多信息融合技術下的國土空間規劃體系設計探究

肖純

摘 要： 國土空間數據處于動態變化之中，需要在規劃體系設計中監控國土空間中的信息異常事件，通過異常事件的監控、數據的采集，經過對數據的清洗、篩選、轉換后，匯總數據、分析數據、挖掘數據，獲取數據背后隱藏的價值，為國土空間規劃體系設計提供方向與指引。在國土空間規劃體系設計中，基于多信息融合技術的運用進行規劃體系設計的研究分析，明確該技術在規劃數據采集、數據預處理、數據分析，以及規劃目標設定、規劃方案設計與規劃設計評價等中的運用方法和運用中的注意事項，以此實現規劃體系設計質量、水平、效益的全面提升。

關鍵詞： 多信息融合技術 國土空間規劃 規劃體系設計 信息采集體系架構

中圖分類號： P27文獻標識碼： A文章編號： 1679-3567（2024）01-0119-03

多信息融合技術具有多源異構數據采集、數據分析、綜合處理等能力，實現對數據的識別、關聯、估計、融合等處理，達到協調、優化、調整、改進設計活動的目的。國土空間規劃體系設計在多信息融合技術下，利用該技術采集國土空間規劃的數據、照片、視頻圖像等信息，運用數據自動識別方法、數據融合算法、數據分析方法、數字三維模型等，分析挖掘以獲取具有利用價值的規劃數據信息，輔助于規劃體系設計決策，優化設計過程，改善設計結果，提高設計效果。

1 多信息融合技術下的國土空間規劃體系設計方法

1.1 國土空間規劃信息采集

1.1.1 信息采集設計思路

信息采集是國土空間規劃體系設計的前提，信息采集的全面性、完整性與準確性，直接關系到規劃體系設計的質量。在國土空間規劃基礎地理類、土地資源類、礦產資源類、生態類、城鄉規劃類等信息采集中運用多信息融合技術，可實現對規劃信息的多渠道、多源頭采集。同時整合最新的遙感影像數據、地理要素數據、土地利用現狀數據庫，以及人口普查、農業普查、經濟普查等詳細資料等，經過對這些數據的整理、融合、分析、挖掘等，獲取國土空間規劃體系設計所需的大數據資源與數據分析結果，提升規劃體系設計的可行性與科學性[1]。

1.1.2 選用多信息融合技術

信息采集中運用的多信息融合技術主要有以下幾種：（1）無人機網絡系統，主要用于采集圖像信息，以MATLAB軟件作為規劃信息管理基礎支撐，可提高異常圖像的識別速度，并對國土空間動態進行監測；（2）物聯網技術，多信息融合技術可從多個信息源采集信息，運用物聯網技術建立國土資源信息管理中心與若干個傳感器（多種數據傳感器、RFID射頻設備等）之間的關聯關系，集中采集多源異構數據，同時完成數據的處理；（3）大數據算法模型，實現對多種數據類型的計算、處理、管理，篩選有效數據，去除數據中的噪聲，提升規劃信息數據的質量。國土空間規劃信息采集中運用無人機群，從高空的角度采集國土空間環境中的圖像數據，從中提取異常數據，實現對國土空間變化的動態監測，及時更新國土空間信息，提高國土空間規劃體系設計中參考數據信息的時效性，確保規劃體系設計的可用性。

1.1.3 信息采集體系架構

在國土空間規劃信息采集中，以國土資源信息管理中心為規劃信息管理中心，用于集中存儲管理采集到的規劃信息。無人機群負責在現場采集規劃數據，數據采集模塊由多種傳感器構成，負責采集原有的規劃數據，整合現場與原有數據后，上傳至數據管理模塊，完成對數據的計算與管理，然后經過中央控制單元、通信模塊，借助接入網與核心網，將處理好的數據上傳至信息管理中心，作為規劃體系設計中的參考數據。整合以上各個模塊后搭建UAN網絡，引進嵌入式技術，并選用最新型的控制器、高集成芯片，設置多種I/O接口與多種串口接口，用于傳輸多種類型的國土空間規劃數據信息，以及使用物聯網技術、無線通信接口、低功耗與高性能的通信模塊，支持多種協議，兼容TCP/IP協議棧等，用于連接多種傳感器、多種無人機，維持UAN網絡信息流的暢通，加快采集數據信息傳遞的速度，提高數據獲取與管理能力，筑牢國土空間規劃信息數據基礎，為規劃體系設計決策提供數據資源、數據分析支撐[2]。

