李滿春夏 南陳 探姜朋輝黃秋昊陳 艷林 勇陳 麗賈明超

(1.江蘇省地理信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京210023;2.中國南海研究協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇 南京210023;3.衛(wèi)星測(cè)繪技術(shù)與應(yīng)用國家測(cè)繪地理信息局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京210023;4.常州市國土資源局,江蘇 常州213003;5.常州市新北區(qū)測(cè)繪勘察中心,江蘇 常州213022;6.深圳市規(guī)劃國土發(fā)展研究中心,廣東 深圳518034)

0 引 言

地理信息是一切與地理環(huán)境要素相關(guān)的結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化信息的總稱,具體表現(xiàn)為區(qū)域性(空間)、多維性(結(jié)構(gòu))和動(dòng)態(tài)性(時(shí)序)等特征。地球作為一個(gè)龐大的地理信息綜合體,自然和人文現(xiàn)象的起源、發(fā)展、演變等均可表達(dá)為復(fù)雜的區(qū)域性、多維性、動(dòng)態(tài)性地理信息變化過程[1-2]。因此,集成地理學(xué)、測(cè)繪科學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科理論與技術(shù),實(shí)現(xiàn)跨界地理信息的有效銜接、融合,因時(shí)因地識(shí)別、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、傳輸、可視化表達(dá)地理信息,可以更為有效地服務(wù)人類社會(huì)生存發(fā)展需求[3-4]。

當(dāng)前,受“互聯(lián)網(wǎng)+”熱潮推動(dòng),地理信息已經(jīng)被廣泛移植應(yīng)用到智慧城市建設(shè)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)以及國土空間開發(fā)格局優(yōu)化等經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域之中[5-6],初步形成了以地理信息為基礎(chǔ)工具的新型業(yè)態(tài),即“地理信息+”。特別是在我國大力推進(jìn)的國土空間開發(fā)格局優(yōu)化中,“地理信息+”通過匯聚空間測(cè)量信息、對(duì)地觀測(cè)信息、基礎(chǔ)地理統(tǒng)計(jì)信息和時(shí)空地理大數(shù)據(jù)等,實(shí)現(xiàn)對(duì)空間規(guī)劃編制、實(shí)施、監(jiān)督、管理的全過程控制,業(yè)已成為該領(lǐng)域的中堅(jiān)技術(shù)力量[7-8]。然而,受限于地理信息體量巨大、時(shí)空分異特征顯著等影響,如何進(jìn)一步提升“地理信息+”在經(jīng)濟(jì)社會(huì)全領(lǐng)域的應(yīng)用服務(wù)能力仍有待深層次探索[9]。對(duì)此,眾多學(xué)者從建設(shè)地理信息公共服務(wù)平臺(tái)、研發(fā)多尺度自然與人文地理國情監(jiān)測(cè)技術(shù)、推動(dòng)多層次地理信息產(chǎn)品和服務(wù)應(yīng)用等方面,開展了地理信息技術(shù)升級(jí)、多樣化地理信息產(chǎn)品研發(fā)等研究,以期通過深化“地理信息+”體系建設(shè),實(shí)現(xiàn)地理信息在更高層次、更多維度、更寬領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用[10]。

本研究以“地理信息+”在空間規(guī)劃領(lǐng)域的應(yīng)用為例,通過剖析地理信息內(nèi)涵,闡述我國地理信息空間規(guī)劃編制、管理、實(shí)施、監(jiān)督等過程中的實(shí)踐應(yīng)用,從而為如何推進(jìn)“地理信息+”建設(shè),高質(zhì)量服務(wù)國家或區(qū)域國土空間開發(fā)戰(zhàn)略設(shè)計(jì)與目標(biāo)實(shí)現(xiàn)等提供案例參考。

1 地理信息

地理信息是與地理環(huán)境要素相關(guān)地理數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含與表達(dá)的地理含義,其顯著特征是空間位置和屬性信息的相互關(guān)聯(lián)[11]。傳統(tǒng)的地理信息主要來源于地球表層,隨著深空探測(cè)、移動(dòng)通信、生命科學(xué)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的不斷發(fā)展,地理信息所涉及的范圍也正在完成從地球空間拓展到宇宙空間、從室外空間拓展到室內(nèi)空間、從宏觀空間拓展到微觀空間、從小數(shù)據(jù)拓展到大數(shù)據(jù)的發(fā)展[12]。

