国土空间规划领域的大数据应用分析

王罡?郑坚

摘要：随着现代信息技术的飞速发展，以大数据、云计算、物联网等为代表的新兴技术手段和理念已逐渐深入到国土空间规划领域的各个方面，我国的国土空间规划迎来了新的变革，彻底突破了传统的技术限制。运用现代信息技术和大数据分析技术对国土空间进行有效、合理的规划，将会进一步提高国土空间的规划水平，推动我国国土空间的建设与发展。

关键词：大数据应用；规划；国土；领域；空间

一、前言

“国土空间规划领域”理念是在我国迈入21世纪后，在大数据时代背景下提出的。所谓“国土空间规划”，就是将大数据和其他先进的信息技术结合在一起，形成一套完整的数据系统。在大数据时代，国土空间规划可以利用信息化技术将各类规划方法有机地结合起来，从而让国土空间的规划和管理得到全面的统一并对其进行合理的开发利用，使国土空间经济和环境得到充分利用，以达到延续性进步的目的。

二、国土空间规划领域应用大数据的必要性

国土空间规划是国家土地资源开发与利用的重要环节，是国家和地区经济发展的重要组成部分。在传统土地资源管理模式下，土地资源综合利用环节一直是国土空间开发的重难点。新时代利用大数据技术会让国土空间规划工作人员的数据集成效率得到显著提高，为今后国土空间规划工作打下坚实的基础。由于大数据具有信息和技术上的巨大优势，国土空间规划领域工作者可以对社会生态、经济人口、土地资源等进行系统化收集，并能进一步规范数据传输、分析和利用流程。这样，通过大量可获取的数据支持能够使国土空间规划的地理位置信息得到更好的更新和精确化制导，使国土空间规划工作效率和质量得到明显的提高[1]。

三、国土空间规划领域应用大数据要点探析

（一）应用大数据进行资料校正

土地规划中的另一项重要工作就是对大量数据进行处理。随着大数据技术的应用，我国国土空间规划在数据采集、分析应用等方面都有了较大程度的提高。一方面，基础资料的不一致或冲突往往会使规划结果产生偏差，甚至产生多种截然不同的结果，从而增加了资料调整与修正的困难；另一方面，大数据的计算综合处理能力较强，不仅可以提高工作人员对数据的整理、分析和利用程度，而且可以保障数据分析的准确性和保密性[2]。

（二）应用大数据提供国土资料

国土空间规划是一项专业性很强的工程，其实施需要大量基础资料。因此，在规划前期，既要充分考虑气候天气、地理位置、水文信息等自然条件，又要对区域内矿产资源、林区的分布状况进行有效探析[3]。另外，生态保护、经济发展、人口分布等也是国土空间规划工作人员需要关注的问题。测绘大数据技术已被广泛应用于国土空间规划领域中，其为实施具体的规划工作提供了可靠、详尽的基础资料。通过大数据技术的支持，国土空间规划工作人员可以对国土资源的基本信息进行准确地测量和采集，掌握各要素发展规律，并将这些数据输入到数据库中进行收录。另外，利用大数据技术专业功能可以对数据库中的数据进行系统的归纳，从而快速、准确地预测出同类型空间数据的发展趋势。

四、国土空间规划领域应用大数据的常见方法

（一）群众群体感知数据收集

群众在不同的经济环境和社会生活中无时无刻不在进行着国土空间运动，并在空间上不断地生成海量的时空信息。倘若能对这些运动进行实时、精确的记录，将为群众活动数据收集开辟一条新的道路。群众本身就是一个感应器，通过群众的社会活动信息可以收集由人故意或无意识行为所生成的资料，例如，当群众在使用App或移动电话的时候，他们会发出并生成数据。基于人与传感数据之间的关系，将群众行为收集技术划分为下述几个层面：常规传感测量是由人工安装在周围的传感器来收集数据，例如，国家“天眼”密集型监控系统即可监测到大数据。此外，被动群体感知是指在不自觉的状态下，通过已有的基础结构获取信息，如移动电话通讯过程中获取的定位信号。而参与型感知是一种主动收集数据、主动收集环境信息、提供自身数据的行为。

