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国土空间规划中的GIS应用——数据篇

国土空间规划中的GIS应用——数据篇


在上期文章中,我们为大家简单介绍了国土空间规划中GIS应用的一些通识,详情在:国土空间规划中的GIS应用——通识篇,今天为大家介绍国土空间规划中关注的另一个重要部分:数据。这个系列的文章主要是梳理逻辑抛砖引玉,希望大家能够在社群中多多补充,共同完善。欢迎大家加入我们的社群进行讨论,开放数据可以在群内交流分享,加群方法见文末。文末新增福利,欢迎继续关注~

一、国土空间规划中需要哪些数据


国土空间规划的内涵从城市拓展到了整个国土空间,以往不为传统规划所重视的环境、灾害、土地、水、海洋、地质、矿产等数据再次成为分析的基础数据,整个规划理念上的转变,让我们所关注的维度更广。


同时,除了关注国土空间规划编制,规划也要求关注城市品质提升。因此,未来数据领域一方面会变得涉及面更广,更加多样化,数据需求量更大,另一方面也会要求数据更加精准、更加精细化,能够解决实际问题,更加关注问题导向。


这次我们按照上文的大框架,从基础数据、规划编制、空间研究、平台建设四个方面,为大家简单介绍国土空间规划中所涉及的数据内容。


二、基础数据篇


在以往的城市总体规划中,规划师会发动人海战术做基础调研,跑现状、跑部门。对总体规划来说,总有一个长长的调研清单,涉及各个行政部门。国土空间规划延续了这些数据的内容,同时有了新的延伸。


在多规合一的基底下,规划一张图,数据的收集较以前有了统一的要求,数据的整理工作有了统一的标准。对于基础类数据,有以下几类,这些构成了国土空间规划的一个数据基础:


1、部门数据


这一部分数据主要包括了统计数据和一些传统的空间数据。统计数据来自各类调查和统计行为,包括了官方所发布的年鉴以及各类统计报表,以及不同的机构所产出的调研、汇总数据。比如我们经常关注的人口、产业、经济、建成区面积等统计内容。另外还有政府各个部门的年度指标计划,五年规划等指标要求。


有一本规范,不知大家是否熟悉,叫做《城市规划基础资料搜集规范 GB/T50831-2012》,目前来说,在传统数据搜集中仍具有参考价值。传统的空间数据大家比较熟悉,包括了用地的现状图,以及各个部门空间化的图纸,以往很多都是非电子化的,需要进行人工识别转化为矢量图,目前这类工作还在进行。


需要关注的是,两个重要的官方数据:人口普查数据和经济普查数据,目前正要进行新一轮的人口普查,未来将是重要的规划依据,见:国务院印发《关于开展第七次全国人口普查的通知》


2、遥感影像数据


遥感影像(简称:RS,英文:Remote Sensing Image)是指记录各种地物电磁波大小的胶片或照片,主要分为航空像片和卫星像片。遥感影像是重要的数据源,技术比较成熟,目前我们可以通过遥感影像的不同特征进行特征提取与监督分类,比较方便的观测自然资源、生态环境的变化,统计不同的图斑要素,识别不同的实体内容。


遥感影像拍摄成本比较高,不通过卫星拍摄很难做到连续和全方位的观测,但是随着大家对这个数据需求的日益增加,遥感影像反而变的开放。例如我们能够在谷歌地球等地图软件获取不同历史时期的谷歌影像数据,精度也非常高。同时,对于一些特殊的影像,例如珞珈一号卫星的夜间灯光影像数据,也是全免费(访问dashuju123.com查看下载链接)。


国土空间规划中的GIS应用——数据篇


同时,卫星遥感观测的30米DEM数据也已开放下载。这些数据非常宝贵,同时又很容易获取,目前各个下载器都提供了CGCS2000坐标系,很容易与其他数据进行对接,成为国土空间规划必须掌握的数据之一。


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上海市五角场地区卫星影像

通过LocalSpace(LSV)软件免费下载

软件下载地址:gis.caup.net


这种卫星影像数据,既可以辅助对用地类型、边界进行识别,又可以观测不同时期的建设情况,还可以作为基础底图,与其他数据源相互校对。


3、地形图数据


地形图是将地面上一系列地物和地貌通过综合取舍,按比例缩小后用规定的符号描绘在图纸上的正射投影图。(《测量学》第五版)。一般地形图都是长这个样子:


国土空间规划中的GIS应用——数据篇

地形图示意


地形图读起来比较简单,图例大概是这个样子:


国土空间规划中的GIS应用——数据篇

地形图图例示意

(guihuayun.com 规划云搜索 地形图图例)