1.1 空間測(cè)量信息

空間測(cè)量信息主要通過測(cè)量手段獲取物體的幾何地理信息,包括長度、面積、形狀等。傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)主要是利用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、全站儀等儀器對(duì)目標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)。隨著信息化技術(shù)的發(fā)展,空間測(cè)量也從傳統(tǒng)全外業(yè)人工測(cè)量,更多轉(zhuǎn)向了測(cè)量信息的加工處理[13]。其中,較為著名的包括數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)和激光雷達(dá)技術(shù)。與空間地理信息結(jié)合最早的要屬數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù),即通過影像匹配、模式識(shí)別和計(jì)算機(jī)視覺等技術(shù),從二維影像或視頻中提取與目標(biāo)相關(guān)的三維空間地理信息[14]。衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)通過導(dǎo)航衛(wèi)星構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò),實(shí)時(shí)獲取地物的高精度位置信息,從而引導(dǎo)和控制載體航行,如GPS、GLONASS、Galileo和北斗導(dǎo)航系統(tǒng)。隨著地理信息獲取技術(shù)的不斷發(fā)展,導(dǎo)航衛(wèi)星與WiFi、重力、磁場(chǎng)、影像等結(jié)合的組合導(dǎo)航技術(shù)將會(huì)為多源地理空間信息的采集提供新手段[15]。激光雷達(dá)技術(shù)則通過主動(dòng)向地物發(fā)射激光束來探測(cè)目標(biāo)的空間位置、速度、姿態(tài)等特征的雷達(dá)技術(shù),它能夠獲取真實(shí)地表、地物的高精度三維地理信息,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、海洋探測(cè)、地形測(cè)繪、軍事應(yīng)用等領(lǐng)域。

1.2 對(duì)地觀測(cè)信息

對(duì)地觀測(cè)主要包括天基、空基和地基三種對(duì)地觀測(cè)技術(shù)。天基對(duì)地觀測(cè)技術(shù)以衛(wèi)星為載體,通過航天遙感技術(shù)為人類觀測(cè)地球提供宏觀視角,了解人類活動(dòng)對(duì)地球系統(tǒng)造成的影響[16]。隨著對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的快速發(fā)展,對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)由單星模式發(fā)展為多星協(xié)同的星座模式。對(duì)地觀測(cè)腦是基于時(shí)間感知的智能換對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)智能化空天信息的實(shí)時(shí)服務(wù)[17]。空基對(duì)地觀測(cè)技術(shù)主要以飛行器為載體,如探空氣球、多普勒雷達(dá)、風(fēng)廓線雷達(dá)、探空飛機(jī)、無人機(jī)觀測(cè)等。其中以無人機(jī)的發(fā)展前景最好,其飛行高度一般在幾千米以內(nèi),能夠獲取高空間分辨率遙感影像、視頻等地理空間信息。地基對(duì)地觀測(cè)主要是一些臺(tái)站,既可作為天基和空基對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)的補(bǔ)充,也可以通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立形成地基觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)[18]。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供的時(shí)間連續(xù)性數(shù)據(jù)極大豐富了對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)。隨著航空航天技術(shù)和信息化技術(shù)的發(fā)展,空天地一體化的對(duì)地觀測(cè)網(wǎng)將成為未來對(duì)地觀測(cè)技術(shù)發(fā)展的前沿。

1.3 地理統(tǒng)計(jì)信息

統(tǒng)計(jì)信息是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展中的重要信息資源,地理統(tǒng)計(jì)信息涵蓋了人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等方方面面。2011年,聯(lián)合國批準(zhǔn)成立了一個(gè)負(fù)責(zé)處理全球地理空間信息管理的跨政府機(jī)構(gòu)(UN-GGIM),探討了統(tǒng)計(jì)與地理信息機(jī)構(gòu)在整合數(shù)據(jù)處理與協(xié)議方面的可能性,于2013年正式同意制定一個(gè)統(tǒng)計(jì)框架,作為“統(tǒng)計(jì)信息與地理空間信息整合的全球標(biāo)準(zhǔn)”[19]。對(duì)于全球尺度而言,地理統(tǒng)計(jì)信息的網(wǎng)格體系最終將可能發(fā)展為全球格網(wǎng),將整個(gè)世界劃分為標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的格網(wǎng),每個(gè)格網(wǎng)都被賦予相應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征。GIS技術(shù)和遙感技術(shù)的發(fā)展為地理統(tǒng)計(jì)信息的格網(wǎng)化提供了技術(shù)支撐[20]。例如,通過夜間燈光數(shù)據(jù)、Landsat等遙感影像數(shù)據(jù),可以將人口、經(jīng)濟(jì)、能源消耗等地理統(tǒng)計(jì)信息進(jìn)行較為精確的空間格網(wǎng)化[21],從而實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一粒度下的數(shù)據(jù)計(jì)算、處理與分析。

