面向自然资源统一管理的多源土地利用信息一致性分析评价

在国家机构改革和规划体制改革的背景下,理清地理国情监测与其他自然资源调查监测成果的差异,发挥其客观、精细等优势特征,促进其更好地服务于自然资源调查监管和国土空间开发管控显得迫切需要。本文以武汉市为研究对象,通过对地理国情内容指标与“两规”用地分类标准进行对比分析,并选取地理国情监测数据与“两规”用地数据进行对接试验,综合考虑不同数据之间的一致性特征以及地理国情监测在国土空间开发管控中的适用性,提出新时期地理国情监测工作的优化建议。研究表明,地理国情监测数据与“两规”用地数据在分类指导思想、分类构成体系、数据技术标准等方面存在不同程度、不同类型的差异,导致其直接用于国土空间规划编制尚且较难;今后地理国情监测应明确其作为专题监测在自然资源调查监测体系中的作用和定位,进一步完善监测内容、优化分类体系、统一技术标准,促进其更好地应用于自然资源调查监管和国土空间开发管控。     

基于第三次国土调查成果的国土空间规划底图制作研究

第三次国土调查成果是国土空间规划最重要的现状底数和底图基础,本文在深入分析国土空间规划工作需求及第三次国土调查数据特征基础上,研究利用第三次国土调查成果制作国土空间规划底图的工作流程及关键技术,构建了底图数据内容体系,探索了第三次国土调查工作分类与国土空间规划用地分类的对应关系和衔接转换方法,以及底图数据处理、底图数据衔接、底图数据叠加使用等技术方法,可为国土空间规划底图编制工作提供参考。     

国土空间规划视角下的城镇开发边界划定和空间管控体系构建

新时期国土空间规划背景下,科学合理地划定城镇开发边界,建立健全的国土空间用途管制制度是有序引导国土空间各类开发保护行为的重要举措。本文以福州市为例,构建了一种全域多维度国土空间管控体系,将其管控约束条件嵌入未来土地利用格局模拟中。同时,顾及区域空间异质性和时空依赖性,设计了一种服务于城镇开发边界划定的集成地理分区策略、深度学习技术、FLUS模型功能模块的时空元胞自动机ST-CA（Spatio-Temporal Cellular Automata）模型。基于已有成果集成三区三线,开展“划管结合”思维下的空间管控应用研究。结果表明：① 顾及区域空间异质性和时空依赖性的ST-CA模型可以有效提高土地利用变化模拟精度（OA指标从95.95%提升至98.34%）,实现更为真实、准确的地理模拟过程;② 地理模拟过程中嵌入管控约束条件,可引导城镇、农业和生态3类空间合理布局且规模可控,基于模拟结果划定的城镇开发边界能有效避开规划保护用地;③ 未来模拟预测结果结合管控预警值可看出,福州市主城区及周边区县的城镇扩张形势比较严峻,未来亟需对福州市国土空间格局进行合理调控;④ 边界变化趋势特征表明划定结果与福州市的远景发展规划布局一致,符合区域发展诉求,国土空间格局呈现多轴化发展趋势。研究结果可为福州市国土空间开发保护行为提供科学谋划,为国土空间管控及优化提供实践参考依据。     

国土空间开发适宜性评价的理论、方法与技术应用

国土空间开发适宜性评价既是长期人地关系优化调控研究领域的重要研究内容,也是当前各层级国土空间规划编制的重要基础工作。该文运用文献调研、总结、对比分析等方法,围绕国土空间开发适宜性评价的概念内涵、演进历程、评价方法以及技术手段等方面进行综述,指出现有研究存在的不足与仍需深入研究的领域和方向。主要结论如下：① 当前国土空间开发适宜性评价已具有较为丰富的研究案例,但对国土空间开发的多目标协同评价关注不够,评价指标体系的精细化程度不足,多尺度综合研究存在短板;基础信息数据尚难满足全域、全要素、全时相的评价要求;地球信息技术支撑“智慧评价”的能力不足;② 未来应进一步加强国土空间开发适宜性评价基础理论研究,深化对评价内涵的理论认知,构建指标独立、系统高效的评价体系;丰富多尺度适宜性评价案例,重视区域发展定位,关注区域发展的特殊需求和产业优势,提升评价指标体系的精细化水平;紧跟“智慧社会”建设步伐,加强地球信息技术与物联网、大数据、云计算等新兴技术的融合应用,促进国土空间多源大数据的制定与适宜性评价体系的有效衔接,为实现“智慧评价”提供有力的技术支撑。     

