国土空间规划中大数据技术的应用分析

国土空间规划中大数据技术的应用分析摘要：随着大数据技术应用范围的不断拓展，其在国土空间规划领域也得到了一定程度上的运用，并取得了不错的成效。尽管我国的国土面积十分的广阔，但还有相当数量的资源要得到足够保护，走可持续发展的路线，这就对国土空间规划体系有了全新的需求，并在体系运行中，在动态因素作用下，要灵活调整。关键词：国土空间规划；大数据；应用1国土空间大数据采集数据采集是一切信息处理活动的起点。当前数据采集设备呈现小型化、专业化、网络化、泛在化和智能化等特点，为国土空间大数据的获取提供了崭新的技术手段。从时空方面看，人们对国土空间数据的采集从局部、片段向全域、连续发展，从二维平面向三维立体发展；从参与主体和采集模式看，政府、企业、个人都参与了数据采集活动。1.1空天地一体化采集技术当前地面互联网络、移动通信网络、空间网络不断融合，构建了覆盖全球的空天地一体化网络。它是以地面网络为基础、空间网络为延伸，覆盖陆、海、空、天等物理空间，为各类用户的活动提供信息保障的基础设施。空天地一体化采集技术是以空天地一体化网络为基础，对包括人类活动在内的地球系统运动进行观测的技术。需要解决的关键问题是空间信息获取的一体化和智能化，空间数据处理的自动化、定量化和实时化，空间信息分发与应用的网格化；研究的核心是解决地球空间信息获取、处理等方面的基础理论问题。通过空天地一体化采集与集成，能够有效扩展传统对地观测系统的能力，从而实现全球、全天候、全天时、全方位的空间数据获取与处理。1.2基于数据中台的采集技术随着数据资源管理科学理论技术发展及人们对数据与业务细化分离趋势规律的不断认识，数据中台概念被广泛接受，主数据及主数据管理已经成为人们建设基础数据库的基本方法。数据湖和湖仓一体是数据中台建设中广泛应用的一项关键技术，依托各种分布式文件系统和计算引擎实现统一管理结构化、半结构化和非结构化数据，真正实现了多系统之间的数据共享。在为上层应用提供事务处理、联机分析等不同类型服务的过程中，实现实时采集和分析数据。1.3基于众包的采集技术工程测量、航空摄影、卫星遥感等传统的时空数据采集方法具有采集精度高、可靠性强等特点，但是也存在工程耗时长、成本高等不足。随着互联网的全民普及和智能终端技术的快速发展，众包采集模式具有较好的规模效应，不受地域空间限制，在兴趣点（pointofinterest,POI）、空气质量、电子地图等空间数据采集方面的应用日益广泛。众包采集是指将传统上内部员工或外部承包商所做的数据采集工作外包给一些没有清晰界限的个人或群体的模式。在技术上，众包数据采集需要建立众包数据采集系统，实现任务的管理和推送、数据的采集和上报、数据质量控制和检查等功能。1.4基于人类行为的采集技术人们参与各种经济社会活动，时刻处于国土空间的运动之中，不断产生大量的时空信息。如果这些运动能够被实时准确记录，将为人类活动数据采集提供一种新的途径。一种新的理念认为，人类自身作为传感器，可以通过有意或无意的人类活动采集数据，如人们使用社交软件或手机导航服务时发布和产生的数据。从人与传感器关系的角度看，人类行为的采集技术可以分为传统传感测量、被动人群感知和参与式感知。1.5基于权籍数据的采集技术权籍是反映资源或财产的权属、位置、数量、质量和用途等基本状况的档案，包括地籍、不动产权、矿业权等。权籍数据采集通过运用各种测量方法和手段明确其位置、大小、权属界址点等。传统的权籍调查主要通过全站仪、水准仪等测绘仪器进行数据采集，人工实地测量工作量大、作业效率低、调查成本高。随着信息化测绘技术装备的发展，倾斜摄影、激光雷达等技术逐步被应用到权籍测绘中，同时配合无人机、手持和车载等平台，能够提高外业生产效率，适合大面积权籍数据采集。另外，通过无人机倾斜摄影测量等手段，还可以实现权籍对象的三维立体数据采集，以适应数字孪生时代权籍信息化的管理需求。2.国土空间大数据在国家经济社会发展中发挥越来越重要的作用2.1国土空间大数据是支撑高质量发展的重要基础国土空间是人类社会生产发展的重要载体，土地、矿产、海洋等资源是经济发展的基本要素保障，与人民群众的切身利益息息相关。国土空间具有唯一性的基本特征，国土空间大数据作为重要的生产要素和战略性数据资源，在推动高质量发展、赋能各行各业、服务保障民生中具有基础性和不可替代的重要地位。