1.4 地理時(shí)空大數(shù)據(jù)

社交網(wǎng)、傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與綜合觀測(cè)系統(tǒng)等發(fā)展,使得當(dāng)代社會(huì)進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時(shí)代[12]。大數(shù)據(jù)的到來使得傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)化地理信息逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榉墙Y(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化地理信息。同時(shí),也使得個(gè)體的時(shí)空移動(dòng)軌跡獲取成為可能,為深度挖掘人類移動(dòng)模式、審視人類與地理環(huán)境之間的相互關(guān)系提供了新視角[22]?；ヂ?lián)網(wǎng)的普及產(chǎn)生了海量的蘊(yùn)含豐富地理信息的文本、圖片和視頻等,形成了具有鮮明特色的地理時(shí)空大數(shù)據(jù),為地理信息的深度挖掘帶來了巨大機(jī)遇。地理信息大數(shù)據(jù)的種類豐富多樣,包括互聯(lián)網(wǎng)輿情、手機(jī)定位、車載定位數(shù)據(jù)、街景數(shù)據(jù)等,這些數(shù)據(jù)也被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),產(chǎn)生了豐富的地理發(fā)現(xiàn)和地理知識(shí)[23]。例如,通過互聯(lián)網(wǎng)爬蟲技術(shù),獲取互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵詞頻的搜索頻次,通過進(jìn)行地理時(shí)空大數(shù)據(jù)分析,得到某一事件的互聯(lián)網(wǎng)關(guān)注度時(shí)空變化特征[24](圖1)。

2 地理信息+空間規(guī)劃

空間規(guī)劃是一個(gè)綜合的概念,結(jié)合了時(shí)間與空間的整體性,基于空間存在的各類事物和行為的可協(xié)調(diào)性,是以特定目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)的公共政策[25]。我國的空間規(guī)劃是以區(qū)域可持續(xù)發(fā)展與空間資源總體利用效率最大化為目標(biāo),對(duì)空間資源開發(fā)行為類型與邊界進(jìn)行管制的重要工具。“地理信息+”以其獨(dú)有的空間數(shù)據(jù)采集與編輯、存儲(chǔ)與管理、查詢與分析、顯示與輸出等功能,在各類空間規(guī)劃的編制、管理、實(shí)施和監(jiān)督等方面起到了至關(guān)重要的作用。

2.1 規(guī)劃編制

“地理信息+”豐富的數(shù)據(jù)源和快捷的空間數(shù)據(jù)處理技術(shù)為規(guī)劃編制過程中的調(diào)查、評(píng)價(jià)、分析等階段提供了智能便捷的服務(wù)。高分遙感影像、無人機(jī)航拍數(shù)據(jù)、夜間燈光數(shù)據(jù)等多源遙感影像為空間規(guī)劃提供了精確的、現(xiàn)實(shí)性強(qiáng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),同時(shí)也宏觀地展現(xiàn)地表要素覆蓋情況及空間資源使用情況,省去實(shí)地考察耗時(shí)耗力等諸多問題[26]?！暗乩硇畔?”作為采集地表覆蓋數(shù)據(jù)及其變化的重要手段,具有覆蓋面廣、反映信息及時(shí)、適用于長期動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等特點(diǎn),為資源環(huán)境承載力綜合評(píng)價(jià)提供了便利條件,同時(shí)為自然生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境保護(hù)、國土空間開發(fā)格局優(yōu)化、資源節(jié)約集約利用提供了技術(shù)支撐。探索經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃等“多規(guī)融合”是深化經(jīng)濟(jì)體制和生態(tài)文明體制改革的重要舉措之一?；凇暗乩硇畔?”的“多規(guī)融合”決策輔助系統(tǒng)突出共享共用的思路,為發(fā)改、國土、規(guī)劃、環(huán)保等不同部門人員提供“多規(guī)融合”規(guī)劃編制核心數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、規(guī)劃數(shù)據(jù)、審批數(shù)據(jù)等“一張圖”瀏覽查看,最終在“一張圖”中劃定基本農(nóng)田保護(hù)紅線、生態(tài)保護(hù)紅線和城市開發(fā)邊界,形成完整的空間規(guī)劃控制線體系。