（二）众包采集模型数据收集

卫星遥感、航空摄影、工程测量等传统的空间和时间资料采集方式，虽然其采集精度高、可靠性较好，但也存在着工程周期长、成本高等问题。在智能终端技术飞速发展的今天，众包采集模型在电子地图绘制、空气质量、地理位置等领域得到了越来越多的应用。“众包收集”是一种将以往由内部人员或外部承包商完成的数据收集工作外包给没有明确界线的个人或团体的方式。从微观层面上讲，众包数据采集要求通过数据采集完成对数据的管理和推送、数据的采集与上报以及数据质量的控制与检验等工作，通过“人多力量大”等优点，将国土空间信息资料汇集至相关单位，由国土规划工作人员将这些碎片化的国土数据进行归纳、整理，最终拼凑出完整的国土空间规划地图数据[4]。

（三）空天数据采集数据收集

迄今为止，国家移动空间与网络正在不断融合，继而形成了一个覆盖全球的空间网络。空天数据采集技术是以地面网络为基础，空间网络为延伸，覆盖陆地、海洋、天空等物理空间，为不同类型的使用者提供国土空间信息支持的技术应用。空天数据采集技术基于“天空—地面—海洋”网络来监测土地空间的改变，其中也包括人口迁徙等大型民生工作的开展。实现空天信息的集成化、智能化、自动化、实时性、分布式、网络化是当前亟待解决的问题，利用空天数据采集技术的采集和整合技术，可以使常规的地球观测系统在功能方面得到极大的拓展，进而实现全球、全天候、全天时、全方位的国土空间信息采集和处理。

（四）数据共享与平台建设

数据共享与平台建设是大数据应用的基础。在国土空间规划中，数据共享与平台建设可以有效地提高规划的效率和精度。例如，建设一个国土空间规划大数据平台，可以实现数据共享、数据融合、数据分析等功能，为规划决策提供更加科学、准确的支持。数据分析与挖掘是大数据应用的核心。在国土空间规划中，数据分析与挖掘可以有效地识别和预测问题，提高规划的精准度和效率。又如，通过分析人口、经济、社会等数据，可以预测城市化趋势和用地需求，从而制定更加科学、合理的国土空间规划方案。

（五）地理信息系统

地理信息系统（GIS）是国土空间规划的重要工具之一。通过GIS，可以将空间数据、属性数据等融合在一起，实现空间分析和可视化展示等功能。在大数据应用中，GIS可以有效地整合和分析大量的空间数据，为国土空间规划决策提供更加准确、立体的支持。

（六）人工智能

人工智能技术（AI）是大数据应用的重要方向之一。在国土空间规划中，AI可以实现对规划过程的智能化管理和优化。例如，通过AI技术，可以实现用地分类和评价、城市设计自动化、生态修复等功能，提高国土空间规划的科学性和精准度。

五、国土空间规划领域应用大数据的优化对策

（一）积极利用多智能系统进行工作

国土空间规划行业工作者的终极目标是制定科学、合理、高效的国土空间规划系统。要达到这一目标，就必须把握国土空间演化规律，发挥其预报功能。智能仿真就是通过对局部行为和整体演化进行综合分析，从而实现人与人之间密切关系的智能仿真。通过对个体演化进行客观分析，可以更好地预测整个系统的发展规律，从而构建出适合国土空间规划的有效体系。在这一方面应用较多的是多智能系统。多智能系统是一种新兴的分布式计算技术，已经成为对复杂系统进行分析和仿真的重要手段。多智能系统的仿真特性与智能国土空间仿真的要求是一致的，能够将空间元素引入到模型中，然后通过学习算法来构造人工智能学习模型。通过引入多智能系统和空间大数据学习算法，可以优化对城市发展边界进行精确仿真的工作。该系统还可以利用人工智能协同模型，模拟决策过程中的刚性和弹性边界并以此得到相应的反馈[5]。

（二）提供更准确的空间定位数据

一般而言，国土空间规划与不同地区有着密切的关系，因此，为了提高规划工作的质量和效果，就必须对其进行有效地测量。对于大数据技术来说，它所包含的数据信息量很大，不但包含多个地区的地理位置，还包含相应的地质、环境、工程等数据，在此基础上，工作人员可以将上述地理信息综合起来，从而更好地理解这些信息的变化规律。另外，利用大数据技术，可以有效地解决国土空间规划中的某些细节问题，并对分散的数据进行统一收集，实现国土空间层次上的有效集成。与此同时，利用大数据技术衍生的数据平台，可以对更深层的数据进行深入挖掘，从而为今后国土空间规划工作提供一定的参考。

