多信息融合技术下的国土空间规划体系设计探究

肖纯

摘 要： 国土空间数据处于动态变化之中，需要在规划体系设计中监控国土空间中的信息异常事件，通过异常事件的监控、数据的采集，经过对数据的清洗、筛选、转换后，汇总数据、分析数据、挖掘数据，获取数据背后隐藏的价值，为国土空间规划体系设计提供方向与指引。在国土空间规划体系设计中，基于多信息融合技术的运用进行规划体系设计的研究分析，明确该技术在规划数据采集、数据预处理、数据分析，以及规划目标设定、规划方案设计与规划设计评价等中的运用方法和运用中的注意事项，以此实现规划体系设计质量、水平、效益的全面提升。

关键词： 多信息融合技术 国土空间规划 规划体系设计 信息采集体系架构

中图分类号： P27文献标识码： A文章编号： 1679-3567（2024）01-0119-03

多信息融合技术具有多源异构数据采集、数据分析、综合处理等能力，实现对数据的识别、关联、估计、融合等处理，达到协调、优化、调整、改进设计活动的目的。国土空间规划体系设计在多信息融合技术下，利用该技术采集国土空间规划的数据、照片、视频图像等信息，运用数据自动识别方法、数据融合算法、数据分析方法、数字三维模型等，分析挖掘以获取具有利用价值的规划数据信息，辅助于规划体系设计决策，优化设计过程，改善设计结果，提高设计效果。

1 多信息融合技术下的国土空间规划体系设计方法

1.1 国土空间规划信息采集

1.1.1 信息采集设计思路

信息采集是国土空间规划体系设计的前提，信息采集的全面性、完整性与准确性，直接关系到规划体系设计的质量。在国土空间规划基础地理类、土地资源类、矿产资源类、生态类、城乡规划类等信息采集中运用多信息融合技术，可实现对规划信息的多渠道、多源头采集。同时整合最新的遥感影像数据、地理要素数据、土地利用现状数据库，以及人口普查、农业普查、经济普查等详细资料等，经过对这些数据的整理、融合、分析、挖掘等，获取国土空间规划体系设计所需的大数据资源与数据分析结果，提升规划体系设计的可行性与科学性[1]。

1.1.2 选用多信息融合技术

信息采集中运用的多信息融合技术主要有以下几种：（1）无人机网络系统，主要用于采集图像信息，以MATLAB软件作为规划信息管理基础支撑，可提高异常图像的识别速度，并对国土空间动态进行监测；（2）物联网技术，多信息融合技术可从多个信息源采集信息，运用物联网技术建立国土资源信息管理中心与若干个传感器（多种数据传感器、RFID射频设备等）之间的关联关系，集中采集多源异构数据，同时完成数据的处理；（3）大数据算法模型，实现对多种数据类型的计算、处理、管理，筛选有效数据，去除数据中的噪声，提升规划信息数据的质量。国土空间规划信息采集中运用无人机群，从高空的角度采集国土空间环境中的图像数据，从中提取异常数据，实现对国土空间变化的动态监测，及时更新国土空间信息，提高国土空间规划体系设计中参考数据信息的时效性，确保规划体系设计的可用性。

1.1.3 信息采集体系架构

在国土空间规划信息采集中，以国土资源信息管理中心为规划信息管理中心，用于集中存储管理采集到的规划信息。无人机群负责在现场采集规划数据，数据采集模块由多种传感器构成，负责采集原有的规划数据，整合现场与原有数据后，上传至数据管理模块，完成对数据的计算与管理，然后经过中央控制单元、通信模块，借助接入网与核心网，将处理好的数据上传至信息管理中心，作为规划体系设计中的参考数据。整合以上各个模块后搭建UAN网络，引进嵌入式技术，并选用最新型的控制器、高集成芯片，设置多种I/O接口与多种串口接口，用于传输多种类型的国土空间规划数据信息，以及使用物联网技术、无线通信接口、低功耗与高性能的通信模块，支持多种协议，兼容TCP/IP协议栈等，用于连接多种传感器、多种无人机，维持UAN网络信息流的畅通，加快采集数据信息传递的速度，提高数据获取与管理能力，筑牢国土空间规划信息数据基础，为规划体系设计决策提供数据资源、数据分析支撑[2]。

