长株潭生态绿心总体规划中地理信息应用创新研究

2024-01-08李云星李俊仪李如川

城市勘测 2023年6期

李云星,李俊仪,李如川

(1.湖南省第一测绘院,湖南长沙 410114; 2.中国水利水电第八工程局有限公司,湖南长沙 410004;3.湖南大学公共管理学院,湖南长沙 410082)

0 引言

长沙、株洲、湘潭3市(下称“长株潭”)交会地有一片约 530 km2绿意盎然的土地,不仅是目前国内唯一的大型城市群生态绿心,也是全球最大的城市群生态绿心(下称“绿心”),具有独特的地理位置、经济价值和生态价值[1]。绿心范围内基础地理信息、土地利用现状及各类规划要素信息是规划和建设的重要基础数据和依据。为助力绿心规划和建设实现“创新、协调、绿色、开放、共享”[2],建成“生态文明样板区、湖湘文化展示区、两型社会创新窗口、城乡融合试验平台”[3],需充分挖潜地理信息技术,创新融合绿心地理信息及相关大数据应用,以全面、科学、精准、翔实、可视和智能化方式与手段,高质量服务绿心总体规划。

1 绿心规划地理信息应用创新的基本思路

1.1 绿心规划对地理信息的需求

绿心规划实际是在绿心保护与建设过程中的地理设计和地理信息布局的时序空间安排再调整[4]。绿心国土空间、生态空间及城乡空间等各类规划关联着丰富的地理信息,规划时,应全面掌握规划区域现有地理信息的真实状况,以利于做好设计地理信息或地理设计,优化规划方案,提升绿心规划水准和质量。绿心规划所需地理信息数据资料包括基础地理信息、实景三维数据、国土空间规划数据、土地利用管理信息、城市规划数据、地名地址信息数据以及各类用途管理控制边界线与范围线等,基础地理信息和实景三维数据是各种专题规划数据的“底板”,也是多源异构多时相地理信息融合的基础[5]。

1.2 探索高效利用绿心地理信息的路径

通过整合、优化、完善绿心现有“一张图”及规划成果,创新三维可视化平台建设,以管控数据为基础,以全方位地理信息技术为依托,达到绿心规划数据建设“全覆盖”,分级审查“划重点”,应用支撑“全流程”,技术服务“全方位”,实现绿心国土与生态空间管控、总体规划及评估信息化。

2 绿心规划地理信息技术应用与创新

2.1 归集与分析有关资料

收集、分析和利用绿心包括地理信息在内的规划各类相关资料,是做好绿心规划的前提。绿心规划相关政策、法规及多型总规控制信息与多样化专题规划设计信息,应能科学、准确、生动、直观反映在规划数据底板上,形成各种专题规划设计成果(图、库、数、表、文),规划数据底板的质量有赖于各类地理信息数据资料的基础支撑。因而,需要全面收集资料,深入分析资料,充分发掘利用有价值的多源地理信息,为绿心规划做好地理信息数据基础支撑铺垫。

2.2 地理信息融合与集成

利用绿心地理信息,对其基础数据(基础地理信息+控制性详细规划数据)、模型数据(人工三维仿真、倾斜摄影等现状模型及城市规划设计模型)和管控数据(城市设计与专项规划数据)等多源多时相数据集进行分析、处理、融合集成,制作并优化适宜的地理信息“底板”与基础数据形成“一张图”[6],为绿心规划分析和提取各类地理信息数据的参考、比对和设计所需提供便利。

2.3 技术改造升级支撑数据治理

借助ICT、AI,突破安全体系改造、基于网络的变化发现、网络化立体获取、一体化智能处理、地图自动综合等关键技术,按需定制4E标准化产品[7],以地理实体及其空间身份编码(SIC)为索引,搭载结构化、半结构化和非结构化的多样化信息,集成公共专题数据、互联网抓取数据和物联网感知数据,经服务化、池化,助推建设时空大数据平台,在线或离线提供数据、接口、功能和知识服务[8]。整合基础地理信息数据、城市现状三维模型数据、规划三维模型数据、城市设计模型数据、控制性详细规划数据、专项规划等数据,通过进行梳理、收集、预处理、数据整合、数据检查、数据入库和数据更新,形成管控数据资源池,作为基础数据支撑。

