面向城市國(guó)土空間總體規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)的預(yù)警技術(shù)體系構(gòu)建與實(shí)踐探索

摘要國(guó)土空間規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警是預(yù)防國(guó)土空間開發(fā)利用與保護(hù)過程中的潛在風(fēng)險(xiǎn)、保障規(guī)劃實(shí)施成效、實(shí)現(xiàn)全生命周期管理的重要手段，也是數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下實(shí)現(xiàn)精細(xì)化國(guó)土空間治理和高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵舉措。系統(tǒng)回顧我國(guó)規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警相關(guān)工作的發(fā)展歷程，結(jié)合新時(shí)期國(guó)土空間規(guī)劃需求，從人地視角構(gòu)建面向城市國(guó)土空間總體規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)的預(yù)警技術(shù)體系。在人口和用地模擬的基礎(chǔ)上，分別構(gòu)建規(guī)劃指標(biāo)和空間管控要素的預(yù)警方法，實(shí)現(xiàn)分區(qū)、分級(jí)預(yù)警。以浙江省寧波市實(shí)踐為例，其提出的技術(shù)方法可有效預(yù)判城市發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)，緩解人地矛盾，以期為我國(guó)城市國(guó)土空間總體規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警工作提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

AbstractMonitoringandwaingoftheimplementationofteritorialspatialplanningisanimportant methodforpreventingpotential risks in the development and utilization of teritorial space，guaranteeing the effctiveness of planning implementation， and realizing the managementofthe whole lifecycle.Itisalsoakey measureforrealizing therefied teritorial spatial governanceandhigh-qualitydevelopmentinthecontextof digital transformation.Inthis paper，wesystematicallyreview the progressof monitoringand warningof plannng implementation in China，andcombine with the needs ofnational spatial planning inthenewperiodtoconstructawarningtechnologysystem formonitoringtheimplementationof teritorialspatial master planing from the perspective of peopleand land.On the basis of population and land use simulation，the warning methods for planing indicators and spatial elementsare established to achieve Zzoning and hierarchical warning.The practiceof NingboCityin ZhejangProvince shows that the proposed technical methodcan effctively predicttheriskof urbandevelopmentandalevatethecontradictionbetweenpeopleandland，whichisexpected toprovideexperieneforthe monitoring and warning of the implementation of the territorial spatial master planning in China.

關(guān)鍵詞國(guó)土空間總體規(guī)劃;規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè);預(yù)警技術(shù)；寧波 Key words territorial spatial master planning; implementation monitoring of planning; warning technology; Ningbo 文章編號(hào)1673-8985（2025）04-0099-08中圖分類號(hào)TU984文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

D0I 10.11982/j.supr.20250414

作者簡(jiǎn)介

吳玉

南京大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院碩士研究生

李璐

寧波市測(cè)繪和遙感技術(shù)研究院（寧波市自然資源

和規(guī)劃調(diào)查監(jiān)測(cè)中心）工程師，碩士

張姍琪（通信作者）

南京大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院

城市AI與綠色人居環(huán)境營(yíng)造省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

助理教授，博士生導(dǎo)師

zhangshanqi@nju.edu.cn

甄峰

南京大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院

城市AI與綠色人居環(huán)境營(yíng)造省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

教授，博士生導(dǎo)師

林昀

寧波市測(cè)繪和遙感技術(shù)研究院（寧波市自然資源和規(guī)劃調(diào)查監(jiān)測(cè)中心）高級(jí)工程師，碩士

朱青榮

寧波市測(cè)繪和遙感技術(shù)研究院（寧波市自然資源和規(guī)劃調(diào)查監(jiān)測(cè)中心）經(jīng)濟(jì)師

0 引言

城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)帶來土地資源緊張、生態(tài)失衡、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡等一系列復(fù)雜的人地問題[1]。為有效解決這些問題并預(yù)防新風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明引領(lǐng)下的高質(zhì)量發(fā)展，迫切需要以國(guó)土空間規(guī)劃為引領(lǐng)，加強(qiáng)規(guī)劃實(shí)施監(jiān)督體系建設(shè)，保障規(guī)劃順利實(shí)施。2019年《全國(guó)國(guó)土空間規(guī)劃綱要》明確提出以“建設(shè)數(shù)字國(guó)土”為戰(zhàn)略目標(biāo)，建設(shè)國(guó)土空間規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，支撐規(guī)劃實(shí)施監(jiān)督體系構(gòu)建。城市級(jí)國(guó)土空間總體規(guī)劃的陸續(xù)批復(fù)也要求盡快開展規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)工作，通過持續(xù)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，掌握規(guī)劃實(shí)施情況，糾偏規(guī)劃實(shí)施中出現(xiàn)的指標(biāo)突破、執(zhí)行不力等問題，為優(yōu)化國(guó)土空間開發(fā)保護(hù)格局、實(shí)現(xiàn)規(guī)劃全生命周期管理提供支撐。其中，動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)確地識(shí)別規(guī)劃實(shí)施過程中的潛在發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)并及時(shí)預(yù)警，是國(guó)土空間規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)的重要環(huán)節(jié)[2]2951，也是實(shí)現(xiàn)國(guó)土空間規(guī)劃的智慧化轉(zhuǎn)型，從被動(dòng)響應(yīng)轉(zhuǎn)向“先知先覺”的關(guān)鍵所在。