（三）构建大数据信息平台

构建大数据信息工作平台是我国国土空间规划工作的关键环节。首先，要有效理解大数据规划的工作内容，必须对大数据规划的工作内容进行有效主导，采用统一管理方式，以大数据技术为基础，从国土空间规划整体上控制全局。此外，各地区的土地规划工作也需要不同工作人员进行必要的交流与协调。就国土资源管理而言，从根本上讲，国土空间规划领域就是对国有土地资源进行必要的管理，因此，各地区国土管理工作存在着一定量的差别。为了使各部门的土地管理关系能够得到有效保障，防止工作中出现相互交叉的问题，就必须对大数据技术进行更为明确的划分，尽量减少因使用大数据技术而造成的错误。最后在大数据平台建成后，工作人员将在现有技术的基础上，借助大量数据完善我国国土空间规划的管理，为国土空间规划的决策工作提供更深层次的保障，为国土空间规划的实施提供参考。

（四）建立动态监控体系

在日常进行国土空间规划领域工作中，建立国土资源管理的“动态监控体系”，并将其应用于国土空间规划，可为该区域的工作提供强有力的支撑。其中“建立动态监控体系”的国土资源管理系统是指在建立三维数据管理系统模型的基础上将各种信息资源有机整合起来，从而为国土空间规划和相关工作的开展提供更加充分、完善、准确的数据信息支撑。国土资源“动态监控体系”管理的建立与运用也是未来国土空间规划发展的一个重要趋势与方向，其在实践中可以将土地利用状况与土地利用规划、三维数字地图等信息技术有机地结合起来，从而形成土地利用规划、三维立体地图、街景影像等，并最终与国土资源评估体系相结合，使相关部门及时了解国土空间规划发展状况，为今后工作发展提供参考。国土空间规划涉及的问题很多，在规划实施的时候往往会发生一些方案上的偏差，利用动态监控体系，上级管理层通过比较国土数据可以给出一些合理的建议，从而达到机构长期发展的目的。与此同时，建立国土空间规划动态监控体系对增强国土空间安全具有重要意义。在信息化条件之下，只有构建全面的信息平台才能实现对国土空间规划工作的动态监控。动态监控系统是对多个数据进行整合和分析，然后将这些数据进行分类，形成一个完整的评估体系，最终对这些数据进行评估与收集。另外，与动态监控系统互补的是土地信息共享平台，将动态监控的国土信息自动上传至共享平台，建立起基于区域规划和地理信息的标准化土地信息共享平台，为人民群众的日常生活做出贡献。

（五）重视国土空间规划利用结构

土地空间利用结构在随时发生变化，利用结构包括总量监测、监测预警。总量监测是指在一个平台上按照项目的需求，迅速筛选出符合条件的地块并列出可供选择的地块，从而实现项目快速选址。运用多个时期的用地调查资料，对园林、耕地、草地等多类用地面积进行统计，对各种用地面积的变化情况进行探析，得出耕地面积增减、建设用地新增或保留面积等指标，最终综合完成国土空间规划工作。监测预警是通过对不同时期的土地利用状况及规划资料来对不同类型的地类变化进行统计，并对其变化方向、数量进行分析，进而得到各种地块变化指标。监测预警是以多地块类别面积为基础，计算出土地保有量、耕地实用面积等指标，并与预测的指标进行比较以得出偏差率，从而在地图上进行预警。

（六）利用自然信息共享系统进行数据化建设

长期以来，我国国土空间规划采取的是以政府为主导的传统规划模式。这一模式可以有效地改善国土空间规划的一致性，但也造成了工作各环节内容的弱化。在信息化大环境下，国土空间面积每天都在更新，国土空间的人性化规划需要通过改革、整合、共享等多种途径来实现。各种社会组织的参与既为国土空间规划工作提供了多种信息途径，又能充分发挥各自的组织和整合优势。对数据资源进行加工、整合和治理可为国土空间数据模型的建立打下良好基础，同时也能依靠数据支持提高国土空间规划领域工作的可靠性。基于科学、有效的自然信息共享系统建设是我国国土空间规划的重要组成部分。通过优化现有的自然信息共享系统，可以使各社会主体的国土空间规划工作信息实现共享，并使国土空间规划工作具有统一性和数据标准性。目前，国内一些省份已经建成了自己的自然信息共享系统，但是共享系统的建设规模和平台的共享程度存在微观差异，导致数据难以统一化、规范化。当数据来源不统一时，基于数据的系统预警工作、监测工作的准确性和有效性将会受到很大影响。因此，完善国土空间规划相关制度，制定统一的土地信息资源规范，是我国国土空间大数据化建设的关键所在。

