国土空间规划中的GIS应用——通识篇

在前面为大家分享的公开课中,我们简单讨论了GIS在国土空间规划中的应用,课程录播已加入空间规划师GIS元技能课程。由于内容较多,直播没有详细展开。接下来我们为大家详细介绍相关知识,今天为大家分享【通识篇】,即对于初入国土空间规划的GIS领域的初学者,需要了解的知识点。欢迎大家加入我们的社群进行讨论,加群方法见文末。文末福利,欢迎关注~

一、城乡规划向国土空间规划的转变

规划行业经过多年的转变,从原来的城市规划到城乡规划,一直到现在我们称之为国土空间规划。国土空间规划体系的指导性文件,来自《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》。一起重新复习下相关内容:

建立全国统一、责权清晰、科学高效的国土空间规划体系,完善新时代国土空间开发保护制度,优化国土空间开发保护格局,科学布局生产空间、生活空间、生态空间,是加快形成绿色生产方式和生活方式、推进生态文明建设、建设美丽中国的关键举措,是坚持以人民为中心、实现高质量发展和高品质生活、建设美好家园的重要手段,是保障国家战略有效实施、促进国家治理体系和治理能力现代化、实现两个一百年奋斗目标和中华民族伟大复兴梦的必然要求。

国土空间规划,为我们提出了很多新的要求,具体包括:指导思想全面调整、编制审批体系调整、技术标准体系调整、法规政策体系调整、实施监管体系调整。在此基础上,出现了六个方面的转变,分别是:平台基础的转变、关注重点的转变、发展模式的转变、管控手段的转变、编制成果的转变、工作组织的转变[1 国土空间规划技术应对的六大转变]。在这里面,从技术层面,我们可以关注两条:平台基础、编制成果。

在平台基础上面,关注四个方面:第一,规划全过程全面转入GIS基础平台;第二,以三调作为底数底图,统一自然资源调查现状和规划分类技术标准;第三,对现行土地利用总体规划和城市总体规划实施情况进行评估,并加强风险评估工作;第四,以双评价作为规划前提。[1 国土空间规划技术应对的六大转变]

在编制成果上,注重建立全国统一的国土空间基础信息平台,以及全面开展国土空间规划监测评估预警管理系统建设。这些都需要强大的GIS功能作为支撑。

(1)国土空间规划体系在建立伊始,就已经严格对接了真实世界的面貌,换句话说,统一数据标准,统一工作底板,以三调作为最基础的数据,摸清整个国土空间的现状,这是规划的起点,这个起点的建立,依赖大量的GIS工具和技术,而他的成果,也是GIS的成果格式,成果的载体,从城乡规划的图纸,变成了空间规划的数据库。

(2)在空间规划编制过程中,对于国土空间的各类研究,包括规划实施评估、双评价、生态红线划定与永久农田保护、城镇开发边界划定等内容,每一条线、每一个面域、每一个指标都与现实空间严格对应,并且需要一套科学有效的方法体系进行推演,而在这其中能够胜任这个工作的,是大量的数据分析工作,而这只能依赖于GIS技术工具实现。

(3)对于信息化平台的建设,需要应用逻辑的搭建、数据库建设与融合、前端与后端设计开发、算法模型等内容,在其中,除了传统的IT工作之外,需要熟悉GIS与空间规划逻辑的产品经理,团队协作,策划、开发、建设、运维整个监测、评估系统。自此后数据就是鲜活的,平台是持续运转的,规划成果具有了工具产品特征。

目前,单就国土空间规划的编制而言,已从传统规划的CAD时代,全面过渡到GIS工具时代,而且这种过渡是不可逆的,同时又是不断升级的。

二、从CAD逻辑到GIS逻辑的转变

规划设计领域以往最常用的工具就是AutoCAD软件,而CAD的意思是:计算机辅助设计,Computer Aided Design。从字面意思上可以看出,这个定义强调的是设计 Design,而设计这个词汇给我们的感觉就是思考、创造、绘制、图像、未来,是一种对现实世界或者未来世界的描绘。

这种描绘只是简单抽象,结果就是,第一,属性比较单一,除了长度、高度、色彩等几何属性,无法展示更多属性,第二,抽象导致和真实世界并不能够完全一致,例如拓扑关系无法表达,线、面属性经常混杂,经常需要填充图案才能生成面域边线。不过,他的文件倒是比较单一:dwg,只有一个文件,带走十分方便。

