國土空間規劃領域的大數據應用分析

王罡?鄭堅

摘要：隨著現代信息技術的飛速發展，以大數據、云計算、物聯網等為代表的新興技術手段和理念已逐漸深入到國土空間規劃領域的各個方面，我國的國土空間規劃迎來了新的變革，徹底突破了傳統的技術限制。運用現代信息技術和大數據分析技術對國土空間進行有效、合理的規劃，將會進一步提高國土空間的規劃水平，推動我國國土空間的建設與發展。

關鍵詞：大數據應用；規劃；國土；領域；空間

一、前言

“國土空間規劃領域”理念是在我國邁入21世紀后，在大數據時代背景下提出的。所謂“國土空間規劃”，就是將大數據和其他先進的信息技術結合在一起，形成一套完整的數據系統。在大數據時代，國土空間規劃可以利用信息化技術將各類規劃方法有機地結合起來，從而讓國土空間的規劃和管理得到全面的統一并對其進行合理的開發利用，使國土空間經濟和環境得到充分利用，以達到延續性進步的目的。

二、國土空間規劃領域應用大數據的必要性

國土空間規劃是國家土地資源開發與利用的重要環節，是國家和地區經濟發展的重要組成部分。在傳統土地資源管理模式下，土地資源綜合利用環節一直是國土空間開發的重難點。新時代利用大數據技術會讓國土空間規劃工作人員的數據集成效率得到顯著提高，為今后國土空間規劃工作打下堅實的基礎。由于大數據具有信息和技術上的巨大優勢，國土空間規劃領域工作者可以對社會生態、經濟人口、土地資源等進行系統化收集，并能進一步規范數據傳輸、分析和利用流程。這樣，通過大量可獲取的數據支持能夠使國土空間規劃的地理位置信息得到更好的更新和精確化制導，使國土空間規劃工作效率和質量得到明顯的提高[1]。

三、國土空間規劃領域應用大數據要點探析

（一）應用大數據進行資料校正

土地規劃中的另一項重要工作就是對大量數據進行處理。隨著大數據技術的應用，我國國土空間規劃在數據采集、分析應用等方面都有了較大程度的提高。一方面，基礎資料的不一致或沖突往往會使規劃結果產生偏差，甚至產生多種截然不同的結果，從而增加了資料調整與修正的困難；另一方面，大數據的計算綜合處理能力較強，不僅可以提高工作人員對數據的整理、分析和利用程度，而且可以保障數據分析的準確性和保密性[2]。

（二）應用大數據提供國土資料

國土空間規劃是一項專業性很強的工程，其實施需要大量基礎資料。因此，在規劃前期，既要充分考慮氣候天氣、地理位置、水文信息等自然條件，又要對區域內礦產資源、林區的分布狀況進行有效探析[3]。另外，生態保護、經濟發展、人口分布等也是國土空間規劃工作人員需要關注的問題。測繪大數據技術已被廣泛應用于國土空間規劃領域中，其為實施具體的規劃工作提供了可靠、詳盡的基礎資料。通過大數據技術的支持，國土空間規劃工作人員可以對國土資源的基本信息進行準確地測量和采集，掌握各要素發展規律，并將這些數據輸入到數據庫中進行收錄。另外，利用大數據技術專業功能可以對數據庫中的數據進行系統的歸納，從而快速、準確地預測出同類型空間數據的發展趨勢。

四、國土空間規劃領域應用大數據的常見方法

（一）群眾群體感知數據收集

群眾在不同的經濟環境和社會生活中無時無刻不在進行著國土空間運動，并在空間上不斷地生成海量的時空信息。倘若能對這些運動進行實時、精確的記錄，將為群眾活動數據收集開辟一條新的道路。群眾本身就是一個感應器，通過群眾的社會活動信息可以收集由人故意或無意識行為所生成的資料，例如，當群眾在使用App或移動電話的時候，他們會發出并生成數據。基于人與傳感數據之間的關系，將群眾行為收集技術劃分為下述幾個層面：常規傳感測量是由人工安裝在周圍的傳感器來收集數據，例如，國家“天眼”密集型監控系統即可監測到大數據。此外，被動群體感知是指在不自覺的狀態下，通過已有的基礎結構獲取信息，如移動電話通訊過程中獲取的定位信號。而參與型感知是一種主動收集數據、主動收集環境信息、提供自身數據的行為。

