测绘地理信息技术在国土空间规划中的应用

文／徐松林 潜山市自然资源和规划局 安徽安庆 246300

引言：

网络信息技术的发展使人类迈入网络信息时代，这对各行各业发展提出了新要求，信息化技术逐渐融入各个领域为促进各行各业的发展提供了强有力的技术支持，国土空间规划作为国家重要举措也应顺应时代发展趋势，紧跟时代步伐，更新思路与工作手段，地理信息技术的应用也成为必然。将现代测绘技术-测绘地理信息技术引入国土空间规划工作极大地提高了工作效率与测绘数据精确度，推动了国土空间规划工作的顺利开展。今后的国土空间规划工作中应进一步重视测绘地理信息技术，深化该技术研究为实践工作提供理论支撑是非常必要的。下文将围绕测绘地理信息技术中3S 技术在国土空间规划中的实际应用展开探究。

一、国土空间规划内涵

随着社会经济的发展，为解决空间矛盾更好利用空间资源就需要进行空间规划。而国土空间规划具有高度的复杂性与系统性，以科学合理开发利用国土空间资源优化空间结构为目的，通过调查了解土地利用、国土空间资源以及开发程度等信息，进而统筹规划国土空间中的资源要素（生态、农业、城市以及其他空间等），以推动我国工业、农业以及交通等行业与社会经济的发展。国土空间规划可以说是基于国家可持续发展的战略角度为应对国土空间资源与生态、社会以及经济发展之间矛盾而依法制定的对国土空间资源进行布局、开发利用以及管制保护的一种措施或计划工具。发达国家或地区国土空间规划较早体系相对完善，如韩国实施“圈状”空间管制计划进行国土空间布局，而荷兰德国为引导经济活动与土地利用则采用“垂直”形式空间规划体系，现阶段我国采用“多规合一”国土空间管制引导经济、生态、社会以及国土利用的协调可持续发展，以实现资源最优配置与国土空间资源可持续利用[1]。

二、测绘地理信息技术及其优势

1、测绘地理信息技术

随着科学技术的发展，也对测绘工作产生了巨大影响，测绘技术也得到了质的突破。测绘地理信息技术是融合遥感技术与计算机技术等的先进技术，种类较多，均在测绘工作中发挥巨大作用。⑴GIS：即地理信息系统，是比较重要的空间信息系统，可以采集储存、管理、运算以及分析空间信息，通过三维可视化技术可分析处理采集到的地理空间信息，实现数据价值的挖掘，在土地利用、城市规划等多个领域都有所应用，提高数据获取处理效率，极大地方便了测绘工作。⑵RS：即遥感技术，该技术能在不直接接触或离目标有一定距离的情况下对其性质进行判定测量，不仅探测范围大而且成图快，制作出的地形图精准度高，为测绘工作提供可靠的数据支撑。⑶GPS：即全球定位系统，该技术可在测量过程中利用卫星能够实现高精度定位以及跟踪，不仅能够实时获取数据，还能连续作业，相较于传统测绘设备，GPS 技术操作更为简便，测绘效果更佳，很大程度节约了人力；该技术因较强的抗干扰性、适应性强、观测时间短以及操作便捷被广泛应用于各个领域，技术相对成熟，实时定位范围可以说海陆空任一位置，当前该技术定位极度已实现CM 级，在国土空间规划中应用较多。⑷其他技术：信息数字化测绘技术，如在地质工程测绘中常用的网络RTK 技术，基于信息技术，利用数字化技术手段控制测绘仪器设备，处理分析数据信息。

2、测绘地理信息技术优势

测绘地理信息技术具有这几个优点：⑴数据精确度高：传统测绘工作方式以人工为主，受外界环境因素以及人员专业水平等方面因素影响，测绘数据精准度难以有效保证而且工作效率相对不高，存在一定安全风险，而测绘地理信息技术完全避免了传统测绘的问题，利用现代技术开展测绘工作，能够实施获取数据，并利用计算机技术对数据进行分析处理，可为国土空间规划工作提供可靠的数据支持。⑵工作效率高：现代测绘地理信息技术不再过度依靠人工，而是自动化程度高基于卫星系统等开展工作，可同时采集整理多个监测点的数据信息，并及时快速传输到计算机中进行数据分析，这使得数据采集处理效率得到了质的提升。⑶抗干扰性强：传统的测绘工作方式很容易受到交通、天气以及地形等外界因素影响，一旦遇到地理环境复杂的区域，测量结果很容易受外界影响使得数据精准度降低，甚至天气恶劣时工作难以进行，测绘地理信息技术依靠现代技术手段如卫星接收器等作为信号数据来源在恶劣天气或复杂地理环境条件下也能保持正常工作状态，将其应用于国土空间规划中在各种工作环境下都能高效工作。