預(yù)警是對(duì)某一系統(tǒng)可能產(chǎn)生的不良狀態(tài)提前警示的過程。在國(guó)土空間規(guī)劃體系下，預(yù)警技術(shù)強(qiáng)調(diào)結(jié)合相關(guān)規(guī)則，關(guān)注規(guī)劃實(shí)施與目標(biāo)的差異和人地矛盾情況，遏制規(guī)劃偏離。北京、上海4、廣州[5、深圳等城市均開展試點(diǎn)實(shí)踐，基于新算法和新模型，將預(yù)警內(nèi)容從風(fēng)險(xiǎn)災(zāi)害、空間沖突擴(kuò)展至高品質(zhì)生活。學(xué)術(shù)研究方面，強(qiáng)調(diào)預(yù)警在全生命周期管理和規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)中的關(guān)鍵作用，對(duì)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)方法進(jìn)行了持續(xù)探討。相關(guān)研究主要關(guān)注用地變化、發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)、違規(guī)行為等方面的監(jiān)測(cè)預(yù)警，通過構(gòu)建預(yù)警指標(biāo)體系，利用預(yù)測(cè)模型模擬未來指標(biāo)發(fā)展，對(duì)標(biāo)規(guī)劃閾值實(shí)現(xiàn)預(yù)警。也有部分學(xué)者在3S技術(shù)（GIS、RS、GPS）的基礎(chǔ)上，通過情景分析等方法實(shí)現(xiàn)對(duì)未來土地利用的模擬，結(jié)合管控規(guī)則，實(shí)現(xiàn)空間開發(fā)預(yù)警。

總體而言，相關(guān)實(shí)踐和研究從多角度論證了預(yù)警對(duì)于規(guī)劃實(shí)施監(jiān)督的重要性，已初步形成面向國(guó)土空間規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)的預(yù)警技術(shù)方法。但目前的研究與實(shí)踐仍存在不足，尚不能完全滿足國(guó)土規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)的需求，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面，現(xiàn)有預(yù)警方法與技術(shù)主要針對(duì)城市發(fā)展某一方面或某一要素，如空間管控、設(shè)施建設(shè)等，尚未形成系統(tǒng)、全面的規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)框架;另一方面，預(yù)警是通過對(duì)國(guó)土空間發(fā)展情況的模擬與預(yù)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)國(guó)土空間的潛在風(fēng)險(xiǎn)，相關(guān)研究雖已關(guān)注到空間要素（如用地），對(duì)土地利用開展模擬推演，但對(duì)于人的動(dòng)態(tài)變化考慮較少，也未考慮人與空間的復(fù)雜交互關(guān)系，不能有效反映用途變更、功能矛盾等空間沖突。

國(guó)土空間規(guī)劃的本質(zhì)是從人地系統(tǒng)、生命共同體等方面對(duì)空間關(guān)系的重構(gòu)，核心任務(wù)在于平衡人類活動(dòng)對(duì)資源的需求與資源承載能力之間的關(guān)系。相應(yīng)地，規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警不僅要關(guān)注空間要素的動(dòng)態(tài)變化，更要深入剖析人類活動(dòng)與空間環(huán)境的相互作用關(guān)系。因此，本文從人地關(guān)系的視角出發(fā)，模擬未來國(guó)土空間發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，面向規(guī)劃實(shí)施效果監(jiān)測(cè)、國(guó)土空間潛在風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、空間管控預(yù)警3大目標(biāo)，提出與新時(shí)期規(guī)劃體系相適應(yīng)的城市級(jí)總體規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)框架。進(jìn)一步將技術(shù)框架應(yīng)用于浙江省寧波市，驗(yàn)證所提技術(shù)體系的可行性，為開展城市級(jí)總體規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警工作提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

1規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警的演進(jìn)歷程

預(yù)警是測(cè)度某種狀態(tài)偏離警戒線的強(qiáng)弱程度并發(fā)出預(yù)警信號(hào)的過程，是系統(tǒng)的一種信息反饋機(jī)制，源于軍事領(lǐng)域，后逐漸進(jìn)入經(jīng)濟(jì)、醫(yī)療等自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。在城市規(guī)劃領(lǐng)域，預(yù)警多作為城市應(yīng)急的重要環(huán)節(jié)[1]，對(duì)于提升城市安全性和應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力有重要意義。在底線思維的引導(dǎo)下，預(yù)警被逐步運(yùn)用到耕地預(yù)警[11]、生態(tài)承載力預(yù)警[12]、歷史資源保護(hù)預(yù)警等領(lǐng)域，強(qiáng)調(diào)對(duì)專項(xiàng)領(lǐng)域定量描述后的警情判定與反饋。