（二）眾包采集模型數據收集

衛星遙感、航空攝影、工程測量等傳統的空間和時間資料采集方式，雖然其采集精度高、可靠性較好，但也存在著工程周期長、成本高等問題。在智能終端技術飛速發展的今天，眾包采集模型在電子地圖繪制、空氣質量、地理位置等領域得到了越來越多的應用。“眾包收集”是一種將以往由內部人員或外部承包商完成的數據收集工作外包給沒有明確界線的個人或團體的方式。從微觀層面上講，眾包數據采集要求通過數據采集完成對數據的管理和推送、數據的采集與上報以及數據質量的控制與檢驗等工作，通過“人多力量大”等優點，將國土空間信息資料匯集至相關單位，由國土規劃工作人員將這些碎片化的國土數據進行歸納、整理，最終拼湊出完整的國土空間規劃地圖數據[4]。

（三）空天數據采集數據收集

迄今為止，國家移動空間與網絡正在不斷融合，繼而形成了一個覆蓋全球的空間網絡。空天數據采集技術是以地面網絡為基礎，空間網絡為延伸，覆蓋陸地、海洋、天空等物理空間，為不同類型的使用者提供國土空間信息支持的技術應用。空天數據采集技術基于“天空—地面—海洋”網絡來監測土地空間的改變，其中也包括人口遷徙等大型民生工作的開展。實現空天信息的集成化、智能化、自動化、實時性、分布式、網絡化是當前亟待解決的問題，利用空天數據采集技術的采集和整合技術，可以使常規的地球觀測系統在功能方面得到極大的拓展，進而實現全球、全天候、全天時、全方位的國土空間信息采集和處理。

（四）數據共享與平臺建設

數據共享與平臺建設是大數據應用的基礎。在國土空間規劃中，數據共享與平臺建設可以有效地提高規劃的效率和精度。例如，建設一個國土空間規劃大數據平臺，可以實現數據共享、數據融合、數據分析等功能，為規劃決策提供更加科學、準確的支持。數據分析與挖掘是大數據應用的核心。在國土空間規劃中，數據分析與挖掘可以有效地識別和預測問題，提高規劃的精準度和效率。又如，通過分析人口、經濟、社會等數據，可以預測城市化趨勢和用地需求，從而制定更加科學、合理的國土空間規劃方案。

（五）地理信息系統

地理信息系統（GIS）是國土空間規劃的重要工具之一。通過GIS，可以將空間數據、屬性數據等融合在一起，實現空間分析和可視化展示等功能。在大數據應用中，GIS可以有效地整合和分析大量的空間數據，為國土空間規劃決策提供更加準確、立體的支持。

（六）人工智能

人工智能技術（AI）是大數據應用的重要方向之一。在國土空間規劃中，AI可以實現對規劃過程的智能化管理和優化。例如，通過AI技術，可以實現用地分類和評價、城市設計自動化、生態修復等功能，提高國土空間規劃的科學性和精準度。

五、國土空間規劃領域應用大數據的優化對策

（一）積極利用多智能系統進行工作

國土空間規劃行業工作者的終極目標是制定科學、合理、高效的國土空間規劃系統。要達到這一目標，就必須把握國土空間演化規律，發揮其預報功能。智能仿真就是通過對局部行為和整體演化進行綜合分析，從而實現人與人之間密切關系的智能仿真。通過對個體演化進行客觀分析，可以更好地預測整個系統的發展規律，從而構建出適合國土空間規劃的有效體系。在這一方面應用較多的是多智能系統。多智能系統是一種新興的分布式計算技術，已經成為對復雜系統進行分析和仿真的重要手段。多智能系統的仿真特性與智能國土空間仿真的要求是一致的，能夠將空間元素引入到模型中，然后通過學習算法來構造人工智能學習模型。通過引入多智能系統和空間大數據學習算法，可以優化對城市發展邊界進行精確仿真的工作。該系統還可以利用人工智能協同模型，模擬決策過程中的剛性和彈性邊界并以此得到相應的反饋[5]。

（二）提供更準確的空間定位數據

一般而言，國土空間規劃與不同地區有著密切的關系，因此，為了提高規劃工作的質量和效果，就必須對其進行有效地測量。對于大數據技術來說，它所包含的數據信息量很大，不但包含多個地區的地理位置，還包含相應的地質、環境、工程等數據，在此基礎上，工作人員可以將上述地理信息綜合起來，從而更好地理解這些信息的變化規律。另外，利用大數據技術，可以有效地解決國土空間規劃中的某些細節問題，并對分散的數據進行統一收集，實現國土空間層次上的有效集成。與此同時，利用大數據技術衍生的數據平臺，可以對更深層的數據進行深入挖掘，從而為今后國土空間規劃工作提供一定的參考。

