何 紅 石志偉

（1.遼寧省城鄉(xiāng)地理信息科技有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000；2.遼寧省自然資源事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

0.引言

國(guó)土空間規(guī)劃，工作繁重，但是意義深遠(yuǎn)，是國(guó)家提出的一項(xiàng)重大改革，利國(guó)利民，為資源優(yōu)化做強(qiáng)有力的鋪墊。在國(guó)土空間規(guī)劃前期，政府加大力度將自然資源部門(mén)整合到一起，為空間規(guī)劃提供了便利條件。國(guó)土空間規(guī)劃以城鄉(xiāng)規(guī)劃與土地規(guī)劃為基礎(chǔ)，以地理信息為技術(shù)手段，綜合自然資源規(guī)范性文件管理規(guī)定，“多規(guī)合一”，得到具有科學(xué)性、前瞻性的規(guī)劃成果。

省級(jí)空間規(guī)劃內(nèi)容涵蓋了省級(jí)空間發(fā)展戰(zhàn)略定位、目標(biāo)和格局，需要分解到市縣的三類空間比例、開(kāi)發(fā)強(qiáng)度等控制指標(biāo)，明確城鎮(zhèn)體系、基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等，主要空間開(kāi)發(fā)利用布局，重點(diǎn)任務(wù)，各類空間差異化管控措施規(guī)劃實(shí)施保障措施等[1]。

國(guó)土空間規(guī)劃主要功能區(qū)涵蓋了林業(yè)規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃和土地利用規(guī)劃等。國(guó)土空間規(guī)劃的最終目的是為了實(shí)現(xiàn)“多規(guī)合一”，從而達(dá)到國(guó)土空間規(guī)劃“一張圖”的目的。國(guó)土空間規(guī)劃體系是圍繞監(jiān)督和實(shí)施的體系，它采用大數(shù)據(jù)和智慧平臺(tái)等高科技手段，突破實(shí)際工作面臨的技術(shù)障礙、管理障礙及制度障礙，實(shí)現(xiàn)一個(gè)市、一個(gè)縣一本規(guī)劃，一張藍(lán)圖[2]。

為了國(guó)土空間規(guī)劃成果趨于完美，就需要收集全規(guī)劃所需數(shù)據(jù)。收集的數(shù)據(jù)種類越多越全面，國(guó)土空間規(guī)劃成果越科學(xué)，可用性越強(qiáng)。后期以此數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行空間分析，就越有參考價(jià)值。

1.國(guó)土空間規(guī)劃涵蓋的主要矢量數(shù)據(jù)

國(guó)土空間規(guī)劃數(shù)據(jù)源多，數(shù)據(jù)種類繁雜，有文本格式、PDF 格式、數(shù)據(jù)庫(kù)格式、CAD 格式、EXCEL 格式、圖片格式等。從坐標(biāo)角度而言，包括了1954 北京大地坐標(biāo)、1980 西安坐標(biāo)及2000 國(guó)家大地坐標(biāo)。國(guó)土空間規(guī)劃以2000 國(guó)家大地坐標(biāo)為數(shù)據(jù)框，所有矢量數(shù)據(jù)都需根據(jù)公共點(diǎn)轉(zhuǎn)換到此坐標(biāo)系下，再進(jìn)行空間分析。

國(guó)土空間規(guī)劃涵蓋的主要矢量數(shù)據(jù)，包括土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)及規(guī)劃數(shù)據(jù)。具體數(shù)據(jù)如下：（1）全國(guó)第三次國(guó)土調(diào)查數(shù)據(jù)；（2）生態(tài)紅線；（3）永久基本農(nóng)田；（4）耕地利用等；（5）林業(yè)小班面；（6）土地用途管制；（7）土地變更數(shù)據(jù)庫(kù)；（8）土地供地?cái)?shù)據(jù)；(9)土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)；（10）城市總體規(guī)劃數(shù)據(jù)；（11）城市控制規(guī)劃數(shù)據(jù)；（12）城市彈性開(kāi)發(fā)區(qū)；（13）礦產(chǎn)資源分布數(shù)據(jù)；（14）其他專項(xiàng)規(guī)劃數(shù)據(jù)等。