基于POI数据的国土空间规划现状基数细化方法研究——以广汉为例

为贯彻落实国土空间规划“一张图”建设工作,我国部分地区根据国土空间规划编制和管理陆续开展基数转换方案研究。然而,现状基数转换细化工作目前尚缺乏准确、高效的细化方法,未形成一套完整的转换调查体系。针对该问题,本文提出一种基于兴趣点数据的国土空间规划现状基数转换细化调查方法。本方法梳理了“三调”工作分类与“用地用海分类”衔接规则,借助自主研发的内业处理系统与外业移动调绘平台,结合兴趣点、地籍图等多源数据进行基数转换细化分类。为检验方法的有效性,以广汉为例进行了分析。结果表明,本方法提高了基数转换的工作效率,基数转换地类细化结果完成率达到99%以上。这为国土空间规划现状“一张图”提供了有力技术支撑,具有重要的应用和推广价值。     

三江源地区“三区空间”时空演化及驱动机制分析（1992―2020年）

三江源地区是国家重要生态安全屏障和生态文明先行示范区。科学认知三江源地区生态空间、农业空间、城镇空间的空间格局演变特征及驱动机制,对于促进国土空间格局优化具有重要意义。首先从单一土地利用类型入手,分析1992―2020年的变化特征;然后结合土地分类和量化评价辨识出农牧空间,进而界定出“三区空间”并对其演变特征进行分析;最后,利用地理探测器分析变化背后的驱动机制。结果表明：① 三江源地区城镇空间增幅达774.56%;生态空间和农业空间以2005年和2015年为转折点,分别呈“U”字型和倒“U”字型变化趋势;② 研究区仅发生了4种交叉转换：生态空间转农业空间规模为1154.1 km²,多发生在气候变化主导区,转化量大但速度在逐步放缓;农业空间转生态空间规模为1140.8 km²,多分布在气候与人类活动共同作用区,转化速度呈明显变快趋势;农业空间和生态空间转为城镇空间的总量分别为41.0 km²和12.3 km²,多分布在县（市）驻地镇附近,转化速度在三个阶段表现为“缓慢增长―变快―减缓”的态势;③ 地理基础条件是“三区空间”格局演化的基本动力和前提,制约着交叉转换的位置和方向;社会经济因素是演化的关键驱动力,对交叉转换规模和速度均具有显著影响;生态保护政策在2005年之后驱动作用显著,尤其在“生态―农业”空间的相互置换过程中发挥着稳定作用。本研究可为牧业地区主体功能降尺度传导和国土空间用途管制提供新思路,可应用于三江源地区生态环境保护决策和各级国土空间规划编制工作。     

国土空间规划用地分类完善及规划基数转换研究——以山东省诸城市为例

为满足国土空间规划差异化与精细化管理的需求,在综合研究分析现有国土空间规划用地分类基础上,对其进行了完善调整;结合实践,提出国土空间规划基数转换的原则、步骤与方法,并以完善后的用地分类为基础,以山东省诸城市为例进行了验证,同时对具体实践中存在的问题提出合理建议。     

国土空间规划中林业与国土林地差异消除探析——以城步县五团镇为例

随着建立空间规划体系工作推进,自然资源部印发了《省级国土空间规划编制指南(试行)》,明确规定以第三次国土调查成果数据为规划基础。在各种调查地类数据中,林业调查数据与土地资源调查数据冲突的问题为困扰规划编制人员的重要问题之一。本文结合两类不同来源数据的特点,提出了地类差异消除原则、处理思路、技术方法,并以城步县五团镇为例进行了数据差异处理,对空间规划编制中不同来源的林地数据差异处理进行了有益探索,并为正在开展的第三次国土调查工作对该问题的解决提出了可借鉴的思路。     

“一联三生”体系下粤港澳大湾区智慧城市群的构建

自1978年以来,我国城镇化经历了外延粗放扩张式的快速发展模式,不具有可持续性。城市群作为推进后城镇化发展阶段的主体形态,其智慧化建设成为重要的研究内容。但智慧城市群建设如果缺乏理论指导,会陷入一定的盲目性。因此,本文力图通过对城市的“智慧”和城市群的空间概念体系的本质认知,构建“互联互通、生产、生活、生态”（简称为“一联三生”）体系下的智慧城市群理论框架。结果表明：① 智慧城市与智慧城市群的建设需要“命运共同体”的灵魂引领。在对心理学领域“智慧”充分认知的基础上,提出“以人为本的自主调节”的智慧城市灵魂。自主调节包括实时的智慧感知、智慧评估和智慧优化;② “一联三生”构成城市群空间概念体系,包含“一联”和“三生”等4个主题内容;③ 实现“一联三生”的智慧感知、智慧评估和智慧优化是智慧城市群构建的核心内容。结合粤港澳大湾区实际,提出了粤港澳大湾区智慧城市群的建设目标与内容,并探讨了地理空间信息在粤港澳大湾区智慧城市群建设中的支撑作用,为我国智慧城市群的框架构建提供理论参考。     