2.4 建设绿心总体规划管理平台

基于GIS及三维图形渲染技术,依托三维仿真、倾斜摄影等技术,以标准规范和管控规定为依据,按层次化设计思想,建立不同层次间相互独立,具有高度稳定性、适用性和可扩展性的规划信息管理平台,进行可视化、可量化、智能化科学规划,更优支撑和服务绿心规划,助力政府对绿心项目进行科学决策、精细管理和高效建设。示例1,底板数据管理平台界面,如图1～图3所示。

图1 DOM底板

图2 实景三维底板

图3 实景三维景观浏览

示例2,土地利用与“三区三线”等规划基础参考数据实施分层管理界面,如图4～图9所示。

图4 地理国情图层

图5 第三次国土调查图层

图6 永久基本农田图层

图7 生态红线图层

图8 城市边界图层

图9 地名地址套合图层

2.5 智能管理综合分析利用数据

集成GIS采集编辑、存储管理、处理变换、空间分析与统计(主要包括拓扑叠合、缓冲区分析、数字地形分析、空间集合分析等)和产品制作演示(地图输出的表现形式包括立体图、等值线图、晕线图、点值图、动线图以及符号图等)等功能,实现分析多源数据、管理成果、管理会议、管理项目、审查方案、推演方案和系统维护。

(1)利用叠加分析,提取绿心规划边界等相关信息

利用1∶1万基础地理信息数据库、第二次全国地名普查数据库、第三次国土普查数据库、地理国情普查与监测数据库、农房一体确权登记发证数据库等数据,从中提取融合最新行政界线。依据禁止开发区、限制开发区和控制建设区3个空间管制分区,结合各地“三区三线”[9]与省级政策导向,划定绿心规划边界。

(2)融合集成“底板”,增强地理信息空间分析功能

按照专题规划的特点和需要,优选时相新、影像分辨率高、精度好的地理信息数据,制作专题规划地理信息融合底板数据,可以是4D(DLG、DOM、DEM、DRG)的单型参考数据[10],也可以是多型组合数据,如DLG+DOM、DOM+DEM,以及由此衍生的各种新型基础测绘数据,如地形级、城市级、部件级实景三维等数据,上述数据都是基于GPS、RS、GIS及计算机技术的重要基础地理信息,可以将地理要素分层、快速存取显示,利用虚拟现实技术将地图立体化、动态化,具有交互性、无极缩放、无缝拼接、多尺度显示等特点,有身临其境之感,具有路径分析、量算分析和统计分析等空间分析功能[11],可快速准确辨识地理实体,方便自动化量测长度、高度、角度、坡度、面积及体积等信息,如图10～图12所示,为专题规划图编制提供重要科学依据。

图10 实景三维距离量测

图11 实景三维高度量测

图12 实景三维面积量测

2.6 辅助绿心的科学规划和决策

利用规划区域人工精细三维模型和绿心景观设计三维模型,准确提取出让地块的建筑高度、视线通廊、城市天际线[12]等核心控制要素,科学编制规划景观分类分区、建筑色彩、公共空间,以及交通、生态、功能定位与分区。依托GIS+可视化技术对实际项目进行风貌审查,优化绿心地理实体空间布局,对绿心规划设计项目虚拟场景进行实时浏览、调整、比选等,强化从立体视角整体把握国土空间土地资源利用、生态布局及项目建设情况,辅助规划审批科学决策[12]。例如,以地理信息为载体,将专题规划信息的设计思想和地理设计成果表达呈现出来。以“一张图”为载体,实现城乡和景观风貌管控数据的有效整合,为用户提供自由的图层叠加功能,以可视化的形式全面展示建设项目相关管控数据,加强重点地段、重要类型设计对象在形体、色彩、体量、高度和空间环境等方面管控规划设计[13]。

2.7 拓展绿心地理信息成果应用

构建“分布存储、逻辑集中、时序更新、共享应用”的实景三维中国[12]湖南节点之绿心版本。充分利用湖南新型基础测绘建设成果,推动传统按尺度分级测绘向按实体属地测绘、多尺度数据库向无尺度地理实体素材库、全要素统测向权威机构提供权威要素、各自独立编码向统一唯一编码、固定产品提供向典型产品和按需组装与自动综合服务转变[6],为绿心规划提供多样化、可靠、好用的地理信息数据。