进入国土空间规划GIS逻辑之后,最大的变化,是我们要在三调的基础上,理清用地属性与权属,各类空间管控必须与真实世界相一致。换句话说,如果CAD是在作画,那么GIS就是在做一个真实世界的信息映射,也就是所谓的数字孪生,这不是一个简单的工作,所以GIS的全称是:Geographic Information System。

使用GIS工具是一个系统性的工作,包含了各类数据的采集、储存、管理、运算、分析、显示、描述。总结来说,CAD是设计逻辑,面向未来的构思,绘制一张画布;而GIS是系统逻辑,反映现实,面向数字孪生。

GIS是地理信息系统,数据文件相对复杂,以ArcGIS为例,我们经常用的是shp文件,很多软件都兼容这个文件格式。一个普通的shp文件,一定伴随几个和他同文件名,但是不同后缀的文件,包括:shp、dbf、prj、sbx、shx、sbn等等。

科普一下,shp文件存储了点线面的几何属性,dbf存储了他们的数据属性,而prj文件,则存储了这个文件的坐标系统(坐标系统是学习gis的一个门槛,但是只要听一堂完整的介绍课,自己实践一下,基本就能跨过这个门槛了),其余文件的则是他的索引,这几个文件,shp、dbf、shx,丢失一个,就会无法读取数据。

另外,除了shp文件,我们提交更多的是数据库。数据库文件具有拓扑结构,可以检查数据是不是合乎我们的规范,数据库可以建立网络数据,用来做网络分析。

数据库在ArcGIS里面有两种常用的格式,mdb和gdb:mdb数据库比较简单,也是只有一个文件,传来传去不会丢文件;而gdb数据库虽然在ArcGIS里面显示是一个文件符号,但他其实在你的资源管理器里面,是一个文件夹,里面分布着一堆各种各样编号的文件,如果要分享gdb数据库,那就要整个文件夹复制走。

GIS数据库,含有大量的属性信息,这是CAD无法做到的。在《省级国土空间规划数据库标准》、《市县级国土空间总体规划数据库标准》、《国土空间规划数据汇交要求》等文件里面,都对数据库做出了明确的要求,而且提出了数据坐标、数据格式等要求,成果必须要入库才能提交,这成为以后的常态。

三、国土空间规划中的GIS应用领域

国土空间规划中,三调数据已经存在了GIS数据库里面,这决定了贯穿整个规划编制,都是GIS工具在发挥作用,如果从大的层面进行划分,国土空间规划中的GIS应用可以分为这几个部分:

1、基础数据库建设

基础数据库建设从三调数据库开始,我们将基础数据转换为国土空间规划用途分类,建立国土空间规划的一张图系统。在这个过程中,多规合一,也要求我们建立统一的数据库标准,对图斑进行比对,并分析冲突原因,设立调整原则进行合并。同时,以往大量使用CAD软件进行绘制的规划图,都要通过数据转换的方式,导入GIS系统并进行检验。

2、规划编制

规划编制中,非常重要的一个环节就是双评价环节:资源环境承载能力评价和国土空间开发适宜性评价。而双评价环节则是通过大量的空间分析,为每一个空间用地的格子进行打分,其中涉及到大量的数据,包含了生态、土地资源、水资源、气候、环境、灾害、区位,数据的多样性,使得只能通过栅格分析来进行,而栅格分析是GIS类软件的强项,由于存在《双评价技术指南》,对评价流程进行了详尽的指导,所以如果数据完备的情况下,这个工作比较好开展,他是重要的基础工作内容之一。

区位优势度评价,来自:【双评价学习笔记】城镇适宜性—区位优势度评价

另外,在进行规划编制之初,就要对以往的规划进行评估,国土空间规划实施评估是国土空间规划编制的重要基础性任务,主要目的是对现行各类空间规划的实施情况开展评估,摸清已有规划实施情况和现状存在的问题,为国土空间规划编制奠定基础。这里面面对大量的空间数据,GIS具有大量的分析应用的空间。以下是:《青岛市国土空间规划实施评估》工作涉及的数据和评估内容。

