新技术如何支撑国土空间规划全流程管理
文章作者：
邓智皓，广东国地规划科技股份有限公司高级项目经理。
洪 良，广东国地规划科技股份有限公司大数据中心总监、高级规划师。
张鸿辉，广东国地规划科技股份有限公司副总裁、广东省智慧空间规划工程技术研究中心主任、教授级高级工程师。
自生态文明体制改革总体方案提出以来，国土空间规划行业朝着以人为本，建设美丽中国的目标开展改革，不断引进人工智能、大数据、城市信息模型（CIM）、遥感为代表的新一代信息技术手段加强国土空间规划管理。2019年5月，中共中央、国务院发布《关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》，提出综合运用互联网、大数据等新一代信息技术，推进国土空间全域全要素的数字化和信息化，构建国土空间数字化生态，逐步形成数据精准化、业务协同化、监管全程化、预警实时化、决策科学化、服务一体化的智慧国土空间规划。
以信息化覆盖空间规划全流程、自然资源全业务、规建管全生命周期为先导，推动自然资源大数据数据整合、国土空间规划编制和国土空间规划信息化一体化建设，最终全面提升国土空间治理体系和治理能力现代化水平。
智慧国土空间规划理念的技术框架
智慧国土空间规划理念利用深度学习技术研发国土空间规划三区三线划定应用；利用大数据技术支撑构建国土空间规划指标模型体系辅助规划编制、审查和实施监督，再利用RS遥感技术、GPS和GIS技术对国土空间规划分析评价和实施监督进行定量分析，最后以BIM+3DGIS+IOT技术为核心搭建城市信息模型（CIM），进行二三维联动分析结果和城市风貌展示，支撑国土空间规划全生命周期管理，从而实现从传统规划向“可感知、能学习、善治理、自适应”的智慧型生态规划转变，最终形成空间资源一本账，空间规划一张图，编管协同一张表，空间管控一张网，空间治理一平台。
辅助国土空间规划编制
实现规划设计有据可依
➣（1）大数据辅助“现状评估”
国土空间开发保护现状评估是国土空间规划编制的前置条件，利用互联网POI数据、土地利用数据、交通设施数据等多源大数据，针对现状评估和规划实施评估中底线管控、空间结构和品质宜居等方面分别研发了分析算法与模型，可有效辅助开展国土空间开发保护现状评估，支撑国土空间规划编制。
大数据辅助现状评估
➣（2）大数据辅助“双评价”
开展资源环境承载能力与国土空间开发适应性评价（简称“双评价”）工作需要大量丰富的自然资源底板数据，通过“传统数据+新型数据”相结合，在充分获取区域资源、生态、环境、灾害等传统数据的基础上，结合新型互联网大数据进行资源环境承载力评价和国土空间开发适宜性评价，按照实际需求为每项资源环境要素单项评价、集成评价建立模型，并考虑未来双评价模型不断改进完善的情况，提供可视化模型构建工具，可通过定义模型各参数属性、格式和计算方法等，预览模型分析结果，为双评价提供了一套定制化的模型构建工具，为智能化地分析自然资源和生态环境本底情况提供了便捷可行的手段。
大数据辅助“双评价”
➣（3）人工智能辅助“三区三线”划定
以深度学习为核心的城市开发边界划定应用可有效辅助规划人员科学划定生态、农业、城镇功能空间以及生态保护红线、永久基本农田和城镇开发边界三条控制线。基于双评价的国土空间规划三区三线划定系统，集成了基于系统动力学和神经网络深度开发的元胞自动机模型，对在自然、社会和经济等多种驱动力作用下的未来城市土地利用变化进行模拟预测，并对未来城市的空间布局进行整合，从而生成未来城镇开发边界模拟划定成果。
城市开发边界划定
➣（4）人工智能支持方案生成
利用人工智能的方法，结合规划地区双评价、社会经济发展因素、城市发展限制因素等，实现城市发展轴的选定模拟、居民区选定模拟、工业区选定模拟和商务区选定模拟等规划设计方案自动生成模拟，并可通过全景一张图模块展示城市规划方案的三维效果，为规划方案修改完善提供直观、生动、全面的辅助决策支持信息服务，提高规划建设的管理水平和科学性。
➣（5）城市信息模型辅助专项规划设计
国土空间规划需要对城市各专项要素进行规划设计，传统规划方案严重依赖统计数据和规划师经验，导致总体规划设计方案不能传导至控制性详细规划和专项规划。针对这个问题，可利用集成大数据的城市信息模型平台对城市地理实体信息进行有效的组织，针对城市公共服务设施规划、市政设施规划、人口规划、公园绿地规划等各专项内容开展有效协同、精确分析、实时预警预测以及动态的高仿真可视化管理。
例如在进行公园绿地体系规划时，需要结合城市风廊分析对公园绿地体系进行规划，利用城市信息模型（CIM）开展城市风廊模拟分析，对规划区域城市微气候的影响进行精准的定量分析，为下一步公园绿地体系规划提供数据支撑。
辅助国土空间规划审查
推动管控精准传导