圖1 華東地區(qū)黃巖島輿情時(shí)空變化分析

2.2 規(guī)劃管理

空間規(guī)劃編制過程中涉及大量的空間信息,有各種比例尺的基礎(chǔ)地形圖、用地紅線圖、歷史紅線、遙感影像等數(shù)據(jù)。作為空間規(guī)劃信息化的基礎(chǔ),基于“地理信息+”的空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)不再是規(guī)劃編制中一個(gè)可有可無的階段,它在規(guī)劃過程中扮演著非常重要的角色,為規(guī)劃決策提供重要依據(jù)?；凇暗乩硇畔?”的空間數(shù)據(jù)建庫系統(tǒng)應(yīng)包括創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)入庫、數(shù)據(jù)檢查、數(shù)據(jù)瀏覽與編輯、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、圖件輸出、輔助工具、系統(tǒng)配置等多個(gè)功能模塊及子模塊?；凇暗乩硇畔?”的空間數(shù)據(jù)庫具有海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理功能,支持多種表現(xiàn)形式的空間數(shù)據(jù),提供良好的數(shù)據(jù)維護(hù)更新能力,替代了傳統(tǒng)文件存儲(chǔ)方式,對(duì)空間資源規(guī)劃與管理具有重要意義。

2.3 規(guī)劃實(shí)施

“地理信息+”具有強(qiáng)大的空間分析功能,其中空間疊加分析、鄰域分析、數(shù)字地形分析、網(wǎng)絡(luò)分析等功能為規(guī)劃實(shí)施提供了科學(xué)的方法與技術(shù)支撐[27]。基于“地理信息+”的空間分析功能使得地理分析模型變得簡單實(shí)用,為空間規(guī)劃實(shí)施過程中的土地整治、項(xiàng)目選址等問題提供了更加方便快捷的手段,實(shí)現(xiàn)基于“地理信息+”的土地合理利用[28]?！暗乩硇畔?”由于具有數(shù)據(jù)更新的快捷性,空間分析的實(shí)時(shí)性等特點(diǎn),對(duì)空間規(guī)劃的動(dòng)態(tài)調(diào)整提供了良好技術(shù)支持。借助“地理信息+”,可以對(duì)空間規(guī)劃的實(shí)施進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和反饋?！暗乩硇畔?”的公眾參與主要研究空間規(guī)劃決策等復(fù)雜問題,為了規(guī)劃的科學(xué)性、合理性,需要公眾進(jìn)行廣泛參與。“地理信息+”的公眾參與具有以人為中心、基于Web開放性、基于地圖可視化技術(shù)、信息全面性、現(xiàn)勢(shì)性和易操作性等特征[29]。總之,“地理信息+”需要為公眾提供一個(gè)開放、透明的決策環(huán)境,降低公眾參與決策的難度,讓公眾能夠更方便、有效地參與到城市、國家的一些重大決策和規(guī)劃中去。

2.4 規(guī)劃監(jiān)督

規(guī)劃監(jiān)督檢查貫穿于規(guī)劃實(shí)施的全過程,它是規(guī)劃實(shí)施管理工作的重要組成部分?！暗乩硇畔?”已在土地利用監(jiān)察和預(yù)警等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。例如違法用地在多國快速城市化階段普遍存在,嚴(yán)重影響城市發(fā)展質(zhì)量,我國土地供需矛盾越發(fā)突出,土地違法現(xiàn)象層出不窮。然而我國開展違法用地監(jiān)察的手段仍然滯后?；凇暗乩硇畔?”的智能模擬預(yù)測(cè)技術(shù)不斷發(fā)展,使得預(yù)警違法用地成為可能。智能模擬預(yù)測(cè)建模方法日漸成熟,并有學(xué)者開始運(yùn)用元胞自動(dòng)機(jī)(CA)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)、多智能體系統(tǒng)(MAS)開展違法用地的預(yù)警模擬[30]?；凇暗乩硇畔?”模擬違法用地潛在發(fā)生區(qū)域,可為日常監(jiān)察執(zhí)法提供有效工程科技支撐,維護(hù)正常的土地市場(chǎng)秩序,保護(hù)耕地和生態(tài)資源,一方面可以保障城市可持續(xù)發(fā)展,另一方面可以有效減少后期執(zhí)法成本和國有資產(chǎn)流失。

