浅谈国土空间规划领域的大数据应用

□ 杭州市城市规划信息中心（杭州市地理信息中心） 叶 梦 孙建华

近年来，随着信息通信技术的迅速发展，大数据已成为重要的发展方向和研究领域，在多个学科都发挥着积极作用。 大数据技术是以数据为本质的新一代革命性的信息技术，在数据挖潜过程中，能够带动理念、模式、技术及应用实践的创新。相比其他传统行业，海量、高效的大数据带给国土空间规划研究的影响更为显著，其不仅对国土空间规划编制、评价和管理的方式产生影响，也通过对人的活动、移动和交流方式的改变，改变了国土空间。数据是国土空间规划研究的重要基础，是分析国土空间发展现状、问题与特征的基本素材，更是解释国土空间发展机制、科学规划国土空间增长的重要依据。基于大数据基础的国土空间规划，其充分运用云计算、GIS等技术和科学化的研究方法，进一步整合各类国土空间要素信息及数据，开展大数据的分析与挖掘，对国土空间分布特征、规划进行综合分析、动态发展和可视化表达，进行数据资源服务体系的统一规划。

本文从大数据在国土空间规划领域的应用特点研究入手，将大数据思维引入国土空间规划，提出大数据应用建议，有助于建立统一衔接、功能互补、相互协调的国土空间规划体系，创新国土空间开发利用方式。

一、大数据在国土空间规划领域的应用特点

（一）数据来源与类型多元化

从来源上看，国土空间规划相关的数据包括以基础地理信息、高分辨率遥感影像、土地利用现状、矿产资源现状、地理国情普查、基础地质、地质灾害与地质环境等现时状况为主的空间现状数据集；以基本农田保护红线、生态保护红线、城市扩展边界、国土规划、土地利用总体规划、矿产资源规划、地质灾害防治规划等基础性管控性规划为主的空间规划数据集；以不动产登记、土地审批、土地供应、矿业权审批等空间开发管理和利用信息为主的空间管理数据集；以人口、宏观经济、工商企业数据等形成的社会经济数据集；以百度LBS 开放数据、新浪微博POI 数据、大众点评网等网页结构数据、手机信令数据形成的网络新兴数据集。从类型上看，国土空间规划相关的数据不仅有文本等结构化数据，更包含音频、视频、图片、地理位置、网络日志等非结构化数据，对数据处理能力提出了更高的要求。从业务角度看，这些数据涵盖国土规划、国土整治、土地利用、经济社会发展、区域布局、城乡建设、交通发展、生态保护等空间信息。

在面向国土空间规划编制及实施管理的量化分析中，基于传统数据（即空间现状数据集、空间规划数据集、空间管理数据集及社会经济数据集）分析的量化分析是传统空间规划及土地利用分析的基础，而新兴数据（即网络新兴数据集）正在实现从量变到质变的突破，数据的价值越发凸显，最终成为推动城市发展的创新驱动力。

（二）“人本主义”特征越发显现

在人本主义思潮下，政治、社会、文化等因素在塑造城市内部空间体系的作用越来越得到重视。在城市研究中，个体的价值观、个性、情感、心理等要素被逐步关注。随着互联网及智能设备的不断普及，新兴数据的数据规模大，生产速度快，覆盖面广，数据细节丰富且越来越多的信息携带了地理位置信息。互联网（百度、大众点评等）时刻记录用户的兴趣特点、交友关系、购买情况及体验评价，移动手机定位用户的实时位置和联系对象及其地理空间，传感器、摄像头、公交IC卡等一系列信息终端设备也在时刻获取居民活动的位置、图像及声音信息，为精确认知和掌握城乡居民时空行为特点及进行科学的模拟预测提供了丰富的土壤。通过对这些数据的深入挖掘，结合GIS分析技术，规划师可以更清楚地了解和观察个体要素的发展、作用和变化过程，使得这一原本“黑箱”的过程变得透明、可视、可控。由于带有活动信息的地理位置是新兴数据关联的核心纽带，这将促使传统的基于“空间和场所”的城市研究转向基于“人、活动与空间极其关系”的研究，以“经济活动和建设用地”为核心的物质空间规划转向以“个体日常行为活动”为核心的社会空间规划。

▲ 基础数据

（三）规划精度及多元融合不断增强

大数据出现后，国土空间规划开始转向：由宏观统计到高精度采集，由简单假设推理到复杂模型计算。大样本量、高精度的数据样本使得规划师可以在土地利用、空间结构、产业布局等领域能在更加精细化的尺度下进行分析研究。同时，大数据强化了对国土空间研究与规划的多学科、多角色和公众的参与，空间预测和可视化等过程的科学把握，不断推动规划学科的融合与创新。大数据的出现，不局限于数据本身，还有大数据隐含的反映各种社会经济问题的大量信息（包括数据来源渠道和数据记录整理的过程），这将在客观上促进国土空间规划研究与其他学科在社会需求端的结合。一方面，城乡规划学科、土地利用学科、地理信息学科、社会学科、经济学科、计算机学科、统计学科等研究理论、方法及技术不断交叉融合，研究成果更加丰富也更为科学；另一方面，政府、企业及居民意愿被越来越公平地纳入到国土空间决策和治理过程中，多元融合的理念成为信息化时代国土空间研究与规划的关键特征。

（四）大数据在国土空间规划中的应用领域相对集中

从横向上看，大数据在规划中的研究、应用一般集中在土地利用效益研究、土地功能流转研究、区域结构研究、城市体系分析、空间功能评价、职住平衡研究、交通监测及线网优化、公共设施布点规划、各类专项规划辅助等。