新时期的国土空间规划成果审查遵循“管什么就批什么”的原则，强调以控制性审查推动规划管控落地，重点审查目标定位、底线约束、控制性指标、相邻关系等，并对规划程序和报批成果形式做合规性审查。面向国土空间规划的审查程序，并基于城市信息模型（CIM），打造三维辅助决策应用助力国土空间规划审查，以国土空间规划“一张图”为基础提供规划成果质检、规划成果审查和规划审查成果管理等功能，能够做到直观可视、有“数”可依。
➣（1）传导规则助力指标管控
基于国土空间规划“一张图”，按照各类国土空间规划审查要求构建规划审查规则库，对国土空间规划审查开展指标符合性、成果规范性、成果完整性审查，支持问题定位和审查结果传导，自动生成审查报告，为成果审查提供参考依据。以规则库为基础，加强各类规划指标传导的一致性和合理性，推动总—专—详规划传导落地，实现国土空间利用开发和保护的精细化管理。
控制性详细规划指标传导
➣（2）数字孪生推动规划传导落地
依托城市信息模型，导入同一地区的总体规划、控制性详细规划和专项规划，结合详细规划的设计方案三维模型，形成二三维一体化展示界面，通过国土空间规划规则库，直观立体地对图文一致性、图数一致性、指标符合性、空间布局符合性等约束性指标和管控边界的传导做出研判，保障国土空间规划实施的管控和精准落地。
国土空间规划传导逻辑图
➣（3）三维城市模拟辅助方案审查
导入城市设计方案至城市信息模型平台，利用城市三维模型对城市设计方案进行技术审查，直观形象地开展天际线分析、色彩分析、日照分析、视域分析等，为方案审查提供定性与定量化的确切数据支撑，提升方案审查的科学性。
辅助国土空间规划实施并监督
保障城市精明增长
传统国土空间规划“重编轻管，编管分离”的情况造成了国土空间规划实施无法衔接落地，为了解决这个问题国家在国土空间规划改革中重点提出利用新技术开展国土空间规划实施监督工作，对国土空间规划实施进行动态监测、及时预警和定期评估，保障国土空间规划编制的科学性和规划实施的权威性。
➣（1）一张图辅助规划实施管理，衔接规划编制与实施监督
国土空间规划“一张图”实施并监督信息系统，可根据业务需求，定制开发精准实施功能模块，提供包括辅助项目选址、方案评估、空间准入、合规性检查、综合台账等功能，辅助地方国土空间规划实施管理。
➣（2）物联网辅助城市感知，助力动态监测
监测评估预警是推动国土空间规划实施、构建国土空间规划闭环运行体系的重要技术保障和关键反馈环节，动态监测利用新技术对国土空间规划相关的国土空间保护和开发利用行为开展工作。通过利用传感器等物联网技术实时采集多种数据，结合大数据处理及挖掘技术，经过数据预处理、模型训练、模型预测和制图四大步骤，进行城市精细感知，包括自然资源信息智能监测、用地类型识别、道路识别、建筑物识别、水体识别、植被识别、交通监测等，实现对规划实施过程中违反开发保护的情况管控。
➣（3）新型大数据智能分析，助力定期评估
定期评估依据国土空间开发利用现状评估指标，获取相关数据，定期或不定期开展重点城市或地区国土空间开发利用现状评估，为国土空间规划编制、动态调整完善、底线管控和政策供给等提供依据。通过综合运用手机信令大数据、POI数据等时空大数据构建城市人口模型、交通分析模型、产业分析模型、城市功能模型等，定期开展国土空间开发利用现状评估，可更为科学、准确、全面地分析反馈国土空间规划实施的真实情况，形成综合评估报告。
➣（4）城市仿真模拟现实，助力城市体检
坚持问题导向思维，深入调查研究城市真正的问题和短板，从现象到原因和根源，利用城市体检工作解决城市问题。城市体检主要针对城市发展和城市规划建设管理存在的问题和短板，包括生态宜居、交通便捷、生活舒适、城市特色、多元包容、安全韧性、城市活力、社会满意等方面，开展城市体检工作。基于大数据构建的城市体检指标模型体系，可对相应指标进行定量分析和评估，推动城市各类资源要素的优化配置。
➣（5）人工智能辅助城市运行，助力及时预警
及时预警主要针对突破国土空间规划中界定的各项空间底线及指标底线的情况设置预警等级和阈值，开展及时预警，辅助生成国土空间开发利用和保护决策。依托遥感影像和深度学习等技术，构建相应的分析模型，将规划督查及项目审批数据与国土空间规划的边界及指标进行比对，对突破各项空间底线及指标底线的情况及时进行预警，能够大大提升城市管理精准决策能力。
违法建设用地预警
结语
目前，国土空间规划正处于改革的过渡期，国土空间规划正面临着新技术赋能的契机和新体系未完善的危机，新技术在国土空间规划管理的应用仍处于初期，我们需要不断完善国土空间规划体系，厘清新技术赋能国土空间规划的内容，并且进一步讨论落实规划信息平台在国土空间规划管理的实践和应用。相信随着大数据、人工智能等技术的发展，新技术能够更有效地应用于国土空间规划编制、审查、实施和监督，实现高效率、高质量的精准科学决策。
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