国土空间总体规划实施监测技术研究①

2020-07-17孙常琴

科技创新导报 2020年14期

孙常琴

(招远市自然资源和规划局山东招远 265400)

在未来国土空间的演变将更加剧烈，在全新的时代背景下，国土空间的新格局变化正逐步形成[1]。对于国土空间规划的编制、审批、实施、监督、维护的闭环管理工作，以及对总体规划实施的监督、技术方法等开展相应的研究，是目前国土空间总体规划实时监测的重要技术性工作[2]。基于此，本文开展了对国土空间总体规划实施监测技术研究，为完善国土空间总体规划动态调整提供理论依据。

1 国土空间总体规划实施监测技术研究

国土空间总体规划实施监测技术具体包括建立监测网络、几何精准校正、图像增强、影像基础数据提取、建立多目标优化函数与计算求解、外业地面调查与核对以及最终的国土空间总体规划数据库更新。本文重点针对国土空间实施监测网格设计、监测影像基础数据提取和多目标优化函数求解。

1.1 国土空间实施监测网格设计

首先开展针对国土空间总体分区工作，根据国土空间总体规划以及各类自然条件和社会经济因子数据，引入重复二分聚类法划分空间区域，获取到相应农业生产空间区域、城市建设空间区域以及生态自然环境空间区域[3]。以城市突出表现区域作为样本采集单元，利用国土空间实施监测网格可以通过监测点完成对农业、城市建设及生态环境的检测，在确保网格中地理空间区域相对均衡的情况下，构建监测网格。

X区域为农业生产空间、Y区域为城市建设空间、Z区域为生态环境空间。由X、Y、Z三个区域共同构成监测网格样本，在网格区域中实施监测，能够获取到x、y、z三个监测点的信息，完成对X、Y、Z三个区域的代表性、均匀性监测。该网格中的每个监测点都可以代表X、Y、Z三个区域中的空间类型，使监测样本可以同时获取农业、城市及生态环境的相关信息。

1.2 监测影像基础数据提取

将历史影像信息与监测网格中的监测信息比对，得出监测影像基础数据并提取。具体操作为：协调影像信息与监测网格界限走向、位置等相关地物完全一致；根据不同城市的影像特征，例如形状、色调及纹理等，建立解译标志，包括目视解译、数字图像区域特征提取。再利用初步解译表示，修改并判断重要监测点；将监测网格中非均匀宏观结构与规划数据库中非均匀宏观结构的面积共同视为统一的图斑；按照事先明确的国土空间总体规划监测任务，对影像图及监测网格的差异，提取变化的监测影像基础数据信息并汇总，将其作为多目标优化函数求解的基础数据。

对于监测影像基础数据提取中由于监测遗漏、分割错误及历史数据库错误等因素造成监测网格中监测点发生变化的情况，要对监测点实施补号或重新编号工作，保证提取到的信息中每个监测点的编号与原图表一致。

1.3 多目标优化函数求解

国土空间总体规划实施监测技术优化目标为：对不同农业生产空间区域、城市建设空间区域以及生态自然环境空间区域的代表性及地理空间分布的均匀性。优化目标的函数表达式为：

公式（1）中，K（a）表示为优化目标函数；表示为第m个分区内的监测点数量；N表示为农业生产空间分区数量，当每个分区中都包含一个监测点时，k1（a）取最小值；C表示为城市建设空间分区数量，同理当每个分区中都包含一个监测点时，k2（a）取最小值；S表示为生态自然环境空间分区数量，当每个分区中都包含一个监测点时，k3（a）取最小值。

为了同时对多个目标优化函数求解，本文采用MP-SSA方法，首先为每个优化目标函数设置单独的路径以及终止条件，根据公式（2）对每个目标对新解的接受概率进行计算。

表1 实验结果对比表

公式（2）中，Q表示为接受概率；k表示为目标函数。生成0-1范围内的随机数值，若该数值小于Q，则目标函数k接受判断结果，否则不接受。完成针对三种不同目标的判断后，判断是否存在某一目标函数选择拒绝s2，若存在，则拒绝s2，反之接受，最终通过优化结果对国土空间总体规划实施监测。

2 实验论证分析

选取某市遥感监测信息作为实验数据源，遥感数据的接收时间范围为近5年，利用其卫星影像中清晰的影响纹路、光谱信息等，满足本文对比实验的相关数据要求。利用本文提出的国土空间总体规划实施监测技术与传统方法对该城市国土空间总体规划进行监测，将对农业生产空间区域、城市建设空间区域以及生态自然环境空间区域，三个不同区域的监测结果进行记录，绘制成如表1所示的实验结果对比表。

由表1中的数据可知，通过传统方法监测得到：该城市近5年来，农业生产垦殖面积降低16.28km2；城市建设面积增加32.95km2；生态自然环境覆盖面积增加15.84km2。同理，本文监测技术得出的数据分别为农业降低21.94km2、城市建设增加42.95km2、生态环境增加13.74km2。将以上数据与该城市近5年实际结果对比可以看出，本文提出的监测技术更加贴近于实际，具有更强的代表性，因此更具有实际的应用价值。