測繪地理信息科技融合新技術助力空間規劃編制

文／黃勇、張勇、肖讓 貴州圖智信息技術有限公司 貴州貴陽 520000

引言：

長時間以來，我國在國土空間管理工作當中，還存在多規銜接復雜、規劃立法薄弱以及部門協調困難等相關問題。而在我國提出“建立國家空間規劃體系”以后，也對省級空間規劃試點方案進行了有效實施，具體提出了以主體功能區規劃作為基礎統籌的各類空間性規劃方案，并對多規合一這一實施理念進行了有效推進，這使規劃體制得到了深化改革與創新，并對統一的空間規劃體系進行了充分建立，使我國國土空間的整體治理水平得到了全面提升。

1、云計算與測繪地理信息技術的融合

云計算主要是指按照使用量付費的一種模式，此模式可以提供更為便捷的網絡訪問，而且還具有按需和可用等特點，能夠進入到具體的計算資源共享池當中，從而快速提供此類資源，可以減少管理工作量，加強與服務供應商之間的交互。現如今，地理信息的應用范圍和領域已變得更加廣泛，而用戶對數據共享也有了更高的意愿和需求，這需要有效重構和更新空間信息。具體來說，測繪地理信息需要從傳統的單一底圖數據提供向綜合信息服務進行轉變。例如，需要對多規合一進行有效實行，在具體的空間規劃編制過程當中，針對空間規劃強度測算、環境承載能力評價以及國土空間開發適宜性評價等，都需要在地理信息服務平臺上有效實現異構數據多元空間分析以及信息在線處理等功能，因此需要對云計算進行合理采用，從而為用戶提供更為高效和靈活的服務。隨著城市空間信息量的不斷增加，為了有效實現城市的多規合一，對空間規劃進行科學編制與組織實施，需要結合其主體功能區定位，有效融合云計算和測繪地理信息技術，從而進一步推動社會與經濟的穩定發展。測繪地理信息領域可通過大型云計算平臺來有效處理空間信息數據，并架構服務產品，開發商業模式，這使云平臺能夠為用戶部署和提供更為優質的服務。在日后將會有更多的公有云和私有云誕生，其可在不同模式下提供相應服務，從而有效實現空間規劃編制的創新發展[1]。

圖1 空間規劃示意圖

2、大數據與測繪地理信息技術的融合

在大數據應用過程當中需要有效創新處理模式，使決策能力得到增強，具有良好的洞察發現力，合理優化流程，從而具有更為海量和多樣化的信息資產。通過運用大數據，可以使人們的管理模式得到全面優化，并實現數據的深度挖掘與分析。數據往往具有地理屬性以及位置關聯性，所以通過將地理信息與傳統數據進行有效融合，可以使一般數據的地理智商得到大幅度提高。現如今，我國各個地區，在對空間發展戰略進行制定時，需要有效編制空間規劃。具體而言，對于國民經濟以及社會發展而言，空間規劃是一項戰略性、綜合性以及綱領性的規劃工作，也是我國現代化體系建設的重要內容之一。在空間規劃工作當中，通過實現多規合一，可以使市場資源配置的重要作用得到充分發揮，對區域內的產業、人口、空間、生態、土地以及環境等相關要素進行系統性評估，從而使我國的主體功能發展導向得到有效貫徹，對不同地區的實際發展需求進行全面統籌，最終對發展目標進行確定，使發展空間得到有效管控。而為了使此類目標得到有效實現，需要充分落實空間規劃，在此過程當中也會有大量的數據信息產生。例如，在對某縣域空間規劃進行編制時，需要對基礎資料進行獲取，具體包括當地在經濟以及社會發展過程當中的所有歷史資料。這也形成了多數據語義、多空間分辨率、多平臺以及多種格式的數據形態，特別是空間數據挖掘以及地理知識服務。這對各類數據的智能管理也提出了更高要求，因此需要對云計算技術進行有效應用，合理處理相關數據，從而使大數據的處理需求得到有效滿足[2]。

3、人工智能與測繪地理信息技術的融合

人工智能主要是對人的智能進行模擬、擴展以及延伸的相關理論、技術和方法。人工智能是計算機科學當中的一個重要分支，可對智能實質進行了解，并產生全新的與人類智能相似的方式。具體來說，人工智能主要通過計算機對人的某些思維過程以及智能行為進行模擬。在空間規劃編制過程當中，地理信息底層是空間規劃編制的重要基礎，同時還需要有效開展空中全景測量工作，其具體需要對遙感影像、傾斜攝影測量技術等進行應用。而通過對人工智能的機器學習方法進行有效運用，可在常規解譯精度的基礎上有效提取特征和區分類別，使數據處理的智能化和自動化程度得到有效提高。通過運用人工智能技術可以快速處理海量的地理信息基礎數據，其具體包括衛星影像建模、三維激光點、云數據處理相關方式，可為空間規劃的編制提供有效助力。