从纵向上看，大数据在规划中的研究、应用一般集中在规划前期现状调研及规划中、后期的效果评价等。

从应用程度来看，大数据在交通监测及线网优化、公共设施布点规划、规划前期现状调研及规划后期的效果评价等领域应用较多，且已逐渐开始形成一套较为科学、成熟的应用体系。而在土地利用效益研究、土地功能流转研究、区域结构研究、城市体系分析、空间功能评价、职住平衡研究等领域，大数据则更多地偏向于理论研究，指导倾向明显，较少应用到实际管理中。

二、基于大数据应用特点对国土空间规划的启示

（一）打通数据获取及分享通道

从来源上看，国土空间规划相关的数据包括空间现状数据集、空间规划数据集、空间管理数据集、社会经济数据集等传统数据及网络新兴数据的。传统国土空间规划核心是物质空间规划，基础数据以传统数据为主，而网络新兴数据随着近年来信息技术的飞速发展在国土空间规划领域的应用正方兴未艾，但主要还是集中在理论研究领域而较少应用指导实践行为，导致部分规划空有物质空间的“完美蓝图”，却缺乏能够绘制社会空间“科学蓝图”的城市居民行为、产业情况、公共空间利用等网络新兴数据指导。在规划实践中，数据获取及共享需要强有力的协调组织，能够突破不同行业间的数据壁垒，使数据获取及共享更为顺畅。

（二）规范数据整理模式

首先，传统土地利用、空间规划采用条块式的管理模式，造成现有多门类数据之间标准不统一、相互矛盾，数据交叉、冲突、重复建设的情况时有发生。故需要统一标准、规范，对现有的大数据资源进行清理、整合。国土空间大数据虽然来源复杂、类型繁多，但相互衔接性较强，可通过关联规则，规范数据信息资源采集的内容、方式、频率等，对数据进行整合，建立信息资源库体系，从而为科学决策和科学管理打好基础。

其次，数据整理过程及发布环节必须重视数据保密性。国土空间大数据中的地形图、地理信息空间数据、经济运行数据、居民活动个人隐私数据等重要信息均涉及国家机密，必须受到严格保护，防止其遭受恶意用户或黑客的攻击。如果这些信息不能被妥善保存和管理，而是被滥用，将会给国家和个人带来极大的侵害。

（三）打造多学科、复合型技术队伍

国土空间规划领域的大数据应用中多学科融合、计算统计分析繁复的特征很明显，这使得应用创新，尤其是业务孵化期的技术门槛较高。对传统土地利用、空间规划从业人员来说，多数规划师对于各类数据和信息技术处于相对陌生状态。另一方面，对于地理信息系统、计算机科学等专业背景的工程师而言，其在规划理论方法、规划编制体系、规划管理实施等领域的认知短板，同样也难以在短时间内完成基于大数据技术的规划创新应用。需要多学科交叉、开展多专业合作，整合多部委规划研究力量，打造一支统一、规整的国土空间规划技术支撑队伍，打通从数据获取—数据整理—国土空间规划应用完整流程，无缝对接、支撑并服务空间规划职能。

▲ 数据交换

（四）拓展应用领域，增强理论向实践成果的转化

当前的大数据技术在国土空间规划领域的应用多为偏学术性的研究，大数据项目具有明显定制特征的规划问题分析，缺少完整、系统的规划应用范例。

从横向来看，在土地利用领域，大数据可用于土地利用效益研究、入地功能流转研究、自然资源利用监测等方面；在总规领域，大数据可用于分析人口规模、用地识别、空间结构、总规评价等问题；在控制性规划领域，大数据可用于分析地块业态评价、空间可达性分析等问题；在专项规划领域，大数据可用于分析教育、医疗、商业、休闲、产业等用地布点及使用效果等问题；在交通规划领域，大数据可用于分析站点位置、线型选择、换乘设置等问题；在城市设计领域，大数据可用于分析公共空间评价、就业吸引力评价等问题。

从纵向来看，传统土地利用、空间规划在后期监测和评价方面缺乏有效手段，而大数据与新技术的应用，可实现随时随地捕获、测量和传递信息，实现空间各个系统的实时感知，全面、精确、直观地反映国土空间要素的行为模式和动态变化，结合各门类要素的属性特征，对要素的质量、价值或效益开展综合评价，做好国土空间资源开发利用、保护管护、治理监督等政府管理，为国土空间规划和用途管制提供准确可靠的基础支撑。

三、国土空间规划领域的大数据发展展望

总的来说，国土空间规划是涉及国土空间合理布局和开发利用的规划整合。国土空间规划关键是要实现“一张蓝图”，是将各类规划最终成果集成于一张图纸之上。因此，规划的数据对实现各规划深度融合非常关键，规划国土机构整合，相关大数据工作更多强调的是整合而不是新建，原有的业务资产如何实现共享和互联互通成为后续大数据应用的重点所在。依托大数据、信息化产业技术发展，深入挖掘国土空间数据资源潜力，建立并完善“用数据说话、用数据决策、用数据管理、用数据创新”的管理新机制及国土空间基础信息应用服务机制。建立健全制度，加强运维支撑保障体系，通过国土空间基础信息平台统一的共享服务门户，向自然资源系统各单位和各级政府部门提供国土空间数据共享和应用服务：为国土空间开发提供信息服务，为国土空间规划提供辅助编制与成果制作服务，为行政审批提供项目落地的合规性辅助审查服务，为国土空间时空变化跟踪提供动态监测服务，为空间管理决策提供信息分析服务。充分发挥国土空间数据的“底图”和“底线”作用，有力支撑政府各部门科学规划，有效监管国土空间开发利用活动，提升政府管理决策水平。