吳海峰 金裕平

1. 青田縣土地規(guī)劃勘測(cè)隊(duì) 浙江 青田 323900

2. 麗水市金繪測(cè)繪有限公司 浙江 麗水 323000

1 引言

國(guó)土空間規(guī)劃是國(guó)家空間發(fā)展的指南、可持續(xù)發(fā)展的空間藍(lán)圖，是各類開(kāi)發(fā)保護(hù)建設(shè)活動(dòng)的基本依據(jù)[1]。國(guó)土空間規(guī)劃體系的建立與實(shí)施，對(duì)測(cè)繪與地理信息工作的要求也隨之不斷提升，為了能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自然資源調(diào)查、規(guī)劃管理及實(shí)施監(jiān)管工作的協(xié)調(diào)處理，對(duì)于國(guó)土空間規(guī)劃和測(cè)繪技術(shù)的融合應(yīng)用也提上了日程。因此，對(duì)國(guó)土空間規(guī)劃實(shí)施中測(cè)繪新技術(shù)的應(yīng)用展開(kāi)研究，具有重要的十分重要的意義。通過(guò)對(duì)國(guó)土空間規(guī)劃的主要技術(shù)特點(diǎn)以及實(shí)際的手段進(jìn)行分析得出，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和測(cè)繪地理信息技術(shù)的相互結(jié)合與關(guān)聯(lián)，將使得國(guó)土空間規(guī)劃編制提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支撐，在實(shí)施過(guò)程中通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)融入地理信息及其他新技術(shù)，發(fā)揮測(cè)繪與地理信息在國(guó)土空間規(guī)劃中的基礎(chǔ)性作用，推動(dòng)國(guó)土空間規(guī)劃編制、審批、實(shí)施、監(jiān)督工作的高效、穩(wěn)定發(fā)展。

2 國(guó)土空間規(guī)劃下的測(cè)繪與地理信息

2.1 統(tǒng)一國(guó)土空間規(guī)劃地理信息基礎(chǔ)

國(guó)土空間規(guī)劃改革方案要求依據(jù)統(tǒng)一的測(cè)繪大地、高程、深度及重力基準(zhǔn)，采集基于統(tǒng)一地理信息基礎(chǔ)的自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，建立統(tǒng)一國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)。改革方案提出的任務(wù)涵蓋了規(guī)劃編制、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體建立、信息平臺(tái)“一張圖”建設(shè)等工作，其中許多任務(wù)涉及測(cè)繪與地理信息工作，如現(xiàn)階段各規(guī)劃數(shù)據(jù)坐標(biāo)系不統(tǒng)一，需要統(tǒng)一轉(zhuǎn)換至2000國(guó)家大地坐標(biāo)系；建立基于統(tǒng)一坐標(biāo)系的國(guó)土空間規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)；形成全要素的國(guó)土空間規(guī)劃“一張圖”。國(guó)土空間規(guī)劃在統(tǒng)一坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)下，有效解決原有各類基于不同坐標(biāo)系編制的規(guī)劃產(chǎn)生的不兼容問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)國(guó)土空間開(kāi)發(fā)用途管制和項(xiàng)目審批許可的規(guī)劃信息管理在統(tǒng)一的地理信息基礎(chǔ)平臺(tái)上運(yùn)用。

2.2 助力國(guó)土空間規(guī)劃體系的建立

在建立國(guó)土空間規(guī)劃體系之間，我國(guó)各部門空間規(guī)劃種類繁多，導(dǎo)致數(shù)據(jù)分散，每一類規(guī)劃都有自己的空間規(guī)劃原則，站在各部門自己的角度來(lái)看，其規(guī)則可能是合理的，但是把各部門的規(guī)劃疊加在一起后就會(huì)出現(xiàn)較多的交叉、重疊等問(wèn)題，容易造成部門間管理的紊亂，降底政府管理的公信力。對(duì)于這些問(wèn)題，需要建立一個(gè)完善統(tǒng)一的國(guó)土空間規(guī)劃體系，而測(cè)繪的作用主要包括：首先，利用測(cè)繪與地理信息技術(shù)，將各部門的規(guī)劃數(shù)據(jù)整合成統(tǒng)一的國(guó)土空間規(guī)劃數(shù)據(jù)，同時(shí)疊加各部門的相關(guān)規(guī)劃數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)的多種數(shù)據(jù)的可視化和信息化管理。其次，利用相關(guān)測(cè)繪與地理信息技術(shù)采集的數(shù)據(jù)，開(kāi)展資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)和國(guó)土空間開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)價(jià)，利用地理信息分析技術(shù)計(jì)算分析出生態(tài)、生產(chǎn)、生活空間，著重分析國(guó)土空間開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)性，從而解決空間上關(guān)于生態(tài)保護(hù)與生產(chǎn)生活發(fā)展的問(wèn)題。第三，以自然資源調(diào)查監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，整合其他各類空間數(shù)據(jù)，形成“一張圖”和國(guó)土空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)，疊加各級(jí)各類國(guó)土空間規(guī)劃成果，從而構(gòu)建國(guó)土空間規(guī)劃“一張圖”，為統(tǒng)一國(guó)土空間用途管制、實(shí)施建設(shè)項(xiàng)目規(guī)劃許可、強(qiáng)化規(guī)劃實(shí)施監(jiān)督提供依據(jù)和支撐[2]。

