县级国土空间基础信息平台及关键技术研究*

杨坤 宫留留(通讯作者) 黄少华

1. 长江空间信息技术工程有限公司（武汉） 湖北 武汉 430010；2. 湖北省水利信息感知与大数据工程技术研究中心 湖北 武汉 430010；3. 长江勘测规划设计研究有限责任公司 湖北 武汉 430010；4. 流域水安全保障湖北省重点实验室 湖北 武汉 430010

引言

2019年5月，中共中央国务院和自然资源部先后印发了《关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》和《关于全面开展国土空间规划工作的通知》，提出整合各类空间关联数据，建立国土空间基础信息平台，以此为基础建立国土空间规划体系并监督实施。2019年7月，自然资源部办公厅印发了《关于开展国土空间规划“一张图”建设和现状评估工作的通知》，进一步明确要求基于国土空间基础信息平台，建设从国家到市县级的国土空间规划“一张图”实施监督信息系统[1]，为建立健全国土空间规划动态监测评估预警和实施监管机制提供信息化支撑。

近年，各市县国土空间总体规划编制项目招标，普遍将国土空间基础信息平台建设纳入招标内容，且县级平台作为国家级、省市级平台的重要支撑，是落实国土空间规划用途管制及国土资源统一管理的基础节点。本文以国土空间数据为基础，结合县级部门在国土空间治理方面的实际需求，开展县级国土空间基础信息平台研发工作，并在试点区进行推广应用。

1 需求分析

按照《国土空间基础信息平合建设总体方案》[2]、《省级国土空间基础信息平台建设要求》[3]，县级国土空间基础信息平台总体业务需求是：通过开发县级国土空间基础信息平台，实现县级国土空间基础数据资源体系建设，实现数据整合共享和交换，提供通用应用服务、专题应用服务、指标模型体系管理和国土空间分析评价等功能。

2 系统设计

2.1 系统设计思路

根据县级国土空间基础信息平台对功能、性能及安全性方面的需求，基于分布式、云计算、大数据等技术对平台进行设计，平台作为整个国土空间规划信息化的管理中枢，在设计时应满足以下要求：①平台易操作。交互设计要简洁，便于操作，使用方便。②功能全面。满足国土空间数据管理、属性查询、分析评价、模型管理等业务需求。③方便维护。确保县级国土部门人员对平台的简单维护，出现故障或升级时能迅速完成工作。④安全性好。保障县级国土数据安全，通过权限控制允许管理员对数据进行维护和更新，普通用户仅能查询。

2.2 数据资源建设

以试点区第三次全国国土调查成果为基础，整理融合规划编制所需的现状、规划、社会经济等多源异构数据，统一数据基准，形成“坐标一致、边界吻合、上下贯通”的一张底图，用以支撑国土空间规划编制工作的开展，并基于开源地图引擎完成地理空间数据入库及地图服务的发布。

2.3 系统功能研发

遵循《国土空间基础信息平合建设总体方案》的技术要求，本文研发的县级国土空间基础信息平台提供一张图、资源中心、分析评价、指标模型管理、管理中心五大功能模块[4-5]。

2.3.1 一张图。提供国土空间现状、规划、管理数据的可视化展示、查询、统计、标绘等功能。提供包括数据资源、综合查询、专题统计、地图标绘、通用分析、三维空间分析等模块。

2.3.2 资源中心。提供对平台涉及的所有国土数据服务进行集中展示和服务管理，提供对数据服务的查看、注册、申请等操作，提供包括地图服务、基础服务、专题服务、接口服务、文件服务等五大服务管理功能。

地图服务提供地图服务的发布、服务瓦片缓存管理；基础服务提供空间分析服务、统计报表服务和专题图制作服务；专题服务提供包括基本农田占用分析、地类占用分析、压覆矿审查、控制线检测、合规性审查、重复批地审查等国土专题分析功能；接口服务通过API调用、Web Service等多种技术形式，实现地图浏览、数据查询、信息共享等服务；文件服务提供文件上传、下载、在线浏览等功能。资源中心所有服务，系统提供原子级的服务管理功能，用户仅可以访问授权范围内的服务，满足数据安全性管理的需求。

2.3.3 分析评价。提供水资源保护与利用评价、城镇建设适宜性评价以及选址分析功能。水资源保护与利用提供水资源一张图、水资源状况评价、水资源开发利用、水资源态势分析、河湖生态空间布局以及陆域生态空间布局分析及展示，通过地图加图表方式，直观展示研究区的水资源整体状况。城镇建设适宜性评价提供区位条件评价、环境条件评价、气候条件评价、土地资源评价及水灾风险评价，通过对上述环境因子的综合评价，确定城镇建设的适宜性。选址分析根据用户提交的地块类型和面积需求，结合研究区的红线数据、规划数据和地政数据给用户推荐符合要求的地块。