《國(guó)土空間規(guī)劃“一張圖”實(shí)施監(jiān)督信息系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范（GB/T39972-2021）》明確指出，規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)評(píng)估預(yù)警的核心是基于城市體檢評(píng)估，圍繞重要控制線剛性管控要求和規(guī)劃約束性指標(biāo)開展及時(shí)預(yù)警。也有學(xué)者 為，預(yù)警的本質(zhì)是在與規(guī)劃目標(biāo)、戰(zhàn)略導(dǎo)向的對(duì)比和預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)施過程中的方向偏離、進(jìn)度滯后等風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)判，觸發(fā)反饋機(jī)制以優(yōu)化規(guī)劃實(shí)施策略。總之，目前預(yù)警的定義主要強(qiáng)調(diào)基于多維監(jiān)測(cè)的提前預(yù)判和面向規(guī)劃調(diào)整的動(dòng)態(tài)反饋。

1.1規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警的發(fā)展歷程

21世紀(jì)初，我國(guó)學(xué)者就開展了規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警的探索，預(yù)警內(nèi)容與規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)內(nèi)容緊密相關(guān)，從關(guān)注單一要素拓展為綜合性規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警。以2008年《城鄉(xiāng)規(guī)劃法》確定規(guī)劃實(shí)施評(píng)估的法定地位和2019年建立國(guó)土空間規(guī)劃體系和監(jiān)督實(shí)施體系為節(jié)點(diǎn)，可將規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警劃分為3個(gè)發(fā)展階段（見表1）。

一是規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警的萌芽階段（2007年以前）。城市總體規(guī)劃和土地利用總體規(guī)劃兩規(guī)獨(dú)立，分別開展空間規(guī)劃監(jiān)測(cè)，掌握空間利用情況。1996年開展土地變更調(diào)查工作，掌握土地利用的年度變化情況。2002年結(jié)合3S技術(shù)開展城市規(guī)劃監(jiān)測(cè)，重點(diǎn)關(guān)注城鄉(xiāng)結(jié)合部的建設(shè)活動(dòng)和用地變化。規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)關(guān)注“地”的變化和突破情況[14]，對(duì)設(shè)施布局、耕地發(fā)展的總量控制等開展預(yù)警，由于監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)受限，預(yù)警內(nèi)容未成體系。

表1規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警發(fā)展階段 [ab.1 Development stage of planning implementation monitoring and warning

資料來源：筆者整理。

二是規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警的起步階段（2008—2018年）。2008年，《城鄉(xiāng)規(guī)劃法》的正式施行和《國(guó)家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014—2020年）》的發(fā)布，強(qiáng)調(diào)了城市動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和規(guī)劃評(píng)估的重要性和嚴(yán)肅性。該階段總體規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)強(qiáng)調(diào)發(fā)展性和規(guī)劃實(shí)施一致性，預(yù)警多關(guān)注快速發(fā)展與生態(tài)壓力的平衡，包括資源型城市發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)[15城鎮(zhèn)化風(fēng)險(xiǎn)[1、人口失衡風(fēng)險(xiǎn)[17]等，認(rèn)為預(yù)警是促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)邁向可持續(xù)發(fā)展的必要手段。在方法上，通過構(gòu)建綜合指標(biāo)體系量化社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息，利用時(shí)間序列法、灰色預(yù)測(cè)法等開展預(yù)測(cè)預(yù)警。該階段主要以發(fā)展為導(dǎo)向，關(guān)注城市重點(diǎn)要素，以構(gòu)建定量指標(biāo)體系為主要方法開展預(yù)警研究。

三是規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警的重點(diǎn)發(fā)展階段（2019年后）。2019年，國(guó)土空間規(guī)劃體系要求構(gòu)建規(guī)劃實(shí)施監(jiān)督體系，各地開展規(guī)劃實(shí)施監(jiān)督體系試點(diǎn)，較多學(xué)者針對(duì)預(yù)警機(jī)制開展研究，并強(qiáng)調(diào)其對(duì)監(jiān)測(cè)的重要性。規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)圍繞規(guī)劃要求落實(shí)、規(guī)劃實(shí)施效果和規(guī)劃過程調(diào)整加以開展[18]，全面了解規(guī)劃實(shí)施情況。在“多規(guī)合一”對(duì)底線管控的強(qiáng)調(diào)下，較多研究圍繞開發(fā)利用管控需求開展預(yù)警，包括城鎮(zhèn)擴(kuò)張、“三區(qū)三線”底線預(yù)警等，利用指標(biāo)體系、計(jì)算模型，輔以多情景模擬方法對(duì)空間要素開展預(yù)測(cè)預(yù)警。多情景模擬方法包括未來土地利用模擬（FutureLand-UseSimulation，F(xiàn)LUS）、斑塊生成土地利用變化模擬模型（Patch-generating LandUseSimulation，PLUS）等，挖掘土地轉(zhuǎn)換規(guī)則，動(dòng)態(tài)模擬未來土地空間發(fā)展的結(jié)構(gòu)、形態(tài)、規(guī)模，并結(jié)合管控規(guī)則實(shí)現(xiàn)對(duì)空間開發(fā)利用情況的警示。研究視角上，多位學(xué)者從可持續(xù)發(fā)展、全生命周期、空間治理等角度開展監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)和理論的研究。該階段預(yù)警主要強(qiáng)調(diào)運(yùn)用多元方法對(duì)國(guó)土空間開發(fā)利用管控內(nèi)容開展及時(shí)預(yù)警。