2.3 支撐國(guó)土空間規(guī)劃“雙評(píng)價(jià)”工作的開(kāi)展

資源環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)和國(guó)土空間開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)價(jià)簡(jiǎn)稱“雙評(píng)價(jià)”。“雙評(píng)價(jià)”是編制國(guó)土空間規(guī)劃編制的的重要基礎(chǔ)，需要研究分析生態(tài)、資源、建設(shè)等重要基礎(chǔ)性資料。而“雙評(píng)價(jià)”現(xiàn)狀基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取主要依靠測(cè)繪與地理信息等技術(shù)，要?jiǎng)澏ǔ擎?zhèn)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)空間以及生態(tài)保護(hù)紅線、永久基本農(nóng)田、城鎮(zhèn)開(kāi)發(fā)邊界（簡(jiǎn)稱“三區(qū)三線”），就要進(jìn)行現(xiàn)狀基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查，數(shù)據(jù)包括：遙感影像、地質(zhì)環(huán)境、土地利用現(xiàn)狀、自然資源等。對(duì)于全國(guó)性大范圍的現(xiàn)狀基礎(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)查，主要利用高分辯率衛(wèi)星遙感影像。而雙評(píng)價(jià)則是參考地理國(guó)情調(diào)查與生態(tài)環(huán)境狀況評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，利用相關(guān)模型參數(shù)分析資源環(huán)境承載能力、農(nóng)田保護(hù)、城鎮(zhèn)開(kāi)發(fā)等區(qū)域，從而劃定各類保護(hù)紅線和開(kāi)發(fā)邊界。

2.4 夯實(shí)國(guó)家自然資源資產(chǎn)管理基礎(chǔ)

生態(tài)文明建設(shè)大背景下，國(guó)家對(duì)相關(guān)自然資源產(chǎn)權(quán)調(diào)查管理尤為重視，通過(guò)全面摸清國(guó)有自然資源資產(chǎn)家底，建立責(zé)權(quán)統(tǒng)一的國(guó)土空間規(guī)劃體系。國(guó)家自然資源資產(chǎn)調(diào)查管理，就是通對(duì)國(guó)家所有的各類自然資源統(tǒng)一調(diào)查和確權(quán)登記，主要是為了解決自然資源數(shù)量不準(zhǔn)確、權(quán)屬不清晰、所有權(quán)界址不明確等問(wèn)題。而測(cè)繪與地理信息工作要按照國(guó)家產(chǎn)權(quán)制度改革開(kāi)展國(guó)家自然資源調(diào)查，建立健全國(guó)有自然資源資產(chǎn)臺(tái)賬，形成自然資源資產(chǎn)信息數(shù)據(jù)庫(kù)。完善動(dòng)態(tài)更新機(jī)制，及時(shí)跟蹤掌握自然資源變化情況，為自然資源資產(chǎn)價(jià)值評(píng)估工作筑牢基礎(chǔ)。作為客觀反映我國(guó)地理空間和資源環(huán)境情況的一項(xiàng)工作，測(cè)繪基于全國(guó)地理國(guó)情普查的成果，依托國(guó)家地理信息公共服務(wù)平臺(tái)，構(gòu)建統(tǒng)一的自然資源資產(chǎn)分類體系和統(tǒng)計(jì)核算體系，統(tǒng)籌考慮存量資產(chǎn)、流量資產(chǎn)、資產(chǎn)質(zhì)量和資產(chǎn)價(jià)值，同時(shí)建立統(tǒng)一的自然資源資產(chǎn)評(píng)價(jià)框架。

