饒 霞
(四川省地質(zhì)工程勘察院集團有限公司,四川 成都 610000)
截至目前我國市場經(jīng)濟在逐步發(fā)展中已經(jīng)走向了高速前進道路,在該時代背景下,相關(guān)國土空間規(guī)劃的研究成了有關(guān)國家資源保護局的重點關(guān)注[1]。為了更加合理地利用國土空間資源,需要從戰(zhàn)略性角度對其空間進行規(guī)劃。而在此過程中,我國早期出臺的國土空間規(guī)劃模式中,部分內(nèi)容已無法滿足城鄉(xiāng)發(fā)展需求。為了滿足在新時期社會背景下,國土空間的可持續(xù)建設(shè)與主體功能完善化建設(shè)發(fā)展需求,應(yīng)充分利用現(xiàn)有資源,并在該基礎(chǔ)上,不斷擴充實地調(diào)查資源,基于生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展層面對土地資源進行整合利用[2]。同時,也應(yīng)當注意對多源數(shù)據(jù)的集成,通過對數(shù)據(jù)信息的有效使用,才能確保國土資源的可持續(xù)建設(shè)。對此,在該文的研究中,引進地理大數(shù)據(jù)技術(shù),用該方式提高空間數(shù)據(jù)的集成性,并在GIS 平臺的支撐下,實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息與地質(zhì)資源的“多規(guī)合一”。盡管與該方面相關(guān)的早期研究單位已開始執(zhí)行,但由于早期技術(shù)較為落后,導(dǎo)致針對不同地區(qū)所采用的數(shù)據(jù)采集方式不同,而通過該方式獲取的國土空間數(shù)據(jù)也具有一定的異構(gòu)特點,這也導(dǎo)致了國土空間規(guī)劃一直存在問題[3]。該文將在相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,對此方面工作的實施進行深度設(shè)計,致力于解決國土空間在規(guī)劃過程中存在的多種問題。
為了確保國土空間規(guī)劃方法設(shè)計的有效性,需要在前期工作中,對國土空間規(guī)劃產(chǎn)生的多源數(shù)據(jù)進行針對性獲取[4]。為此,引進地理大數(shù)據(jù)技術(shù),利用該技術(shù),實時獲取數(shù)據(jù)并掌握與國土地理空間相關(guān)的地質(zhì)資料?;A(chǔ)地理數(shù)據(jù)如表1 所示。
表1 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)
利用大數(shù)據(jù)地理信息具有迭代更新的特點,對多源數(shù)據(jù)類型進行整理[5]。例如在獲取多源數(shù)據(jù)過程中,可參照區(qū)域地質(zhì)圖示,定位區(qū)域內(nèi)空間規(guī)劃密集點或空間規(guī)劃稀疏點,并使用云計算技術(shù),對信息數(shù)據(jù)的交叉密度進行計算,計算過程中,對多源數(shù)據(jù)進行共享處理,并按照文件的分布式存儲方式,進行MPP 處理。
提出的處理步驟中包括測繪地理空間信息、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)共享與數(shù)據(jù)生產(chǎn)。在測繪空間信息時,應(yīng)使用遙感技術(shù)與衛(wèi)星定位技術(shù),對獲取的空間影像數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)、地理環(huán)境數(shù)據(jù)與其他信息進行針對性獲取[6]。在完成數(shù)據(jù)的獲取后,按照獲取數(shù)據(jù)的順序與空間時序,將其導(dǎo)入ArcGIS平臺內(nèi),與此同時,建立空間數(shù)據(jù)表,在數(shù)據(jù)庫表格中創(chuàng)建索引引擎,將多源數(shù)據(jù)導(dǎo)入地理空間數(shù)據(jù)中心內(nèi),數(shù)據(jù)中心應(yīng)當涵蓋基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息庫、地理專業(yè)信息庫、管理類信息庫與其他數(shù)據(jù)庫。
在上述提出內(nèi)容的基礎(chǔ)上,使用“3S 技術(shù)”與物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù),構(gòu)建地理空間幾何的精準模型[7]。由于在此過程中,使用地理大數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)的自由度更高,且采集的數(shù)據(jù)信息中不乏大量的空間碎片數(shù)據(jù)。因此,需要在獲取數(shù)據(jù)與導(dǎo)入數(shù)據(jù)過程中,對半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換,并提取其中的價值信息進行指定庫構(gòu)建,以此種方式完成對國土空間多源數(shù)據(jù)的高效率獲取。