1.2總體發(fā)展趨勢(shì)

總體而言，預(yù)警在規(guī)劃動(dòng)態(tài)調(diào)整和全生命周期管理中的重要性日益凸顯，預(yù)警內(nèi)容和技術(shù)的完善也成為研究重點(diǎn)。新時(shí)期國(guó)土空間規(guī)劃體系變革下，精細(xì)化國(guó)土空間治理也對(duì)預(yù)警的主動(dòng)性、全面性、準(zhǔn)確性提出了更高要求。一方面，規(guī)劃監(jiān)管業(yè)務(wù)部門不能停留在傳統(tǒng)的事后監(jiān)管，需要提高對(duì)異常情況的預(yù)判能力，函需數(shù)字化手段和體系化的預(yù)警技術(shù)加以支撐。另一方面，盡管規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警從關(guān)注“地”的突破發(fā)展為關(guān)注城市發(fā)展與資源限制的協(xié)調(diào)，但對(duì)人地關(guān)系的預(yù)警仍不能滿足未來發(fā)展需要。

1.2.1預(yù)警內(nèi)容

國(guó)土空間規(guī)劃編制是規(guī)劃實(shí)施的基礎(chǔ)，規(guī)劃實(shí)施評(píng)估一方面基于編制內(nèi)容，對(duì)規(guī)劃目標(biāo)、實(shí)施過程和影響開展評(píng)價(jià)[19]，另一方面也是規(guī)劃編制的前置基礎(chǔ)。預(yù)警則基于二者，對(duì)可能出現(xiàn)的偏離規(guī)劃目標(biāo)、超出規(guī)劃承載能力或引發(fā)重大風(fēng)險(xiǎn)的情況進(jìn)行預(yù)判，及時(shí)采取措施加以調(diào)整和優(yōu)化[2]2948。各類規(guī)劃需基于規(guī)劃編制、監(jiān)測(cè)評(píng)估，明確預(yù)警的重點(diǎn)方向和技術(shù)方法。已開展的總體規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警僅圍繞約束性內(nèi)容開展，不能滿足總規(guī)編制兼具戰(zhàn)略引領(lǐng)和剛性管控的要求。總體規(guī)劃實(shí)施的效果具有擴(kuò)散性2，應(yīng)基于規(guī)劃編制，針對(duì)約束性管控和發(fā)展性目標(biāo)內(nèi)容開展預(yù)警，包括國(guó)土安全風(fēng)險(xiǎn)、資源利用風(fēng)險(xiǎn)、品質(zhì)發(fā)展滯后等不滿足高質(zhì)量發(fā)展要求的內(nèi)容。

1.2.2預(yù)警技術(shù)

建立指標(biāo)體系是評(píng)估和預(yù)警的前提，已有研究多基于國(guó)土空間總體規(guī)劃編制指標(biāo)、國(guó)土空間開發(fā)保護(hù)現(xiàn)狀評(píng)估指標(biāo)、城市體檢指標(biāo)等構(gòu)建指標(biāo)體系[21]，利用預(yù)測(cè)模型模擬未來發(fā)展。但目前研究與實(shí)踐多側(cè)重在規(guī)劃實(shí)施一致性的結(jié)果評(píng)價(jià)，重點(diǎn)關(guān)注指標(biāo)數(shù)值變化，較少考慮所涉及的人地關(guān)系。城市作為復(fù)雜生命有機(jī)體，其發(fā)展受社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等多種因素的影響，對(duì)未來指標(biāo)的模擬預(yù)測(cè)也需考慮城市中人與設(shè)施的關(guān)系、人與地的關(guān)系等22。

近年來，面向國(guó)土空間規(guī)劃強(qiáng)化底線約束的要求，學(xué)者們逐步強(qiáng)調(diào)對(duì)環(huán)境底線要素的精確合理預(yù)測(cè)[23]，并注重大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)的應(yīng)用。在3S技術(shù)的基礎(chǔ)上，基于機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的情景模擬預(yù)測(cè)方法快速發(fā)展，對(duì)傳統(tǒng)以指標(biāo)計(jì)算為主的預(yù)警方法進(jìn)行補(bǔ)充。同時(shí)，時(shí)空大數(shù)據(jù)為多元因素相互作用的表達(dá)和模擬提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，通過構(gòu)建以土地利用變化模擬為代表的國(guó)土空間多情景模擬模型，模擬未來國(guó)土空間發(fā)展，一方面支撐重要控制線的管控預(yù)警，另一方面也輔助人地指標(biāo)中對(duì)“地”的未來預(yù)測(cè)，更好地實(shí)現(xiàn)國(guó)土空間底線管控。

各類預(yù)警技術(shù)基本涵蓋從模擬預(yù)測(cè)、警度劃分到結(jié)果反饋的全過程，但多聚焦單一、具體要素開展預(yù)警分析。如何基于現(xiàn)有研究，梳理、整合各類預(yù)警技術(shù)，形成科學(xué)可行、系統(tǒng)全面的技術(shù)體系，以滿足城市復(fù)雜人地系統(tǒng)的規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警需求，仍有待進(jìn)一步研究。

2面向城市級(jí)國(guó)土空間總體規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)的預(yù)警技術(shù)體系構(gòu)建