国家地形图制图是有规范的,规范参考标准为GBT20257.1-2007《1:500 1:1000 1:2000 地形图图式》。


在GIS体系中,我们绘制的CAD都属于投影坐标,比如以“毫米、米”等为单位。GIS的很多数据是地理坐标,以经纬度为单位,二者须进行坐标转换。


我们有时候需要将CAD地形图转换为GIS数据文件,步骤上首先需要咨询地形图提供方,是西安80坐标系还是北京54坐标系,或者是地方坐标系,询问后索取转换参数,在ArcGIS里面进行相应的转换。如果实在没有坐标信息,猜测坐标,然后导入GIS中进行比对,如果还对不上,就需要找一个确定坐标的准确的图,进行几何校正,结果不太精确,当然,不建议这么做。


4、“三调”数据


国土空间规划是一个完整的体系,这个体系里面最基础的数据底板,就是“三调”数据。“三调”全称为“第三次全国国土调查”(原名“第三次全国土地调查”),是我国将山、水、林、田、湖、草、海等自然资源,首次全要素统一进行调查。三调数据是基于CGCS2000坐标系,在这个基础上进行作图,可以保证后续坐标的精确。


《第三次全国国土调查实施方案》中提出,三调的主要目标是在第二次全国土地调查成果基础上,全面细化和完善全国土地利用基础数据,掌握翔实准确的全国国土利用现状和自然资源变化情况,进一步完善国土调查、监测和统计制度,实现成果信息化管理与共享,满足生态文明建设、空间规划编制、供给侧结构性改革、宏观调控、自然资源管理体制改革和统一确权登记、国土空间用途管制、国土空间生态修复、空间治理能力现代化和国土空间规划体系建设等各项工作的需要。


三调的具体任务包括:土地利用现状调查、土地权属调查、专项用地调查与评价、同步推进相关自然资源专业调查、各级国土调查数据库建设、成果汇总。


“三调”的数据格式一般有gdb、mdb、shp、vct四种,一般可以用ArcGIS打开,其中vct是txt明文编码的数据,用ArcGIS打开时需要用软件开发的插件,vct格式的数据也可以用超图软件和txt文件直接打开。


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三调数据成果示意


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部分“三调”工作分类图式、图例、色标


“三调”相关知识关注《第三次全国国土调查技术规程(报批稿)》即可,《规程》全文可至规划云网站 guihuayun.com 搜索关键词 “三调文件” 即可。


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搜索结果示意,可以直接下载


三、规划编制


在编制中,其实涉及到非常多的数据内容,和其他几个分类里面的数据多有交叉,之所以单独把他拿出来讲,是因为这里面有个特殊的环节,双评价,这是编制中的一个必备环节。


双评价里面需要的数据是非常庞杂的,由于最终的双评价技术指南还没有发布,因此我们根据已有的资料,数据类型为七类,当然,这里只是为大家整理目录,大家看看,真正用到的时候,可以在社群里面咨询:


(1)基础地理类


省/市/县行政区划;省/市/县海域勘界数据(滨海地区);地理国情监测数据(包括地表覆盖数据和地理国情要素)优于或等于 1:1万;数字高程模型(DEM)优于或等于 1:25万;遥感影像优于2m。


(2)土地资源类


第三次全国国土调查成果及年度变更数据优于或等于 1:1万;农用地质量分等1:1 万;海岸线利用现状调查数据  1:5000;省/市土壤数据库(含不同土壤粒径百分 比,土壤有机质含量百分比)优于等于1:100 万。


(3)水资源类


第二、三次全国水资源调查评价成果;省/市近五年水资源公报;省/市水资源综合规划;四级或五级水资源流域分区图及多年平均水资源量;省/市/县用水总量控制指标; 地下水超采区分布、多年平均地下水超采量(分深层和浅层超采量);地下水水位和水质(含矿化度)。


(4)环境类


大气环境容量标准数据及其分级结果 5km×5km;各控制单元或流域分区水质目标;省/市水(环境)功能区划;省/市/县历年环境污染物统计数据;省/市/县历年大气、水环境质量监测数据;土壤污染状况详细调查数据;省/市近五年环境质量报告书。


(5)生态类


植被覆盖度(30m);全国森林资源清查及年度变更数据;森林、灌丛、草地(草甸、草原、草丛)、园地(乔木、灌木)、湿地、冰川及永久积雪等陆地生态系统,以及红树林、珊瑚礁、海草床、河口、滩涂、浅海湿地、海岛等海洋生态系统(滨海地区)空间分布;水土流失、土地沙化、石漠化、盐渍化、海岸侵蚀(滨海地区)等生态退化区域和强度分级;一级、二级饮用水水源保护区分布 ;国家公园、自然保护区、自然公园、森林公园、风景名胜区、湿地公园、地质公园、海洋特别保护区等自然保护地分布;国家重点保护物种、中国生物多样性红色名录及分布(含水生生物);渔业种质资源保护区、重要鱼类产卵场、索饵场、越冬场及洄游通道(滨海地区)。


