莊雪芳，陳 健，陳藝文，陳構(gòu)超

（廣東工業(yè)大學 建筑與城市規(guī)劃學院,廣東 廣州 510090）

空間規(guī)劃體系，是我國國家治理體系的重要一環(huán)，其建設是我國現(xiàn)代化建設不可或缺的一部分。從十八屆三中全會《決定》到《市級國土空間總體規(guī)劃編制指南(試行)》印發(fā)的7年間，我國國土空間規(guī)劃工作也進行得如火如荼，目前已明確在全國層面構(gòu)建“五級三類四體系”的國土空間規(guī)劃體系(圖1所示)。在此背景下，地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System，GIS)技術(shù)在各類空間數(shù)據(jù)合并、分析處理中發(fā)揮著重要作用，尤其是作為規(guī)劃編制成果的GIS國土空間規(guī)劃數(shù)據(jù)庫，對于“三線劃定”等工作的推進有著深遠的影響。

圖1 國土空間體系圖(來源：根據(jù)《中共中央國務院關(guān)于建立國土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實施的若干意見》)Fig.1 Diagram of land space system (Source:According to Opinions of the CPC Central Committee and the State Council on establishing and supervising the implementation of land and space planning system)

1 研究背景

1.1 新時代空間規(guī)劃

當前，空間規(guī)劃進入生態(tài)文明新時代。國土是生態(tài)文明建設的空間載體[1]，國土空間規(guī)劃的理論、方法和實踐，都立足于生態(tài)文明建設發(fā)展要求進行發(fā)展與優(yōu)化。作為空間發(fā)展和空間治理的戰(zhàn)略性、基礎性、制度性工具，國土空間規(guī)劃涉及前瞻性、科學性、操作性三個核心問題，加深了對于空間治理政策或制度設計的“管用、適用、好用”要求。

從生產(chǎn)力、生產(chǎn)關(guān)系和時空關(guān)系的供給性維度來看，新時代的發(fā)展動力主要以深度信息化、新型市場化(或法治化)和新型全球化為代表,分別代表了生產(chǎn)力、生產(chǎn)關(guān)系和時空關(guān)系[1]。當前生態(tài)文明的空間特征相較僅有自然生態(tài)的時代，在數(shù)字化的影響下形成萬物互聯(lián)的“新生態(tài)文明”特征，面對數(shù)字化“新生態(tài)”，數(shù)字化動力成為三大動力中首位關(guān)注目標。順應此潮流，以管控為導向、以信息平臺建設為基礎、從編管脫節(jié)向編管協(xié)同轉(zhuǎn)變的智慧型國土空間規(guī)劃應運而生[2]。

1.2 國土空間體系

目前，我國采用“五級三類”的國土空間規(guī)劃體系，五級為國家、省、市、縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)五級，三類為總體規(guī)劃、詳細規(guī)劃(市縣及以下編制)、專項規(guī)劃。詳細規(guī)劃中，可按城鎮(zhèn)開發(fā)邊界內(nèi)外，分為城鎮(zhèn)開發(fā)邊界內(nèi)的詳細規(guī)劃與城鎮(zhèn)開發(fā)邊界外的村莊規(guī)劃。

而城鎮(zhèn)開發(fā)邊界外，主要涉及生態(tài)保護紅線與永久基本農(nóng)田保護紅線，其空間劃定則與村莊規(guī)劃內(nèi)容中的農(nóng)業(yè)空間、生態(tài)空間息息相關(guān)，與村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫聯(lián)系密切。如圖2所示。

圖2 村莊規(guī)劃范圍圖(來源：根據(jù)《中共中央國務院關(guān)于建立國土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實施的若干意見》)Fig.2 Diagram of village planning scope (Source:According to Opinions of the CPC Central Committee and the State Council on establishing and supervising the implementation of land and space planning system)