通过构建高质量发展的国土空间体系，科学有序统筹生态、农业、城镇等功能空间，科学合理配置自然资源，建立相应的数字化管理和应用服务机制，为国家数字经济、数字社会、数字政府及各行各业提供全域、高精度、多尺度、权威统一的自然资源与国土空间“底图”和“底线”。2.2国土空间大数据是科学配置和高效管理自然资源的基础保障随着信息技术快速发展及其在自然资源领域持续深入应用，自然资源行业积累了海量、丰富、有价值的空间数据。将土地、矿产、海洋和基础地理、基础地质等各类国土空间现状信息，以及“五级三类”国土空间规划和“三区三线”划定成果进行融汇贯通、无缝衔接，并实时获取和集成用地审批、土地供应、矿山开发利用、生态保护修复、不动产登记等管理数据，形成了覆盖全国的系列图层、全要素的自然资源“一张图”，在统一的国土空间基础信息平台上实现“多规合一”，建成国土空间利用共同使用的“底图”、国土空间开发利用共同遵守的“底线”。2.3高质量创新发展对国土空间大数据提出更高要求(1）提高数据获取的及时性。为了让国土空间数据获取更及时，要在完善卫星遥感、航空遥感等对地观测技术基础上，进一步运用无人机、视频摄像头、智能终端等物联网数据采集技术及第五代移动通信技术和无线通信的优势，提高数据采集时效性，实现国土空间大数据的获取周期更短、精度更高，形成全天候、实时或准实时的监测机制。(2）提高数据获取的准确性和完整性。一是将自然资源数据感知与人工智能深度融合，实现自然资源与国土空间要素的自动识别、提取和分类，进一步提高自然资源智能化感知和监测能力，使国土空间大数据获取更准确。二是进一步创新和应用三维地理信息的采集处理技术以及实景三维、虚拟现实等技术，形成地上、地下自然资源与国土空间一体化多维管理机制，促进自然资源资产的科学化、精细化管理，使国土空间的管理和表达更真实。三是在全国性、区域性调查监测的基础上，扩展和强化城市地理空间、地下利用空间等的高精度调查监测，进一步突破和拓展耕地“非粮化”和种植情况、基础设施利用效率等相关专业监测，使国土空间的数据获取更精准、更完整。(3）强化与其他相关数据的融合应用。以国土空间大数据为基础，充分利用人口、法人、经济、税收、投融资等社会经济数据及发展和改革、公安、卫生健康、住房和城乡建设、交通、水利、能源、生态环境等其他行业相关数据，通过与其他相关部门的协同数据共享，强化自然资源数据与其他多源多模态数据的有效融合、高精度空间匹配和关联分析，开展涉及社会关切、影响巨大、关乎长远等相关重点领域的决策分析，提高自然资源服务经济社会发展与各行各业的能力和水平，最大程度发挥国土空间大数据的要素价值。3.国土空间规划中应用大数据技术的策略3.1重视国土空间规划流程国土空间规划工作大致可分为以下两个阶段。（1）空间规划设计阶段。工作人员需要合理运用测绘地理信息大数据，系统化地整合和应用各项基础数据，同时结合空间规划要求与国家发展规划，进一步完善专项规划，以确保将国土空间规划落到实处，使得各项规划内容能够满足实际规划需要。（2）实施阶段。工作人员需要借助地理信息大数据系统，将国土空间规划转化成可视化立体模型图，并运用大数据技术，实时更新自然资源开发利用、耕地保护、生态保护等工作数据，推动国土空间规划有序执行并步入全新阶段。3.2科学设计国土空间规划框架在基础设施层的设计过程中，技术人员除考虑机房、服务器、网络设备等硬件设施外，还需要对GIS（地理信息系统）平台、网络系统、操作系统等软件进行合理设计。数据层是测绘地理信息大数据系统稳定运行的关键，理论上，数据层的兼容性越强，后期的数据存储、分析和利用等模块的搭建就越顺利。而在测绘地理信息大数据系统数据层建设环节，除建立关系型数据系统外，技术人员还需建设本地文件系统和分布式文件系统，以形成全新的数据集，满足业务数据、内容数据的实际需要。此外，在国土空间规划领域，测绘地理信息大数据平台层应具有多种职能，既需要结合空间规划的实际需求，对业务、指标以及模型进行系统管理，还应结合具体的管理内容设计相应的管理模块，以全面确保国土空间规划工作的高效开展。3.3数据库建设测绘地理信息大数据系统是收集、整理、分析、利用海量国土资源数据的关键工具。基于此，国土空间规划人员必须注重测绘地理信息大数据系统中数据库的建设。