三、国土空间规划中测绘地理信息技术应用

结合国土空间规划内涵与测绘地理信息技术优势，主要分析总结RS、GIS 以及GPS 技术这几种测绘地理信息技术在国土空间规划中的应用情况。

1、RS 技术应用

1.1 无人机航空摄影

在国土空间规划中，无人机航空摄影是比较常见的遥感技术应用方式，工作过程是这样的：无人机根据工作内容搭载摄像以及遥感设备设施对目标进行高空或低空的遥感拍摄，并将采集到的国土空间信息传输给地面信息中心。无人机航空摄影应用的无人机是自动控制或无线电遥控的体积大小皆可的无人飞行器，在国土空间规划工作中应用时，无人机往往会根据航拍以及遥感等工作内容需要搭载相应的设备设施（摄像头、雷达、微型分光计以及遥感设备等），完成地面指挥人员发出的各种指令如多角度缩放或全方位观察。由于设备精度功能差异，运用无人机搭载设备拍摄可输出不同形式（地形图、高线图、曲面以及空间三维图等）的数据模型。

1.2 卫星遥感技术应用

无人机航空拍摄应用同卫星遥感技术应用优势相较，后者无论是拍摄范围广度还是采集空间信息数据量上都比前者更具优势。具体来说，在国土空间规划工作中应用卫星遥感技术，各种比例尺成图需求均可被满足而且数据精确度高成本不高，自动化程度非常高；可综合监测生态要素、时序演变、地表温度以及空间分布等诸多方面信息数据，并综合各方面数据进行分析，数据信息采集速度非常快，且时间与气候因素不会对其工作造成干扰，可为规划工作提供可靠的数据信息；不足方面，数据更新方面周期较长，不同于无人机拍摄不受云层影响，卫星遥感技术拍摄会受到云层遮挡影响的。需要注意的是，为确保绘图效果，在外业调查中应用卫星遥感技术应先将图根控制点布置好再对控制点坐标进行实测并采集边界；实际距离较远时，卫星遥感技术绘图容易出现把干涸沟渠读为道路或把干涸河流读为砂石路的误读信息问题，为保证工作质量与效果工作人员需要对比不同渠道获取的图像，别自行主观推断，必要时进行实地调查。

1.3 结构体系分析辅助

在国土空间规划工作中可利用遥感技术采集三维空间坐标信息以及地表纹理数据，进而基于这些详细数据信息对实际地形进行模拟，构建出地形三维模型并将其以丰富的表现形式与动感体验清晰显示出来，这个为国土空间规划体系的分析进行辅助。遥感技术应用涉及多个领域，在国土空间规划中应用该技术构建出的每个层次具有独立性，各层次独立时也包含相应的内容。总之，在国土空间规划中应用遥感技术能充分发挥其技术优势。

1.4 补充数据库数据

利用遥感技术具备建模功能，可对目标数据信息进行采集并基于这些信息构建三维模型，为三维平台搭建奠定了基础，一些条件下如目标物体涉及到的环境与地势等情况复杂测绘难度高时，出于工作测绘成本与建模效率考量还可以应用自动建模，需要注意的是若需要建模的对象位置在地下空间如地铁站等对内部结构以及精准度要求高的目标物体则需要应用专业建模软。此外，三维平台是基于三维模型与数据库搭建的，可对三维模型相关信息进行展示，工作人员可借助平台提取以及分析信息。

2、GIS 技术应用

GIS 技术在国土空间规划中的应用主要包括以下几个方面。

2.1 生态建设

GIS 技术在国土空间工作中的生态建设方面也具有重要作用。借助该技术可对测量区域水土、河流等自然资源状况进行勘察为之后的国土空间规划工作奠定基础，通过实时的地理数据信息也可便于局部问题的改进与调整。例如生态环境保护方面利用GIS 技术可对大气、土壤、噪声以及水等各种要素信息进行管理，并将各种信息通过“一张图”呈现出来，利用空间F 分析功能可动态模拟生态环境变化并做出预测。

2.2 规划管控

国土规划管控中涉及到对资源对环境承载力与国土开发决策适宜性这两方面的评价问题。利用GIS 技术进行国土空间规划管控工作，可对区域内土地、交通、水、人口以及城市等方面资源信息数据收集整理，进而科学合理评价国土空间内各项资源，为之后使用管制提供数据支持。

2.3 公众参与

公众参与中GIS 技术的应用主要表现在两个方面：⑴数据采集：可从民众中获得关于当地风土人情方面的信息，利用GIS 技术与公众形成联系，进而借助GIS 相关工作人员可从居民获得信息，而基于信息进行的决策又可以通过系统向居民传输。⑵信息处理：利用GIS 技术可对收集的信息进行分析处理，使信息变得可视化民众便可通过GIS 了解到自己想要了解的信息，而不是被动的接收信息，这一定程度提升公众参与的积极性，有利于规划的落实以及措施的执行[2]。