1.3 相關(guān)GIS數(shù)據(jù)庫研究背景

智慧型國土空間規(guī)劃,其技術(shù)著力點主要集中于“ABC(AI、Big Data、City Information Model)”“3S(RS、GPS、GIS)”“3P(Digital Planning、Ecological Planning、Intelligent Planning)”中。由于GIS與土地規(guī)劃聯(lián)系的密切，成為近年來規(guī)劃學界視角國土空間規(guī)劃研究的熱點，基于國家、省、市、縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)5級空間規(guī)劃相關(guān)數(shù)據(jù)庫開展分析。以縣、鄉(xiāng)級尺度為對象的相關(guān)數(shù)據(jù)庫研究中，常常圍繞對應土地利用總體規(guī)劃數(shù)據(jù)庫整體展開研究，在整體建設等較宏觀的角度討論較多[3]，而對于規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的具體建設內(nèi)容討論較少。具體方向上，既有針對數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)勢性要求，開展低成本高效率數(shù)據(jù)庫更新方式的研究[4-5]，也有以規(guī)劃綜合評估[6]以及調(diào)整完善[7]等規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建設輔助工作為重點的分析討論，而針對具體數(shù)據(jù)庫建設相關(guān)技術(shù)操作的討論較為匱乏。另外，在當前鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下，村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫作為鄉(xiāng)村規(guī)劃的重要輔助工具，其建設內(nèi)容及方式有何發(fā)展、如何聯(lián)系與支撐鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略等問題也愈發(fā)值得探討。

2 空間規(guī)劃及數(shù)據(jù)庫信息平臺研究

2.1 平臺建設重點

空間規(guī)劃的現(xiàn)實基礎，在于邏輯相同但成熟度有別的多種規(guī)劃[8]。從地理信息角度來看，多規(guī)沖突的本質(zhì)是各個規(guī)劃的信息難以共享，缺少交互融合的平臺[9]。因此，需要智慧型國土空間規(guī)劃在工作中實現(xiàn)“多規(guī)”疊加分析與檢測修正，完成打破信息壁壘的任務。

此外，當前空間規(guī)劃的角色發(fā)生轉(zhuǎn)變，自傳統(tǒng)土地利用藍圖的傳遞者向多尺度多行業(yè)空間政策的承載者和實施平臺發(fā)展[10]，從而對空間規(guī)劃的工作過程提出了“先布棋盤、后落棋子”的要求。因此更需要數(shù)據(jù)庫信息平臺的輔助，整合提出以“雙評價”體系為代表的一系列整合邏輯，為空間規(guī)劃在資源配置的價值取向和措施方法上提供數(shù)字化角度的量化評判。

2.2 規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建設指引

數(shù)據(jù)庫信息平臺建設的要求，可以概括為目標、坐標、指標、精度、邊界的統(tǒng)一，具體執(zhí)行則需要空間規(guī)劃基礎地理信息數(shù)據(jù)庫、空間規(guī)劃編制成果數(shù)據(jù)庫、相關(guān)業(yè)務審批數(shù)據(jù)庫、其他相關(guān)資料數(shù)據(jù)庫的相互協(xié)同支撐。

對于村莊層面規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的建設，則主要體現(xiàn)為對各類用地、各類區(qū)域的界線及控制區(qū)提出了相對更為精細的空間粒度要求，需要以村莊各細化地類、管制分區(qū)等項目為對象，在建設過程中完成邊界及要素進一步的體系化、精細化整理，從而對村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的精度提出了更高的要求。

此外，當前村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建設主要以GIS軟件為主體，能較好地滿足規(guī)劃及土地從業(yè)者對土地空間的記錄、編撰、更改等需求，但難以完全滿足行政管理相關(guān)人員側(cè)重查詢與動態(tài)跟蹤的需求，需要通過數(shù)據(jù)庫信息平臺協(xié)調(diào)幫助。如參考北京市村莊規(guī)劃GIS管理信息系統(tǒng)設計，在GIS基礎上通過引入J2EE(Structs+Spring+Hibernate)體系架構(gòu)與ArcIMS技術(shù)，來優(yōu)化視圖與增強用戶界面的交互性。通過GIS與管理信息系統(tǒng)(Management Information System，MIS)技術(shù)的結(jié)合，最終實現(xiàn)空間圖形與人口、產(chǎn)業(yè)等村莊規(guī)劃信息的聯(lián)動查詢，整合規(guī)劃建設各階段綜合信息，有效實現(xiàn)村莊發(fā)展過程的動態(tài)跟蹤。

