广东国地规划科技有限公司高级项目经理邓志浩。 良,广东国家规划技术有限公司大数据中心总监、高级规划师。广东国家规划技术有限公司副总裁张宏辉、广东智能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规划提出以来,土地空间规划产业朝着以人为本、建设美丽中国的目标进行改革,不断引进人工智能、大数据和城市信息模型(CIM)、以遥感为代表的新一代信息技术手段加强了土地空间规划和管理。2019年5月,中共中央、国务院发布了《关于建立土地空间规划体系和监督实施的意见》,提出了互联网、大数据等新一代信息技术的综合应用,推进全区域土地空间要素的数字化和信息化,构建土地空间的数字化生态,逐步形成数据精度、业务协调、监督全过程、实时预警、科学决策、服务一体化的智能土地空间规划。凭借十多年在自然资源领域的实践经验,国土科技在省级开展了利用新技术支持土地空间规划指标模型研发一体化的实践工作,为监督信息系统试点项目的实施提供了主要的技术支持,最终全面提升国土空间治理体系和治理能力现代化水平。最终全面提升国土空间治理体系和治理能力现代化水平。

智能国土空间规划理念的技术框架

智能土地空间规划理念利用深度学习技术研发土地空间规划三区三线划分应用;利用大数据技术支持建设土地空间规划指标模型体系,协助规划编制、审查和实施监督RS遥感技术、GPS和GIS对国土空间规划的分析、评价和实施监督进行定量分析BIM 3DGIS IOT以城市信息模型为核心的技术(CIM),二、三维联动分析结果和城市风格展示,支持土地空间规划生命周期管理,从传统规划到感知、学习、治理、自适应智能生态规划,最终形成空间资源账户、空间规划、管理协调表、空间控制网络、空间管理平台。

1.协助编制土地空间规划,实现规划设计依据

(1)大数据辅助现状评估

支持编制土地空间规划。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

开展资源环境承载能力和土地空间开发适应性评价(以下简称双重评价)需要大量丰富的自然资源底板数据,国土科技提出传统数据 新数据双评价理念,在充分获取区域资源、生态、环境、灾害等传统数据的基础上,结合新互联网大数据进行资源环境承载力评价和土地空间开发适宜性评价,根据实际需要建立各资源环境要素单评价、综合评价模型,考虑到未来双评价模型的不断改进和改进,通过定义模型参数属性、格式和计算方法,提供可视化模型构建工具,预览模型分析结果,为双评价提供定制模型构建工具,为智能分析自然资源和生态环境提供方便可行的手段。

大数据辅助双评

(3)人工智能辅助三区三线划分

以深度学习为核心的城市发展边界划定应用,可有效协助规划者科学划定三条控制线:生态、农业、城市功能空间、生态保护红线、永久基本农田和城市发展边界。国土科技构建了基于双评价的三区三线划分系统,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,模拟和预测了自然、社会和经济驱动下未来城市土地利用的变化,整合未来城市空间布局,生成未来城市发展边界模拟划定成果。该方法已应用于中山等城市。

划定城市发展边界

(4)生成人工智能支持方案

国家和地方科技采用人工智能方法,结合规划区双重评价、社会经济发展因素、城市发展限制因素等,实现城市发展轴选择模拟、居民区选择模拟、工业区选择模拟和商业区选择模拟规划设计方案自动生成模拟,通过全景图模块展示城市规划方案的三维效果,提供直观、生动、全面的辅助决策支持信息服务,提高规划建设管理水平和科学性。

规划设计方案自动生成

(5)城市信息模型辅助专项规划设计

土地空间规划需要规划和设计城市的所有特殊要素。传统的规划方案严重依赖于统计数据和规划师的经验,导致总体规划和设计方案无法传递到控制性的详细规划和特殊规划。针对这一问题,国土科技利用集成大数据的城市信息模型平台有效组织城市地理实体信息,对城市公共服务设施规划、市政设施规划、人口规划、公园绿地规划等特殊内容进行有效协调、准确分析、实时预警预测和动态高模拟可视化管理。例如,在规划公园绿地系统时,公园绿地系统需要结合城市风廊分析进行规划(CIM)开展城市风廊模拟分析,准确定量分析规划区城市微气候的影响,为下一步公园绿地系统规划提供数据支持。

城市风环境分析2.协助国土空间规划审查,促进精准控制传导

新时期土地空间规划成果审查遵循批准的原则,强调促进规划控制实施的控制审查,重点审查目标定位、底线约束、控制指标、相邻关系等,并对规划程序和审批成果进行合规审查。基于城市信息模型的土地空间规划审查程序(CIM),构建三维辅助决策应用,帮助国土空间规划审查,提供规划成果质量检查、规划成果审查、规划审查成果管理等功能。做到直观可视、有“数”可依。

