现代测绘技术在国土空间规划中的应用

宁岸新，苏红军

（新疆兵团勘测设计院（集团）有限责任公司，乌鲁木齐 830000）

现代测绘技术具有高精度、易操作、即时性等优点，被广泛应用于国土空间规划领域[1]。在国土空间规划中，利用现代测绘技术中的遥感、地理信息系统和定位系统，极大提高了空间测量精度、测量范围和测量速度，为国土空间规划工作提供了即时、准确的数据支持，使实现国土空间开发保护更高质量、更有效率、更加公平、更可持续。

1 现代测绘技术的发展

现代测绘技术日渐呈现数据获取实时化、数据处理自动化、数据服务网络化、成果应用广泛化的总体趋势。随着计算机、卫星遥感技术的发展，测绘技术也正从过去利用人工传统测绘向智能终端自动采集测绘转变，大幅提升了测量的精度和测绘的效率。航空航天遥感技术、北斗卫星导航定位技术、地理信息系统技术等现代测绘技术在国土空间调查和规划中占据了重要地位。从国土空间规划的有关内容和工作来看，对地物空间位置和测绘信息的要求比较高，对现代测绘技术的合理使用，可以全面提高国土空间规划的精确性[2]。

1.1 航空航天遥感技术

遥感技术利用非接触传感器使人们离开地面获取目标物或自然现象，提供客观世界中各种目标对象的物理特征和信息，从而为人们认识自然和改造自然提供科学的技术和方法。航空航天遥感指在飞机、飞艇或卫星等各类平台上搭载传感器，获取地表特征的各种数据，实现研究地物空间形状、位置、性质、变化及其与环境的相互关系的一门现代应用技术。目前我国已建立国家卫星气象中心、中国遥感卫星地面站、中国资源卫星接收系统和国家卫星海洋应用中心，另外还有部分部门建立了NOAA-AVHRR 和MODIS 数据地面接收站，标志着我国航天对地观测系统及国家级卫星数据接收和服务系统已经基本形成。

随着遥感技术快速发展，我国航空航天遥感传感器数据获取技术已趋向于多平台、多传感器、多角度、高空间分辨率、高光谱分辨率、高时相分辨率发展。遥感平台有地球同步轨道卫星、太空飞船、航天飞机、探空火箭以及高、中、低空飞机，升空气球和无人机等。卫星遥感的空间分辨率由1 m 提高至0.62 m，高光谱分辨率已达到5～6 nm，500～600 个波段。我国现有的航空航天遥感技术对地定位和影像获取可在无地面控制点或仅有少量地面控制点的情况下完成，在航空摄影条件下的精度可达到分米级，在卫星遥感的条件下，其精度可达到米级，该技术的推广与应用，将实现测图与实时数据库更新。

1.2 北斗卫星导航定位技术

基于国家安全、国民经济和社会发展需要，我国自主建设、独立研发了北斗卫星导航系统。该系统主要包含空间段、地面段和用户段3 个组成部分，是为我国有关人群提供高精度、全天时的精准定位、路线导航的国家定位空间卫星系统。北斗卫星导航系统定位精度可以划为分米级别和厘米级别，测速精度0.2 m/s，授时精度10 ns，由于极高的测速精度与授时精度，北斗导航定位系统可以实现快速定位、短报文通信，为服务区域内的用户提供便捷的各类服务。

随着北斗系统建设和相关技术的不断成熟，北斗系统被广泛应用于道路运输、气象灾害预报、测绘地理信息和林草防火等多个领域，为我国的国家安全、国民经济和社会发展提供保障和支持。

1.3 地理信息系统技术

地理信息系统是地理信息学、卫星遥感技术、计算机科学技术等学科、技术的集合，是用于输入、存储、查询和显示地理数据的计算机系统。在地理数据的采集、分析、可视化表达上具备极大优势。

自20 世纪中叶以来，人们开始利用计算机系统进行地理信息数字化存储，并发展空间分析、环境预测与模拟、可视化表达等技术，经过长期的发展，地理信息系统技术广泛应用于科学调查、资源管理、发展规划等方面。

2 国土空间规划的发展

国土空间规划以区域战略发展方向为基础，以经济发展整体目标为指引，综合考虑区域的自然资源和经济条件，对资源的保护、开发及利用作出科学规划。国土空间规划是各类开发保护建设活动的基本依据，是区域空间发展的指引。国土空间规划的内容涉及国土空间环境保护格局、土地利用规划、主体功能区规划和土地用途管控要求等内容，明确永久基本农田保护红线、建设用地开发边界、生态保护红线的范围等要求，统筹基础设施和公共设施用地布局，科学规划并严格控制新增农用地和建设用地布局和规模，确保土地的可持续开发和利用，提高土地节约和集约利用效率。