3 應(yīng)用實(shí)踐

3.1 多規(guī)融合

開展“多規(guī)融合”是解決各空間規(guī)劃之間地理信息(如空間基準(zhǔn)、規(guī)劃時(shí)序、基礎(chǔ)用地分類體系)不協(xié)調(diào)問題的重要手段,其編制階段涵蓋了時(shí)空地理信息整合協(xié)調(diào)的過程[8]。因此,“多規(guī)融合”的編制對(duì)于優(yōu)化空間布局、提高土地資源配置效率、提升空間管控水平和治理能力具有重要意義。

“地理信息+”在“多規(guī)融合”中的應(yīng)用可集中概括為:統(tǒng)一數(shù)據(jù)的空間基礎(chǔ)與統(tǒng)一規(guī)劃的空間管控目標(biāo)。其中:① 統(tǒng)一數(shù)據(jù)的空間基礎(chǔ)方面,主要指統(tǒng)一空間數(shù)據(jù)的來源、空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)、空間分辨率、基礎(chǔ)用地分類體系、規(guī)劃語義轉(zhuǎn)換、規(guī)劃圖斑概括與規(guī)劃指標(biāo)等[8];② 統(tǒng)一規(guī)劃的空間管控目標(biāo)則主要面向國家重大國土空間開發(fā)與保護(hù)戰(zhàn)略需求,通過生態(tài)敏感性分析、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)價(jià)、生態(tài)脆弱性評(píng)價(jià)等確定生態(tài)保護(hù)紅線,并以此作為各類空間規(guī)劃編制的底線。在此基礎(chǔ)上,通過協(xié)調(diào)土地規(guī)劃與農(nóng)業(yè)規(guī)劃之間的耕地保護(hù)目標(biāo),融合地理信息空間分析技術(shù)和遙感技術(shù)等,從立地條件評(píng)價(jià)、塊、片、區(qū)識(shí)別等視角出發(fā),劃定永久基本農(nóng)田保護(hù)邊界[31-32]。最后,銜接生態(tài)保護(hù)紅線和永久基本農(nóng)田保護(hù)邊界,協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)劃、土地規(guī)劃、城市規(guī)劃之間的目標(biāo)、指標(biāo)和坐標(biāo)差異,集成遙感技術(shù)、空間分析技術(shù)和地理過程模擬技術(shù),按照城鎮(zhèn)建設(shè)用地現(xiàn)狀與時(shí)序變化特征提取與分析—理論邊界識(shí)別—開發(fā)邊界修正的多層次分析過程,劃定城鎮(zhèn)開發(fā)邊界[33],從而構(gòu)成生態(tài)保護(hù)、耕地保護(hù)與城鎮(zhèn)擴(kuò)展約束等目標(biāo)相統(tǒng)一的一張藍(lán)圖(圖2)。

3.2 規(guī)劃管理信息系統(tǒng)

空間規(guī)劃管理方面,“地理信息+”以其顯著的區(qū)域性、多維性和動(dòng)態(tài)性,可以有效實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管控。集中表現(xiàn)為研發(fā)集資料管理、業(yè)務(wù)辦理、輔助決策、查詢統(tǒng)計(jì)等功能于一體的規(guī)劃業(yè)務(wù)辦公平臺(tái),從而使用戶方便地進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、規(guī)劃圖件管理、規(guī)劃實(shí)施管理、計(jì)劃指標(biāo)管理、專題查詢與分析和公眾參與,能夠?qū)σ?guī)劃的實(shí)施情況、土地利用現(xiàn)狀與歷史進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤,提高縣(市)級(jí)國土資源管理部門工作效率,方便公眾參與規(guī)劃編制與實(shí)施管理。