2.4 规划布局

GIS 技术在国土空间规划布局方面的应用有两个方面：⑴整体规划：随着经济社会的稳步发展城市化进程加快，国土空间规划工作开展对城市建设具有指导意义，对于追赶城市化步伐的地区，需要进行地理空间资源分析进而有的放矢采取相应的发展措施，应用GIS 技术能够采集相关区域地理信息数据并进行处理分析，可为该地区行业发展分类划分如商业、居住、工业以及绿化等分区提供数据支持，并针对性采取最为贴合本区域实际情况的发展策略；GIS 具有预测功能，可对本区域灾害风险进行分析预测进而便于相关部门提前采取措施进行防范，以免灾害发生影响城市运转以及人们正常生活。⑵地下规划：城市化进程加快使得大量人口涌入城市，进一步加剧了城市空间资源紧张问题，出于对国土空间资源的最优化利用，地下空间也需要进行相应的规划；不同于地上空间规划，无论是相关人员的规划经验还是地理信息数据采集方面地下空间规划难度都更高，GIS 应用与地下空间规划能一定程度解决这个问题，可采集到地下空间地理信息数据为其规划分析决策提供信息依据。

3、GPS 技术应用

3.1 GPS 技术的使用原理

借助GPS 的技术优势构建GPS 测量系统全天候、实时监测收集国土空间数据信息，包括基站、流动站与数据处理系统三个子系统，其中基站采用无线技术实现与卫星的互联通信并实时接收卫星采集反馈回来的信息；流动站则是对基站发出的信息进行接收，而数据处理系统则是对基站实时接收到的卫星反馈数据进行处理分析储存等一系列处理操作。GPS 测量系统实际工作过程是这样的：基站对卫星反馈回来的信息进行接收与校准，之后将信息向流动站反馈；流动站接收到基站反馈的信息后，对其进行初始化处理后向数据处理系统传递；数据处理系统对流动站传递的信息进行处理后可得出测点三维坐标[3]。

3.2 GPS 技术在土地规划管理中的应用

3.2.1 地籍管理

对土地形状、属权以及位置等方面内容明确的工作就是细部测量，也是地籍管理工作的核心部分。细部测量工作开展需要严格按照相关标准进行：测量难度高的位置误差必须控制在15cm 以内；城镇街道测量误差必须控制在10cm 以内[4]。采用传统的测量方法很难将误差控制在要求范围，不利于地籍管理工作的进行。将GPS 技术应用于地籍管理，采用相关设备进行细部测量工作，就能将误差控制在要求范围内，特别是测量难度较高的地应用GPS 技术不仅能够确保数据准确性降低测量误差还能提高测量工作效率，减少对周边的影响。具体来说，在对某地细部测量时，工作人员先实地勘查分析该地区地理环境等情况绘制出平面图，根据实际情况进行测量，对于测量难度较高的隐蔽地方不宜使用传统测量方法，采用GPS 技术使用全站仪与经纬仪辅助，以有效控制测量误差，提高数据精确度，使地籍细部测量工作得以完成。

3.2.2 土地利用监测

以往土地利用监测是以相关部门登记情况作为信息来源，这样的信息可靠性与实时性较差，可能与实际土地利用情况存在一定差异。测绘地理信息技术应用实现了土地利用的动态监测，能够实时监测土地利用以及变更信息，可以为政府部门分析土地利用情况以及决策提供实时可靠数据。应用GPS 技术与RS 技术能够实时监测土地利用情况，并主动发现土地变化情况，借助GPS 能够调取以往数据为土地利用与变换信息查询提供技术支持[5]。

3.2.3 土地勘测界定

土地勘测定界这项技术服务工作可为国土资源部门地籍管理提供数据支持，GPS 技术的运用于土地勘测界定工作，以实现土地资源合理规划使用为目的，根据土地征用、出让以及划拨等界定土地使用范围，并绘制出详细的分类、使用以及分类等方面信息。GPS 技术用于地形复杂、面积较大或者权属地界线多情况下的土地勘测可发挥技术优势，线性工程用地勘界尤甚。如山区高速路用地勘界由于地形复杂且通视条件不佳应用GPS 技术，能大幅度提升工作效率，降低人工工作量，获取更为精确的测量数据，应用效果较佳。

结语：

综上所述，国土空间规划作为国家战略重要举措，对各行各业发展有着重要的指导意义。而信息时代数据以及技术重要性不言而喻，先进的技术能为国土空间规划的科学性、合理性以及可行性提供有力的技术保障，丰富完善的数据信息能为国土空间规划工作进行提供可靠的数据依据，提升规划水平和质量。本文分析了国土空间规划内涵、测绘地理信息技术主要种类以及技术优势，进而详细分析总结了地理信息技术中的代表性技术RS、GIS 以及GPS 技术在国土空间规划中实际应用。可以看出不同技术种类各自特点不一在规划工作中应用方面也有所不同，有些情况需要几种技术结合使用，在实践应用中根据其技术特点单用或联合应用，以充分发挥测绘地理信息技术的价值，为国土空间规划工作提供更为可靠的技术支撑。