4、虛擬現實技術與測繪地理信息技術的融合

虛擬現實技術也被稱之為人工環境或靈境技術，其可通過計算機來有效生成相關的模擬環境，從而對虛擬世界進行創建與體會。具體來說，通過對虛擬現實技術進行應用，可以進行多元信息融合以及交互式的信息仿真，其具有三維動態視景以及實體行為，可以使用戶在該環境當中得到沉浸。增強現實需要對攝影機影像位置和角度進行實時計算，并要結合相關圖像、3D 模型以及視頻等技術，可在屏幕上將虛擬世界與現實世界進行有效結合和互動。針對VR 與AR 兩種視覺技術的差異進行分析，其中VR 視覺主要建立在虛擬環境，而AR 視覺則是建立在現實環境。在具體編制和實施空間規劃工作時需要具有大量地圖，而通過VR 和AR 技術，可以有效實現地理信息的可視化目標，從而使傳統運用地圖描述地理現象的做法得到打破，避免在視覺角度由于電子地圖等給非專業人員產生錯誤理解。與此同時，通過運用VR和AR 技術，還能夠對與現實相貼近的視覺場景進行構建，此場景十分逼真，一方面可以使人們對未來發展的真實狀態進行直觀看到，使其對地理信息內涵進行充分了解，而另一方面還可運用可視化技術，使人與未來之間的交互體驗得到豐富。在實際運用虛擬現實技術時，首先可通過傾斜攝影測量技術來為真三維成果進行提供，使城市的本來面貌得到真實還原之后，則可通過VR 和AI 技術對城市在暴雨災后的三圍立體全景圖進行有效模擬，從而為城市的防災減災等工作開展提供指導。

5、移動互聯網物聯網與測繪地理信息技術的融合

對于空間規劃編制而言，其需要具有前瞻性。通過相關試點實踐可以表明，將測繪地理信息技術與物聯網和移動互聯網進行有效融合，可為空間規劃的編制與實施起到重要作用。現如今，在空間規劃編制準備工作開展過程當中，對相關數據具有更為嚴格的要求。例如，地理信息數據需要具有二維到三維的全部要素，并從米級上升到厘米級和亞米級，同時還需要包括地上和地下、室內和室外，對信息的實效性也有了更高要求。

首先，針對移動互聯網進行分析，其主要結合了移動通信與互聯網，屬于智能移動終端，可通過移動無線通信方式對業務以及服務等新興業務進行有效獲取。移動互聯網具體包括軟件、終端以及應用三個不同層面，其中終端層主要包括平板電腦、智能手機以及電子書等，而軟件則具體涉及到數據庫、中間件、操作系統以及安全軟件等。應用層主要是指工具媒體類、商務財經類以及休閑娛樂類等相關應用與服務。對于移動互聯網實質進行分析，其主要是將移動通信技術與互聯網技術等進行有效結合，并落實到具體實踐的相關活動。隨著我國科學技術的快速發展，移動終端技術以及寬帶無線接入技術等也得到了廣泛應用，這使用戶能夠在互聯網上對相關信息進行獲取，并接受具體的服務。而通過利用近場通信以及導航、定位、接收等相關集成傳感器，可以向用戶提供具體的移動速度、位置、運動時間以及行程軌跡等信息數據，使測繪地理信息在泛在化以及個性化等方面的需求得到有效滿足。隨著4G 以及5G 技術的快速發展，使現實世界和虛擬空間之間的趨同效應得到增強，這也使相關位置服務的范圍變得更為廣泛，且具有更高的精度。4G 使人們的生活得到改變，而5G 可以使整個社會的發展得到進步。通過將地理信息與移動互聯網進行有效融合，可以更好地滿足各地區在空間規劃編制方面的發展需求，并保證科學合理的實施空間規劃。

其次，物聯網主要通過對各種信息傳感設備進行使用，從而對物體或過程互動連接以及監控等需要的信息進行實時采集，可以與互聯網共同形成相應的網絡體系。互聯網的目的在于實現物與人、物與物以及物品與網絡的有效連接，可以更為方便的進行控制、管理與識別。將測繪地理信息技術和物聯網技術進行有效融合，可以更好的了解用戶資產狀況、人員動態變化、設備運行情況以及相關地理事件。這對于了解相關區域的現實狀況和未來發展具有重要幫助，可通過挖掘物聯網來實現空間信息的推理分析，使空間規劃編制具有的前瞻性得到有效滿足，對未來發展進行充分預測。物聯網可將現實世界數位化，在融合測繪地理信息技術后，將會具有更為廣泛的應用范圍[3]。