以土地規(guī)劃管理信息系統(tǒng)(LUPMIS)為例,該系統(tǒng)通過嵌入GIS圖形操作和空間分析功能,集成綜合地理信息和基礎(chǔ)規(guī)劃信息,開發(fā)了包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、規(guī)劃圖件管理、規(guī)劃實(shí)施管理、計(jì)劃指標(biāo)管理、專題查詢與分析、系統(tǒng)維護(hù)和公眾參與7個(gè)功能模塊,27個(gè)子模塊,提供了對(duì)土地利用規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、規(guī)劃成果數(shù)據(jù)的錄入、修改、查詢、瀏覽和打印等管理功能(圖3)。具體到規(guī)劃實(shí)施管理方面,系統(tǒng)主要通過匯聚空間地理信息、動(dòng)態(tài)時(shí)序變化信息等,結(jié)合地理信息空間分析技術(shù),開發(fā)建設(shè)用地初(預(yù))審、報(bào)批管理、建設(shè)用地跟蹤監(jiān)測(cè)、規(guī)劃修改項(xiàng)目管理等模塊,實(shí)現(xiàn)規(guī)劃實(shí)施的定位、定量和定序管理。

圖3 土地利用規(guī)劃管理信息系統(tǒng)總體架構(gòu)

3.3 土地整治規(guī)劃

土地整治規(guī)劃是開展土地整治和建設(shè)旱澇保收高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田的基本依據(jù),是保障土地整治科學(xué)、有序開展的重要前提[34]。同時(shí),土地整治規(guī)劃也是土地利用總體規(guī)劃的重要實(shí)踐部分。

以溧陽市土地整治規(guī)劃為例,闡述“地理信息+”在土地整治規(guī)劃中的應(yīng)用。土地整治的前提是土地潛力測(cè)算,即通過遙感和GIS手段構(gòu)建土地整治潛力評(píng)價(jià)體系,查清各類可供整治的土地資源的類型、數(shù)量、質(zhì)量和分布,繪制有關(guān)圖件,量算面積,進(jìn)行適宜性評(píng)價(jià)。土地整治重點(diǎn)區(qū)域劃分是按照土地利用總體規(guī)劃及主體功能區(qū)劃所確定的土地利用目標(biāo)及重點(diǎn),依據(jù)土地整治潛力評(píng)價(jià)結(jié)果及土地整治基礎(chǔ)條件的差異性,采用疊置分析法、主導(dǎo)標(biāo)志法等科學(xué)方法,劃分出整治潛力較大、基礎(chǔ)條件較好的區(qū)域。重點(diǎn)工程的布局則應(yīng)落實(shí)國家戰(zhàn)略,對(duì)溧陽市發(fā)展戰(zhàn)略提供支撐與保障,建成連東接西、承南啟北的區(qū)域性樞紐城市以及以人為本、人與自然和諧共存的生態(tài)城市(圖4)。重點(diǎn)項(xiàng)目的安排則應(yīng)采用GIS空間分析技術(shù),考慮集中連片、規(guī)?；揖哂休^好資源和基礎(chǔ)設(shè)施條件,同時(shí),也應(yīng)該具備良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)生態(tài)效益及示范性。

圖4 溧陽市土地整治項(xiàng)目規(guī)劃圖(2011-2015年)

3.4 違法用地監(jiān)測(cè)預(yù)警

高度的時(shí)空屬性統(tǒng)一是“地理信息+”的重要特征之一,這使得其在空間規(guī)劃的動(dòng)態(tài)監(jiān)督方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),即通過對(duì)歷史時(shí)序信息分析—現(xiàn)狀地理信息提取—未來空間屬性預(yù)測(cè),從而實(shí)現(xiàn)空間規(guī)劃的全過程監(jiān)控。

以深圳市違法用地的監(jiān)測(cè)預(yù)警為例,首先根據(jù)歷史違法用地的地理空間集聚規(guī)律可以發(fā)現(xiàn),深圳市違法用地的集聚度自西北向東南方向依次遞減。這與深圳市西北部地形起伏低、東南部起伏度高,西北部生態(tài)紅線范圍小、東南部生態(tài)紅線范圍小,西部人口密度高、東部人口密度相對(duì)低等綜合地理信息高度一致。這表明,違法用地發(fā)生區(qū)域的地理特征顯著表現(xiàn)為高經(jīng)濟(jì)活躍度、優(yōu)越的工程建設(shè)條件以及相對(duì)寬松的國土空間管控力度等。因此,僅就深圳市地理本底基礎(chǔ)而言,可預(yù)見在未來一段時(shí)間內(nèi),深圳市的西北部地區(qū)將是違法用地的集中分布區(qū)域(圖5)。據(jù)此,可分析出地形、政策管制以及經(jīng)濟(jì)地理格局空間分異等是違法用地發(fā)生發(fā)展的核心動(dòng)力因素,進(jìn)而可以為違法用地反生發(fā)展的演變過程模擬奠定轉(zhuǎn)換規(guī)則基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)違法用地的監(jiān)測(cè)預(yù)警[35]。