2.1總體思路

人地關(guān)系及其變化是國(guó)土空間規(guī)劃的重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)人地協(xié)調(diào)是可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求，也是規(guī)劃編制與實(shí)施監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容[24]。20世紀(jì)90年代，吳傳鈞2指出地理學(xué)研究的核心是人地地域關(guān)系系統(tǒng)，地理學(xué)者基于對(duì)人地系統(tǒng)的理解認(rèn)知，針對(duì)不同尺度的人地協(xié)調(diào)模式和途徑開展大量研究，形成人地系統(tǒng)耦合、人地系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)等理論，科學(xué)解析了自然系統(tǒng)和人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)交織作用下的地理環(huán)境動(dòng)態(tài)變化規(guī)律2，為從人地視角下理解和模擬國(guó)土空間發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。

城市人地系統(tǒng)是由人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和自然系統(tǒng)相互耦合、適應(yīng)形成的復(fù)雜大系統(tǒng)。國(guó)土空間作為人類生產(chǎn)、生活的物質(zhì)基礎(chǔ)和行為活動(dòng)，其演化一方面受自然系統(tǒng)鄰域差異的影響，另一方面受人類活動(dòng)的影響，通過空間組織形成國(guó)土空間格局。人地視角下的規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警應(yīng)解構(gòu)人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和自然系統(tǒng)，基于國(guó)土空間演化規(guī)律，模擬未來發(fā)展，及時(shí)反饋潛在風(fēng)險(xiǎn)，修正、減少人地沖突，促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展 （見圖1）。

城市級(jí)總體規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)基于規(guī)劃編制，強(qiáng)調(diào)對(duì)總量規(guī)模、空間底線等強(qiáng)制性規(guī)劃要求和戰(zhàn)略目標(biāo)完成情況開展監(jiān)測(cè)。預(yù)警是在人地視角模擬未來國(guó)土空間的基礎(chǔ)上，圍繞監(jiān)測(cè)目標(biāo)，針對(duì)人地關(guān)系失衡的異常情況開展研判。分析歷史人口規(guī)模發(fā)展規(guī)律，利用灰色預(yù)測(cè)模型等模擬人口發(fā)展；分析歷史用地演化，結(jié)合多元影響因子，利用PLUS模型預(yù)測(cè)未來土地利用格局。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合預(yù)警規(guī)則，判定警情，反饋至規(guī)劃管理。

2.2關(guān)鍵技術(shù)

基于人地系統(tǒng)視角，總體規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警應(yīng)在未來人口和用地推演的基礎(chǔ)上模擬未來發(fā)展，并提示人地矛盾突出等異常情況。因此本文將預(yù)警技術(shù)體系分為基礎(chǔ)模塊與專項(xiàng)模塊，構(gòu)建 log2+2ⁿ 預(yù)警技術(shù)體系（見圖2）。第一個(gè)“2”指利用多種預(yù)測(cè)模型對(duì)城市發(fā)展基礎(chǔ)要素開展預(yù)測(cè)，即通過人口和用地模擬實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)土空間的未來推演，作為預(yù)警技術(shù)體系的基礎(chǔ)。第二個(gè)“2”是專項(xiàng)模塊，指基于規(guī)劃實(shí)施效果、潛在發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)、空間管控等預(yù)警目標(biāo)開展預(yù)警，以指標(biāo)要素和空間要素為主，明確預(yù)警對(duì)象，結(jié)合預(yù)警規(guī)則，劃定預(yù)警等級(jí)和預(yù)警區(qū)域并做出反饋。

2.2.1國(guó)土空間模擬推演技術(shù)

（1）人口模擬推演

人口模擬推演技術(shù)采用多模型對(duì)比驗(yàn)證方法提升預(yù)測(cè)的可靠性和準(zhǔn)確度，為預(yù)警技術(shù)提供人口基準(zhǔn)。建立趨勢(shì)外推模型、Logistic模型、灰色預(yù)測(cè)模型等模型集成分析，基于歷史數(shù)據(jù)對(duì)未來人口開展預(yù)測(cè)，篩選最優(yōu)模型參數(shù)。趨勢(shì)外推模型側(cè)重對(duì)時(shí)空規(guī)律的挖掘，Logistic模型引入環(huán)境約束因子強(qiáng)調(diào)增長(zhǎng)的有限性，灰色模型適用于短期人口預(yù)測(cè)。通過差異化建模邏輯提升預(yù)測(cè)結(jié)果的適用性，并隨歷史數(shù)據(jù)更新，迭代預(yù)測(cè)方法，保障人口預(yù)測(cè)可持續(xù)，為規(guī)劃預(yù)警奠定決策基礎(chǔ)。