2.3.4 指标模型管理。对城市体检中所包含的各项指标进行管理，提供包含指标评价现状、指标体系管理、指标计算、报表生成和指标值导入等5个功能模块，提供指标项的增、删、改、查等操作，提供自定义指标值计算模型、批量指标值填报，以及指标值导出功能。指标模型中初始化指标体系构建参照《国土空间规划城市体检评估规程》。

2.3.5 管理中心。提供包括用户管理、资源统计、服务监控、服务器监控及数据库监控等五大模块。

3 系统关键技术

本论文中县级国土空间基础信息平台研发具有以下几方面的创新：

3.1 个性化指标评价模型构建

根据《国土空间规划城市体检评估规程》的规定，平台需集中管理大量城市体检指标项，每个指标项都有单独的计算方法。由于指标项众多，逐个编写计算模型需巨大工作量，并且，在指标项更改或者新增指标项后，指标值更新维护困难。本平台研发采用模块化搭建指标计算模型的方案，将常规的评估指标数值计算和空间计算功能模块化，通过在线配置计算模型来更新指标计算过程，辅助用户实现评价模型库的自定义，满足评价模型库个性化配置需求。

3.2 国土空间规划模型库建立

依照国土空间规划建设需求，平台建立了评价模型库和规则模型库。

3.2.1 评价模型。针对资源环境承载能力构建了水资源态势分析、水资源开发利用、河湖生态空间布局和陆域生态空间布局分析等模型；针对国土空间开发适宜性评价构建了区位条件评价、环境条件评价、气候条件评价、土地资源评价和水灾风险评价等模型，为国土空间规划编制评价分析工作提供科学支撑。

3.2.2 规则模型。针对国土空间规划审查分析及实施管控分析构建了规则模型，如质检规则及辅助审查规则可辅助判断国土空间规划成果的合理性，智能选址及合规检测规则可促进项目实施满足规划要求可落地，为国土空间规划传导管控提供算法支撑。

3.3 二三维地图服务一体化管理

县级国土空间基础数据包含大量空间矢量数据、遥感数据、DEM数据、倾斜摄影模型、人工模型数据等，数据服务同时涉及二维和三维地图服务的管理。平台建设过程中，基于开源GIS服务器进行研发，实现二三维地图服务发布、服务授权及服务状态管理，实现二维地图服务和三维地图服务的统一管理[6]。

3.4 海量数据管理

为保证系统运行效率，引入元数据机制，提高空间数据检索效率；采用Postgres-XL数据库存储海量国土空间数据，其实现支持基于PostGIS的地理库应用，支持地理空间数据的秒级查询；简化三维模型，使用瓦片技术，对数据进行分级处理，优化提升三维地图服务加载效率。采用分布式文件数据库存储海量文档数据，提高文档数据的查询检索效率。

3.5 云服务资源管理

采用“微服务+容器云”作为基础信息平台云服务资源管理的技术支撑[7]。以微服务技术为基础，对服务进行服务注册、资源编目、服务发布、服务配置管理与服务资源的检索与调度。同时，结合容器技术，对服务进行统一适配封装与版本管理。服务部署时，以容器云为基础进行服务启动、停止与全生命周期管理，同时对运行的容器进行监控。

4 系统应用

系统已于2022年5月研发完毕，并在进行试点应用。结合该试点区国土空间规划（2020-2035年）项目的实施，完成了县级国土空间总体规划、乡镇国土空间规划成果整理，基于国土空间基础信息统一数据模型，实现了现状数据、规划数据、管理数据和社会经济数据等各类数据的综合管理。

试点区县级国土空间基础信息平台，形成了统一的国土空间工作“底板”，为各部门提供专业规划、项目实施、日常监管、分析决策等信息化工作平台；形成统一的国土空间工作“底线”，为各部门提供对基本农田保护红线、生态保护红线和城市开发边界的有效管控机制。系统的应用将有利于促进国土空间治理能力的现代化水平，推动信息共享。

5 结束语

县级国土空间基础信息平台通过对各类国土空间相关数据进行聚合整理，结合一张底图与国土空间规划一张图建设成果，采用面向服务的设计理念，提供OGC、国际标准接口发布功能，支持将数据中心各类数据发布成WMS、WFS、WCS、WMTS等服务。构建符合通用的服务接口标准，一方面提供专业的信息服务资源、功能，保证用户实时获取信息服务；另一方面提供数据共享通道，为各类与国土空间相关的数据提供有力的更新支撑。

国土空间基础信息平台作为自然资源信息化建设的基石，为自然资源信息化体系中调查监测评价、监管决策等提供了重要的支撑，有效提升国土空间治理能力现代化水平。