現代測繪技術在國土空間規劃中的應用

寧岸新，蘇紅軍

（新疆兵團勘測設計院（集團）有限責任公司，烏魯木齊 830000）

現代測繪技術具有高精度、易操作、即時性等優點，被廣泛應用于國土空間規劃領域[1]。在國土空間規劃中，利用現代測繪技術中的遙感、地理信息系統和定位系統，極大提高了空間測量精度、測量范圍和測量速度，為國土空間規劃工作提供了即時、準確的數據支持，使實現國土空間開發保護更高質量、更有效率、更加公平、更可持續。

1 現代測繪技術的發展

現代測繪技術日漸呈現數據獲取實時化、數據處理自動化、數據服務網絡化、成果應用廣泛化的總體趨勢。隨著計算機、衛星遙感技術的發展，測繪技術也正從過去利用人工傳統測繪向智能終端自動采集測繪轉變，大幅提升了測量的精度和測繪的效率。航空航天遙感技術、北斗衛星導航定位技術、地理信息系統技術等現代測繪技術在國土空間調查和規劃中占據了重要地位。從國土空間規劃的有關內容和工作來看，對地物空間位置和測繪信息的要求比較高，對現代測繪技術的合理使用，可以全面提高國土空間規劃的精確性[2]。

1.1 航空航天遙感技術

遙感技術利用非接觸傳感器使人們離開地面獲取目標物或自然現象，提供客觀世界中各種目標對象的物理特征和信息，從而為人們認識自然和改造自然提供科學的技術和方法。航空航天遙感指在飛機、飛艇或衛星等各類平臺上搭載傳感器，獲取地表特征的各種數據，實現研究地物空間形狀、位置、性質、變化及其與環境的相互關系的一門現代應用技術。目前我國已建立國家衛星氣象中心、中國遙感衛星地面站、中國資源衛星接收系統和國家衛星海洋應用中心，另外還有部分部門建立了NOAA-AVHRR 和MODIS 數據地面接收站，標志著我國航天對地觀測系統及國家級衛星數據接收和服務系統已經基本形成。

隨著遙感技術快速發展，我國航空航天遙感傳感器數據獲取技術已趨向于多平臺、多傳感器、多角度、高空間分辨率、高光譜分辨率、高時相分辨率發展。遙感平臺有地球同步軌道衛星、太空飛船、航天飛機、探空火箭以及高、中、低空飛機，升空氣球和無人機等。衛星遙感的空間分辨率由1 m 提高至0.62 m，高光譜分辨率已達到5～6 nm，500～600 個波段。我國現有的航空航天遙感技術對地定位和影像獲取可在無地面控制點或僅有少量地面控制點的情況下完成，在航空攝影條件下的精度可達到分米級，在衛星遙感的條件下，其精度可達到米級，該技術的推廣與應用，將實現測圖與實時數據庫更新。

1.2 北斗衛星導航定位技術

基于國家安全、國民經濟和社會發展需要，我國自主建設、獨立研發了北斗衛星導航系統。該系統主要包含空間段、地面段和用戶段3 個組成部分，是為我國有關人群提供高精度、全天時的精準定位、路線導航的國家定位空間衛星系統。北斗衛星導航系統定位精度可以劃為分米級別和厘米級別，測速精度0.2 m/s，授時精度10 ns，由于極高的測速精度與授時精度，北斗導航定位系統可以實現快速定位、短報文通信，為服務區域內的用戶提供便捷的各類服務。

隨著北斗系統建設和相關技術的不斷成熟，北斗系統被廣泛應用于道路運輸、氣象災害預報、測繪地理信息和林草防火等多個領域，為我國的國家安全、國民經濟和社會發展提供保障和支持。

1.3 地理信息系統技術

地理信息系統是地理信息學、衛星遙感技術、計算機科學技術等學科、技術的集合，是用于輸入、存儲、查詢和顯示地理數據的計算機系統。在地理數據的采集、分析、可視化表達上具備極大優勢。

自20 世紀中葉以來，人們開始利用計算機系統進行地理信息數字化存儲，并發展空間分析、環境預測與模擬、可視化表達等技術，經過長期的發展，地理信息系統技術廣泛應用于科學調查、資源管理、發展規劃等方面。

2 國土空間規劃的發展

國土空間規劃以區域戰略發展方向為基礎，以經濟發展整體目標為指引，綜合考慮區域的自然資源和經濟條件，對資源的保護、開發及利用作出科學規劃。國土空間規劃是各類開發保護建設活動的基本依據，是區域空間發展的指引。國土空間規劃的內容涉及國土空間環境保護格局、土地利用規劃、主體功能區規劃和土地用途管控要求等內容，明確永久基本農田保護紅線、建設用地開發邊界、生態保護紅線的范圍等要求，統籌基礎設施和公共設施用地布局，科學規劃并嚴格控制新增農用地和建設用地布局和規模，確保土地的可持續開發和利用，提高土地節約和集約利用效率。