（2）土地利用模擬

土地利用模擬技術(shù)主要基于PLUS模型，識(shí)別土地利用變化規(guī)則，并利用一種基于多類斑塊生成策略的CA模型，提高模型對(duì)真實(shí)景觀格局的模擬和仿真能力[2。基于PLUS模型，利用馬爾科夫鏈或線性預(yù)測(cè)等預(yù)測(cè)未來土地利用總量變化，明確各類用地發(fā)展圖斑總量；集成多類型驅(qū)動(dòng)因素，通過隨機(jī)森林算法獲取現(xiàn)狀各類型用地的發(fā)展概率；最后基于CA模型，優(yōu)化用地轉(zhuǎn)移矩陣和領(lǐng)域權(quán)重，提高模擬精度，確保輸出的模擬結(jié)果能準(zhǔn)確反映國(guó)土空間地類的動(dòng)態(tài)變化，以模擬結(jié)果作為預(yù)警技術(shù)的用地發(fā)展基準(zhǔn)。

2.2.2規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)

總體規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)圍繞指標(biāo)和空間兩類要素，分別提出指標(biāo)預(yù)測(cè)型預(yù)警技術(shù)和空間推演型預(yù)警技術(shù)（見表2），明確預(yù)警規(guī)則，確定預(yù)警等級(jí)和預(yù)警區(qū)域。

（1）指標(biāo)預(yù)測(cè)型預(yù)警

針對(duì)總體規(guī)劃單一維度指標(biāo)，關(guān)注其是否突破閾值或達(dá)到預(yù)期；針對(duì)多維指標(biāo)，基于風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的關(guān)鍵因素，構(gòu)建綜合指標(biāo)體系，并對(duì)每項(xiàng)子指標(biāo)賦予權(quán)重。通過灰色預(yù)測(cè)模型、ARIMA預(yù)測(cè)模型、組合預(yù)測(cè)等預(yù)測(cè)未來指標(biāo)值。組合預(yù)測(cè)結(jié)合多種預(yù)測(cè)模型，彌補(bǔ)單一模型可能存在的信息缺失，減少隨機(jī)性以提高預(yù)測(cè)精度。

各類指標(biāo)的本質(zhì)是未來社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、自然系統(tǒng)及兩系統(tǒng)耦合發(fā)展情況，是未來的人、地或人地關(guān)系的反映。在多種預(yù)測(cè)方法的基礎(chǔ)上，以基礎(chǔ)模塊推演的人口規(guī)模和土地利用情況加以輔助驗(yàn)證，經(jīng)綜合判斷后輸出未來預(yù)測(cè)值。

針對(duì)總規(guī)指標(biāo)，在分析未來發(fā)展是否與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)和規(guī)劃預(yù)期相符的基礎(chǔ)上，基于指標(biāo)閾值和指標(biāo)性質(zhì)，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)值初步界定預(yù)警區(qū)間，并利用與該指標(biāo)實(shí)施效果掛鉤的指向性要素建立數(shù)學(xué)模型，判斷指標(biāo)增幅與實(shí)施效果之間的關(guān)系，最終優(yōu)化微調(diào)輸出預(yù)警區(qū)間界限閾值。約束性指標(biāo)分為“未超出”即將超出”“已超出”3類，預(yù)期性指標(biāo)分為“穩(wěn)定達(dá)成”“略有差距”“一定差距”“差距極大”4類，重點(diǎn)關(guān)注位于后兩類預(yù)警區(qū)間的指標(biāo)。

針對(duì)多維指標(biāo)，參照各類風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合研究區(qū)自然與社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況，劃分指標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)區(qū)間。在指標(biāo)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，分析整體發(fā)展趨勢(shì)，并基于預(yù)測(cè)值所處區(qū)間位置，判定預(yù)警等級(jí)且加以反饋。

表2預(yù)警技術(shù)分類 Tab.2Classificationofwarning technologies

資料來源：筆者整理。

圖3空間推演型預(yù)警示意圖Fig.3 Spatial deduction-based warning

資料來源：筆者自繪。

（2）空間推演型預(yù)警

空間管控要素是國(guó)空體系下強(qiáng)化規(guī)劃實(shí)施管控的空間抓手，其監(jiān)測(cè)預(yù)警重點(diǎn)關(guān)注未來空間差異和空間沖突情況，因此采用空間推演型預(yù)警方式。基于基礎(chǔ)模塊對(duì)未來土地利用的模擬結(jié)果，結(jié)合規(guī)劃重點(diǎn)分區(qū)與重要控制線的范圍邊界和管控要求，分析未來可能突破管控的區(qū)域，做到提早預(yù)警 （見圖3）。市級(jí)尺度分區(qū)縣明確建設(shè)用地突破比例，基于突破比例對(duì)預(yù)警單元實(shí)現(xiàn)分級(jí)預(yù)警，對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控和干預(yù)，防正空間沖突的產(chǎn)生或擴(kuò)大。

3實(shí)證研究

寧波是國(guó)務(wù)院批復(fù)確定的中國(guó)東南沿海重要的港口城市、長(zhǎng)江三角洲南翼經(jīng)濟(jì)中心，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力。國(guó)土空間規(guī)劃體系對(duì)規(guī)劃實(shí)施監(jiān)督提出更高要求，寧波作為自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)專題技術(shù)研究試點(diǎn)城市，已初步建立國(guó)土空間規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)體系。2022年，寧波完成了《寧波市國(guó)土空間總體規(guī)劃（2021—2035年）》以下簡(jiǎn)稱“《規(guī)劃》”）的編制，為規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警工作提供了內(nèi)容指引。本文以寧波為例開展城市級(jí)總體規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)研究，對(duì)潛在發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)予以提前預(yù)警。