(1)传导规则助力指标管控

基于土地空间规划图,根据各种土地空间规划审查要求建立规划审查规则数据库,土地空间规划审查指标符合性、标准化、完整性审查,支持问题定位和审查结果传递,自动生成审查报告,为结果审查提供参考依据。在规则数据库的基础上,加强各项规划指标传输的一致性和合理性,促进总体规划传输的实施,实现土地空间利用开发和保护的精细管理。

控制性详细规划指标的传导

(2)数字孪生促进规划传导

依托城市信息模型,引入同一区域的总体规划、控制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、三维集成显示界面,通过土地空间规划规则数据库,直观、三维的约束指标和控制边界,确保土地空间规划的控制和准确实施。

国土空间规划传导逻辑图

(3)三维城市模拟辅助方案审查

将城市设计方案引入城市信息模型平台,利用城市三维模型对城市设计方案进行技术审查,直观生动地进行天际线分析、色彩分析、阳光分析、视觉分析等,为方案审查提供定性和定量的准确数据支持,提高方案审查的科学性。

3.协助实施和监督国土空间规划,确保城市的精明增长

传统的土地空间规划重编轻管、分离导致土地空间规划实施,为了解决土地空间规划改革中的问题,重点利用新技术进行土地空间规划监督、土地空间规划动态监测、及时预警和定期评价,确保土地空间规划的科学性和规划实施的权威。

(1)协助规划的实施和管理,连接规划的编制和实施监督

国土空间规划图实施和监督信息系统,根据业务需施功能模块,提供辅助项目选址、方案评估、空间准入、合规检查、综合分类账等功能,协助当地土地空间规划的实施和管理。

辅助选址

(2)物联网辅助城市感知,动态监测

监测、评价和预警是促进土地空间规划实施和建设土地空间规划闭环运行系统的重要技术保障和关键反馈环节。动态监测和利用新技术开展土地空间规划相关土地空间的保护、开发和利用。国家和地方技术利用传感器等物联网技术实时收集各种数据,结合大数据处理和挖掘技术,通过数据预处理、模型培训、模型预测和绘图四个步骤进行城市精细感知,包括自然资源信息智能监测、土地类型识别、道路识别、建筑识别、水识别、植被识别、交通监测等,实现规划实施过程中违反开发保护的控制。

高精度提取建筑

(3)新大数据智能分析有助于定期评估

根据土地空间开发利用现状评价指标,定期评价相关数据,定期或不定期评价重点城市或地区土地空间开发利用现状,为土地空间规划编制、动态调整改进、底线控制和政策供应提供依据。国家和地方技术综合利用手机信使大数据,POI建立城市人口模型、交通分析模型、产业分析模型、城市功能模型等数据等时空大数据,定期开展国土空间开发利用现状评估,对土地空间规划实施情况进行更科学、准确、全面的分析和反馈,形成综合评价报告。

分析公共服务设施服务范围

(4)城市模拟现实,帮助城市体检

坚持以问题为导向的思维,深入调查研究城市的真实问题和不足,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中存在的问题和不足,包括生态宜居、交通便利、生活舒适、城市特色、多样化包容性、安全韧性、城市活力、社会满意度等。国家和地方技术利用大数据构建城市体检指标模型体系,定量分析评价相应指标,促进城市各类资源要素的优化配置。

城市人口密度和规模分析

(5)人工智能辅助城市运行,帮助及时预警

提升城市管理精准决策能力。提升城市管理精准决策能力。

4.国家和地方科技典型项目案例

基于上述新技术在国土空间规划领域的推广应用,国土科技在广东、广西、河南、湖南、山东、海南等省、市、县积累了国土空间规划实施监督信息系统的一张图(CIM)、城市体征监测信息平台、三维城市设计辅助决策系统、土地空间基础信息平台、项目规划生成信息平台等系统/平台的项目实践建设经验。

(1) 编制辅助规划

湖南设计大数据平台(左图),广西国土空间规划大数据采集与模型建设(右图)

(2) 辅助规划审查

荆州三维城市设计辅助决策系统

(3) 实施辅助规划

海南省工程建设项目规划生成信息平台

(4) 监督辅助规划的实施

临沂国土空间规划一图贺州国土空间规划一图实施监督信息系统汕尾国土空间基础信息平台廉江三维实景建模规划信息平台

结语

目前,土地空间规划正处于改革的过渡时期,土地空间规划面临着新技术授权机遇和新体系不完善的危机,新技术在土地空间规划管理中的应用仍处于早期阶段,土地技术将积极参与智能土地空间规划体系建设,充分发挥业务理解的优势,开发更科学可靠的算法模型,协助土地空间规划编制、审查、实施和监督,实现高效、高质量的准确决策。

部门简介:大数据中心是国家科技信息产品和智慧城市建设技术支持部门,负责信息产品功能研发、前沿技术和科技研究,可提供自然资源和城乡空间规划建设管理信息集成解决方案,致力于推广大数据、人工智能、城市信息模型等新信息技术从智慧规划到智慧城市的实际应用。提供一流的行业信息和智能城市建设全过程服务,具有专业和创新。

编辑:林冬娜、邓小云

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