城市國土空間監測領域的發展與創新研究

摘" 要：城市國土空間監測在現代城市發展和管理中具有極其重要的意義，為今后更好地開展城市國土空間監測，并發揮監測成果作為支撐城市建設用地批復、國土空間規劃編制及實施監督等工作需求的作用，該文就國內外城市監測的發展情況，湖南省此項工作在技術研究、應用推廣等方面的創新研究展開討論，并針對遇到的問題提出相應的對策和建議，為后續開展相關工作提供思路及借鑒。

關鍵詞：城市國土空間監測；國土空間規劃；檢測數據；生態環境；基礎設施

中圖分類號：P208" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）33-0068-04

Abstract： Urban land space monitoring has extremely important significance in the development and management of modern cities. In order to better carry out urban land space monitoring in the future， and give play to the role of monitoring results as supporting the approval of urban construction land， compilation and implementation supervision of national land space planning and other work needs，this paper discusses the development of urban monitoring both domestically and internationally， as well as the innovative research in technology research， application promotion， and other aspects of this work in Hunan Province. Corresponding countermeasures and suggestions are proposed for the problems encountered， providing ideas and references for future related work.

Keywords： urban land space monitoring; national spatial planning; testing data; ecological environment; infrastructure

自然資源部圍繞“兩統一”職責履行和“嚴守資源安全底線、優化國土空間格局、促進綠色低碳發展、維護資源資產權益”的自然資源工作定位[1-2]，積極推進地理國情監測轉型升級。2022年，地理國情監測工作定位為以變更調查成果為底板的上半年地類變化監測和城市國土空間監測。

城市國土空間監測是以土地利用現狀為依據，利用高分辨率衛星遙感影像及其他行業專題資料，在變更調查成果地類基礎上進一步細化相關地類，確定監測要素的空間位置、占地范圍、面積（長度）和相關屬性等，并監測其變化，旨在聚焦地級及以上城市，掌握城市建設總量、用地結構、基礎設施和服務功能等內容[3]。利用好監測數據，可以提高城市規劃和管理的科學性和合理性，推動城市可持續發展；可以為環境保護和治理提供有力支持，有助于改善城市生態環境和居民生活質量；可以強化災害預警和應急響應能力，為城市的安全和穩定提供保障。

1 國內外城市監測情況

1.1 國外

國外類似的監測工作主要有美國“大都市區”監測和歐洲空間規劃觀測網等。

美國“大都市區”（Metropolitan Area）[4]概念在1910年提出，此后其概念內涵及界定方法逐步演變并得到廣為借鑒，諸多國家也相繼提出類似概念，比如加拿大的“人口普查都市區”（Census Metropolitan Area）[5]、英國的“通勤區”（Travel to Work Area）[6]、德國的“地方勞動力市場”（Local Labour Market）和法國的“就業區域”（Employment Area）等。鑒于全球范圍內大都市區相關概念的差異，2006年經濟合作與發展組織（OECD，簡稱“經合組織”）與歐洲空間規劃觀測網（ESPON）合作提出了“功能性城市區”（Functional Urban Area，FUA）概念，強調從功能（主要是通勤）角度來界定和統計城市，并試圖以此建立通用標準，推動全球范圍內城市相關政策方面的評估工作。

自20世紀80年代以來，歐盟委員會（含歐洲共同體）提出了空間規劃的概念，并先后啟動了多項空間規劃研究計劃[7]，包括標準地域統計單元工作（NUTS）、歐洲空間發展遠景計劃（ESDP）、歐洲空間規劃研究計劃（SPESP）[8]。2002年，歐盟委員會成立了歐洲空間規劃觀測網（ESPON），主要研究歐洲地區發展歷程中的政策文件和有關實施辦法，以及鄰國的空間關系，來加強網絡化工作模式的穩固性和持續性[9]。ESPON通過動態觀測網絡為政策制定者提供空間依據，成為決策人員、行政人員和研究人員之間的橋梁。

1.2" 國內

2019年5月，中共中央 國務院頒布《中共中央 國務院關于建立國土空間規劃體系并監督實施的若干意見》（以下簡稱《意見》）明確要求建立國土空間規劃體系并監督實施，實現“多規合一”[10]。2022年7月，自然資源部印發《自然資源部辦公廳關于開展2022年上半年自然資源監測工作的通知》，要求按照《意見》要求對全國107個國批城市啟動城市國土空間監測工作，以2021年度國土變更調查數據為底圖，參考使用地理國情監測、基礎測繪、數字城市和智慧城市成果及各部門專題數據資料，開展城市空間信息細化與補充采集、水網和路網等要素更新[1，11]，2023年監測范圍擴展到地級及以上城市，2024年監測范圍保持不變，有條件省份可擴展到縣級市。

