大数据时代下地理空间数据在国土空间规划中的应用研究

2023-11-19汪翔宇李桂林胡新红陈文斌雷学文

智能建筑与智慧城市 2023年9期

汪翔宇，李桂林，胡新红，陈文斌，雷学文

（湖北省鄂东南基础工程有限公司）

1 大数据时代下地理空间数据与国土空间规划概述

1.1 地理空间数据概述

在大数据技术的辅助下，计算机能够根据管理人员制定的规则标准进行测量，相较于传统的地理信息数据，不仅测量准确度较高，还具有灵活性、丰富性等特点，能够对数据进行整合与运算，选择最合理的数据处理方法，处理范围较为广泛，保证了数据与人文生态之间的紧密联系，实现了多源数据的结合。另一方面，地理信息大数据存在分值性的特点，其中包括社会发展所需要的高价值信息，对促进社会经济与人文的发展具有重要意义。因此，为了保证地理空间大数据提取的有效性与准确性，应当重视对数据信息的整合处理，并对数据信息进行统一储存、管理[1]。所以，应当重视对地理信息大数据平台的建设，不断补充、完善平台中的内容。管理人员通过平台的应用，对海量的数据进行分类管理、存储、提取等，实现数据信息的实时查询功能，能够在最短时间内获取到需要的信息，从而提高数据信息的利用效率。

1.2 国土空间规划概述

国土空间是一个国家的重要资源之一，也是维持人民生存的基础保障，随着我国人口的数量的增加以及国土空间的开发，目前国土空间开发与资源环境的承受差距进一步加大，导致了自然环境污染、资源紧张等一系列问题，因此必须要对国土空间进行全面、科学的规划。在规划国土空间时，需要明确规划与开发之间的关系，协调区域发展偏差、土地资源匮乏等一系列问题，规划时需要对资源环境、开发潜力等进行全面评估，从而提高国土空间规划的科学性。另一方面，应当明确国土规划的目的，对现有的自然条件、人文历史等采取一定的保护措施，不能盲目规划，要维护国土空间的历史性。此外，在规划国土空间时还需要结合区域的经济发展情况以及未来的发展方向，保证国土空间的可持续发展性。

随着我国经济的高速发展，逐渐开始提出低碳经济理念，人们也越来越重视生态环境问题，因此国土空间规划迫在眉睫，必须要明确国土空间规划的特点，主要表现在两方面。

1）上下结合观念

从规划的角度来看，在对国土空间进行规划时需要明确国家发展战略，对自然资源空间进行科学、合理的评估。同时，还要考虑到居民的居住情况，分析居民的日常活动规律，结合企业需求以及活动规律，保证国土空间规划的合理性，最大程度上保证自上而下与自下而上理念的有机结合。

2）刚性控制与弹性布局相结合

在国土空间规划的过程中，对于不同的国土模式，应当选择不同的规划理念。在对农田保护线、生态红线等进行规划时，应遵循刚性控制的理念，而在一般农业空间、一般生态空间中的规划则需要遵循弹性布局的理念[2]。

1.3 地理空间大数据技术在国土空间规划中的必要性

1.3.1 有利于获取更多的信息

地理空间大数据技术能够为规划人员提供工作过程中需要的各类信息，并且能够实现对数据的周期性更新、整理、归档，保证信息的有效整合。同时大数据技术收集的信息包括各个方面，如地质信息、高程数据等，能够满足规划人员的不同需求[3]。

1.3.2 有利于提高国土空间规划的合理性

在国土空间规划工作中，规划人员必须将国家政策与群众的需求相结合，通过地理空间大数据技术能够对各方面数据进行采集与整合，为规划人员的决策提供数据基础，保证国土空间规划的有效性。

1.3.3 有利于降低数据收集压力

在传统国土空间规划中，设计人员需要对大量的数据进行收集、分析、整理，且很多数据无法在第一时间获取，存在一定的时差，严重影响了规划工作的准确性。在地理空间大数据技术的辅助下，通过大数据平台能够随时调取到相关信息，并通过收集整理的数据库，对同一区域不同时间段的数据形成对比。这不仅减轻了规划人员的数据收集压力，同时也提高了工作效率，充分体现了大数据的优势[4]。