2.5 創(chuàng)新國(guó)土空間規(guī)劃監(jiān)管體制

國(guó)土空間規(guī)劃體系不同于舊的城鄉(xiāng)規(guī)劃體系，國(guó)土空間規(guī)劃監(jiān)管比起舊城鄉(xiāng)規(guī)劃監(jiān)管更巨大、更復(fù)雜，既有宏觀的“三區(qū)三線”、土地利用等方面的監(jiān)管，也有城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)過(guò)程中詳細(xì)規(guī)劃方面的監(jiān)管，這就需要測(cè)繪要與新的國(guó)土空間規(guī)劃監(jiān)管進(jìn)行有效對(duì)接，協(xié)助建全方位的國(guó)土空間規(guī)劃體系。從宏觀層面，利用遙感衛(wèi)星打造全天候監(jiān)測(cè)的“天眼”，對(duì)“三區(qū)三線”中生態(tài)保紅線及永久基本農(nóng)田保護(hù)線和城鎮(zhèn)開(kāi)發(fā)邊界進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)管。通過(guò)衛(wèi)星遙感和航空攝影定期獲取保護(hù)紅線區(qū)域內(nèi)遙感影像，通過(guò)智能監(jiān)測(cè)手段分析多個(gè)時(shí)序的遙感影像，及時(shí)發(fā)現(xiàn)保護(hù)紅線區(qū)域內(nèi)違法建設(shè)活動(dòng)。在微觀層面，在融合規(guī)劃監(jiān)管測(cè)繪技術(shù)的前提下，利用傾斜攝影等新技術(shù)對(duì)詳細(xì)規(guī)劃下具體地塊的建設(shè)情況進(jìn)行監(jiān)管，從而，形成新的國(guó)土空間規(guī)劃監(jiān)管體制。

3 國(guó)土空間規(guī)劃實(shí)施中測(cè)繪與地理信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 多源遙感影像獲取技術(shù)與智能監(jiān)測(cè)平臺(tái)建設(shè)

遙感技術(shù)是從人造衛(wèi)星、飛機(jī)或其他飛行器上收集地物目標(biāo)的電磁輻射信息，判認(rèn)地球環(huán)境和資源的技術(shù)?，F(xiàn)在使用比較多的如衛(wèi)星、航空攝影、無(wú)人機(jī)攝影等遙感技術(shù)。例如：無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)是一種利用無(wú)人航空飛行器與遙感技術(shù)結(jié)合進(jìn)行地理空間信息數(shù)據(jù)采集的技術(shù)，涉及傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、信息處理技術(shù)、智能控制技術(shù)以及航空動(dòng)力推進(jìn)技術(shù)等[3]。通過(guò)及時(shí)的遙感監(jiān)測(cè)，統(tǒng)籌山水林田湖草各類資源的整體保護(hù)、系統(tǒng)修復(fù)和綜合治理，其監(jiān)測(cè)成果可精準(zhǔn)服務(wù)于對(duì)挖山采礦、林草破壞、耕地占用、非法建設(shè)等違法行為的督察工作，守好生態(tài)保護(hù)紅線和永久基本農(nóng)田控制線，對(duì)國(guó)土空間用途管制具有重大意義。從宏觀層面要提高衛(wèi)星、航空影像的獲取速度和質(zhì)量，增加影像獲取頻次，提高影像分辯率，為國(guó)土空間管理提供基礎(chǔ)性影像資料，從微觀層面利用無(wú)人機(jī)技術(shù)能更快速獲取各地方影像，有利于地方各級(jí)管理部門開(kāi)展國(guó)土空間規(guī)劃監(jiān)管工作，從而構(gòu)建任務(wù)驅(qū)動(dòng)的空天地多源遙感影像快速獲取與智能監(jiān)測(cè)體系。