1.2 國土空間規劃數據預處理

采集的國土空間規劃數據無法直接使用，需要對數據進行預處理，經過清洗、篩選、轉化、融合等流程后，去除冗余、無效數據，修復數據缺陷，并消除數據中的噪聲，完成對數據的凈化，確保數據的可用性，以此保證規劃數據分析、價值挖掘的準確性，為規劃體系設計提供可靠的數據信息支持。在數據預處理中，主要采用以下幾種多信息融合技術。（1）數據清洗技術，主要包括了數據去重、缺失值處理、異常值處理、數據標準化、數據轉換、數據驗證等技術。數據清洗是將低質量的國土空間規劃原始數據經過有效標志過濾、唯一標志過濾、缺失數據補充、錯誤數據修復等清洗流程后，獲取清洗后高質量的規劃數據。（2）數據轉換，將采集的規劃數據轉換為標準格式，提高數據集中數據的質量。（3）數據篩選，基于國土空間規劃對于數據信息的需要，從清洗后的數據中篩選出符合要求的數據，如根據國土空間規劃對遙感圖像空間范圍的要求對圖像進行剪裁，或參照精度要求重新進行采樣等，以滿足規劃設計的數據需求。（4）融合數據，集中采集、存儲、管理多個傳感器實時反饋的數據信息，集中統一管理多源異構數據，提高數據的可利用價值[3]。

1.3 數據分析與三維實景模型

將多類型、多源傳感器獲取的國土空間數據、照片、視頻圖像等信息，與歷史數據進行融合，通過數據計算、挖掘、分析，獲取有利用價值的規劃信息。像是實時采集土地利用現狀數據，然后與一段時間內土地利用歷史數據進行比對分析，評估土地利用的發展趨勢，以進行土地利用規劃的設計。運用無人機傾斜攝影技術采集國土空間的視頻圖像信息，使用信息融合技術中的模型融合技術，整合多個模型，構建國土空間實景三維模型。在規劃體系設計過程中基于三維模型采集國土空間信息，動態更新異常事件，高精度、多視角實時展示實景各項信息，模型還具備三維場景分析、三維測圖等功能，在規劃體系設計中，可將規劃設計方案嵌入模型，可視化展示設計成果，以便于查找設計的缺陷，進一步地深化設計。還可利用模型進行天際線、高度、通視等規劃分析，為國土空間規劃設計提供最佳的技術解決方案。

1.4 國土空間規劃目標的確立

國土空間規劃體系設計的內容多、涉及的范圍廣，不同的規劃項目有著不同的規劃標準要求，需要根據具體的規劃項目設定規劃的目標。在規劃目標設定過程中，需要進行多方面的考量，做好規劃前的調研工作，以保證目標設定的經濟性與可操作性。因此，在規劃目標設定階段，采用多信息融合技術全面采集國土空間規劃相關的數據信息，融合數據、分析數據，獲取規劃區域真實、完整的數據信息。例如：在城市規劃設計中，無人機收集城市區域內的視頻圖像信息，融合已有的城市總體規劃、城鎮體系宏觀規劃、市政專項規劃、城市住房現狀及規劃、城市基礎設施建設現狀及規劃（含矢量圖）等數據，通過多源數據采集、清洗、融合及分析，獲取城市空間利用現狀、資源分布情況，以及利用中存在的問題、潛在的沖突等，為規劃目標設定提供可靠的數據分析結果。還可采用三維實景模型，預測城市空間的發展方向，通過規劃分析，確定城市發展對于空間規劃的需要，從而設定出超前的規劃目標，提高規劃體系設計的超前性。

1.5 國土空間規劃方案的優化設計

國土空間體系規劃設計是一項長期性的工作，規劃設計方案在實施過程中，需要根據國土空間發生的新變化、出現的異常事件等，進行規劃設計方案的調整與優化，以此確保國土空間規劃方案與當下國土空間實際之間的適應性。在規劃方案設計期間，采用多信息融合技術，采取數據融合、決策融合、知識融合、模型融合等技術方法，驗證規劃設計思路的可行性，如將不同數據源的數據進行融合，并進行綜合分析，確定規劃方案實施過程中的影響因素、風險因子，進行規劃方案內容的設計。例如：在土地利用規劃中，采集土地利用現狀、新增建設用地、基礎設施建設項目等土地利用數據，地表覆蓋數據、全要素數字地形圖，以及經濟數據、人口數據、農業數據等，進行多源、多類型數據的關聯分析與綜合處理，確定土地利用各要素之間的相互影響等，預測土地利用發展趨勢，根據數據分析結果設計國土空間規劃方案，提升規劃方案設計的水平與質量[4]。