2.“多規(guī)合一”在國(guó)土空間規(guī)劃中的作用

由于各資源規(guī)劃使用的圖不統(tǒng)一，導(dǎo)致專業(yè)規(guī)劃之間有矛盾，如城市規(guī)劃與林業(yè)規(guī)劃重疊地區(qū)有沖突，城市規(guī)劃不符合土地管制區(qū)的限制等。為了更好整合資源，自然資源部將國(guó)土資源部、發(fā)改委、農(nóng)業(yè)部、水利部、海洋局、林業(yè)局、住建部等，共8 個(gè)單位的職責(zé)進(jìn)行了整合，管理對(duì)象包括土地、礦產(chǎn)、湖泊、河流、濕地、森林、草原、海洋等范圍，將負(fù)責(zé)全國(guó)960 萬(wàn)平方公里陸地和300 萬(wàn)平方公里海洋上的所有自然資源的空間規(guī)劃和數(shù)量監(jiān)管，整合之后自然資源部履行全民所有土地、濕地、礦產(chǎn)、森林、水、草原、海洋等自然資源資產(chǎn)所有者職責(zé)，所有國(guó)土空間用途管制職責(zé)。

“多規(guī)合一”是國(guó)土空間規(guī)劃的編制手段，國(guó)土空間規(guī)劃提出五級(jí)三類體系，強(qiáng)化上下傳導(dǎo)，其編制工作必須發(fā)揮“多規(guī)合一”的規(guī)劃整合機(jī)制，將以往的城市總體規(guī)劃、土地利用總體規(guī)劃、主體功能區(qū)規(guī)劃的合理內(nèi)涵進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)和繼承發(fā)展，“多規(guī)合一”成為國(guó)土空間規(guī)劃編制的核心手段。多規(guī)是“合一”而不是“拼一”，在吸取以往多規(guī)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，知行合一，內(nèi)外一致地指導(dǎo)規(guī)劃編制[3]。

“多規(guī)合一”是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)，國(guó)土空間規(guī)劃以“多規(guī)合一”為核心編制手段，是一門(mén)綜合規(guī)劃。預(yù)期在未來(lái)的各項(xiàng)專項(xiàng)規(guī)劃中，如人防規(guī)劃選址、商業(yè)選址及各專項(xiàng)規(guī)劃中，“多規(guī)合一”都是最根本的手段。

3.GIS 空間建模簡(jiǎn)介

空間分析建模是解釋有關(guān)空間現(xiàn)象及發(fā)現(xiàn)空間規(guī)律的過(guò)程模型，也可以解釋為作用于派生數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)的一組順序交互空間分析命令，是建立在對(duì)空間地圖數(shù)據(jù)操作基礎(chǔ)之上，所以也簡(jiǎn)稱為“地圖建?！?，結(jié)果則得到一個(gè)“地圖模型”，空間建?？梢圆捎脠D形符號(hào)化表示空間分析過(guò)程和空間分析成果，能夠協(xié)助數(shù)據(jù)分析人員快速具體地組織規(guī)劃所要完成的空間分析過(guò)程，同時(shí)能夠逐步獲得指定完成空間分析過(guò)程所需數(shù)據(jù)[4]。