在完成對國土空間多源數(shù)據(jù)的有效獲取后,對獲取的數(shù)據(jù)信息進行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化。考慮到上文提出的數(shù)據(jù)庫中信息主要為多源非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)在國土空間規(guī)劃中的利用率相對較低,因此需要結(jié)合GIS 平臺的使用,掌握不同數(shù)據(jù)集合中空間數(shù)據(jù)的關(guān)系,并使用空間坐標距離、空間物體角度、高度與地理位置等信息,對其進行國土空間內(nèi)部實體關(guān)系的描述[8]。GIS 平臺下國土空間規(guī)劃系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。
圖1 GIS 平臺下國土空間規(guī)劃系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
而要執(zhí)行上述行為,其前提條件為清洗地理信息數(shù)據(jù),根據(jù)GIS 平臺的常規(guī)化運營方式,對國土空間多源數(shù)據(jù)進行清洗的基礎(chǔ)性流程為數(shù)據(jù)格式預(yù)處理(統(tǒng)一化處理)—確定數(shù)據(jù)清洗使用的算法—基于GIS 的數(shù)據(jù)挖掘—數(shù)據(jù)后期核查—數(shù)據(jù)輸出[9]。細化數(shù)據(jù)清洗的步驟,如圖2 所示。
圖2 國土空間多源數(shù)據(jù)清洗流程
在上述圖1 所示的流程中,數(shù)據(jù)清洗算法可用如下計算公式表示。
式中:ω為數(shù)據(jù)清洗算法;e為算法識別參數(shù);τ為空間數(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)換過程;n為國土空間多源數(shù)據(jù);p為多源數(shù)據(jù)所屬類型;v為數(shù)據(jù)量或數(shù)據(jù)規(guī)模。根據(jù)上述計算公式,對國土空間多源數(shù)據(jù)進行處理,在完成該步驟工作后,為了避免處理的數(shù)據(jù)中出現(xiàn)信息沖突或信息交叉問題,需要借助統(tǒng)一標準與通信協(xié)議,將完成處理的數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS 平臺中。尤其針對一些獲取渠道較為復(fù)雜的數(shù)據(jù),更是需要進行顯示數(shù)據(jù)的異構(gòu)性處理。只有確保國土空間多源數(shù)據(jù)在保持統(tǒng)一結(jié)構(gòu)與標準格式的前提下,才能將數(shù)據(jù)按照指定流程存入終端信息庫。
在完成上述相關(guān)研究后,使用全站儀與激光測繪掃描方法,對國土空間數(shù)據(jù)與規(guī)劃空間數(shù)據(jù)進行融合,并在多源平臺內(nèi)傳輸數(shù)據(jù),按照“數(shù)據(jù)建模—數(shù)據(jù)存儲—數(shù)據(jù)集成—數(shù)據(jù)分析—算法計算”的流程,輸出國土空間區(qū)域內(nèi)存在的價值數(shù)據(jù)與待規(guī)劃空間。同時,根據(jù)國土空間地理信息、區(qū)域人口與區(qū)域戶籍普查信息、集體經(jīng)濟調(diào)查信息、歷史文物調(diào)查信息等成果信息,在計算機終端提交數(shù)據(jù)。
在該基礎(chǔ)上,對國土空間位置進行分區(qū)處理,分區(qū)過程中需要融合現(xiàn)有的信息進行高程坐標處理。采用PMLSM 數(shù)學模型,對坐標變換原理進行分析,在旋轉(zhuǎn)坐標系下,可認為國土空間位置關(guān)系與獲取的多源數(shù)據(jù)存在某種等效關(guān)系,因此對其關(guān)系進行調(diào)度處理的方式為對稱與垂直相位規(guī)劃2種方式。
總之,在對國土空間進行規(guī)劃的過程中,需要從三維角度與立體化角度對該方面工作的實施進行詮釋,并在該過程中,融合區(qū)域供給側(cè)改革政策執(zhí)行工作,用該方式確保終端提出的國土空間規(guī)劃方案在投入市場使用中是具有實用性的。