從監測范圍上看，城市國土空間監測偏重于城區范圍內相關要素的空間信息。從監測內容上看，涵蓋了城鎮住宅用地、就學教育機構、醫療衛生機構、文體活動情況和城市安全韌性等重要的城市要素信息，同時體現地上單體房屋建筑物的面積、套數等信息，更加注重城市建筑的用途、名稱和類型等特有屬性，表達方式向三維空間信息發展。從服務對象上看，同時涵蓋了住建、消防、教育、郵政、醫療和生態環境等不同行業的專題數據，數據的表述形式和整合程度可提高數據的可讀性和可用性，提升數據分析的準確性和深度，成果可為加快構建新發展格局提供有力的數據支撐。

各行業根據各自的需求，也基于城市尺度開展了多種監測。城市交通監測方面，利用人工智能和大數據技術，對交通流量、擁堵情況進行實時監測分析。城市環境監測方面，利用無人機和傳感器等設備，收集城市環境數據，運用大數據進行分析。城市規劃監測方面，通過監測城市空間布局、土地利用狀況等，及時發現規劃執行中的問題，為城市規劃、調整和建設提供科學依據。在環境保護監測方面，監測城市生態環境、空氣質量等，為環境保護和治監測理提供數據支持。在災害預警監測方面，實時監測城市地質、氣象等災害風險，為災害預警和應急響應提供重要信息。

2" 湖南省城市國土空間監測創新點

城市國土空間監測主要以上一年度變更調查地類為參考，根據當年1 m或者更高分辨率的衛星遙感影像和最新相關行業專題資料，并充分利用“天空地網”綜合監測體系已形成的監測圖斑和舉證照片，結合外業實地調查等工作開展。為解決項目生產過程中基礎數據量大、來源復雜多樣、評價分析欠缺和應用場景不夠等問題，湖南省開展了城市國土空間監測成果生產含數據集成、數據獲取、流程優化、服務分析等全流程關鍵技術研究與應用。

2.1" 多源異構數據快速處理和數據融合技術研究

2.1.1" 多來源數據收集與應用

充分發揮省自然資源廳已有數據資源優勢。全省遙感影像統籌1 m分辨率衛星遙感影像作為工作底圖，局部地區0.3 m超高分辨率衛星遙感影像進一步提高了監測對象內業判定的準確性和精度；全省自然資源衛星監測圖斑和外業舉證照片作為地表變化指引，提高監測變化發現效率；城市大比例尺地形圖、傾斜三維模型數據減輕要素采集工作量及難度；民政、統計、應急、教育和環保等行業專題數據結合衛星遙感影像、網絡POI等數據可確定監測對象的空間位置、范圍及屬性信息。

2.1.2" 不同類型數據標準化、空間化的處理方法研究

針對已有調查成果、相關主管行業數據、統計年鑒和大數據等多源異構大數據，研究觀測數據、管理數據和手機信令、POI等大數據融合技術，開展gdb、shp、jpg、word、excel、csv、pdf等不同類型數據標準化、空間化和可視化處理，研究包括數據獲取、數據清洗、數據管理、數據使用、數據庫建設的多源異構數據快速處理和數據融合技術，編制形成湖南省城市國土空間數據使用手冊。

2.2" 充分發揮“天空地網”綜合監測體系作用

湖南省近年來大力推進“天空地網”一體化自然資源綜合監測體系建設，構建省級自然資源調查監測指揮中心，實現衛星遙感、鐵塔視頻、無人機航拍和外業核查等多元感知數據“一站式”協同獲取和實時匯聚。在監測中不僅應用了綜合監測體系形成的監測圖斑和外業舉證照片，還通過應用監測體系中的鐵塔視頻對視域范圍輔助開展多角度現場核查，降低了實地調查工作量。配合市縣國土空間規劃“一張圖”接入湖南省自然資源監測智慧中心，實現系統內相關數據的在線調用。

2.3" 研發多個軟件系統工具

研發了網絡POI數據下載工具，用于及時獲取監測范圍最新的網絡POI數據；立足自然資源調查監測指揮中心平臺研發了多級行政區聯動、可靈活配置、圖數聯動和在線服務的城市國土空間指標信息窗，能夠直觀、便捷、快速地展示、查詢、調用城市國土空間成果數據和指標信息。