模型構(gòu)建器是GIS 空間建模的有力工具，同時(shí)它也是一個(gè)用來(lái)管理空間分析工具、編輯工具參數(shù)和創(chuàng)建數(shù)據(jù)模型的應(yīng)用程序。模型構(gòu)建器能夠簡(jiǎn)便快速地將一系列的地理空間分析處理工具，有邏輯地串聯(lián)起來(lái)編成一個(gè)工具流。它也可以看作為可視化編程語(yǔ)言，模型構(gòu)建器在建模過(guò)程中，具有很大優(yōu)勢(shì)。（1）模型構(gòu)建器是一個(gè)用于創(chuàng)建與運(yùn)行，是包括一系列工具的工作流，同時(shí)也可以稱為一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)易的應(yīng)用程序；（2）結(jié)合Python 腳本和模型構(gòu)建器可以將其他應(yīng)用程序如C#與ArcGIS 進(jìn)行集成；（3）利用模型構(gòu)建器，可以構(gòu)建自己想要的工具，創(chuàng)建完成的工具可以同時(shí)在其他模型及Python 腳本中使用。

4.GIS 空間建模在“多規(guī)合一”中的一些應(yīng)用

4.1 建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型

數(shù)據(jù)來(lái)源的部門(mén)多，數(shù)據(jù)格式各不相同，需要統(tǒng)一到同一坐標(biāo)框架下。國(guó)土空間規(guī)劃收集的數(shù)據(jù)存在坐標(biāo)不統(tǒng)一的問(wèn)題，根據(jù)規(guī)劃需求，需將1954 北京大地坐標(biāo)及1980 西安坐標(biāo)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換至2000 國(guó)家大地坐標(biāo)。采用傳統(tǒng)方式，逐步點(diǎn)擊工具箱中的工具，直到找到數(shù)據(jù)管理下投影與變換工具，轉(zhuǎn)換一次坐標(biāo)需重復(fù)點(diǎn)擊投影與變換工具一次，轉(zhuǎn)換過(guò)程操作繁雜，同時(shí)還存在以下兩個(gè)缺點(diǎn)：(1)ArcGIS 軟件會(huì)默認(rèn)第一次打開(kāi)數(shù)據(jù)自帶的坐標(biāo)投影，所以采用傳統(tǒng)方式，易產(chǎn)生數(shù)據(jù)坐標(biāo)錯(cuò)誤，導(dǎo)致后期空間分析成果不正確的情況；(2)在實(shí)際操作過(guò)程，時(shí)常需要生成新的要素，產(chǎn)生的新要素不帶坐標(biāo)，這個(gè)就需進(jìn)行坐標(biāo)投影，此過(guò)程，在操作中，經(jīng)常容易產(chǎn)生遺漏，為后期數(shù)據(jù)處理造成困擾。

采用GIS 空間建模建立坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模型?？梢砸淮芜壿嫎?gòu)思，成果可以多次重復(fù)利用。空間模型操作簡(jiǎn)單，使用方便，輸出成果不出錯(cuò)，節(jié)省了操作步驟，思考過(guò)程，提高了工作效率，同時(shí)也保證了成果質(zhì)量。

首先準(zhǔn)備好轉(zhuǎn)換坐標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)行“投影”操作，第二步輸出成果進(jìn)行結(jié)果分析，確認(rèn)無(wú)誤，成果輸出。具體采用GIS 模型構(gòu)建器的操作流程如下：

（1）左鍵單擊ArcMap 標(biāo)準(zhǔn)工具條上的模型構(gòu)建器工具，左鍵點(diǎn)擊打開(kāi)模型構(gòu)建器，此時(shí)打開(kāi)的模型為空；

（2）在搜索窗口中，輸入投影，然后單擊搜索按鈕，“投影”工具將與其他搜索項(xiàng)一并列出；

（3）此時(shí)將搜索項(xiàng)中的投影（Coverage）（表示“投影”工具箱下的投影工具），按住左鍵拖動(dòng)到“模型構(gòu)建器”畫(huà)布的空白區(qū)域中。成果（如圖1 所示）：

圖1 模型構(gòu)建

此時(shí)將需要的工具和輸出數(shù)據(jù)變量添加到模型中，輸出變量將通過(guò)連接符連接到工具，工具和輸出數(shù)據(jù)均沒(méi)有顏色，因?yàn)楣ぞ叩壬形摧斎肴魏喂ぞ邊?shù)；