近年來,在國土空間測繪工作過程中,某省通過利用大數(shù)據(jù)技術(shù)和GIS 平臺獲取豐富的數(shù)據(jù)信息資源,如各種地形圖,其中 1 ∶ 1000 地形圖主要覆蓋了地級市主城區(qū);地理影像數(shù)據(jù)采集主要包括2005 年至2019 年的多層次、多時段衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù),在城市和農(nóng)村地區(qū),通過對目錄的調(diào)查,確定每個中心地區(qū)目錄采集的準確數(shù)據(jù),對國土資源管理中的“收集、補充、登記、檢查”等各類授權(quán)信息實行統(tǒng)一管理。特別是根據(jù)第二次國土調(diào)查的結(jié)果。實施土地空間信息有效編制,統(tǒng)一編制轄區(qū)各級城市土地利用規(guī)劃信息,設(shè)計形成統(tǒng)一的規(guī)劃管理圖、土地利用規(guī)劃圖和“一書三證”規(guī)劃管理信息等。此外,某省建立三維城市模型、礦產(chǎn)資源與執(zhí)法模型、電子政務(wù)模型和專題數(shù)據(jù)模型,其中包括海量自然資源數(shù)據(jù),測繪地理信息的人文資源和經(jīng)濟資源,建立某省地理信息系統(tǒng)大數(shù)據(jù)分析體系,如圖3 所示。
圖3 某省地理信息系統(tǒng)大數(shù)據(jù)分析體系
該文通過引入地理大數(shù)據(jù)技術(shù)和GIS 平臺技術(shù)提出了一種針對國土空間規(guī)劃的新方法,為了保證該方法能夠在國土空間測繪中得到應(yīng)用,該文選擇以某國土空間測繪部門的整個工作過程作為實驗背景,在其中分別引入該文規(guī)劃方法和傳統(tǒng)規(guī)劃方法對特定區(qū)域范圍內(nèi)的國土空間進行規(guī)劃。將該國土空間測繪部門勘測到的全部信息資料進行提取,為2種規(guī)劃方法提供條件,包括各種比例尺地形圖、地理信息影像數(shù)據(jù)、地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)、儲量地理數(shù)據(jù)等。將需要進行測繪的區(qū)域平均劃分,并對其分別標號為A、B、C、D、E,綜合運用該文上述規(guī)劃設(shè)計語言和傳統(tǒng)規(guī)劃方法中相關(guān)規(guī)劃設(shè)計方法,根據(jù)需要進行測繪的5 個區(qū)域部分的勘測數(shù)據(jù),分別制作5 幅國土空間規(guī)劃地圖,分別對10 幅圖進行比較。將該文規(guī)劃方法制作的地圖標號為A1、B1、C1、D1 和E1;將傳統(tǒng)規(guī)劃方法制作的地圖標號為A2、B2、C2、D2 和E2,對2 種規(guī)劃方法下得出的地圖質(zhì)量進行評價,以此驗證2 種國土空間規(guī)劃方法的應(yīng)用優(yōu)勢。
對地圖質(zhì)量評價的方式較多,結(jié)合該文實驗背景,選擇將地圖承載力評價作為該文實驗的地圖質(zhì)量評價方法。在該方法中評價指標包括土地空間規(guī)劃地圖符號、注記和色彩,根據(jù)土地空間規(guī)劃地圖承載力得出如下土地空間規(guī)劃地圖質(zhì)量定量計算公式:
式中:P為地圖質(zhì)量定量結(jié)果;Wi為某一影響因子i的評價權(quán)值;Vi為某一影響因子i的評價標準值;N為所有影響規(guī)劃地圖質(zhì)量的影響因子個數(shù)。根據(jù)上述公式,對上述實驗準備中的10 幅國土空間規(guī)劃地圖的質(zhì)量進行評分,并將結(jié)果記錄如表2 所示。
表2 實驗結(jié)果對比表(總分:5.0 分)
從表1 兩種不同國土空間規(guī)劃方法下的地圖綜合質(zhì)量評價結(jié)果可以看出,該文規(guī)劃方法地圖質(zhì)量更高,均達到4.00分以上,而傳統(tǒng)規(guī)劃方法地圖質(zhì)量均在1.00~3.50分范圍以內(nèi),對于國家空間測繪部門提出的規(guī)劃質(zhì)量要求而言,傳統(tǒng)規(guī)劃方法嚴重不符。因此,通過對比實驗證明,該文提出的規(guī)劃方法在實際應(yīng)用中能夠結(jié)合所規(guī)劃區(qū)域的實際情況,提出更加合理的規(guī)劃方法,從而實現(xiàn)對國土空間資源的合理利用。
該文提出一種基于地理大數(shù)據(jù)與GIS 平臺的國土空間規(guī)劃方法,分別從獲取國土空間多源數(shù)據(jù)、轉(zhuǎn)換國土空間多源數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、規(guī)劃國土空間位置關(guān)系3 個方面,對其進行了深入的分析,并在完成該方法的設(shè)計后,將該方法與傳統(tǒng)方法規(guī)劃后的成果進行對比,根據(jù)實驗結(jié)果可知,該文提出的規(guī)劃方法在實際應(yīng)用中能夠結(jié)合所規(guī)劃區(qū)域的實際情況,提出更加合理的規(guī)劃方法,從而合理利用國土空間資源。對于國土資源的可持續(xù)發(fā)展而言,該文設(shè)計的方法所存在的價值是相對較高的,因此,可在后期的相關(guān)研究中,持續(xù)對該文設(shè)計方法進行深化,用該方式解決傳統(tǒng)方法存在的不足,落實對國土空間資源的高效率利用。