基于2012—2021年寧波市人口數(shù)據(jù)，進(jìn)行精度比較后選擇灰色GM（1，1）模型模擬2022—2035年寧波人口，未來人口呈穩(wěn)步上升態(tài)勢(shì)。基于PLUS模型，輸入2009年和2018年的土地利用數(shù)據(jù)，以到高速路的距離、到政府的距離等社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)和坡度、高程等自然環(huán)境數(shù)據(jù)作為驅(qū)動(dòng)因素，以水域?yàn)橄拗妻D(zhuǎn)換區(qū)域，模擬2022年自然發(fā)展情景下的土地利用，卡帕系數(shù)為0.71，模擬精度較高。在此基礎(chǔ)上，以2022年為基年，模擬2035年土地利用情況（見圖4），作為預(yù)警基礎(chǔ)。

在基礎(chǔ)模塊對(duì)未來國(guó)土空間模擬預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，結(jié)合寧波市實(shí)際情況，明確專項(xiàng)預(yù)警內(nèi)容（見圖5）。以《規(guī)劃》為核心依據(jù)，指標(biāo)預(yù)測(cè)型預(yù)警支撐總體規(guī)劃核心指標(biāo)和城市創(chuàng)新、開放等多維風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，通過構(gòu)建指標(biāo)體系和界定預(yù)警區(qū)間實(shí)現(xiàn)對(duì)城市發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)的提前預(yù)判；空間推演型預(yù)警在空間管控的引導(dǎo)下，適用于三區(qū)三線、重點(diǎn)空間單元等的保護(hù)預(yù)警，減少空間開發(fā)沖突矛盾。下文分別以城市綜合承載力、三區(qū)三線突破預(yù)警為例開展實(shí)踐應(yīng)用。

圖42035年寧波市土地利用模擬圖Fig.4Simulated results of landuse inNingbo by2035資料來源：筆者以項(xiàng)目資料①為基礎(chǔ)自繪。

注釋： ① 相關(guān)基礎(chǔ)資料來自項(xiàng)目《國(guó)土空間規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)研究》。

3.1指標(biāo)預(yù)測(cè)型預(yù)警

城市綜合承載力是在一定條件下，城市資源所能承載人類活動(dòng)的規(guī)模和強(qiáng)度的閾值。基于人地系統(tǒng)理論，以三生空間視角構(gòu)建綜合承載力指標(biāo)體系[28。數(shù)據(jù)源于《寧波統(tǒng)計(jì)年鑒》《浙江統(tǒng)計(jì)年鑒》等，年限為2015—2021年。通過灰色預(yù)測(cè)模型、ARIMA預(yù)測(cè)模型開展預(yù)測(cè)，結(jié)合基礎(chǔ)模塊中的預(yù)測(cè)人口數(shù)據(jù)，修正各人均指標(biāo)數(shù)據(jù)，綜合得到2022—2025年指標(biāo)數(shù)據(jù)。結(jié)合相關(guān)研究，將城市綜合承載力分為低、較低、中等、較高、高5個(gè)等級(jí)。

結(jié)果顯示，寧波市綜合承載力總體呈上升趨勢(shì)，2019—2021年上升幅度較大，預(yù)計(jì)2022年突破較高水平，2024年邁入高水平行列 （見圖6）。結(jié)果表明，寧波市在三生空間規(guī)劃管理上存在積極因素，規(guī)劃管理控制效果較好。因此，從三生空間角度出發(fā)，結(jié)合寧波實(shí)際，應(yīng)持續(xù)強(qiáng)化創(chuàng)新策源和成果轉(zhuǎn)化能力，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和土地資源配置，提高生產(chǎn)空間承載力；高品質(zhì)供給城鄉(xiāng)設(shè)施，提升公共服務(wù)均等化水平，有效保障職住平衡，提高生活空間承載力；推動(dòng)綠色制造產(chǎn)業(yè)和低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展，加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)和修復(fù)，促進(jìn)生態(tài)空間承載力穩(wěn)定提升。未來也應(yīng)動(dòng)態(tài)跟蹤寧波三生空間承載力變化，加強(qiáng)各類規(guī)劃和生態(tài)政策、產(chǎn)業(yè)政策等的有效銜接，以政策合力推動(dòng)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

圖5國(guó)土空間總體規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)示例Fig.5Examplesofmonitoring and warming technologies forthe implementationof territory spatial master planning

資料來源：筆者基于《寧波市國(guó)土空間總體規(guī)劃（2021—2035年）》整理。

圖6城市綜合承載力水平 Fig.6 Level of urban comprehensive carrying capacity

資料來源：筆者基于統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)計(jì)算。

3.2空間推演型預(yù)警

以《規(guī)劃》送審稿初步確定的三線為基準(zhǔn)，輸入寧波市未來土地利用情況進(jìn)行空間拓?fù)浞治觯旨?jí)分類輸出突破3類底線的重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域、持續(xù)關(guān)注區(qū)域和周期性關(guān)注區(qū)域。