在具体操作过程中，技术人员需要利用大数据技术，建设Oracle关系数据库和ArcSDE空间数据库。其中，Oracle数据库主要用来存储和管理属性数据，ArcSDE数据库主要用于系统管理空间数据。3.4加强功能实现过程管理完成上述步骤后，国土空间规划人员还需建立FlexSpringHibernae框架，以完善测绘地理信息大数据系统的国土空间规划功能。在此期间，技术人员需要重视以下几个要点：其一，建设ArcGISDesktop系统以应对处理海量空间数据信息的需求，方便工作人员有针对性地完成空间数据的处理；其二，在国土空间规划过程中，工作人员应加大对ArcGISServer软件技术的应用；其三，为了提升测绘地理信息大数据技术的应用水平，国土空间规划人员需要重视大数据技术与互联网技术的融合。为此，技术人员可通过建设政务内网和局域网来实现国土空间规划“一张图”，深化落实“双评价”体系，进而提升国土空间规划、执行的整体效果。4.大数据技术在国土空间规划中应用保障措施4.1健全国土空间规划机制现阶段我国相关国土空间规划部门在其职能及职能范围认知上仍然存在着相应问题，特别是各项责任把握不到位，不能有效发挥其拥有的才能。此外，通过对大数据技术进行合理运用，还能够使国土空间管理更加便捷、高效，从而进一步促进国土空间规划管理水平的提升。造成这种局面的原因，其根源是国土空间规划机制缺失，它对国土空间规划协调性与完整性将产生较大影响。因此，为了更好地满足当前社会对于土地资源的需求以及国家建设用地总量的要求，就必须要加强对大数据技术的重视度与研究力度，进而推动整个测绘行业的进步。在这种形势下，需要有关部门积极加强大数据技术运用，用于更有效的把握国土资源使用状况及其今后的发展趋势，同时，深度应用大数据技术，也有助于国土空间规划部门建立更完备的规划体系，对国土空间规划工作起到了较为稳固的支撑作用。即借助大数据技术对其进行有效加工，选择最科学，最适宜的国土规划发展趋势和态势，同时，借助于相关宏观调控法则，达到有效控制国土空间，切实高效的完成计划工作。4.2转变编制模式从当前看，公众参与虽已是国土空间规划工作未来发展的趋势，但在实践中，“专家领衔”仍是编制国土空间规划的主导性要素。这不仅使得国土空间规划的执行效率受到一定程度的阻碍，同时也不利于实现土地资源可持续发展目标。同时，公众参与的传统模式也常常要求有关部门花费足够的时间与精力，进行了大量的宣传活动、问卷调查活动及讲座活动等，常常会出现很多效果不明显、回馈太少等情况，通俗点说就是，国土空间规划部门投资巨大，但最后能收获到的宝贵东西却寥寥无几，这在很大程度上会对后续工作产生影响。因此，应当充分结合当下社会发展需求和现实国情，创新公众参与路径，构建更加科学高效的国土空间规划体系。大数据时代的今天，随着数据传播效率的提高，提高数据分析能力，通过分析多元化社交媒体数据要素，使国土空间规划工作可以更加开放性的进行探讨，海量公众还会主动独立的参与，利用关键词进行挖掘、文本的抽取等手段的介入。本文认为，借助多元社交媒体这一载体来实现国土空间管控与服务是一种非常好的选择。在具体操作上，能够有效的加强对于互联网的管理、在社交网络和电子政务平台上使用，切实加大公众参与，引导市民更主动、更独立的参与规划。4.3应用智能模拟制定出科学、合理、高效的国土空间规划，是国土规划的最终目的。为达成这一目的，必然要掌握国土空间演变规律，实现预测职能。智能模拟是指将局部行为与全局演变综合分析，进而对人地关系实施智能模拟。通过客观分析个体演变，进一步推测整体系统的发展规律，建立国土空间规划所能适应的有效体系。譬如，MAS，即多智能体系统，是一种全新分布式计算机技术，如今已成为一种复杂系统分析及模拟的重要工具。其模拟特征便与国土空间智能模拟需求相符合，可以将空间要素带入模型，再利用学习算法构建人工智能学习模型。将MAS和学习算法相结合，建立城市开发边界的精准模拟模型。利用量化、表征建设用地规模及其他众多因素的关联性，对用地规模采取实时预测。还能应用人工智能协作模块，对决策阶段的刚性与弹性边界进行模拟，从而获得对应的反馈结果。4结语大数据技术已经成为许多行业研究的热点，因其信息量广泛、信息价值高的特征等等，我国的国土空间规划部门也可以利用，切实解决现阶段国土空间规