6、與BIM 技術的結合

建筑信息模型也被稱之為建筑信息化管理和建筑信息制造，可以將其簡稱為BIM，其基礎為建筑工程項目的相關信息數據，可以通過模擬建筑物的真實信息和數字信息仿真，利用三維建筑模型來有效實現設備管理、工程監理、數字化加工、物業管理以及工程化管理等功能。BIM 具有信息一致性、關聯性、完備性、協調性、可視化以及優化性等特點。工程的設計、施工、建設與監理單位等項目參與方，需要在同一平臺上對同一建筑信息模型進行共享，方便進行項目可視化和精細化建造。BIM 與CAD 不同，并非只是單純的一款軟件，而是一種十分重要的管理手段，是實現建筑信息化和精細化管理的關鍵工具。BIM 可以在一個模型當中集成工程項目在全生命周期當中不同階段的資源、過程與信息，通過三維數字技術可以對建筑物的真實信息進行模擬，并為工程的設計和施工提供內部一致以及相互協調的信息模型。隨著我國城市現代化建設步伐的不斷加快，地下工程數量也在不斷增加，而且變得十分復雜。通過相關試點實踐可以證明，空間規劃編制需要對地下工程進行考慮，其與地上工程不同，往往表現為左右縱橫和上下交錯，因此無法直觀的進行觀察，而且還不能進行拆除和重建，復雜程度要高于地上建筑。所以，通過對BIM技術進行應用，并結合測繪地理信息技術，如三維建模、沉降測量以及巷道測量技術等，對現有地下建筑以及地下設施的整體情況進行真實模擬和還原，合理開展空間規劃工作。在具體實施空間規劃工作時，可以利用BIM 技術，對地下工程建設與設施運行過程的全生命周期進行真實反映，數字化表達物理特性和功能特性，以此來為地下工程的設計、管理、施工以及運營提供有力依據。

7、測繪地理信息技術在空間規劃中的應用

7.1 土地所有權與使用權的區分

針對國土空間規劃進行分析，土地所有權、使用權是十分重要的一項內容。因此，在對土地兩權數據地圖進行獲取時，可以對測繪地理信息當中的不動產測繪技術進行充分利用，并通過航測和GPS 定位方式來有效實現精準定位，使數據得到更為全面和準確的調查。除此之外，還可以通過對GIS技術的應用來獲取地理信息數據，有效整合、分析與統計數據，準確區分土地歸屬權。

7.2 評析結果的展示與監督檢查

圖紙繪制的準確性對國土空間規劃工作質量具有直接影響，為了使規劃圖紙的繪制精確性得到有效保證，需要對3D或者GIS 等虛擬圖形處理技術進行選擇和使用，從而使三維立體規劃視圖得到有效制作。通過結合GIS 空間技術，可以實時的動態評估國土空間規劃方案，依據最終評估結果來合理調整和優化規劃方案，這樣不僅能夠使國土空間規劃的動態性和精確性得到保障，而且還能夠為制定和評估規劃方案提供有力的技術支持。

7.3 耕地保護與建設用地管理

在耕地保護和建設用地管理過程中，需要通過3S 技術來實時開發未得到利用的土地，從而合理配置土地流轉、劃定基本農田以及增減監控等相關工作。通過應用測繪地理信息，可以為國土空間規劃工作的開展提供及時提醒，并準確分析數據，科學合理的規劃耕地保護和建設用地。

7.4 國土空間規劃設計

在國土空間規劃設計工作開展過程中，需要對GIS 技術和RS 技術進行合理應用，通過運用這兩項測繪地理信息技術，一方面可以使國土空間規劃科學性得到提高，而且還能夠保質保量的完成外業工作任務。近些年來，在國土空間規劃中，測繪地理信息技術的應用也變得更為廣泛，可以準確進行定位，并有效獲取信息。針對大量地理信息數據，需要全面進行分析，通過GIS 技術來有效查詢、評估和分析相關空間信息，對規劃設計方案的可行性進行準確評價，合理分析和規劃土地。在對多類型土地進行空間規劃時，可以結合相關土地數據對規劃管理方案進行合理制定，有效整合土地資源，合理配置土地資源。此外，測繪地理信息技術還可在復雜條件下收集地理信息數據，有條理、有針對的分析土地空間數據，為國土空間規劃管理工作開展和決策制定提供參考依據。

結語：

綜上所述，通過將測繪地理信息和現代計算機技術進行有效融合，可為城市空間規劃的編制與實施起到有效推動，從而使我國的經濟與社會得到快速發展。而在將測繪地理信息科技與相關先進技術進行融合時，并非單純的點對點融合，而是要有效實現綜合的多點對多點融合模式，從而使各類技術所具有的優勢得到充分發揮，提高空間規劃編制工作質量，保證相關空間規劃的有效實施，從而全面促進我國的健康發展。