（三）構建大數據信息平臺

構建大數據信息工作平臺是我國國土空間規劃工作的關鍵環節。首先，要有效理解大數據規劃的工作內容，必須對大數據規劃的工作內容進行有效主導，采用統一管理方式，以大數據技術為基礎，從國土空間規劃整體上控制全局。此外，各地區的土地規劃工作也需要不同工作人員進行必要的交流與協調。就國土資源管理而言，從根本上講，國土空間規劃領域就是對國有土地資源進行必要的管理，因此，各地區國土管理工作存在著一定量的差別。為了使各部門的土地管理關系能夠得到有效保障，防止工作中出現相互交叉的問題，就必須對大數據技術進行更為明確的劃分，盡量減少因使用大數據技術而造成的錯誤。最后在大數據平臺建成后，工作人員將在現有技術的基礎上，借助大量數據完善我國國土空間規劃的管理，為國土空間規劃的決策工作提供更深層次的保障，為國土空間規劃的實施提供參考。

（四）建立動態監控體系

在日常進行國土空間規劃領域工作中，建立國土資源管理的“動態監控體系”，并將其應用于國土空間規劃，可為該區域的工作提供強有力的支撐。其中“建立動態監控體系”的國土資源管理系統是指在建立三維數據管理系統模型的基礎上將各種信息資源有機整合起來，從而為國土空間規劃和相關工作的開展提供更加充分、完善、準確的數據信息支撐。國土資源“動態監控體系”管理的建立與運用也是未來國土空間規劃發展的一個重要趨勢與方向，其在實踐中可以將土地利用狀況與土地利用規劃、三維數字地圖等信息技術有機地結合起來，從而形成土地利用規劃、三維立體地圖、街景影像等，并最終與國土資源評估體系相結合，使相關部門及時了解國土空間規劃發展狀況，為今后工作發展提供參考。國土空間規劃涉及的問題很多，在規劃實施的時候往往會發生一些方案上的偏差，利用動態監控體系，上級管理層通過比較國土數據可以給出一些合理的建議，從而達到機構長期發展的目的。與此同時，建立國土空間規劃動態監控體系對增強國土空間安全具有重要意義。在信息化條件之下，只有構建全面的信息平臺才能實現對國土空間規劃工作的動態監控。動態監控系統是對多個數據進行整合和分析，然后將這些數據進行分類，形成一個完整的評估體系，最終對這些數據進行評估與收集。另外，與動態監控系統互補的是土地信息共享平臺，將動態監控的國土信息自動上傳至共享平臺，建立起基于區域規劃和地理信息的標準化土地信息共享平臺，為人民群眾的日常生活做出貢獻。

（五）重視國土空間規劃利用結構

土地空間利用結構在隨時發生變化，利用結構包括總量監測、監測預警。總量監測是指在一個平臺上按照項目的需求，迅速篩選出符合條件的地塊并列出可供選擇的地塊，從而實現項目快速選址。運用多個時期的用地調查資料，對園林、耕地、草地等多類用地面積進行統計，對各種用地面積的變化情況進行探析，得出耕地面積增減、建設用地新增或保留面積等指標，最終綜合完成國土空間規劃工作。監測預警是通過對不同時期的土地利用狀況及規劃資料來對不同類型的地類變化進行統計，并對其變化方向、數量進行分析，進而得到各種地塊變化指標。監測預警是以多地塊類別面積為基礎，計算出土地保有量、耕地實用面積等指標，并與預測的指標進行比較以得出偏差率，從而在地圖上進行預警。

（六）利用自然信息共享系統進行數據化建設

長期以來，我國國土空間規劃采取的是以政府為主導的傳統規劃模式。這一模式可以有效地改善國土空間規劃的一致性，但也造成了工作各環節內容的弱化。在信息化大環境下，國土空間面積每天都在更新，國土空間的人性化規劃需要通過改革、整合、共享等多種途徑來實現。各種社會組織的參與既為國土空間規劃工作提供了多種信息途徑，又能充分發揮各自的組織和整合優勢。對數據資源進行加工、整合和治理可為國土空間數據模型的建立打下良好基礎，同時也能依靠數據支持提高國土空間規劃領域工作的可靠性。基于科學、有效的自然信息共享系統建設是我國國土空間規劃的重要組成部分。通過優化現有的自然信息共享系統，可以使各社會主體的國土空間規劃工作信息實現共享，并使國土空間規劃工作具有統一性和數據標準性。目前，國內一些省份已經建成了自己的自然信息共享系統，但是共享系統的建設規模和平臺的共享程度存在微觀差異，導致數據難以統一化、規范化。當數據來源不統一時，基于數據的系統預警工作、監測工作的準確性和有效性將會受到很大影響。因此，完善國土空間規劃相關制度，制定統一的土地信息資源規范，是我國國土空間大數據化建設的關鍵所在。