新形勢下我國國土空間規劃需要綜合考慮地區協調問題，如結合“一帶一路”倡議、國家中心城市等建設，發展特色經濟，形成完整產業鏈條，充分釋放空間潛力；需要考慮時間上的長遠性和內容上的綜合性，在時間上，必須具備長遠的戰略眼光，在內容上，需要確定自然開發規模及生產力規模等；在政策支持方面，國土空間規劃涉及農業、林業、水利和城建等多部門，在跨部門協作中需建立有效的溝通協作機制，制定相應政策等。

3 現代測繪技術在國土空間規劃中的應用

立足國土空間內自然資源的變化過程，最大限度地降低對土地資源的損耗，有效提升國土空間利用效率是實現國土空間規劃戰略性、科學性、協調性等要求的必由之路。近年來，新型測繪不斷革新，實時動態、空天地一體化等技術都為獲取更優質的數據提供了新途徑，也為高質量國土空間規劃提供數據支持。充分發揮現代測繪技術的優勢和作用，對國土空間規劃的完善性、合理性有極大幫助，因此，國土空間規劃與現代測繪技術的融合已成為當今時代發展的必然。

3.1 遙感技術的應用

當前遙感的重點方向為提高傳感器的分辨率和綜合利用能力，我國已成功發射20 余顆遙感、氣象衛星，建成了數量眾多，種類齊全的各類平臺。遙感技術已經廣泛應用于各類領域，如在海洋研究中的應用，可以區分不同溫度水團、水流位置，確保航海安全等；在氣象和氣候中的應用，在天氣分析和氣象預報中，依據衛星云圖上云的各種表現特征，從而判斷鋒面、氣旋等氣象災害；在林業領域的應用，遙感技術可編制大面積的森林分布圖，估算野生資源數量等；在地質領域的應用，遙感技術在區域地質、礦產勘探、水文等領域應用廣泛；在農業中的應用；遙感技術的多波段和多時相在以綠色植物為主體的農業資源觀測上應用廣泛；在軍事上的應用，在軍事偵察中，可通過攝影、紅外、多波段等遙感技術獲取情報，在精準制導武器方面也有相關應用；在自然災害監測上的應用，應用遙感技術進行地震監測預報、泥石流等災害監測，可以降低災害帶來的損失。由于遙感技術具有較強的可視化特點，確保了測繪工作的真實性以及準確性[3]。

3.1.1 無人機遙感技術在國土空間規劃中的應用

無人機遙感是一種用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛行器，通過配備攝像、遙感設備、微型分光計等設備，完成各類要求的遙感、航拍等[4]。無人機航空攝影是遙感技術在國土空間規劃中主要應用的方式之一。

無人機航空攝影被廣泛應用于地物目標測繪，主要用于觀測地面目標面積較大的住宅用地、倉儲用地、商服用地，耕、園、林等農用地；也可測繪目標面積不大的人口密集區域，比如渠道、水閘等。無人機航空攝影依據無人機上搭載的數字傳感器、導航系統、數據處理系統等，通過地面信息中心指揮人員發出的指令，低空范圍內進行數據采集工作，直接輸出等高線圖、地形圖等不同的國土空間數據模型[5]。

無人機航空攝影具備分辨力高、誤差較小、監測范圍廣、監測效率高和系統兼容性強等優勢。在實際的應用中，其精度和準確性都十分優秀，能夠承擔國土空間規劃對遙感成像的精度要求。

3.1.2 衛星遙感技術在國土空間規劃中的應用

國土空間涉及林業用地、水域以及農業耕地等，對國土空間進行科學的規劃與設計是新時代背景下建設生態文明的重要途徑。衛星遙感比無人機航空拍攝范圍更廣，可以獲取更多的國土空間信息，數據精度高，成本較低，衛星遙感數據獲取速度快且不受氣候和時間的限制，能夠為國土空間規劃工作人員提供準確的數據。充分發揮遙感技術的優勢和作用，能夠有效提升國土空間規劃的完善性和合理性。

3.2 全球定位系統的應用

高精度的地理空間測繪數據是科學編制國土空間規劃的基礎。北斗導航定位技術具有定位精準、技術集成度高、受干擾少等獨特的技術優勢，具備了在國土空間規劃中實踐應用的先決條件[6]。目前，國土空間測繪應用較多的是北斗導航定位技術，其在國土規劃工作中的應用，可對空間規劃項目區的空間坐標進行精確測量和定位，輔助繪制高精度的地形圖和確定基礎地物空間位置信息。通過北斗導航定位技術與遙感技術的協同使用，利用高清晰度的遙感影像，分析國土空間規劃項目區的現狀，以提高國土空間規劃準確性和高效性。