1.2 国土空间规划数据预处理

采集的国土空间规划数据无法直接使用，需要对数据进行预处理，经过清洗、筛选、转化、融合等流程后，去除冗余、无效数据，修复数据缺陷，并消除数据中的噪声，完成对数据的净化，确保数据的可用性，以此保证规划数据分析、价值挖掘的准确性，为规划体系设计提供可靠的数据信息支持。在数据预处理中，主要采用以下几种多信息融合技术。（1）数据清洗技术，主要包括了数据去重、缺失值处理、异常值处理、数据标准化、数据转换、数据验证等技术。数据清洗是将低质量的国土空间规划原始数据经过有效标志过滤、唯一标志过滤、缺失数据补充、错误数据修复等清洗流程后，获取清洗后高质量的规划数据。（2）数据转换，将采集的规划数据转换为标准格式，提高数据集中数据的质量。（3）数据筛选，基于国土空间规划对于数据信息的需要，从清洗后的数据中筛选出符合要求的数据，如根据国土空间规划对遥感图像空间范围的要求对图像进行剪裁，或参照精度要求重新进行采样等，以满足规划设计的数据需求。（4）融合数据，集中采集、存储、管理多个传感器实时反馈的数据信息，集中统一管理多源异构数据，提高数据的可利用价值[3]。

1.3 数据分析与三维实景模型

将多类型、多源传感器获取的国土空间数据、照片、视频图像等信息，与历史数据进行融合，通过数据计算、挖掘、分析，获取有利用价值的规划信息。像是实时采集土地利用现状数据，然后与一段时间内土地利用历史数据进行比对分析，评估土地利用的发展趋势，以进行土地利用规划的设计。运用无人机倾斜摄影技术采集国土空间的视频图像信息，使用信息融合技术中的模型融合技术，整合多个模型，构建国土空间实景三维模型。在规划体系设计过程中基于三维模型采集国土空间信息，动态更新异常事件，高精度、多视角实时展示实景各项信息，模型还具备三维场景分析、三维测图等功能，在规划体系设计中，可将规划设计方案嵌入模型，可视化展示设计成果，以便于查找设计的缺陷，进一步地深化设计。还可利用模型进行天际线、高度、通视等规划分析，为国土空间规划设计提供最佳的技术解决方案。

1.4 国土空间规划目标的确立

国土空间规划体系设计的内容多、涉及的范围广，不同的规划项目有着不同的规划标准要求，需要根据具体的规划项目设定规划的目标。在规划目标设定过程中，需要进行多方面的考量，做好规划前的调研工作，以保证目标设定的经济性与可操作性。因此，在规划目标设定阶段，采用多信息融合技术全面采集国土空间规划相关的数据信息，融合数据、分析数据，获取规划区域真实、完整的数据信息。例如：在城市规划设计中，无人机收集城市区域内的视频图像信息，融合已有的城市总体规划、城镇体系宏观规划、市政专项规划、城市住房现状及规划、城市基础设施建设现状及规划（含矢量图）等数据，通过多源数据采集、清洗、融合及分析，获取城市空间利用现状、资源分布情况，以及利用中存在的问题、潜在的冲突等，为规划目标设定提供可靠的数据分析结果。还可采用三维实景模型，预测城市空间的发展方向，通过规划分析，确定城市发展对于空间规划的需要，从而设定出超前的规划目标，提高规划体系设计的超前性。

1.5 国土空间规划方案的优化设计

国土空间体系规划设计是一项长期性的工作，规划设计方案在实施过程中，需要根据国土空间发生的新变化、出现的异常事件等，进行规划设计方案的调整与优化，以此确保国土空间规划方案与当下国土空间实际之间的适应性。在规划方案设计期间，采用多信息融合技术，采取数据融合、决策融合、知识融合、模型融合等技术方法，验证规划设计思路的可行性，如将不同数据源的数据进行融合，并进行综合分析，确定规划方案实施过程中的影响因素、风险因子，进行规划方案内容的设计。例如：在土地利用规划中，采集土地利用现状、新增建设用地、基础设施建设项目等土地利用数据，地表覆盖数据、全要素数字地形图，以及经济数据、人口数据、农业数据等，进行多源、多类型数据的关联分析与综合处理，确定土地利用各要素之间的相互影响等，预测土地利用发展趋势，根据数据分析结果设计国土空间规划方案，提升规划方案设计的水平与质量[4]。

