數字規(guī)劃理念下的村莊規(guī)劃“CoIM”技術平臺初探

柴 祿

（陜西地建土地勘測規(guī)劃設計院有限責任公司，陜西西安 710075）

2021年2 月25 日，國家鄉(xiāng)村振興局掛牌成立，同時原扶貧辦摘牌，標志著鄉(xiāng)村振興成為繼扶貧攻堅后的又一國家層面重大鄉(xiāng)村發(fā)展戰(zhàn)略。村莊規(guī)劃是鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實施中，鄉(xiāng)村建設行動和農業(yè)農村發(fā)展的指引，同時也是上位國土空間規(guī)劃能否在鄉(xiāng)村地區(qū)落實落地的基礎支撐［1］。

隨著數字化信息化技術的發(fā)展，規(guī)劃技術將更多地依靠以時空大數據技術、空間地理信息規(guī)劃平臺、空間三維建模技術、“互聯網+”和物聯網技術等相關技術為主的數字規(guī)劃技術［2］。數字規(guī)劃技術應用是為規(guī)劃編制提供定量分析和精準預測的手段，為規(guī)劃實施管理提供更直觀的技術依據，為規(guī)劃監(jiān)督反饋提供高效的監(jiān)測手段和評價方法，最終實現規(guī)劃編制的科學化、實施管理的高效化、規(guī)劃決策的智能化［3］。將數字規(guī)劃的理念融入到鄉(xiāng)村建設和實用性村莊規(guī)劃編制中，探索數字鄉(xiāng)村規(guī)劃技術，將會對今后的村莊規(guī)劃工作產生積極意義。

1 村莊規(guī)劃中的數字規(guī)劃“CoIM”技術平臺

“CIM”是城市信息模型（City Information Modeling）的縮寫，CIM 是以建筑信息模型（BIM）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、物聯網（IoT）等技術為基礎的城市規(guī)劃管理模型，該技術模型較為復雜，近年來各地開展的三維實景城市建設探索，即是CIM 的現實運用。如果將CIM 理論推廣到鄉(xiāng)村，即可定義為鄉(xiāng)村信息模型，以“CoIM”縮寫形式與“CIM”進行區(qū)別。通過植入數字規(guī)劃理念，形成標準化、精細化的實用性村莊規(guī)劃管理數字規(guī)劃“CoIM”技術平臺，將會是今后“多規(guī)合一”實用性村莊規(guī)劃發(fā)展的趨勢［4］。村莊規(guī)劃的數字規(guī)劃“CoIM”技術平臺由5 大平臺組成，如圖1 所示。

圖1 數字村莊規(guī)劃“CoIM”技術平臺

1.1 時空大數據綜合分析平臺

集成整合包括人口、產業(yè)、文化旅游、土壤環(huán)境質量檢測數據、客運交通數據、水體環(huán)境檢測數據、視頻監(jiān)控數據等各類數據，配合不同的數學模型，進行大數據綜合分析，可以幫助規(guī)劃師開展決策［5］。

1.2 依托“3S”技術的空間規(guī)劃信息平臺

基于“3S”技術的空間規(guī)劃信息平臺可參與規(guī)劃的數據準備（衛(wèi)星影像、遙感影像、DEM 高程數據、地圖POI 數據）、前期調研（現狀調研的成果整理和基礎地形的分析處理）、規(guī)劃方案編制（用地布局和規(guī)劃選址）和規(guī)劃管理等。

1.3 “互聯網+”公眾參與平臺

通過手機APP、通訊軟件群組、集體組織自有網絡平臺，以網絡信箱、問卷調查、建言獻策等形式組織搭建村莊規(guī)劃的“互聯網+”公眾參與網絡平臺。

1.4 “空間三維建模”可視化動態(tài)展示平臺

三維建模可做到真實展現規(guī)劃場景，模擬規(guī)劃方案執(zhí)行后的村民生產生活和村莊建設發(fā)展，可以實現規(guī)劃可視化和動態(tài)推演的功能。空間三維建模技術較多地應用在局部空間三維建模上，利用BIM 建筑建模軟件、SketchUP 三維立體、Enscape 真實場景渲染等軟件集成搭建局部的空間三維建模平臺。

1.5 智能監(jiān)測設備“物聯網”輔助支撐平臺

基于高清攝像頭、無人機航拍、環(huán)境監(jiān)測站、水文監(jiān)測站等智能設備進行“物聯網”實時監(jiān)測傳導，根據智能設備傳導回服務器的實時信息對系統(tǒng)數據庫進行修正和更新，隨時了解規(guī)劃實施情況；還可以利用“物聯網”智能監(jiān)測設備群的實時數據傳導機制建立一系列評價指標體系，對發(fā)展趨勢進行動態(tài)模擬，對存在風險進行預警，并將結果反饋至規(guī)劃編制管理全流程。

2 村莊規(guī)劃中的數字規(guī)劃“CoIM”技術平臺應用

從規(guī)劃前期調研、現狀底圖制作、村莊發(fā)展目標定位、空間布局規(guī)劃、特色風貌保護及規(guī)劃管理6 個方面對村莊規(guī)劃的數字規(guī)劃技術應用進行梳理［6］，將“CoIM”技術平臺貫穿應用于村莊規(guī)劃全過程，見圖2。