3 GIS規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建設研究

3.1 村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫內(nèi)容分析

數(shù)據(jù)庫建設主要以村莊內(nèi)部資源要素空間關(guān)系劃定與處理為對象，常與村莊各用地地類邊界、各功能管制分區(qū)相關(guān)聯(lián)(如表1所示)。建設過程中，基于村莊土地利用現(xiàn)狀、建設現(xiàn)狀、土地開發(fā)潛力等前期現(xiàn)狀普查成果，疊加對比各類上級規(guī)劃進行分析，最終通過規(guī)劃村莊范圍圖斑此類管理類數(shù)據(jù)圖層，與建設用地管制區(qū)圖斑、期末地類圖斑、土地用途圖斑此類核心規(guī)劃數(shù)據(jù)圖層記錄與處理，最終實現(xiàn)村莊內(nèi)部要素空間關(guān)系的記錄、建設指引及可視化表達。

表1 GIS屬性表內(nèi)容Table 1 GIS property sheet

核心規(guī)劃數(shù)據(jù)圖層中，主要以村莊內(nèi)農(nóng)業(yè)用地、建設用地與其他用地的各細化地類為處理對象，對其屬性進行編輯與分類，從而整理對應基本農(nóng)田保護、村莊建設管制、歷史文化保護等控制性內(nèi)容。

當前，村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建設重難點，主要在于前期村莊數(shù)據(jù)的獲取、數(shù)據(jù)真實性與空間對位的問題；以及依據(jù)當前已出臺的入庫成果標準，總結(jié)完善村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫制作流程及優(yōu)化方向。前者主要依托于GIS系統(tǒng)與遙感、測量等相關(guān)數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)的聯(lián)系與配合，而后者則需要規(guī)劃從業(yè)者在數(shù)據(jù)庫制作過程中對技術(shù)要點進行歸納，總結(jié)建設過程中圖層數(shù)據(jù)的使用、分析，針對所遇到的數(shù)據(jù)沖突、缺失等問題對上層進行反饋。

在具體數(shù)據(jù)圖層內(nèi)容上，則注意消除城規(guī)與土規(guī)在地塊性質(zhì)認定上的分歧，統(tǒng)一依據(jù)使用屬性完成現(xiàn)狀土地數(shù)據(jù)的整理，進一步支撐后續(xù)村莊規(guī)劃內(nèi)容的制作。此外，由于過去規(guī)劃編制中常使用的CAD等軟件精度有限，容易出現(xiàn)各種微小偏差及細碎要素，導致其規(guī)劃成果文件易存在各種點、線、面的微小偏離，需要在規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建設過程中進行處理修正，提高各點、線、面要素記錄的精度。

3.2 村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建設研究

在國土空間與規(guī)劃數(shù)據(jù)庫平臺的要求下，村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的建設主要以村莊地類、管制分區(qū)等村莊要素為對象，圍繞要素的體系化、精細化整理展開，其內(nèi)容可以劃分為現(xiàn)狀要素整理及規(guī)劃要素編制兩部分。

3.2.1 現(xiàn)狀要素整理

在對城規(guī)、土規(guī)等文件進行整理前，主要通過現(xiàn)場調(diào)研等方式，通過實際土地利用現(xiàn)狀校對城規(guī)、土規(guī)數(shù)據(jù)文件，提高前期數(shù)據(jù)真實性與時效性。此后，對以往以CAD文件形式保留的城鄉(xiāng)規(guī)劃成果的處理(如圖3所示)，主要通過將CAD文件轉(zhuǎn)化為SHP(shapefile)文件進行精度提高。在此過程中，不可避免地需要解決CAD冗余數(shù)據(jù)影響、轉(zhuǎn)換過程中存在的投影偏差等問題。

圖3 CAD待轉(zhuǎn)換文件Fig.3 CAD files to be converted

在楊柑鎮(zhèn)各村村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建設中，通過對原村莊規(guī)劃成果CAD進行整理，在CAD中通過“填充?重生成邊界”的做法使各性質(zhì)用地重新生產(chǎn)閉合多段線邊界，并移動多段線邊界重新校核坐標，使其吻合測繪所得空間數(shù)據(jù)，得到可待轉(zhuǎn)換的CAD文件以處理坐標問題。因此，需要預先了解CAD文件坐標系類型，才能通過移動或在GIS中進行重投影以修正坐標，從而處理規(guī)劃成果銜接帶來的失準問題。