圖5 深圳市違法用地預(yù)警區(qū)域空間分布

4 結(jié) 語

(1)“互聯(lián)網(wǎng)+”是互聯(lián)網(wǎng)思維的實(shí)踐成果,而“地理信息+”則是地理信息思維的初步實(shí)踐。隨著地理信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,“地理信息+”已逐步實(shí)現(xiàn)了高層次、多維度、寬領(lǐng)域的應(yīng)用與服務(wù),爆發(fā)出了強(qiáng)大生命力。空間規(guī)劃作為“地理信息+”的重要應(yīng)用服務(wù)方向,在規(guī)劃編制、管理、實(shí)施、監(jiān)督等階段均實(shí)現(xiàn)了與地理信息的高度融合,無論是當(dāng)前國家大力推進(jìn)的“多規(guī)融合”,還是具體到規(guī)劃管理信息系統(tǒng)研發(fā)、土地整治規(guī)劃編制、違法用地監(jiān)測(cè)預(yù)警等多個(gè)規(guī)劃業(yè)務(wù)方面,“地理信息+”已全過程參與到了空間規(guī)劃的各個(gè)階段,推動(dòng)了各空間規(guī)劃打破信息壁壘,由沖突轉(zhuǎn)向融合,由各行其是逐步聚同化異,轉(zhuǎn)向體系化。

(2)未來伴隨著地理學(xué)、數(shù)學(xué)、測(cè)繪科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科的深度融合以及各類信息技術(shù)的快速發(fā)展,“地理信息+”將在更高層次、更多維度、更寬領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮極大應(yīng)用服務(wù)價(jià)值,從而推動(dòng)人類信息技術(shù)革命時(shí)代深度發(fā)展,人類或?qū)⒂右粋€(gè)地理信息革命時(shí)代的到來。

[1]胡善美.亞熱帶自然綜合體演進(jìn)中的幾個(gè)理論問題——趙昭昞《自然地理與生態(tài)》述評(píng)[J].亞熱帶資源與環(huán)境學(xué)報(bào),2009,4(3):91-94.

[2]吳必虎,徐婉倩,徐小波.旅游綜合體探索性研究[J].地理與地理信息科學(xué),2012,28(6):96-100.

[3]李德仁,邵振峰.論新地理信息時(shí)代[J].中國科學(xué):信息科學(xué),2009,39(6):579-587.

[4]Quiros-Tortos J,Valverde G,Arguello A,et al.Geo-Information Is Power[J].IEEE Power&Energy Magazine,2017,15(2):48-56.

[5]Kwan M P.Algorithmic Geographies:Big Data,Algorithmic Uncertainty,and the Production of Geographic Knowledge[J].Annals of the American Association of Geographers.2016,106(2):274-282.

[6]Goodchild M F.GIS in the Era of Big Data[M].Cybergeo-European Journal of Geography,2016.

[7]Kleemann J,Inkoorn JN,Thiel M,et al.Peri-urban land use pattern and its relation to land use planning in Ghana,West Africa[J].Landscape and Urban Planning.2017,165:280-294

[8]李滿春,黃秋昊,單金霞,等.地理信息技術(shù)支持的“多規(guī)合一”——以常州市新北區(qū)為例[J].地理信息世界,2017,24(1):14-17.

[9]郭仁忠.地理信息服務(wù):數(shù)據(jù)在線到應(yīng)用在線[J].地理信息世界,2013(2):11-15.

[10]Yin J J,Soliman A,Yin DD,Wang SW.Depicting urban boundaries from a mobility network of spatial interactions:a case study of Great Britain with geolocated Twitter data[J].International Journal of Geographical Information Science.2017,31(7):1293-1313.

[11]黃杏元,馬勁松,湯勤.地理信息系統(tǒng)概論[M].北京:高等教育出版社,2008.

[12]周成虎.全空間地理信息系統(tǒng)展望[J].地理科學(xué)進(jìn)展,2015,34(2):129-131.

[13]寧津生,楊凱.從數(shù)字化測(cè)繪到信息化測(cè)繪的測(cè)繪學(xué)科新進(jìn)展[J].測(cè)繪科學(xué),2007,32(2):5-11.