3.2.1 地理信息數據采集

空間地理信息數據是國土空間規劃的基礎，外業調繪是野外地理信息獲取的首要工作，是自然資源調查的重要手段。傳統的野外測量工作以紙質圖紙為主，在野外實際工作中標注、補繪和攜帶等都造成了非常的不便；在后期內業工作中，也不利于內業工作人員的室內作業，容易造成二次判讀錯誤等人為誤差，給地物上圖帶來了大量的返工可能性。考慮到野外調查工作環境和條件，傳統的野外地理信息采集方式已經不太能適應高標準的外業采集要求。利用數字化、智能化的設備終端，輔助野外信息采集和調繪可以高效解決上述產生的問題，因此，地理信息數據采集的信息化和數字化必將成為發展趨勢。

在國土空間規劃數據采集過程中，利用北斗導航定位技術，可以獲取規劃項目區的三維坐標，結合遙感衛星圖像，得以繪制出項目區現狀的地形圖，以此保證規劃數據的現實性、準確性和完整度。例如，前往高山區、沙漠腹地等人員難以到達的區域開展數據采集工作時，充分利用北斗導航定位技術的觀測站無需通視的特點和優勢，可實現突破空間條件的制約，獲取此類特定地區的空間數據信息，大大提高了采集效率，保證測繪的高精確度。

3.2.2 調節基準點

北斗導航定位技術具有觀測時間短，使用的測量設備簡單且易獲取，使用靈活性高，僅需調整基準點就可以完成特定區域的國土空間數據采集工作[7]。在測量區選擇若干個測量位置作為測量基準點，在選定的基準點附近分別架設收發天線，建立基準點與流動接收站的通信連接，流動站以基準點為校準點，調節和校準自身的運行精度，便于精準采集國土空間規劃中所必要的空間信息數據。

3.3 地理信息技術的應用

地理信息技術是對被測區域內的全部地理信息進行綜合分析[8]。地理信息技術特點主要體現在數據輸入、數據查詢、數據儲存、數據運算分析和數據成果表達等方面。利用地理信息技術對采集和分析后的國土規劃數據進行實時存儲和動態分析。

3.3.1 在自然資源調查中的應用

自然資源是國家經濟建設的重要物質基礎，查明各類自然資源體的分布、范圍和開發利用與保護等基本情況意義重大。地理信息系統具備獨特的數據組織與管理能力，通過建立自然資源空間數據庫，存儲相關自然資源數據，可以快速準確地整合、輸出完整體系化成果，為國土空間工作提供優質數據打下基礎。利用地理信息系統的空間分析功能，對自然資源的空間分布、數量、種類進行分析與評價，為國土空間規劃提供決策支持。

3.3.2 在“雙評價”中的應用

“雙評價”是自然資源承載力評價和國土空間開發適宜性評價，是開展國土空間規劃的基礎。利用地理信息系統的空間分析功能，開展坡度評價、土壤條件評價、水資源總量評價等要素評價，也可綜合考慮土地、水資源、生態環境等自然稟賦條件，開展集成評價。地理信息系統對“雙評價”數據進行要素分級、閾值率定、優化修正等，為“三區三線”劃定奠定良好基礎。

3.3.3 在“三區三線”劃定中的應用

“三區三線”是在“雙評價”的基礎上，科學有序統籌生態、農業、城鎮等功能空間，劃定生態保護紅線、永久基本農田、城鎮開發邊界等空間管控邊界，是國土空間規劃重要基礎和核心內容。

地理信息系統可以提供“三區三線”規劃方案比選、沖突檢測等功能，實現科學合理劃定“三區三線”，提高國土空間規劃的合理性與科學性。

3.3.4 在國土空間規劃系統建設中的應用

基于自然資源調查數據，采用國家統一的測繪基準和測繪系統，整合各類空間關聯數據，建立起全國統一的國土空間基礎信息平臺[9]。以此信息平臺為底板，結合各類國土空間規劃編制，實現主體功能區戰略和各類空間管控要素精準落地，逐步形成全國“一張圖”，推進各部門之間信息共享，提高行政審批和監管效率，提升空間治理能力。

4 結束語

綜上所述，衛星定位、遙感、地理信息技術是現代地理測繪的技術基礎，現代地理測繪技術使規劃整體更具備協調性、合理性、科學性，進而促進區域社會經濟持續發展，是實現高質量國土空間規劃編制的重要手段。測繪地理信息技術的不斷革新，為國土空間規劃工作的數據收集、管理及相關規劃實施、監督工作的開展提供了更高水準的技術支撐，也推動了我國國土空間規劃的信息化、智能化發展。