新形势下我国国土空间规划需要综合考虑地区协调问题，如结合“一带一路”倡议、国家中心城市等建设，发展特色经济，形成完整产业链条，充分释放空间潜力；需要考虑时间上的长远性和内容上的综合性，在时间上，必须具备长远的战略眼光，在内容上，需要确定自然开发规模及生产力规模等；在政策支持方面，国土空间规划涉及农业、林业、水利和城建等多部门，在跨部门协作中需建立有效的沟通协作机制，制定相应政策等。

3 现代测绘技术在国土空间规划中的应用

立足国土空间内自然资源的变化过程，最大限度地降低对土地资源的损耗，有效提升国土空间利用效率是实现国土空间规划战略性、科学性、协调性等要求的必由之路。近年来，新型测绘不断革新，实时动态、空天地一体化等技术都为获取更优质的数据提供了新途径，也为高质量国土空间规划提供数据支持。充分发挥现代测绘技术的优势和作用，对国土空间规划的完善性、合理性有极大帮助，因此，国土空间规划与现代测绘技术的融合已成为当今时代发展的必然。

3.1 遥感技术的应用

当前遥感的重点方向为提高传感器的分辨率和综合利用能力，我国已成功发射20 余颗遥感、气象卫星，建成了数量众多，种类齐全的各类平台。遥感技术已经广泛应用于各类领域，如在海洋研究中的应用，可以区分不同温度水团、水流位置，确保航海安全等；在气象和气候中的应用，在天气分析和气象预报中，依据卫星云图上云的各种表现特征，从而判断锋面、气旋等气象灾害；在林业领域的应用，遥感技术可编制大面积的森林分布图，估算野生资源数量等；在地质领域的应用，遥感技术在区域地质、矿产勘探、水文等领域应用广泛；在农业中的应用；遥感技术的多波段和多时相在以绿色植物为主体的农业资源观测上应用广泛；在军事上的应用，在军事侦察中，可通过摄影、红外、多波段等遥感技术获取情报，在精准制导武器方面也有相关应用；在自然灾害监测上的应用，应用遥感技术进行地震监测预报、泥石流等灾害监测，可以降低灾害带来的损失。由于遥感技术具有较强的可视化特点，确保了测绘工作的真实性以及准确性[3]。

3.1.1 无人机遥感技术在国土空间规划中的应用

无人机遥感是一种用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器，通过配备摄像、遥感设备、微型分光计等设备，完成各类要求的遥感、航拍等[4]。无人机航空摄影是遥感技术在国土空间规划中主要应用的方式之一。

无人机航空摄影被广泛应用于地物目标测绘，主要用于观测地面目标面积较大的住宅用地、仓储用地、商服用地，耕、园、林等农用地；也可测绘目标面积不大的人口密集区域，比如渠道、水闸等。无人机航空摄影依据无人机上搭载的数字传感器、导航系统、数据处理系统等，通过地面信息中心指挥人员发出的指令，低空范围内进行数据采集工作，直接输出等高线图、地形图等不同的国土空间数据模型[5]。

无人机航空摄影具备分辨力高、误差较小、监测范围广、监测效率高和系统兼容性强等优势。在实际的应用中，其精度和准确性都十分优秀，能够承担国土空间规划对遥感成像的精度要求。

3.1.2 卫星遥感技术在国土空间规划中的应用

国土空间涉及林业用地、水域以及农业耕地等，对国土空间进行科学的规划与设计是新时代背景下建设生态文明的重要途径。卫星遥感比无人机航空拍摄范围更广，可以获取更多的国土空间信息，数据精度高，成本较低，卫星遥感数据获取速度快且不受气候和时间的限制，能够为国土空间规划工作人员提供准确的数据。充分发挥遥感技术的优势和作用，能够有效提升国土空间规划的完善性和合理性。

3.2 全球定位系统的应用

高精度的地理空间测绘数据是科学编制国土空间规划的基础。北斗导航定位技术具有定位精准、技术集成度高、受干扰少等独特的技术优势，具备了在国土空间规划中实践应用的先决条件[6]。目前，国土空间测绘应用较多的是北斗导航定位技术，其在国土规划工作中的应用，可对空间规划项目区的空间坐标进行精确测量和定位，辅助绘制高精度的地形图和确定基础地物空间位置信息。通过北斗导航定位技术与遥感技术的协同使用，利用高清晰度的遥感影像，分析国土空间规划项目区的现状，以提高国土空间规划准确性和高效性。