市县国土空间规划实施评估(试评估)的青岛探索

规划编制中其实贯穿着GIS的应用,这里只是为大家介绍两个必做的领域,更多内容随着国匠城空间规划师GIS元技能的课程进行,我们会为大家继续更新。

3、空间研究

这里笼统的将这个领域称之为空间研究。这个领域其实是从大数据分析延伸过来的一个内容,即利用已有的数据,进行空间分析,辅助决策。这里面的内容比较广泛,具体内容可以参见:

秦萧:国土空间规划大数据应用方法探讨

在国土空间规划的各个层面,都有相应的研究可以加入,为国土空间规划提供相应的依据。从区域联系分析,到城镇内部评价,再到城市存量更新,城市设计领域,以及街道品质的评价,在国土空间规划的各个层级,空间数据研究,都采用GIS作为分析工具。

秦萧:国土空间规划大数据应用方法探讨

数据增强设计框架下的智慧规划流程

来自:数据增强设计框架下的智慧规划研究展望

4、平台建设

平台建设领域,属于商业竞争激烈的领域,从国土空间基础信息平台,到一张图实施监督信息平台,到规划编制平台,甚至是双评价软件,商业企业掌握一定的技术储备与行业认知,而传统规划行业正缺乏平台建设的经验,在此背景下大量平台涌现,而GIS是其核心的功能。

无论是基于ArcGIS、超图、MapGIS等大型GIS软件平台,还是中小型商用GIS平台,这些领域融合了IT、GIS、空间规划等综合的知识,同时作为产品,走向了另外的服务形态,是行业的一个新现象,平台化,也是规划行业未来一个重要的改变。商业性的内容,在此不再一一介绍,如果大家有兴趣可以加入国匠城的空间规划群,我们稍后也会邀请业界企业进行相关的分享。

四、常用的GIS软件及其特征

为了方便大家查看相关软件,我们把软件集中到了网站:gis.caup.net,欢迎大家关注。

GIS.caup.net

1、ArcGIS系列软件

ArcGIS是一款强大、高性能的制图和分析平台。通过ArcGIS平台可以随时随地的发现、使用、制作和分享地图,让数据的潜能和价值通过高效的分析和可视化展示得以更好地发掘。

ArcGIS的产品包括ArcGIS Desktop、ArcGIS Pro和ArcGIS Online。其中:

(1)ArcGIS Desktop是为GIS专业人士提供的用于信息制作和使用的工具,利用ArcGIS Desktop可以实现任何从简单到复杂的GIS任务。

(2)ArcGIS Pro是面向GIS专业人士,为新一代Web GIS平台全新打造的一款具有高效、强大生产力的桌面应用程序。ArcGIS Pro除了良好的继承了传统桌面软件(ArcMap)的强大的数据管理、制图、空间分析等能力,还具有其独有的特色功能,例如二三维一体化、矢量切片制作及发布、任务工作流等。

(3)ArcGIS Online是Esri建设的公有云平台。它基于亚马逊的AWS和微软的Windows Azure搭建而成,为用户提供了一个基于云的、完整的协作式地理信息内容管理与分享的工作平台。

大家经常探讨ArcGIS的破解问题,其实ArcGIS一直以来都有试用版、教育版。而我们推荐他的个人版,不到1000元一年的价格,用上正版的ArcGIS PRO,同时还能附送一个ArcGIS10.6,是非常良心的价格。购买地址可以在GIS.caup.net查看。

2、Mapgis系列软件

MapGIS 是一款中国具有完全自主知识产权的地理信息系统。其中,MapGIS 10.3全空间智能GIS平台是一个融合了大数据、物联网、云计算、人工智能等先进技术的全空间智能GIS平台,将全空间的理念、大数据的洞察、人工智能的感知通过GIS的语言,形象化为能够轻松理解的表达方式,实现了超大规模地理数据的存储、管理、高效集成和分析挖掘,在地理空间信息领域为各行业及其应用提供更强的技术支撑。

3、超图系列软件:SuperMap GIS

SuperMap GIS是北京超图软件股份有限公司开发的,具有完全自主知识产权的大型地理信息系统软件平台。包括云GIS平台软件、组件GIS开发平台、移动GIS开发平台、桌面GIS平台、网络客户端GIS开发平台以及相关的空间数据生产、加工和管理工具。