1.6 国土空间规划的综合性评价

在国土空间规划方案正式实施之前，对规划方案的可行性进行评价，在评价环节使用多信息融合技术替代传统的经验评价，提高评价的客观性、全面性及准确性。在规划评价中可采用模型融合技术，整合多个国土空间模型，结合多种算法，构建立体化、可视化的规划评价数字模型，综合评价规划方案设计的质量，与当下及未来国土空间资源利用需求的契合度。还可基于不同的规划设计方案构建相应的模型，针对不同规划方案模型进行经济性、可行性比对，从中选择综合效果最佳的模型，确定最终的国土空间规划方案。同时通过对模型的观察、分析确定方案缺陷，针对缺陷进行补充、调整及优化，进一步地完善规划方案，持续深化国土空间规划体系设计，为国土空间规划体系设计方案的顺利落地实施打好基础。

2 多信息融合技术下国土空间规划体系设计的注意事项

2.1 统筹规划设计部署，做好区域空间规划

多信息融合技术为规划设计提供了数据采集、数据清洗、数据融合、数据分析等支持，为了深挖释放多信息融合技术优势，在规划体系设计中应聚焦于区域规划设计，根据规划的项目采集多源数据，统筹规划设计部署，从国土空间资源开发利用战略的角度入手，明确规划目标、规划任务、规划内容及规划设计重点。并遵循因地制宜原则，整合利用、优化配置国土空间资源，将区域空间规划设计与区域经济发展、社会进步、资源利用、环境保护等工作相互结合，并综合考量影响区域规划方案实施的各项因素，基于多信息融合技术展开数据融合分析，提前制订风险防范预案，化解方案实施过程中的风险，以保证区域规划体系设计的可靠性、可行性，为社会经济发展、环境保护、资源合理利用做出国土规划设计的贡献。

2.2 做好设计前期调研，完善规划顶层设计

国土空间规划体系设计是一项庞大的工程，为了保证设计的科学性，在正式设计之前利用多信息融合技术，全面搜集国土空间规划相关的数据信息，通过数据分析确定规划设计的重点、堵点、风险点，准确掌握影响设计质量、设计进度的各项因素，使设计工作有条不紊地推进。此外，注意完善国土空间规划的顶层设计，基于国土空间规划的大视角，从规划体系设计的大局出发，综合考虑功能区定位、空间布局、空间分布等多个方面，建立各功能区之间的关联，协调统一推进各功能区的建设与发展。在规划顶层设计中，采用多信息融合技术，实时监控国土空间状态，采集国土空间的异常事件，经过数据处理获取高精度的融合结果，例如：利用遥感技术获取国土空间不同时间段的遥感影像，比对分析不同时间段国土空间发生的变化，以作为顶层设计中的参考，提高顶层设计的质量[5-6]。

2.3 建立可持续发展设计理念，提升规划设计的综合效益

保护生态环境、实现国土空间资源的可持续发展是国土空间规划体系设计的重要目标之一。在规划体系设计中，设计人员需要建立可持续发展理念，在规划设计中始终坚持绿色环保原则，合理科学地开发利用国土空间资源，协调好国土资源利用与生态环境保护之间的关系。因此，在规划体系设计中，需利用多信息融合技术对规划区域进行环境质量监测数据、土壤污染状况数据、水源保护区边界数据，以及大气、水、土污染整治方案等环境类规划数据的收集与分析，提高规划体系设计的环保性、生态性及可持续性，实现国土空间规划体系设计环境保护效益、经济效益、社会效益的全面提升。

3 结语

国土空间规划体系设计中多信息融合技术的运用，需根据国土空间规划体系设计的实际需求，进行数据采集、数据清洗、数据融合等流程及内容的调整优化，如数据格式的设计、缺失值处理方法的选用、数据集中异常值的监控等，确保国土空间规划的数据治理能力，可充分满足规划体系设计对于数据处理和数据分析的要求，最终设计出可行、可用、可操作的国土空间规划体系。

参考文献

[1]彭利林.基于多信息融合技术的国土空间规划体系设计[J].计算技术与自动化，2022，41（2）：158-163.

[2]甘雨田.多模态信息融合处理技术研究[J].中国信息化，2023，52（5）：53-54，52.

[3]庞春茂.关于测绘地理信息技术在国土空间规划中的应用研讨[J].中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术，2023（2）：158-160.

[4]任亚龙.现代国土空间规划实施中存在的问题及对策研究[J].地矿测绘，2022，5（6）：10-12.

[5]刘心怡，徐鹏，朱孟兰，等.基于GIS+BIM的三维映射技术在大中型工程全生命周期中的应用研究[J].工程技术研究，2023，8（12）：8-10.

[6]刘尚钦，张福浩，仇阿根，等.基于城市信息单元的多源时空数据融合框架[J].集成技术，2023，12（3）： 34-47.