(4)通過(guò)以上步驟已將工具添加到模型中，接下來(lái)便可以填入工具參數(shù)（如圖2 所示）：

圖2 導(dǎo)入模型參數(shù)

(5)將各個(gè)工具的所有參數(shù)都填入，就可以將模型點(diǎn)擊下運(yùn)行，然后單擊左鍵“模型構(gòu)建器”工具條上的保存工具（注意：建立的模型只能保存在工具箱中），模型運(yùn)行后生成的成果直接輸出至自行設(shè)置的文件夾。

4.2 多源數(shù)據(jù)的匯總模型

國(guó)土空間規(guī)劃過(guò)程中，需要對(duì)各類專項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行專項(xiàng)匯總。在匯總的過(guò)程中，需進(jìn)行其他空間分析，流程較復(fù)雜，稍微有疏漏，輸出成果就是錯(cuò)誤的，所以時(shí)常出現(xiàn)匯總數(shù)據(jù)不一的情況。此時(shí)采用構(gòu)建模型方式，能夠保證成果質(zhì)量，杜絕重復(fù)操作，節(jié)省生產(chǎn)成本。具體操作，可根據(jù)需求，在構(gòu)建模型中添加工具，豐富模型。在串聯(lián)工具的時(shí)候，一定要注意參數(shù)的設(shè)置、數(shù)據(jù)的選擇及輸出的設(shè)置，保證前后不矛盾。下文構(gòu)建的模型涵蓋空間連接及匯總，流程如下：

(1)創(chuàng)建新模型,向模型中添加工具和數(shù)據(jù)；

(2)在搜索窗口中，輸入疊加，然后單擊搜索按鈕，“空間連接”工具將與其他搜索項(xiàng)一并列出，然后將其拖動(dòng)到“模型構(gòu)建器”畫(huà)布上。依次拖入“匯總統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)”工具以便獲得一個(gè)基于空間連接后區(qū)域的匯總表；

(3)通過(guò)以上步驟將工具添加到模型中，接下來(lái)便可以填入工具參數(shù)，空間連接參數(shù)包括目標(biāo)要素、連接要素及匹配選擇。匯總統(tǒng)計(jì)需設(shè)置好統(tǒng)計(jì)字段、分組字段和統(tǒng)計(jì)要素等。建立的模型運(yùn)行后，效果圖（如圖3所示）：

圖3 專項(xiàng)數(shù)據(jù)模型建立

(4)將各工具的所有參數(shù)均填入之后，點(diǎn)擊模型運(yùn)行，成果直接輸出至保存的文件夾。成果（如圖4 所示）：

圖4 成果輸出

右鍵單擊表格，然后單擊左鍵打開(kāi)對(duì)應(yīng)的表，表中顯示的是對(duì)黑龍江各行政區(qū)域的面積匯總，由于采用的行政邊界不是精確的邊界，所以最終面積成果與實(shí)際數(shù)據(jù)有出入。

在國(guó)土空間規(guī)劃過(guò)程中，還建立了許多類似的小模型，如集疊加分析、提取分析、鄰域分析及統(tǒng)計(jì)分析為一體的空間模型。主要用于提取特殊條件的圖斑，比如圖斑需不位于生態(tài)紅線與基本農(nóng)田內(nèi)等情況。

4.3 現(xiàn)狀建設(shè)用地占用基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)情況分析

以沈撫新區(qū)為例，三調(diào)數(shù)據(jù)是到現(xiàn)在為止，具有現(xiàn)勢(shì)性最強(qiáng)的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)?；巨r(nóng)田保護(hù)區(qū)，指對(duì)基本農(nóng)田實(shí)行特殊保護(hù)，依據(jù)土地利用總體規(guī)劃和依照法定程序確定的特定保護(hù)區(qū)域，是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)基本農(nóng)田實(shí)行特殊保護(hù)和保障未來(lái)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，所以規(guī)劃建設(shè)項(xiàng)目的前提，必須保證建設(shè)項(xiàng)目避讓永久基本農(nóng)田及生態(tài)保護(hù)紅線等，保障了國(guó)家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生態(tài)資源。