4、FME

FME是一款独特的内置支持定位的数据集成平台,它将全部数据和应用程序连接在一起,可包含336种不同的格式,含有灵活高级数据转换工具、可定制自动化的工作流等等。

5、QGIS

QGIS是一款轻量级免费开源的gis软件,由于它的开放性,延伸出了大量的插件,比如常用的百度坐标与WGS坐标转换插件。同时由于它是轻量级的,操作起来也比较顺畅,免费的属性也便于我们把他用于商业用途。如果大家对QGIS感兴趣,可以在这里下载:QGIS.caup.net。

五、相关学习资源与学习方法

学习方法是符合学习认知曲线的,进入一个领域,最重要的是迈过一开始的一道道门槛,而这些门槛在GIS领域,其实就是具体的一些内容,例如:GIS的基础操作,GIS的坐标系转换,GIS的文件系统~,随着一个个门槛的迈过,你会发现学习越来越顺畅。当然,这里面有一个重要的核心,就是学以致用,一定要用起来,并且在社群中进行讨论,慢慢进入一个良性循环的状态。

对于学习资源来说,公开课是一种非常好的形式,大家可以关注国匠城接下来的公开课,里面会带大家逐渐入门。另外,软件企业都制作了自己的公开课,这些是很宝贵的资源,大家可以关注他们的公众号。为大家推荐如下:

LocaSpaceViewer

LSV作为免费下载影像图的软件,还捎带卖一些数据,有些数据在元技能课程中也可以申请,但是他的免费传统一直延续到公开课,公开课做的比较轻松,质量也不错,知识点也比较靠谱,有兴趣可以关注。

易智瑞中国

(对就是它,Esri公司中文译名)

ArcGIS官方公众号,里面的课程很硬,都是官方讲述,而且标价1元,非常值得学习,关注他们,获取最新信息。国匠城的空间规划师交流群:630161916

FME软件

FME官方号,详细的讲述每一个操作的技巧,加上FME的博客,大家可以通过自学,快速入门这个软件。国匠城FME的QQ交流群:660230733。

城市数据人

关于大家对于ArcGIS的疑问,会批量发布在城市数据人微信公众号,同时,这个公众号也会汇总全文GIS类的技巧,为大家制作索引,而里面的问题来自社群大家的提问。欢迎大家关注。例如:

如何在GIS软件中加入Mapbox的底图GIS中把线增密能干些啥Arcgis中如何把自己的样式存为符号库....

城市数据人建设《城市数据师手册》网站网站简介介绍了大数据领域所有常用的网站,网址是 dashuju123.com,欢迎大家访问使用。

本文会根据社群内反馈,持续更新,欢迎大家在社群内进行补充,文中提到的相关资料与论文,可在群中下载~

交流群:630161916(空间规划师手册)

六、最后,福利环节,新书赠送~

感谢大家阅读到这里,我们知道,城市科学在面临新的挑战,近期,迈克尔·巴蒂出版了《新城市科学》一书,在此,我们将此书作为本文抽奖活动礼物,赠送给大家。

在《新城市科学》一书中,迈克尔·巴蒂提出,我们绝不能将城市简单地理解为空间中的场所,而应当理解为网络(network)和流(flow)组成的系统。网络指组成城市系统各要素之间的联系,流代表着区位之间联系的强度。巴蒂认为,要理解空间,我们必须理解流,要理解流,我们必须理解网络。巴蒂还借鉴复杂性科学、社会物理学、城市地理学的相关研究,提出了解释城市运行的深层结构的理论与方法。

为祝贺《新城市科学》出版,国匠城发起留言赠书活动。11月25日—28日 12:00,在文末留言你对国土空间规划或者对于GIS的观点与想法留言点赞数前三名的小伙伴我们将各送出一本价值98元的《新城市科学》。同时,留言点赞前十的小伙伴可以同时获得空间规划师元技能系列课程500元优惠券统计截止时间为11月28日12:00,欢迎大家转发和参与~


注:添加微信wwwcaup,注明GIS,可以加入空间规划师元技能微信讨论群,相关内容,可在讨论群咨询。

------本页内容已结束,喜欢请分享------

感谢您的来访,获取更多精彩文章请收藏本站。

© 版权声明
THE END
喜欢就支持一下吧
点赞9 分享
评论 抢沙发
头像
欢迎您留下宝贵的见解!
提交
头像

昵称

取消
昵称表情代码图片