此后，在GIS先將待轉(zhuǎn)換的CAD轉(zhuǎn)換為SHP，并在轉(zhuǎn)換過程中刪除多余字段映射內(nèi)容，再使用ARCToolBox工具中的重點數(shù)據(jù)管理工具進行要素轉(zhuǎn)面，即可得到可作為村莊GIS數(shù)據(jù)庫使用的規(guī)劃面要素SHP文件。GIS建立個人數(shù)據(jù)集后，將規(guī)劃面要素SHP文件與期末地類圖斑、土地用途分區(qū)、建設用地管制區(qū)等其他規(guī)劃銜接內(nèi)容一同導入個人數(shù)據(jù)集，即可進行圖層整合。整合過程實質(zhì)是對各圖層空間關(guān)系的關(guān)聯(lián)與對比，排查各圖層存在的邊界偏移、要素錯位等問題，從而提高規(guī)劃的準確性。

針對此類邊界與要素的問題，可以通過拓撲工具輔助檢測。通過添加各類拓撲規(guī)則，即可對面圖層要素進行排查(如圖4所示)。在楊柑鎮(zhèn)豆坡村的處理中，選擇了“層內(nèi)要素是否自相交”及“層內(nèi)要素是否重疊、是否閉合”兩個規(guī)則，可以有效排查重線、重面及地塊獨立分離等出現(xiàn)頻率高的錯誤。此后需要核對各規(guī)劃及現(xiàn)狀情況，通過編輯器對錯誤圖斑進行調(diào)整(如圖5所示)，確保各圖層正確對應且無多余要素，實現(xiàn)現(xiàn)狀要素圖斑的簡潔準確。

圖4 拓撲設置Fig.4 Topology settings

圖5 錯誤圖斑調(diào)整Fig.5 Error pattern adjustment

處理后的圖斑自帶面積等基礎值，但仍缺少行政區(qū)劃代碼、地類編碼等圖斑對應用地屬性值，需對字段進行賦屬性值操作，以便后續(xù)用地規(guī)劃編制時快速選擇、編輯與校驗，編輯具體值應參考各省具體指導文件如《廣東省村莊規(guī)劃編制技術(shù)指南》(下稱《指南》)相關(guān)技術(shù)指導頁面，依據(jù)要素分類及編碼方法指引一一編輯，如圖6所示。

圖6 不同圖層屬性表值Fig.6 Different layer property sheet values

3.2.2 規(guī)劃建設分析

村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫對規(guī)劃內(nèi)容的記錄，主要在現(xiàn)狀要素整理的基礎上增加其圖斑規(guī)劃屬性字段，并根據(jù)村莊調(diào)研內(nèi)容，將規(guī)劃調(diào)整內(nèi)容錄入村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫中。與現(xiàn)狀要素內(nèi)容對比，規(guī)劃變更內(nèi)容，主要體現(xiàn)在期末地類圖斑圖層的QMDLBM與QMGHFLBM內(nèi)容、土地用途圖層的TDYTFQDM(土地用途分區(qū)代碼)、建設用地管制區(qū)圖層的TDKJGZFQDM(土地空間管制分區(qū)代碼)三類屬性中。

期末地類圖斑圖層的QMDLBM與QMGHFLBM內(nèi)容，主要通過與現(xiàn)狀要素整理時記錄的DLBM與GHFLBM字段進行對比，直觀地體現(xiàn)規(guī)劃用地較現(xiàn)狀是否發(fā)生改變。如楊柑鎮(zhèn)龍灣村23號用地，其DLBM與QMDLBM均為0110，GHFLBM與QMGHFLBM均為1110，則其用地規(guī)劃前后均為耕地；而223號用地DLBM為2030，QMDLBM為0110，GHFLBM為2120，QMGHFLBM為1110，規(guī)劃其用地從農(nóng)村居民點用地調(diào)整為耕地。