建模的具體流程如下：首先提取出三調(diào)圖斑中的建設(shè)用地，利用篩選工具，設(shè)置好篩選工具參數(shù)，表達(dá)式設(shè)置是根據(jù)地類名稱歸為建設(shè)用地的圖斑。建設(shè)用地包括工業(yè)用地、道路廣場(chǎng)用地、居住用地、公共設(shè)施用地、物流倉(cāng)儲(chǔ)用地、特殊用地等。模型圖形（如圖5 所示）：

圖5 三調(diào)數(shù)據(jù)模型建立

其次，將輸出的汪家街道建設(shè)用地與沈撫新區(qū)基本農(nóng)田2000 國(guó)家大地坐標(biāo)進(jìn)行疊加分析，采用相交工具，獲得重疊圖斑，輸出成果為汪家街道占基本農(nóng)田（如圖6 所示）：

圖6 疊加成果分析

最后，采用匯總工具，統(tǒng)計(jì)建設(shè)用地占基本農(nóng)田總面積。注意在匯總之前，必須將圖斑先拆分，拆分之后重新計(jì)算幾何面積，計(jì)算之后統(tǒng)計(jì)總面積。上述分析成果，體現(xiàn)出現(xiàn)狀與規(guī)劃的矛盾，說(shuō)明“多規(guī)合一”的必要性和重要性。

國(guó)土空間規(guī)劃過(guò)程中，會(huì)發(fā)現(xiàn)許多專業(yè)種類的規(guī)劃數(shù)據(jù)之間存在沖突，需要咱們一一去驗(yàn)證和分析，去證明“多規(guī)合一”的必要性和必然性。為祖國(guó)的資源整合和合理利用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，保證資源長(zhǎng)期有規(guī)劃發(fā)展。

5.結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)土空間規(guī)劃的推進(jìn)，數(shù)據(jù)源趨于完善，數(shù)據(jù)在不斷更新和補(bǔ)充，數(shù)據(jù)處理更加復(fù)雜。由于數(shù)據(jù)的補(bǔ)充和更新，前期處理的分析與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，就需重新分析一次。此時(shí)采用模型構(gòu)建器，構(gòu)建經(jīng)常使用的分析模型，保存模型可以重復(fù)多次使用。若數(shù)據(jù)有變化，只需重新更新數(shù)據(jù)，流程不變，點(diǎn)擊運(yùn)行，直接輸出成果，大大節(jié)省了再次分析時(shí)間，提高了工作效率，數(shù)據(jù)成果質(zhì)量有了保證。

通過(guò)空間建模的實(shí)踐，證明建模方式在國(guó)土空間規(guī)劃數(shù)據(jù)處理過(guò)程中有很大優(yōu)勢(shì)。（1）能節(jié)約工作時(shí)間，提高工作效率；（2）操作簡(jiǎn)單，保證成果質(zhì)量；（3）重復(fù)操作，實(shí)用性強(qiáng)。隨著GIS 空間建模使用，發(fā)現(xiàn)空間建模也有一定的局限性。比如空間建模流程長(zhǎng)，設(shè)置參數(shù)過(guò)程復(fù)雜，功能銜接太過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)，稍不注意容易出錯(cuò)，還不易找出錯(cuò)誤點(diǎn)。

若是將模型構(gòu)建器與Python 語(yǔ)言相結(jié)合，互相融合，讓模型構(gòu)建得更加完美、流暢。在實(shí)際操作過(guò)程中，單獨(dú)使用Python 語(yǔ)言，對(duì)專業(yè)技術(shù)人員編程能力要求過(guò)高，兩者有機(jī)結(jié)合起來(lái)，互惠互補(bǔ)，既能簡(jiǎn)化流程，又能簡(jiǎn)化編程。Python 語(yǔ)言功能非常強(qiáng)大，空間分析功能全，操作機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，是地理空間分析的最有力工具。