[14]張祖勛.從數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站(DPW)到數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量網(wǎng)格(DPGrid)[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào):信息科學(xué)版,2007,32(7):565-571

[15]Khoshelham K,Zlatanova S.Sensors for Indoor Mapping and Navigation[J].Sensors,2016,16(5):655.

[16]李滿春,劉耀林,唐新明,等.典型自然地理國情要素遙感監(jiān)測(cè)探討[J].地理信息世界,2013,5(22):8-13.

[17]李德仁,王密,沈欣,等.從對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星到對(duì)地觀測(cè)腦[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào):信息科學(xué)版,2017,42(2):143-149.

[18]陳能成,張良培.空天地一體化對(duì)地觀測(cè)傳感網(wǎng)的概念與特征[J].測(cè)繪地理信息,2015,40(5):4-12

[19]張保羅,鮮澤西.多國統(tǒng)計(jì)機(jī)構(gòu)致力于采用地理空間定位信息[J].中國統(tǒng)計(jì),2016(1):9-10.

[20]趙榮,董春.統(tǒng)計(jì)信息與空間信息按地理格網(wǎng)集成的方法研究[J].測(cè)繪科學(xué),2007,32(4):69-71.

[21]Bennett,M.M.,Smith,L.C.Advances in using multitemporal night-time lights satellite imagery to detect,estimate,and monitor socioeconomic dynamics[J].Remote Sensing of Environment,2017,192:176-197.

[22]劉瑜,康朝貴,王法輝.大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的人類移動(dòng)模式和模型研究[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào):信息科學(xué)版,2014,39(6):660-666.

[23]Schwanen T.Geographies of transport II:Reconciling the general and the particular[J].Progress in Huamn Geography,2017,41(3):355-364.

[24]鄒偉,劉永學(xué),李滿春,等.網(wǎng)絡(luò)新聞中黃巖島爭端事件輿情研究——以新浪網(wǎng)“中菲黃巖島爭端”專題為例[J].現(xiàn)代圖書情報(bào)技術(shù),2014(2):72-78.

[25]石堅(jiān),車冠瓊,董繼紅.新型城鎮(zhèn)化背景下我國空間規(guī)劃體系改革的思考[J].改革與戰(zhàn)略,2017(6):149-151.

[26]Wilson S A,Wilson C O.Land Use/Land Cover Planning Nexus:A Space-Time Multi-Scalar Assessment of Urban Growth in the Tulsa Metropolitan Statistical Area[J].Human Ecology,2016,44(6):731-750.

[27]Cada V,Janecka K.The Strategy for the Development of the Infrastructure for Spatial Information in the Czech Republic[J].Isprs International Journal of Geo-Information.2016,5(3):33.

[28]周磊,李滿春,張盧奔,等.采用潛能模型的農(nóng)村居民點(diǎn)布局優(yōu)化[J].測(cè)繪科學(xué),2015,6(40):51-55.

[29]沈體壯.參與式GIS在國土空間規(guī)劃中的應(yīng)用研究[D].宜昌:長江大學(xué),2015.

[30]王海軍,夏暢,張安琪,等.基于約束性CA的大都市郊區(qū)城鎮(zhèn)增長的情景模擬與管控——以武漢市江夏區(qū)為例[J].地理科學(xué)進(jìn)展,2016,35(7):793-805.

[31]Xia N,Wang Y J,Xu H,et al.Demarcation of Prime Farmland Protection Areas around a Metropolis Based on High-Resolution Satellite Imagery[J].Scientific Reports,2016(6):37634.

[32]Cheng Q,Jiang P,Cai L,et al.Delineation of a permanent basic farmland protection area around a city centre:Case study of Changzhou City,China[J].Land Use Policy,2017,60:73-89.

[33]Jiang PH,Cheng Q W,Gong Y,et al..Using Urban Development Boundaries to Constrain Uncontrolled Urban Sprawl in China[J].Annals of the American Association of Geographers,2016:1-23.

[34]劉新衛(wèi),梁夢(mèng)茵,鄖文聚,等.地方土地整治規(guī)劃實(shí)施的探索與實(shí)踐[J].中國土地科學(xué),2014,28(12):4-6.

[35]Jia M,Huang Q,Li M,et al.Illegal land use risk assessment of Shenzhen City,China[J].Journal of Maps,2015,11(5):798-805.