2.4" 建設城市國土空間監測智慧服務云平臺

嘗試利用已有地理國情監測數據及城市國土空間監測數據，探索實現監測數據可視化展示、查詢等，并對數據進行深度挖掘，分析監測對象之間內在的空間特性、相互聯系和分布規則，從數量、結構、效益等角度開展城市發展現狀、開發利用程度等分析，并對未來的發展趨勢進行科學預測和合理規劃。

以高性能的HighGIS引擎和組件式敏捷開發為核心能力支撐，著力構建成果分析評價能力，實現海量數據高速渲染、透過數據“看規模、看結構、看趨勢、看差異”、成果快速查詢統計、多指標聯動綜合分析、一鍵式自動報表輸出，賦能成果智能化應用場景（圖1）。

3" 問題及建議

3.1" 遇到的問題

基礎資料收集難。基礎資料收集涉及部門眾多，目前大都采用點對點離線方式收集，受網絡環境、部門信息化程度等因素影響，大部分資料還無法通過在線方式動態調用。要素細化工作過于依賴資料。未收集到專題資料的要素類型，如不采取全要素調查的模式，容易出現錯漏采集的情況。認識不夠，應用待加強。在監測工作的開展中，省市縣協同聯動機制還不夠，對監測工作的認識相對不夠深入，目前監測成果以數據庫形式提供，主要供自然資源部門內部參考使用，城市國土空間監測工作成果的全面應用推廣力度有限，還未發揮其服務城市高質量發展的功能屬性。

3.2" 相關建議

為進一步推動成果的應用，更好地發揮數據支撐作用，建議如下。

1）構建網絡化協同的監測技術體系和工作機制，促使行業專題數據及時快速匯聚，從而大量減少外業實地調查工作量，提高數據的真實性、精準度和可追溯性，并實現各類監測要素信息的快速匯總統計，同時也為各行業部門的業務系統及時提供權威的監測成果數據服務，建立以業務平臺為依托的配套工作機制。

2）結合用地用海標準，根據實際應用需求進一步細化新增相關監測內容，比如新增文物古跡、大型超市、菜鳥驛站、快遞超市和快遞中轉站等監測內容；擴大與人居生活密切相關指標監測范圍至全域，如學校、醫院、養老設施和消防站等，以全面滿足管理應用需求。

3）強化國土空間監測工作意義、成果內容、應用程序的宣傳推介，提高公眾對城市國土空間監測的認識和參與度，為監測成果應用和工作推進形成良好的工作氛圍，形成全社會共同關注和支持的良好氛圍。同時，加強監測成果數據的應用、分析和評價，重點對城市基礎設施現狀和規劃實施效果進行評估，形成各類評價報告，為城市規劃和管理提供更有價值的參考。

4" 結束語

城市國土空間監測是一項復雜而系統的工作，它不僅是城市管理和規劃的基礎工具，更是實現科學決策、提升治理水平和保障可持續發展的重要環節，持續高效完成這項工作，可以有效促進城市土地資源的合理利用和可持續發展，可以更好地應對城市發展中的各種挑戰，推動城市的健康、有序和可持續發展。

參考文獻：

[1] 自然資源部辦公廳關于開展2022年上半年自然資源監測工作的通知[EB/OL].[2022-06-17].https：//gi.mnr.gov.cn/202206/t20220624_2739800.html.

[2] 自然資源部辦公廳關于開展2023年上半年自然資源監測工作的通知[EB/OL].[2023-05-26].https：//gi.mnr.gov.cn/202306/t20230602_2789977.html.

[3] 自然資源部辦公廳關于開展2024年城市國土空間監測工作的通知[EB/OL].[2024-04-28].https：//gi.mnr.gov.cn/202405/t20240509_2844669.html.

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[9] Cspon建設|Espon的經驗與啟示[EB/OL].[2024-03-24].https：//www.csgpc.org/detail/23171.html.

[10] 中共中央 國務院關于建立國土空間規劃體系并監督實施的若干意郵[EB/OL].[2019-05-23].https：//www.gov.cn/zhengc e/2019-05/23/content_5394187.htm.

[11] 羅廷祥，劉若翔，朵明香.城市國土空間監測質量影響因子及控制方法探析[J].科技創新與應用，2023，13（22）：138-141.