利用多源遙感影像獲取技術(shù)采集的基礎(chǔ)資料，建設(shè)高效的國(guó)土空間規(guī)劃監(jiān)管智能監(jiān)測(cè)平臺(tái)，以適應(yīng)國(guó)土空間快速變化的需要。國(guó)土空間規(guī)劃監(jiān)管智能監(jiān)測(cè)平臺(tái)一般的技術(shù)流程（圖1）：首先是收集前期、后期影像，其次是基于各種變化檢測(cè)方法來(lái)進(jìn)行國(guó)土資源典型要素變化檢測(cè)，并融合檢測(cè)結(jié)果，第三是基于變化圖斑再檢測(cè)機(jī)制的虛警抑制方法，構(gòu)建虛警判別模型，對(duì)變化圖斑再分類，抑制變化虛警，最后自動(dòng)提取變化檢測(cè)結(jié)果。由于智能監(jiān)測(cè)前后期影像的幾何特征、紋理特征、光譜差異，結(jié)合分割對(duì)象的語(yǔ)義信息、上下文特征提取出兩期影像的變化置信度圖，通過(guò)二值化變化置信度圖輸出變化圖斑，保證了高的查全率，但產(chǎn)生的虛警較多。針對(duì)虛警較多等問(wèn)題，創(chuàng)新智能檢測(cè)方法，通過(guò)計(jì)算機(jī)深度學(xué)習(xí)，利用典型要素自動(dòng)快速變化檢測(cè)、特征匹配信息引導(dǎo)的建筑物變化檢測(cè)、基于變化圖斑特征再檢測(cè)機(jī)制的虛警抑制等技術(shù)，將提高智能變化檢的水平。

圖1 國(guó)土空間規(guī)劃監(jiān)管智能監(jiān)測(cè)平臺(tái)技術(shù)流程圖

3.2 地理信息系統(tǒng)GIS與大數(shù)據(jù)集成發(fā)展

地理信息系統(tǒng)GIS是在大數(shù)據(jù)浪潮下，是傳統(tǒng)GIS邁向大數(shù)據(jù)時(shí)代的一次變革。GIS是集采集、儲(chǔ)存、分析、查詢等基本功能為一體的綜合性地理數(shù)據(jù)的工作站，能為空間大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析和可視化提供更先進(jìn)的理論方法和軟件平臺(tái)。地理信息系統(tǒng)GIS與大數(shù)據(jù)的融合，就是大數(shù)據(jù)計(jì)算分析能力把地理信息GIS的能力整合到框架之內(nèi)，可以利用大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的許多實(shí)用的IT技術(shù)，例如分布式文件管理系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)、分布式計(jì)算框架、流處理框架等。來(lái)彌補(bǔ)傳統(tǒng)GIS由于受其IT技術(shù)框架的限制，并不能很好地應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)對(duì)分布式存儲(chǔ)與計(jì)算、流數(shù)據(jù)處理等的技術(shù)要求。地理信息大數(shù)據(jù)每時(shí)每刻都在進(jìn)行信息收集工作，主要是對(duì)相關(guān)地理信息以及空間信息進(jìn)行收集[4]。地理信息大數(shù)據(jù)的收集也可能利用移動(dòng)互聯(lián)、與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)分析移動(dòng)終端采集的大數(shù)據(jù)，分析得到社會(huì)生活方面的信息，作為國(guó)土空間規(guī)劃的編制和實(shí)施的依據(jù)。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)傳感器的進(jìn)步，越來(lái)越多的移動(dòng)終端接入到互聯(lián)網(wǎng)上，實(shí)時(shí)提供多種多樣的信息，例如：全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、 紅外感應(yīng)器 、慣性導(dǎo)航定位激光掃描器、和近場(chǎng)通信等多種傳感器，能提供空間位置、運(yùn)動(dòng)特理特征等海量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和信息，需要地理信息系統(tǒng)GIS與大數(shù)據(jù)的高效結(jié)合，才能有效分析并利用在國(guó)土空間規(guī)劃編制和管理工作中。

地理信息系統(tǒng)GIS大數(shù)據(jù)以業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)型應(yīng)用于國(guó)土空間規(guī)劃全過(guò)程。通過(guò)GIS大數(shù)據(jù)分析處理社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境地理空間數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)資料，結(jié)合人口集聚、交通情況、土地利用變化數(shù)據(jù)，在國(guó)土空間規(guī)劃編制中研究城鄉(xiāng)建設(shè)和城市發(fā)展方向，組織市域城鎮(zhèn)體系和布局中心城區(qū)空間。借助大數(shù)據(jù)的空間可視化技術(shù)，各類規(guī)劃成果都能聚在一張地圖上，能很清楚地提取查看，并清晰地知曉總體規(guī)劃、詳細(xì)規(guī)劃、專項(xiàng)規(guī)劃之間的關(guān)系。在國(guó)土空間規(guī)劃管控方面，通過(guò)GIS大數(shù)據(jù)的運(yùn)用，基于“雙評(píng)價(jià)”的結(jié)果，對(duì)規(guī)劃范圍內(nèi)生態(tài)環(huán)境保護(hù)、土地資源使用、水資源平衡等要素進(jìn)行專項(xiàng)分析評(píng)價(jià)，為國(guó)土空間規(guī)劃體系的運(yùn)行和國(guó)土空間用途管制提供數(shù)據(jù)支撐。

