化以及數據采集統計口徑、采集時間點不完全一致等情況，加大了有效數據篩選和使用的難度。針對該問題，目前已有廣泛使用的數據融合架構，如JDL，Pau，Laas架構等，但忽略了數據的動態性、數據加密等問題。為評估數據庫系統狀態，特別是針對時變系統，數據可能只在有限的時間段內有意義。在實時應用環境中，融合節點應能夠區分并驗證數據的正確順序，所以各種數據平臺之間應加強聯系，打破數據壁壘，逐步加強信息公開化和透明化。

3.2應用領域

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

應用大數據技術進行自然資源規劃、管理已成為必然趨勢。隨著大數據、云計算等技術不斷發展，在很大程度上提高了國土空間規劃的工作效率和管理水平，同時提高了公眾對國土空間規劃工作的參與度，完善了空間領域規劃體系，實現了動態化監管，改進和簡化了辦事流程，更好地滿足了公眾的需求，有利于使用各種數據信息進行科學、合理的決策，從而全面提升社會治理能力。

參考文獻：

[1]施澄，田琳，程遙.短期人口流動視角下的長三角城市群空間組織研究—基于手機信令數據對出行數據識別的實證[J].城鄉規劃，2020（6）：105-115.

[2]張坤，蘇欣蕾，蘇凱紅，等.基于POI大數據的京津冀旅游資源空間分異研究[J].地域研究與開發，2021，40（1）：103-108+114.

[3]湯燕良，詹龍圣.基于耦合神經網絡與元胞自動機的城鎮開發邊界劃定—以惠州市為例[J].規劃師，2018，34（4）：101-106.

[4]趙寶靜，夏麗萍，劉根發，等.大數據時代的上海城市總體規劃編制技術與方法探索[J].城市規劃學刊，2017（S1）：61-66.

[5]魏海濤，肖天聰，胡寶生，等.基于出租車GPS數據的居民出行行為和城市空間結構分析—以北京市為例[J].上海城市規劃，2020（1）：69-76.

[6]韓直，徐沖聰，韓嵩喬.基于短時交通流預測的廣域動態交通路徑誘導方法[J].交通運輸系統工程與信息，2020，20（1）：117-123+129.

[7]趙聰，朱逸凡，李興華，等.動態管理模式下路側停車泊位占有率預測方法[J].交通運輸系統工程與信息，2020，20（5）：107-113.

作者簡介：

潘念然（2000—），本科，研究方向：大數據技術。