从静态蓝图到自适应体系——北京市国土空间规划智慧化探索与实践

正《中共中央国务院关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》明确了实施大数据战略和利用新技术建立统一的国土空间基础信息平台的相关要求。那么,如何将智慧规划的理念方法融入国土空间规划实践?北京市逐步形成从规划编制实施到预警监测、从体检评估再到反馈修正的闭环运行体系,并以空间地理信息集成技术为核心,逐步将大数据、物联网、     

区域规划信息空间整合的指标体系研究

国民经济发展中长期规划、区域城镇体系规划和土地利用总体规划是目前我国各级政府编制的基础性空间规划。目前3个规划之间相互脱节、相互抵触的情况十分普遍,影响这些规划的权威性和有效实施。本文通过对不同层次区域规划信息的分析,研究提出支持3个主要空间规划整合的核心指标体系,并提出这些指标对应的空间要素类型及其空间配准方法,对区域社会经济统计、遥感解译、规划分析和基础地理数据库的区域规划指标进行结构化设计。为统一构建支持多目标区域规划整合的空间信息平台提供可操作的数据模型。该成果已经在重庆等区域规划地理空间信息平台建设及一些重要规划研究、制定中得到应用,并为今后强化区域空间规划之间的整合,促进地区规划体制改革提供可借鉴的信息逻辑模型。     

一种融合文本中地理位置和土地利用/覆被信息的野生动物活动细粒度定位方法

文本蕴含大量地理位置描述信息,有效融合地理关联信息以实现文本的精细定位是地理信息服务的难点。本文提出一种融合土地利用/覆被信息的描述地理位置的细粒度定位方法：在文本描述地理关联信息（地理位置实体、土地利用/覆被实体与空间关系）抽取、土地利用/覆被精细分类与地理位置粗粒度匹配定位的基础上,使用自然语言空间关系近似转换模型,确定地理位置的细粒度定位范围;基于土地利用/覆被实体及其周边精细分类信息,在该范围内检索匹配,确定地理位置的细粒度定位坐标。本文以野生亚洲象活动/肇事监测文本为例开展实验,并用匹配率与位置精度评价定位质量,结果表明：本文方法显著提升了地理位置的细粒度定位质量,实验精确匹配率（81.51%）、位置误差距离的均值（65.97 m）及其≤50 m的比例（70.50%）均优于国内主流在线地理编码与地名检索服务结合空间关系或其单独使用结果。该方法有助于完善地理位置定位方法体系、提升地理信息空间化质量,并可服务于野生动物活动/肇事监测预警等精细定位任务。     

基于POI数据的城市建筑功能分类方法研究

对建筑物进行建模与分析是智慧城市建设的重要任务之一。将城市中数量庞大的建筑物按功能分类,辅助认知城市内部空间结构,对政府部门开展人口估计,土地管理,城市规划等工作具有重要意义。本文以蕴含丰富语义信息的兴趣点（POI, Point of Interest ）作为主要信息源,针对POI分布稀疏导致大量建筑物无法识别出功能的问题,改进了传统的城市功能区定量识别方法。该方法为建筑物内部及周边一定区域范围内的POI赋予反距离权重,通过计算不同类型POI的加权频数密度比例来识别建筑物功能类型。文中以北京市西四环中路附近5000多栋建筑物为例进行实验验证,实现了将目标区域内的建筑物按功能类型划分为居住、商业、公服和3种混合类型,识别率达93.04%,与人工判别的结果对比得出总体分类精度达91.18%。该方法采用易于获取的互联网POI数据,可以实现大范围建筑物功能类型的快速自动化识别,丰富了城市建筑模型语义属性,扩展了POI数据的应用范围。     

