大数据背景下国土空间规划应用研究

【摘要】近年信息技术的快速发展，带动了大数据在国土规划管理中的运用。该文先介绍大数据在国土空间规划中的特征，后对国土空间规划中的大数据技术梳理，最后阐述了国土空间规划中的大数据应用。

【关键词】大数据;国土空间规划;应用

1、国土空间规划中的大数据特征

1.1大数据定义

“大数据”一词最早由美国著名未来学家Alvin Toffer提出，自提出至今并无统一的定义。目前的定义基本上都是定性描述，未明确定量指标。一般认为大数据是以传统数据管理及处理技术在正常时间范围内无法处理的数据集，其个体或部分数据呈现低价值而数据整体呈现高价值，并能增强决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。大数据在产生过程中体现出时间的不间断性、行业领域的无限制性和人物、终端及设备的协调性[1]。

1.2国土空间规划中的大数据特征

在国土空间规划中，大数据除具备本身3V特征外，还具有以下特征。

（1）空间性。空间性是大数据在国土空间规划中最基本、最核心的特征。其空间特征让国土空间规划表现出特有的区域性价值。在对国土空间规划中的大数据进行数据处理、清洗、加工、分析、挖掘时，发现自然资源利用特征，查找内在原因以及驱动因素，都离不开数据空间性的制约。

（2）时序性。国土空间规划中的大数据一般表现为连续时间序列或固定时间间隔的数据。经过政府部门及自然资源部门多年积累，涉及的影像数据、土地利用变更数据、各行业的规划数据等不但种类丰富且时序性特征明显。时序性特征可用来分析过去，更重要的是预测未来。

（3）多源异构性。国土空间规划中的大数据是一个包含各种数据的集合体，数据规模庞大，来源广泛，结构复杂，类型多样。

（4）高价值性[2]。国土空间规划中的大数据的价值主要体现在两个方面。基础自然资源数据来源涉及基础测绘、国土调查和地理国情数据，关乎国家安全和社会经济发展;部门行业数据涉及政府及相关职能部门，数据指向性很强，在行业和相关领域最精确、权威，价值较高。另外社会化大数据属于价值密度低的数据，但与前2种数据综合分析，其隐含价值也会增大。

2、国土空间规划中的大数据技术

（1）采集与预处理。国土空间规划工作中，大数据智能感知技术、预处理技术和分布式虚拟技术可以对非结构化和半结构化数据进行智能化识别和采集。非结构化的基础地理空间数据采集利用天空地一体化对地观测技术构建空天地一体化对地观测网络[3];对于结构化和半结构化数据，以遍历网页实现对数据的采集和整理。对多源异构数据有针对性的设计过滤器，对不同数据源制定清洗方案，將之处理并形成可用的数据库和数据集。

（2）存储与管理。国土空间规划中的大数据存储应根据存储设备的硬件设计存储方式。改进的轻型数据库可用于大数据的存储，进一步则需构建大型分布式数据库或存储集群平台。云平台能够分散存储，并基于Hadoop框架实现并行计算，提高数据存储和管理能力;可以在PC Server上搭建大规模存储集群，并运用HBase技术解决不同结构的数据管理问题;利用NoSQL为大数据管理提供新型数据管理技术;云计算中虚拟化技术可将各类资源虚拟化成资源池来实现数据的统一分析与处理[4]。

（3）分析与挖掘。国土空间规划中的大数据的分析涉及统计分析及分类汇总，而数据挖掘涉及数据的分类、聚类、频繁项挖掘等。目前大数据分析技术中深度学习是人工智能的一个新领域，利用深度学习处理大数据时，应着重基于物理模型的深度模型学习算法，并构建地理信息特征提取模型。

（4）可视化。国土空间规划中的大数据的挖掘及分析结果以各类专题地图、舆情分析、热力图、流向地图以及网页地图和三维地图等形式呈现。

3、国土空间规划中的大数据应用

3.1为科学编制国土空间规划提供技术支持

通过大数据应用健全国土空间规划体系，完善相关规划职能，提高国土空间规划相关协调性和整体性。在规划实施评估、自然资源承载力国土空间适宜性评价、“三生空间”构建、“三区三线”划定和规划实施监测预警等方面，通过对大数据技术的应用，能够更好地把握区域自然资源的本底特征和利用状况，预测资源利用趋势，研判社会经济发展与资源利用内在联系，辅助规划决策，优化国土空间规划选择。

3.2为国土空间规划公众参与提供平台

国土空间规划在编制及实施过程中，都需要舆论、民情的反馈。通过大数据应用搜集和分析舆论、民情，搭建公众参与平台，提高公众参与程度，提高民主决策和国土空间规划实施、调整及更新的效率与准度。

3.3为国土空间规划决策提供辅助手段

国土空间规划决策自身的复杂性涉及多个方面内容，同时也受较多因素的影响，导致规划成果很难满足各方面需求。基于大数据的国土空间规划决策存在相关性、协调性、不可逆性、不完全预见性四方面的本质属性[5]。通过大数据清洗、整合、挖掘来显著提高各类信息的共享程度，为国土空间规划决策带来较为充分的信息支撑。同时立足大数据分析技术进行各类模型开发与分析，贯彻生态文明建设与社会经济可持续发展大局，综合建立影响国土空间规划决策的因素指标体系，通过多个变量、多层面挖掘规划决策的内部规律与联系，以期获得规划决策效益最优化。

3.4为国土空间规划实施监管提供数据支撑

国土空间规划的编制是为了更好的规划实施。规划好一张蓝图还需要建立完善的考核、监测体系来检验这张蓝图实施的准确性和有效性。大数据可以提供空间及时序考核、实时动态监测、重要要素追踪分析、实施结果即时呈现等信息表达，全面实现对已规划国土空间的监管。

结语：

综上，随着大数据技术在国土空间规划中应用的广泛与深入，国土空间规划应把握住大数据应用的机遇，加快对数据采集、处理、分析、挖掘和可视化等方面的关键技术的深入研究，完善国土空间规划技术体系构建，为大数据在国土空间规划中的应用提供技术支持。

参考文献：

[1]彭宇，庞景月，刘大同，等.大数据：内涵、技术体系与展望[J].电子测量与仪器学报，2015，29（4）：469-482.

[2]徐海洋，于丙辰，陈刚，等.国土资源大数据的内涵、研究现状与展望[J].江苏科技信息，2017（36）：47-51.

[3]张继贤，顾海燕，鲁学军，等.地理国情大数据研究框架[J].遥感学报，2016，2016（05）：1017-1026.

[4]王星月，马友华，王静，等.基于国土资源的大数据应用研究[J].国土与自然资源研究，2017（4）：74-80.

[5]吴一洲，陈前虎.大数据时代城乡规划决策理念及应用途径[J].规划师论坛，2014（08）：12-18.

作者简介：

高德山，性别：男，民族：汉，籍贯：安徽寿县，单位：桂林市国土资源规划测绘院，职称：工程师。