3.2.1 地理信息数据采集

空间地理信息数据是国土空间规划的基础，外业调绘是野外地理信息获取的首要工作，是自然资源调查的重要手段。传统的野外测量工作以纸质图纸为主，在野外实际工作中标注、补绘和携带等都造成了非常的不便；在后期内业工作中，也不利于内业工作人员的室内作业，容易造成二次判读错误等人为误差，给地物上图带来了大量的返工可能性。考虑到野外调查工作环境和条件，传统的野外地理信息采集方式已经不太能适应高标准的外业采集要求。利用数字化、智能化的设备终端，辅助野外信息采集和调绘可以高效解决上述产生的问题，因此，地理信息数据采集的信息化和数字化必将成为发展趋势。

在国土空间规划数据采集过程中，利用北斗导航定位技术，可以获取规划项目区的三维坐标，结合遥感卫星图像，得以绘制出项目区现状的地形图，以此保证规划数据的现实性、准确性和完整度。例如，前往高山区、沙漠腹地等人员难以到达的区域开展数据采集工作时，充分利用北斗导航定位技术的观测站无需通视的特点和优势，可实现突破空间条件的制约，获取此类特定地区的空间数据信息，大大提高了采集效率，保证测绘的高精确度。

3.2.2 调节基准点

北斗导航定位技术具有观测时间短，使用的测量设备简单且易获取，使用灵活性高，仅需调整基准点就可以完成特定区域的国土空间数据采集工作[7]。在测量区选择若干个测量位置作为测量基准点，在选定的基准点附近分别架设收发天线，建立基准点与流动接收站的通信连接，流动站以基准点为校准点，调节和校准自身的运行精度，便于精准采集国土空间规划中所必要的空间信息数据。

3.3 地理信息技术的应用

地理信息技术是对被测区域内的全部地理信息进行综合分析[8]。地理信息技术特点主要体现在数据输入、数据查询、数据储存、数据运算分析和数据成果表达等方面。利用地理信息技术对采集和分析后的国土规划数据进行实时存储和动态分析。

3.3.1 在自然资源调查中的应用

自然资源是国家经济建设的重要物质基础，查明各类自然资源体的分布、范围和开发利用与保护等基本情况意义重大。地理信息系统具备独特的数据组织与管理能力，通过建立自然资源空间数据库，存储相关自然资源数据，可以快速准确地整合、输出完整体系化成果，为国土空间工作提供优质数据打下基础。利用地理信息系统的空间分析功能，对自然资源的空间分布、数量、种类进行分析与评价，为国土空间规划提供决策支持。

3.3.2 在“双评价”中的应用

“双评价”是自然资源承载力评价和国土空间开发适宜性评价，是开展国土空间规划的基础。利用地理信息系统的空间分析功能，开展坡度评价、土壤条件评价、水资源总量评价等要素评价，也可综合考虑土地、水资源、生态环境等自然禀赋条件，开展集成评价。地理信息系统对“双评价”数据进行要素分级、阈值率定、优化修正等，为“三区三线”划定奠定良好基础。

3.3.3 在“三区三线”划定中的应用

“三区三线”是在“双评价”的基础上，科学有序统筹生态、农业、城镇等功能空间，划定生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界等空间管控边界，是国土空间规划重要基础和核心内容。

地理信息系统可以提供“三区三线”规划方案比选、冲突检测等功能，实现科学合理划定“三区三线”，提高国土空间规划的合理性与科学性。

3.3.4 在国土空间规划系统建设中的应用

基于自然资源调查数据，采用国家统一的测绘基准和测绘系统，整合各类空间关联数据，建立起全国统一的国土空间基础信息平台[9]。以此信息平台为底板，结合各类国土空间规划编制，实现主体功能区战略和各类空间管控要素精准落地，逐步形成全国“一张图”，推进各部门之间信息共享，提高行政审批和监管效率，提升空间治理能力。

4 结束语

综上所述，卫星定位、遥感、地理信息技术是现代地理测绘的技术基础，现代地理测绘技术使规划整体更具备协调性、合理性、科学性，进而促进区域社会经济持续发展，是实现高质量国土空间规划编制的重要手段。测绘地理信息技术的不断革新，为国土空间规划工作的数据收集、管理及相关规划实施、监督工作的开展提供了更高水准的技术支撑，也推动了我国国土空间规划的信息化、智能化发展。