1.6 國土空間規劃的綜合性評價

在國土空間規劃方案正式實施之前，對規劃方案的可行性進行評價，在評價環節使用多信息融合技術替代傳統的經驗評價，提高評價的客觀性、全面性及準確性。在規劃評價中可采用模型融合技術，整合多個國土空間模型，結合多種算法，構建立體化、可視化的規劃評價數字模型，綜合評價規劃方案設計的質量，與當下及未來國土空間資源利用需求的契合度。還可基于不同的規劃設計方案構建相應的模型，針對不同規劃方案模型進行經濟性、可行性比對，從中選擇綜合效果最佳的模型，確定最終的國土空間規劃方案。同時通過對模型的觀察、分析確定方案缺陷，針對缺陷進行補充、調整及優化，進一步地完善規劃方案，持續深化國土空間規劃體系設計，為國土空間規劃體系設計方案的順利落地實施打好基礎。

2 多信息融合技術下國土空間規劃體系設計的注意事項

2.1 統籌規劃設計部署，做好區域空間規劃

多信息融合技術為規劃設計提供了數據采集、數據清洗、數據融合、數據分析等支持，為了深挖釋放多信息融合技術優勢，在規劃體系設計中應聚焦于區域規劃設計，根據規劃的項目采集多源數據，統籌規劃設計部署，從國土空間資源開發利用戰略的角度入手，明確規劃目標、規劃任務、規劃內容及規劃設計重點。并遵循因地制宜原則，整合利用、優化配置國土空間資源，將區域空間規劃設計與區域經濟發展、社會進步、資源利用、環境保護等工作相互結合，并綜合考量影響區域規劃方案實施的各項因素，基于多信息融合技術展開數據融合分析，提前制訂風險防范預案，化解方案實施過程中的風險，以保證區域規劃體系設計的可靠性、可行性，為社會經濟發展、環境保護、資源合理利用做出國土規劃設計的貢獻。

2.2 做好設計前期調研，完善規劃頂層設計

國土空間規劃體系設計是一項龐大的工程，為了保證設計的科學性，在正式設計之前利用多信息融合技術，全面搜集國土空間規劃相關的數據信息，通過數據分析確定規劃設計的重點、堵點、風險點，準確掌握影響設計質量、設計進度的各項因素，使設計工作有條不紊地推進。此外，注意完善國土空間規劃的頂層設計，基于國土空間規劃的大視角，從規劃體系設計的大局出發，綜合考慮功能區定位、空間布局、空間分布等多個方面，建立各功能區之間的關聯，協調統一推進各功能區的建設與發展。在規劃頂層設計中，采用多信息融合技術，實時監控國土空間狀態，采集國土空間的異常事件，經過數據處理獲取高精度的融合結果，例如：利用遙感技術獲取國土空間不同時間段的遙感影像，比對分析不同時間段國土空間發生的變化，以作為頂層設計中的參考，提高頂層設計的質量[5-6]。

2.3 建立可持續發展設計理念，提升規劃設計的綜合效益

保護生態環境、實現國土空間資源的可持續發展是國土空間規劃體系設計的重要目標之一。在規劃體系設計中，設計人員需要建立可持續發展理念，在規劃設計中始終堅持綠色環保原則，合理科學地開發利用國土空間資源，協調好國土資源利用與生態環境保護之間的關系。因此，在規劃體系設計中，需利用多信息融合技術對規劃區域進行環境質量監測數據、土壤污染狀況數據、水源保護區邊界數據，以及大氣、水、土污染整治方案等環境類規劃數據的收集與分析，提高規劃體系設計的環保性、生態性及可持續性，實現國土空間規劃體系設計環境保護效益、經濟效益、社會效益的全面提升。

3 結語

國土空間規劃體系設計中多信息融合技術的運用，需根據國土空間規劃體系設計的實際需求，進行數據采集、數據清洗、數據融合等流程及內容的調整優化，如數據格式的設計、缺失值處理方法的選用、數據集中異常值的監控等，確保國土空間規劃的數據治理能力，可充分滿足規劃體系設計對于數據處理和數據分析的要求，最終設計出可行、可用、可操作的國土空間規劃體系。

參考文獻

[1]彭利林.基于多信息融合技術的國土空間規劃體系設計[J].計算技術與自動化，2022，41（2）：158-163.

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[3]龐春茂.關于測繪地理信息技術在國土空間規劃中的應用研討[J].中文科技期刊數據庫（文摘版）工程技術，2023（2）：158-160.

[4]任亞龍.現代國土空間規劃實施中存在的問題及對策研究[J].地礦測繪，2022，5（6）：10-12.

[5]劉心怡，徐鵬，朱孟蘭，等.基于GIS+BIM的三維映射技術在大中型工程全生命周期中的應用研究[J].工程技術研究，2023，8（12）：8-10.

[6]劉尚欽，張福浩，仇阿根，等.基于城市信息單元的多源時空數據融合框架[J].集成技術，2023，12（3）： 34-47.