3.3 無(wú)人機(jī)傾斜攝影與BIM的融合

近年來(lái)無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，隨著國(guó)家大力發(fā)展實(shí)景三維的部署，將建立數(shù)字化、信息化的全要素三維智慧城市系統(tǒng)平臺(tái)，這將使無(wú)人機(jī)傾斜攝影建模技術(shù)與BIM技術(shù)有更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，并進(jìn)一步融合成智慧城市模型（圖2）。無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)是通過(guò)在無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)上搭載的攝影或遙感傳感器，從不同的角度采集高分辨率的影像，再借助于三維建模處理系統(tǒng)，構(gòu)建出真實(shí)三維模型場(chǎng)景，這類三維模型是一種高質(zhì)量、高精度的三維GIS模型。建筑信息模型簡(jiǎn)稱BIM（Building Information Modeling），通過(guò)對(duì)建筑的數(shù)據(jù)化、信息化模型整合，應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)、建造、管理周期內(nèi)的數(shù)據(jù)化工具。BIM的數(shù)字化模式與它的三維建筑模型以及可視性使得相關(guān)部門能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的共享。無(wú)人機(jī)傾斜攝影三維建模和BIM作為智慧城市建設(shè)中的重要技術(shù)手段，在國(guó)土空間規(guī)劃實(shí)施中將帶來(lái)思路和方法的轉(zhuǎn)變，特別是規(guī)劃條件的出具以及批后監(jiān)管方面，提高工作效率，避免監(jiān)管盲區(qū)。

無(wú)人機(jī)傾斜攝影的重點(diǎn)在于實(shí)景三維模型的地理空間、表面紋理信息，而B(niǎo)IM技術(shù)的重點(diǎn)在于建筑內(nèi)部各種設(shè)施信息的管理。利用無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)時(shí)，由于城市建筑類型、外觀顏色紋理的不同，以及飛行時(shí)障礙物阻擋等因素的影響，采集的影像數(shù)據(jù)會(huì)導(dǎo)致表面紋理產(chǎn)生拉花和空洞等缺陷，后期需要人工做修模，三維模型內(nèi)部都是“空殼”，無(wú)室內(nèi)空間屬性。而B(niǎo)IM技術(shù)是在三維模型中輸入建筑物構(gòu)件的幾何信息、專業(yè)屬性及狀態(tài)信息。因此，在國(guó)土空間規(guī)劃實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)綜合BIM和無(wú)人機(jī)傾斜攝影，利用無(wú)人機(jī)對(duì)建設(shè)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)及周邊情況進(jìn)行航飛拍照，生成實(shí)景三維模型，加載到建筑信息管理平臺(tái)中。在平臺(tái)中將設(shè)計(jì)好的BIM數(shù)據(jù)與原有場(chǎng)景融合，開(kāi)發(fā)前可進(jìn)行規(guī)劃可行性分析、日照陰影模擬、可視域分析等處理工作，項(xiàng)目建設(shè)階段可進(jìn)行批后監(jiān)管比對(duì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)違法建設(shè)。另一方面，在地下空間規(guī)劃的編制工作過(guò)程中，地下工程與地上工程存在一定的差別，一般的技術(shù)方法無(wú)法直觀展示地下空間，所以運(yùn)用BlIM技術(shù)，結(jié)合地上定位信息對(duì)現(xiàn)有地下建筑和地下設(shè)施情況進(jìn)行模擬，完美的還原地下空間三維模型，進(jìn)行科學(xué)的國(guó)土空間規(guī)劃工作。

4 總結(jié)

新的國(guó)土空間規(guī)劃體系，對(duì)測(cè)繪行業(yè)有新的發(fā)展機(jī)遇，測(cè)繪地理信息技術(shù)要不斷結(jié)合新的科學(xué)技術(shù)，以適應(yīng)國(guó)土空間規(guī)劃實(shí)施的要求，讓國(guó)土空間規(guī)劃體系更加完善，從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)技術(shù)的不斷進(jìn)步。值得說(shuō)明的是，遙感技術(shù)與智能監(jiān)測(cè)測(cè)、GIS與大數(shù)據(jù)、無(wú)人機(jī)傾斜攝影與BIM等測(cè)繪新技術(shù)的融合發(fā)展，使得國(guó)土空間規(guī)劃實(shí)施管理工作進(jìn)行的更加有序與高效。