城市快速扩张驱动下的耕地演化模拟与预测——以广东省东莞市为例

在快速城市化进程中,有效地保护耕地数量和质量是一个重要的科学命题。本文以广东省东莞市为例,通过构建Logistic-CA城市扩张模型,试图探明城市快速扩张主导下的耕地演化特征和机制,对耕地演化进行模拟与预测,为城市的可持续发展规划和耕地保护提供科学的参考依据。首先,分析了1998-2013年东莞市各用地类型间的转换关系,对城市扩张与耕地演化的机制进行了探究;其次,综合考虑地理、经济与政策因子,通过对地理因子模拟和地理与经济结合模拟2种结果的比较分析,选取最优因子组合定义了CA转换规则,构建Logistic-CA模型;最后,基于该模型,依据2006-2020年东莞市土地利用总体规划图,对耕地演化进行预测,并进行数量、质量和空间形态上的分析。模拟结果表明,在耕地演化机制上,东莞市在2003-2008年和2008-2013年2个时段中新增城市用地分别有71.96%和80.86%直接或间接来源于耕地,且相应时段内的耕地补给量远小于耕地流失量;在空间形态上,呈现大块耕地边缘破碎化,细碎耕地逐步消亡的空间演化模式。模型的预测结果表明,至2020年耕地将会减少8205.4 hm²,且优等耕地和高等耕地的减少比重分别达到5.16%和5.27%。     

基于手机数据的北京市城市与近郊交互模式挖掘

在城镇化进程中,城市与近郊之间通过职住、货运、游憩等活动产生越来越紧密的交互联系,对于这些交互联系的准确识别和定量刻画,是理解城乡空间关系的重要手段,也能为城市的资源有效配置与合理规划提供重要的现状信息。本文通过对全北京在一日之内的手机信令数据所反映的人群移动轨迹的深入分析,融合城市的POI信息形成顾及人类活动时空信息的空间交互类型推断。以北京市为例,对城市中心与近郊之间远距离的强交互进行定性、定量和定位的探索。本文发现了北京市多尺度下空间交互模式和距离衰减规律,判断了城乡异常交互类型,对比了城乡之间和城市内部的交互模式的异同,以及基于交互类型视角提取了城乡异常交互的空间特征。研究认为,基于手机信令数据,利用停留点提取和高斯核密度估计的空间交互类型推断有效地发现了北京市周末的远距离出行类型特点,提取了其空间交互强度和空间特征,揭示了基于人类活动的北京市周末城乡交互模式。     

地理大数据支持下的城市功能区识别研究

准确识别城市功能区有助于精细化城市管理、合理化资源配置。传统的城市功能区识别方法在很大程度上依赖实地调研及统计年鉴数据,不可避免地存在较大的主观性,且受限于数据获取的繁琐性,导致识别过程耗时耗力且效率低下。地理大数据的广泛应用为城市研究提供了一种新的方法和途径,已被用于辅助城市规划建设与管理相关工作。为推广和普及地理大数据在城市功能区识别中的应用,以特大城市为研究对象,基于OSM(OpenStreetMap)路网与互联网位置信息等地理大数据,准确识别了研究区内多种类型的主要功能区,并将识别结果与城市实景予以比较和验证。实验结果表明,基于地理大数据结合区域活跃度指标的空间与时间尺度分析,可以较为准确地识别出符合特大城市规划现状的主要功能区,证明了地理大数据支持下的城市功能区识别的有效性,有助于为城市规划和建设管理等相关工作的高效开展提供参考。     

GlobeLand 30和自发地理信息的对比分析研究

地表覆盖数据是关于土地利用信息的重要来源,在地理国情监测、生态环境保护等方面发挥着重要的作用,目前遥感影像解译、实地测量是该数据生产的主要手段,但是仍然存在一定的局限性。随着Web2.0、互联网技术以及各种GPS设备的快速发展传播,普通大众也可以参与公众制图,志愿者用户的参与能够有效判定地表类型的空间分布和属性特征,提高地表覆盖制图的分类精度。本文以自发地理信息中最成功的项目OpenStreetMap为例,与中国新研制的全球最高30m分辨率地表覆盖数据产品GlobeLand 30进行对比分析,首先对数据进行相应的预处理和拓扑检查,然后建立两种数据的要素对应关系,最后生成误差矩阵并分析两种数据的一致性。实验结果表明：① OpenStreetMap数据缺失的部分主要是耕地类型,其草地和水体要素比GlobeLand 30更加丰富;② 2种数据的一致性较好为75%左右,其中林地和人造地表的精度较高,耕地和水体次之,草地较差;③ 重点对不一致区域的地表类型进行判断验证,能够发现GlobeLand 30数据中的错误分类,为进一步修改和优化提供依据。本文研究表明,自发地理信息中包含丰富的地表覆盖信息,能够给地表覆盖制图及评价验证带来巨大的发展潜力。