整體而言，寧波市在自然增長(zhǎng)狀態(tài)下，對(duì)三線均有突破（見圖7）。生態(tài)保護(hù)紅線在政府約束下突破最少，僅為 1% ，永久基本農(nóng)田和城鎮(zhèn)開發(fā)建設(shè)的突破比例均在 30% 左右（見表3）。重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域內(nèi)城鎮(zhèn)發(fā)展極有可能突破管控，應(yīng)在確認(rèn)空間管控和空間擴(kuò)張方向科學(xué)性的基礎(chǔ)上，制定負(fù)面清單，升級(jí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)頻率，嚴(yán)控三區(qū)建設(shè)行為；加強(qiáng)土地集約利用，確保土地資源合理利用，避免城鎮(zhèn)無序擴(kuò)張。持續(xù)關(guān)注區(qū)域有突破的可能，應(yīng)縮短數(shù)據(jù)采集周期，開展定期評(píng)估；引導(dǎo)人口和產(chǎn)業(yè)合理分布，減少對(duì)新增建設(shè)用地的需求。周期性關(guān)注區(qū)域突破風(fēng)險(xiǎn)較小，建議以季度為單位對(duì)區(qū)域內(nèi)各類用地圖斑進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握土地變化趨勢(shì)，確保各項(xiàng)政策措施的有效執(zhí)行，防范發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)累積。通過分級(jí)管控，減少建設(shè)用地越界開發(fā)、永久基本農(nóng)田非農(nóng)化等問題，為規(guī)劃實(shí)施糾偏提供空間指引。

4討論

國(guó)土空間規(guī)劃體系強(qiáng)調(diào)風(fēng)險(xiǎn)防范，開展規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警是新時(shí)期動(dòng)態(tài)感知規(guī)劃實(shí)施狀態(tài)、提早預(yù)判潛在風(fēng)險(xiǎn)的重要手段，也是高質(zhì)量發(fā)展目標(biāo)下支撐精細(xì)化空間治理、緩解人地矛盾的關(guān)鍵步驟。本文從人地視角出發(fā)，模擬國(guó)土空間復(fù)雜系統(tǒng)演化機(jī)制，在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)梳理面向城市級(jí)總體規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)的預(yù)警技術(shù)體系，豐富了對(duì)規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警的認(rèn)識(shí)，對(duì)于更好地理解并開展智慧國(guó)土空間規(guī)劃工作具有重要意義。同時(shí)，以寧波市為例，針對(duì)不同預(yù)警方法開展實(shí)踐探究，為開展城市級(jí)總體規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警工作提供經(jīng)驗(yàn)參考。

然而，城市級(jí)總體規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)預(yù)警工作仍處于發(fā)展階段，相關(guān)研究和實(shí)踐仍有待進(jìn)一步加強(qiáng)。第一，深化智能技術(shù)融合驅(qū)動(dòng)的預(yù)警技術(shù)研究。本文構(gòu)建了面向規(guī)劃實(shí)施監(jiān)測(cè)的預(yù)警技術(shù)體系，未來可進(jìn)一步結(jié)合人工智能技術(shù)深化方法研究，提高預(yù)警的精確度。如基于隨機(jī)森林、XGBoost等算法模型，在人口分布模擬中嵌入設(shè)施可達(dá)性等約束條件，以人口精細(xì)化預(yù)測(cè)支撐國(guó)土空間仿真推演；依托遷移學(xué)習(xí)技術(shù)建立差異化建模工具包，支持基于地方城鎮(zhèn)化率、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)用地預(yù)測(cè)模型的在地化調(diào)整，增強(qiáng)技術(shù)方法的空間適配性。第二，形成分層分類的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。目前《國(guó)土空間規(guī)劃監(jiān)測(cè)評(píng)估預(yù)警技術(shù)指南》正處于意見征集階段，對(duì)五級(jí)三類規(guī)劃監(jiān)測(cè)預(yù)警的主要內(nèi)容和技術(shù)支撐提出了框架性要求。未來需在此基礎(chǔ)上，結(jié)合地方規(guī)劃實(shí)施監(jiān)督管理的重點(diǎn)領(lǐng)域和突出問題，針對(duì)不同層級(jí)規(guī)劃、不同應(yīng)用場(chǎng)景，細(xì)化編制專項(xiàng)技術(shù)規(guī)范，并設(shè)計(jì)模塊化監(jiān)測(cè)指標(biāo)集和工具集，形成標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)程。第三，構(gòu)建政策制度與技術(shù)體系協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制。健全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)法定轉(zhuǎn)換路徑，要求規(guī)劃動(dòng)態(tài)維護(hù)必須接入預(yù)警數(shù)據(jù)，并將預(yù)警結(jié)果作為編制審批、執(zhí)法監(jiān)督的法定依據(jù)，如橙色預(yù)警區(qū)域新建項(xiàng)目需強(qiáng)制開展空間沖突仿真驗(yàn)證。創(chuàng)新“監(jiān)測(cè)預(yù)警一規(guī)劃反饋”的適應(yīng)性政策工具包，針對(duì)輸出的風(fēng)險(xiǎn)類型，匹配差異化的政策工具，如針對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施承載力超限啟動(dòng)開發(fā)強(qiáng)度優(yōu)化方案或交通分流等。

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