土地用途圖層的TDYTFQDM主要體現(xiàn)村莊地塊土地用途，如龍灣村土地用途圖層1號地塊代碼為1060，則其對應用途村鎮(zhèn)建設用地區(qū)。而建設用地管制區(qū)圖層的TDKJGZFQDM則代表地塊建設用地管制性質(zhì)，如龍灣村建設用地管制區(qū)圖冊9號地塊代碼為1020，代表其處于有條件建設區(qū)內(nèi)。

賦屬性值后，各用地能夠通過地類代碼快速檢索及確認用地的綜合屬性，及時校對規(guī)劃內(nèi)容。如選中某地塊QMGHFLBM為2120(農(nóng)村居民點用地)，其對應管制區(qū)地塊代碼為1030(限制建設區(qū))或1040(禁止建設區(qū))，說明地塊規(guī)劃編制存在問題，需要進行調(diào)整。對比直觀明顯且便捷，有利于規(guī)劃準確性及精度的提升。

4 村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建設應用分析

4.1 村莊建設與管理

村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的建設，客觀上是對村莊發(fā)展空間要素與人文要素的記錄與整合，其立足于多規(guī)合一的基礎，各要素數(shù)據(jù)更為精密，通過精確性的提升增強了規(guī)劃成果的實用性。在村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫建設中，對各類用地、控制區(qū)等要素邊界的校對與調(diào)整，關(guān)聯(lián)土地權(quán)屬劃定、村莊住房建設等直接影響村民生活的事務，數(shù)據(jù)庫建設成果能夠有效協(xié)助及指引村莊建設與管理。同時規(guī)劃數(shù)據(jù)庫屬性查詢與調(diào)整快速，數(shù)據(jù)整合便捷，有利于村莊發(fā)展后續(xù)的跟進與內(nèi)容的更新，是把握村莊發(fā)展特征、輔助針對性編制規(guī)劃的重要工具。

4.2 國土空間規(guī)劃支撐

村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫，是對城鎮(zhèn)外空間資源的精細化整理，自下而上對各級數(shù)據(jù)庫邊界校核的技術(shù)支撐。由于資源環(huán)境承載力的流動性與動態(tài)性，資源要素在大小尺度空間范圍的特點不同，使得主流超載與否的二元化判別并不能很好地適用于“雙評價”體系的構(gòu)建[11]，需要數(shù)據(jù)化分析工具支撐。當前，數(shù)據(jù)基礎基于省、市級主體，其統(tǒng)籌資源要素配置等對象主要基于縣級行政單元，難以滿足“三區(qū)三線”的空間統(tǒng)籌所需精度，且評價數(shù)據(jù)難以降尺度分布到更精細的柵格單元中。需要村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫等下級數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)補充，完善精細柵格單元，為評價疊加的空間要素基礎進行修正，對于生態(tài)保護重要性評價、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性評價的基礎要素整理具有重要作用。

5 結(jié)語

本文基于新時代空間規(guī)劃背景下數(shù)字化“新生態(tài)”發(fā)展導向，結(jié)合空間規(guī)劃數(shù)據(jù)庫信息平臺整體定位、功能與發(fā)展基礎，以村莊層面視角對信息平臺中規(guī)劃數(shù)據(jù)庫的作用及工作進行研究。結(jié)合GIS軟件信息記錄及處理便捷、圖面要素準確性高等優(yōu)點，村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫通過現(xiàn)狀要素整理及屬性編撰，圍繞目標、坐標、指標、精度、邊界的統(tǒng)一，輔助村莊層面自然資源載體開發(fā)管制制定開發(fā)與保護，通過空間屬性柵格的精細化處理，提高了規(guī)劃的精密性與可實施性。另外，數(shù)據(jù)庫對于村莊層面多主體動態(tài)博弈和參與提供了數(shù)據(jù)化的記錄與分析基礎，為上級規(guī)劃動態(tài)和上級空間要素提供參考，對潛力評價因子的高低提供判斷依據(jù)。進入生態(tài)文明新時代，智慧型國土空間規(guī)劃需要在發(fā)展中不斷吸納多領域技術(shù)與理論，優(yōu)化空間規(guī)劃數(shù)據(jù)庫信息平臺。GIS村莊規(guī)劃數(shù)據(jù)庫作為數(shù)字化動力的重要組成，需要在各級國土空間規(guī)劃指導下不斷完善，助力國土空間規(guī)劃體系的構(gòu)建與運作。