（七）建立数据分析模型

应用大数据的目的之一是通过数据分析来辅助决策。因此，建立数据分析模型非常重要。在国土空间规划领域，可以应用一些常见的数据分析方法，如聚类分析、回归分析、决策树分析等。同时，还可以使用一些商业智能工具，如Tableau、Power BI等，来帮助进行数据分析。在国土空间规划中，大数据的来源是多样的，包括地理信息系统（GIS）、遥感（RS）、全球定位系统（GPS）等。为了更好地应用大数据，必须加强数据采集和整合。具体来说，可以建立国土资源数据库，将各种数据整合起来，形成数据仓库，方便进行数据分析。同时，要加强数据的清洗和去重，确保数据的准确性和完整性。最后需要注意的是，在应用大数据的过程中，必须加强数据安全和隐私保护。具体来说，要建立数据保护制度，制定相应的数据安全策略。同时，要采用加密技术、身份验证技术、访问控制技术等对数据进行保护，确保数据不被泄露或滥用。

（八）加强人才培养和引进

应用大数据需要具备一定的技术能力和数据分析能力。因此，加强人才培养和引进非常重要。政府可以加大对人才培养的投入，培养一批高素质的数据分析师和技术人才。同时，也可以采取人才引进政策，吸引一批高层次的人才到国土空间规划领域工作。在国土空间规划领域中，需要各政府部门的配合才能实现整体上的资源管理和规划优化配置。而由于不同的部门可能有不同的大数据平台或数据分析方法，协同起来可能存在一定难度。因此，可以建立一个协同机制，使不同部门之间的数据共享、数据整合和数据分析工作得到有效协作。协同机制可以考虑建立数据共享平台、制定数据共享标准、建立协同流程等。此外，在国土空间规划中，公众参与是非常重要的一个环节。大数据的应用应该考虑到公众的意见和建议，以便更好地满足公众的需求和利益。例如，在制定国土空间规划方案时，可以通过各种渠道向公众征求意见和建议，并利用大数据分析公众的意见和建议，以便更好地制定出科学合理、符合实际需要的规划方案。

六、结语

国土空间规划大数据的运用对我国国土空间规划工作的发展有着深远的影响。新时代，国土空间规划领域工作者要深刻理解“互联网+人工智能”的具体要求，充分认识到大数据技术在工作应用中的优越性，结合国土空间规划的具体情况对应用内容及应用重点进行深入把握，同时要把两者有机地结合起来，不断提升测绘应用水平以确保国土空间规划的有效性，从而促进社会的稳定和持续进步。

参考文献

[1]钟镇涛，张鸿辉，刘耿，等.面向国土空间规划实施监督的监测评估预警模型体系研究[J].自然资源学报，2022，37（11）：2946-2960.

[2]蔡赞吉，李宇，欧阳思婷，等.宁波市面向规划设计单位的国土空间大数据决策分析系统建设及应用[C]//2022年工业建筑学术交流会论文集（上册）.[出版者不详]，2022.

[3]曹阳.大数据辅助国土生态空间规划编制思路与方法探索——以连云港为例[C]//中国环境科学学会2021年科学技术年会论文集（三）.《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司，2021.

[4]罗梦婷，姚文山.省级国土空间规划中公共服务设施引导策略研究——以广西壮族自治区为例[C]//面向高质量发展的空间治理——2020中国城市规划年会论文集（20总体规划）.中国建筑工业出版社，2021.

[5]陈玉兰，牛勖.基于多源大数据的区域空间关系视角下城市空间发展战略研究——以梅州市为例[C]//面向高质量发展的空间治理——2020中国城市规划年会论文集（05城市规划新技术应用）.中国建筑工业出版社，2021.

作者单位：重庆市勘测院