（七）建立數據分析模型

應用大數據的目的之一是通過數據分析來輔助決策。因此，建立數據分析模型非常重要。在國土空間規劃領域，可以應用一些常見的數據分析方法，如聚類分析、回歸分析、決策樹分析等。同時，還可以使用一些商業智能工具，如Tableau、Power BI等，來幫助進行數據分析。在國土空間規劃中，大數據的來源是多樣的，包括地理信息系統（GIS）、遙感（RS）、全球定位系統（GPS）等。為了更好地應用大數據，必須加強數據采集和整合。具體來說，可以建立國土資源數據庫，將各種數據整合起來，形成數據倉庫，方便進行數據分析。同時，要加強數據的清洗和去重，確保數據的準確性和完整性。最后需要注意的是，在應用大數據的過程中，必須加強數據安全和隱私保護。具體來說，要建立數據保護制度，制定相應的數據安全策略。同時，要采用加密技術、身份驗證技術、訪問控制技術等對數據進行保護，確保數據不被泄露或濫用。

（八）加強人才培養和引進

應用大數據需要具備一定的技術能力和數據分析能力。因此，加強人才培養和引進非常重要。政府可以加大對人才培養的投入，培養一批高素質的數據分析師和技術人才。同時，也可以采取人才引進政策，吸引一批高層次的人才到國土空間規劃領域工作。在國土空間規劃領域中，需要各政府部門的配合才能實現整體上的資源管理和規劃優化配置。而由于不同的部門可能有不同的大數據平臺或數據分析方法，協同起來可能存在一定難度。因此，可以建立一個協同機制，使不同部門之間的數據共享、數據整合和數據分析工作得到有效協作。協同機制可以考慮建立數據共享平臺、制定數據共享標準、建立協同流程等。此外，在國土空間規劃中，公眾參與是非常重要的一個環節。大數據的應用應該考慮到公眾的意見和建議，以便更好地滿足公眾的需求和利益。例如，在制定國土空間規劃方案時，可以通過各種渠道向公眾征求意見和建議，并利用大數據分析公眾的意見和建議，以便更好地制定出科學合理、符合實際需要的規劃方案。

六、結語

國土空間規劃大數據的運用對我國國土空間規劃工作的發展有著深遠的影響。新時代，國土空間規劃領域工作者要深刻理解“互聯網+人工智能”的具體要求，充分認識到大數據技術在工作應用中的優越性，結合國土空間規劃的具體情況對應用內容及應用重點進行深入把握，同時要把兩者有機地結合起來，不斷提升測繪應用水平以確保國土空間規劃的有效性，從而促進社會的穩定和持續進步。

參考文獻

[1]鐘鎮濤，張鴻輝，劉耿，等.面向國土空間規劃實施監督的監測評估預警模型體系研究[J].自然資源學報，2022，37（11）：2946-2960.

[2]蔡贊吉，李宇，歐陽思婷，等.寧波市面向規劃設計單位的國土空間大數據決策分析系統建設及應用[C]//2022年工業建筑學術交流會論文集（上冊）.[出版者不詳]，2022.

[3]曹陽.大數據輔助國土生態空間規劃編制思路與方法探索——以連云港為例[C]//中國環境科學學會2021年科學技術年會論文集（三）.《中國學術期刊（光盤版）》電子雜志社有限公司，2021.

[4]羅夢婷，姚文山.省級國土空間規劃中公共服務設施引導策略研究——以廣西壯族自治區為例[C]//面向高質量發展的空間治理——2020中國城市規劃年會論文集（20總體規劃）.中國建筑工業出版社，2021.

[5]陳玉蘭，牛勖.基于多源大數據的區域空間關系視角下城市空間發展戰略研究——以梅州市為例[C]//面向高質量發展的空間治理——2020中國城市規劃年會論文集（05城市規劃新技術應用）.中國建筑工業出版社，2021.

作者單位：重慶市勘測院