2 大数据时代下地理空间数据在国土空间规划中的具体应用

2.1 提供实时数据

地理信息数据是一项持续性的工程，相关工作人员需要根据地理信息数据的变化情况及时更新相关数据，从而提高地理信息数据的准确性，保证其应用价值。同时，在记录地理信息时，相关人员应当采用图标的方式对区域内的地理信息变化情况进行分析，了解地理形势变化的规律，从而丰富数据库的内容，提高地理信息数据质量。地理信息实时数据在国土空间规划中有着极其重要的地位，不仅有利于规划人员了解区域内的环境、灾害以及地质情况，还能够对区域发展的趋势进行评估，从而作为国土空间规划的依据，保证国土空间规划的科学性、合理性以及真实性。通过充分利用地理信息大数据，能够明确各个部门在国土空间规划中的职责，避免发生工作重叠、混淆的情况，同时利用数据的共享，还为各个部门之间搭建了良好的沟通渠道，进一步增加了国土空间规划的合理性[5]。

2.2 提供空间数据信息

地理信息大数据中包括了一系列信息，例如不同区域的平面地理信息与高程地理信息。通过对空间地理信息的分析，能够了解地理和文化数据、经济属性以及社会属性等，从而明确不同空间地理信息的特征与关联性。同时，地理信息大数据技术还能够对零散、非结构化的信息进行全面处理，并将处理后的信息进行集成分析，结合当地区域的分布式信息，显示不同地理数据之间的空间关系，充分体现大数据技术的作用，保证地理空间数据应用的有效性。在国土空间规划的过程中，应当明确经济发展与环境保护相结合的原则，在资源保护的前提下展开可持续性的经济发展，从而建立稳定的社会形态。我国虽然地域广阔，资源丰富，但人均资源占有量较低，在国土空间内进行资源规划时，应当选择先进、科学的方法，合理判断土地资源、水资源、矿物资源等类型资源的利用目标及方式，从而保证资源的有序使用，实现我国经济社会的可持续发展[6]。

2.3 指导“三区三线”设置

“三区三线”的划分是国土空间规划中的重要内容之一，建立在粮食安全、生态安全保护理念以及社会经济发展理论基础上，通过科学的方法对农业、生态、城镇的空间比例、发展强度进行协调。“三区三线”的划分需要遵循三项原则，分别是“红线只增不减”、“永久基本农田总量不变”、“城镇建设用地集约利用”，根据两条红线以及城镇化边界的原则，在区域城镇化发展的基础上，对区域的发展进行定位以及评估，分析城镇化的规模，对城镇化过程中的用地布局进行划分。在地理信息大数据技术的辅助下，能够对资源环境的承载能力以及国土空间开发适应性进行评估，并分析国土空间的开发保护现状，为国土空间规划提供有力的数据基础，从而保证“三区三线”划分的合理性[7]。另一方面，在地理信息系统技术的辅助下，能够对“三条控制线”的边界进行精确的划定，对比不同方案的优劣性以及三线是否存在冲突，及时对方案进行协调、调整，从而人保证“三区三线”划分的科学性。

2.4 指导地理科研活动

在传统的地理科研活动中，由于地理信息大数据未得到广泛应用，大量工作采用人工开展的方式，不仅工作效率较低，还可能影响了地理信息数据的准确性。而随着信息化的发展以及大数据技术的应用，将地理科研活动与国土空间规划形成了有效结合，提高了科研活动数据的准确性及有效性，无论是规避地质灾害还是保证人民财产生命安全，均具有较高的应用价值。尤其是在公路与桥梁工程中，这类工程的建设需要对周围的地质条件有充分了解，是保障工程安全性与质量的关键，通过地理信息能够为空间规划人员提供有效的数据参考，有利于规划人员在工程前进行相关问题的分析，并根据大数据平台建立相应的分析模型，评估工程中的潜在风险，及时进行纠正与完善。由此可以看出，在信息技术基础上的地理空间信息数据在未来必然有着更加广泛的应用，为地理科研活动的开展提供了技术支持，保证了科研数据的准确性，为国土空间规划奠定了扎实基础[8]。

2.5 拓展领域应用

从横向角度分析，在地理空间信息大数据技术的支持下，能够在国土空间规划的不同领域展开应用，通过对土地利用类型、空间规划结构、目标任务等进行调整，有利于进一步提高资源的利用效率，改善资源的利用方式。在国土空间规划的相关领域中，地理空间信息大数据技术还能够实现在特殊领域的规划中，将特殊领域纳入大数据计算格式中，从而实现对医疗、贸易、休闲、工业用地的布局。

从纵向角度分析，传统的土地利用方式以及空间规划措施，在监测评价过程中利用效率较低，导致地理空间数据在应用过程中无法获取到有效的测量数据与传输信息，严重影响了在空间系统变化分析中对各类要素的分析。在国土空间规划中，地理空间信息大数据系统中包含了大量区域的地理信息，不仅含有自然环境信息、地质信息，还含有地质高程数据，技术人员能够通过这些数据对地理空间信息有全面的认识，明确规划区域内地理信息的变化规律。