圖2 “CoIM”技術平臺在村莊規(guī)劃中的應用示意圖

2.1 “互聯網+”前期調研

村莊規(guī)劃要以適用為主，要接地氣，所以在前期調研的過程中最重要的是在科學規(guī)劃的前提下盡量收集村民意愿，調動村民的積極性。采用微信、郵件、視頻連線、集體經濟組織官網為媒介進行交流訪談，收集村民意愿和相關人口、年齡、收入等數據，可以大大提高前期調研效率。

2.2 遙感影像解譯制作現狀底圖

在上位規(guī)劃現狀底圖的基礎上，以《第三次全國國土調查主要數據公報》為基礎，結合地理國情普查、區(qū)域正射影像等遙感圖像信息開展現狀底圖的細化研究，對村莊規(guī)劃底圖進行技術轉換，形成村莊規(guī)劃現狀“一張圖”。

2.3 時空大數據綜合分析確定村莊發(fā)展定位和目標

在規(guī)劃編制時，需要收集大量的有關鄉(xiāng)村社會經濟、人口及這些信息在三維空間的分布、演變情況等信息［7］。通過時空大數據和云計算平臺，可以較全面獲取規(guī)劃所需的相關信息，節(jié)省了現場調研和踏勘的時間和精力，極大地提高了工作效率。

2.4 使用地理信息系統(tǒng)進行空間布局規(guī)劃

地理信息系統(tǒng)集成的強大的空間分析功能及對信息的動態(tài)更新管理功能，可以在綜合考慮社會、經濟、自然等復雜因素前提下，進行系統(tǒng)分析和模擬，從而使生態(tài)保護修復與綜合整治規(guī)劃、耕地和永久基本農田保護規(guī)劃、產業(yè)發(fā)展規(guī)劃、住房布局規(guī)劃、道路交通規(guī)劃、基礎設施和公共服務規(guī)劃、村莊安全和防災減災規(guī)劃等內容在空間布局上更加具體化。

2.5 三維可視化建模突出特色風貌保護

村莊特色風貌保護包含住宅建筑風貌和傳統(tǒng)歷史景觀風貌等，都屬于村莊規(guī)劃局部的亮點。利用三維可視化建模的方法可以實現規(guī)劃效果的實景渲染和方案的合理性分析，模擬旅游線路和景觀節(jié)點等設施和建筑，從而確定符合本村特色的農村住宅風貌和歷史文化及特色風貌保護方案。

3 基于數字規(guī)劃“CoIM”技術平臺的村莊規(guī)劃決策應用

通過“CoIM”技術平臺的應用，可以實現村莊規(guī)劃決策的動態(tài)模擬推演，從而可以對比選擇最佳決策方案，為居民點布局、建設用地留白、規(guī)劃道路選線、產業(yè)布局等規(guī)劃決策提供高質量技術支撐。

3.1 關于居民點布局的決策應用

依托“3S”技術的空間規(guī)劃信息平臺，將村莊居民點用地數據與生態(tài)限制條件數據和永久基本農田數據疊加，分析除生態(tài)限制區(qū)域和農業(yè)開發(fā)區(qū)域之外村莊居民點在空間上的合理布局，完成居民點搬遷撤并和新建居民點選址布局決策。

3.2 關于建設用地留白的決策應用

運用“空間三維建模”可視化動態(tài)展示平臺的三維村莊模型，結合生態(tài)保護和農業(yè)空間控制線，綜合考慮村莊近期和遠期發(fā)展重點區(qū)域，從村民居住、產業(yè)發(fā)展和公共活動用地需求出發(fā)，進行留白用地對比選擇，使留白用地選擇更加直觀、具體、可視化。

3.3 關于規(guī)劃道路選線的決策應用

運用“3S”技術的空間規(guī)劃信息平臺和“空間三維建模”可視化動態(tài)展示平臺，結合坡度、地形因素進行規(guī)劃道路選線。同時，技術平臺可以初步預判工程建設的土方量，對選線的合理性和經濟性提供決策依據，實現道路工程建設實景模擬，降低成本、避免風險，實現高質量的道路選線規(guī)劃決策。

3.4 產業(yè)布局與規(guī)模決策應用

結合“互聯網+”公眾參與平臺和時空大數據綜合分析平臺，在利用“互聯網+”公眾參與平臺對村民意愿進行收集的基礎上，通過對人口分布、公共設施分布和現有路網分布數據等各類數據進行綜合建模分析，實現村莊產業(yè)空間分布、生態(tài)擾動等方面的研究，得出相關產業(yè)發(fā)展用地布局和規(guī)模的最優(yōu)選址和最大規(guī)模，再結合選址程序即可確定合適的產業(yè)用地。

4 結論

今后，村莊規(guī)劃技術的發(fā)展將更多地體現在數字技術的創(chuàng)新應用上，且村莊規(guī)劃編制管理的數字規(guī)劃技術平臺要完成村莊規(guī)劃管理全過程的覆蓋［8］。村莊規(guī)劃“CoIM”技術平臺由時空大數據技術、空間地理信息平臺、空間三維建模技術、“互聯網+”和物聯網技術5 個平臺組成。通過植入和應用數字規(guī)劃的理念，探索建設符合鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略要求，同時也能使上位國土空間總體規(guī)劃得以更好實施管理的村莊規(guī)劃”CoIM”技術平臺，為鄉(xiāng)村保護、治理、開發(fā)提供實時、高效、準確的決策和管理工具。