(6)灾害类


地震动峰值加速度;活动断层分布图;地质灾害易发区数据(包括崩塌、滑坡、泥石流和地面沉降、矿山地面塌陷和岩溶塌陷等)不低于1:10 万;风暴潮灾害危险性(滨海地区)。


(7)气候气象类


评价区及其周边气象台站站点坐标;多年平均风速、大风日数;多年平均静风日数;多年平均降水量;多年日平均气温≥0℃活动积温;蒸散发;干燥度指数;多年月均气温(华氏温度);多年月均空气相对湿度(%);逐日平均风速;气象灾害数据(干旱、洪涝、低温寒潮等)。


手册里写的比较清晰,但是实际工作中可能会需要更多内容:


国土空间规划中的GIS应用——数据篇

查看大图,在 guihuayun.com 搜索“双评价即可


这里面有些数据是开放数据,我们可以直接下载,而有些需要到当地部门去收集,很多时候,数据可能拿不到,这种情况下,我们就需要灵活应对:


(1)明确双评价的任务、目标、意义,实事求是的开展双评价,以“生态优先、科学客观、因地制宜、简洁实用”的评价原则,对数据这块也要有所取舍权衡,可以参考文章:樊杰:国土空间规划的“双评价”——理论与方法

(2)善于利用公开数据,例如以下网站,下面网站参考微信号:“规划君说”的相关整理。欢迎大家在社群内补充:


全国地理信息资源目录服务系统(如何获取基础地理信息数据?WEBMAP网站推荐)

http://www.webmap.cn/

地理空间数据云(开放数据平台,地理空间数据云)

http://www.gscloud.cn/

自然资源部各类行政区与标准地图:

http://bzdt.ch.mnr.gov.cn/

土地调查成果共享应用服务平台:

http://tddc.mnr.gov.cn

中国生态系统评估与生态安全格局数据库:

http://www.ecosystem.csdb.cn

地质云:

http://geocloud.cgs.gov.cn/

全国地质资料馆:

http://www.ngac.org.cn/Map/List

土壤科学数据中心:

http://soil.geodata.cn

中国土壤科学数据库:

http://vdb3.soil.csdb.cn/

中国气象数据网:

http://data.cma.cn/

国家林业和草原科学数据中心:

http://www.cfsdc.org

国家地震科学数据共享中心:

http://data.earthquake.cn/

珞珈一号灯光数据库:

http://59.175.109.173:8888/

PM2.5数据库:

http://pm25.in/

环境云:

http://www.envicloud.cn


以上网址整理到里面了:http://www.dashuju123.com,便于大家查看。


四、空间研究


在空间研究层面,规划行业最先整理这个领域数据的是天津规划院发布的“城市厚数据手册”,另外江苏省规划院也对数据在规划中的应用进行了整理,而通过国匠城、城市数据人所发布的论文、会议信息,我们也能够把这个领域的数据再进行一下总结。


这部分的内容是比较多的,如果详细展开,每一个都会有很广泛的应用,深挖下去本文无法承担,所以请大家继续关注我们后续的文章,我们会详细为大家解读。就研究方面,我们就以“城市厚数据手册”为例:


国土空间规划中的GIS应用——数据篇

城市厚数据手册


在guihuayun.com 规划云搜索“厚数据”,即可下载天津规划院编制的“城市厚数据手册”。


手册中提到了新兴城市数据,包括了以下数据:居住小区、写字楼、大众餐饮、城市底商、公交线站、百度路况、高德拥堵、互联网地图出行时长、百度人口热力、微博、公共设施、Google影像、城市灯光、OpenStreetMap、出租车、手机信令、公交IC刷卡、政府信息公开互联网数据、卫星遥感、三维实景建模数据等。


清华大学龙瀛老师在课程《大数据与城市规划》总结了数据的分类,按数据来源分类,数据可分为政府数据、开放组织数据、企业数据、社交数据,及智慧设施数据。


按当前的数据环境分类,基本可分为:由地块、建筑等构成的“建成环境数据”,以及主要由人类电子足迹构建的“行为活动数据”两类。


根据数据时空分辨率、数据几何形态、数据状态、数据空间关联、数据收费与否、数据开放程度也可以进行以下区分:


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清华大学龙瀛老师,学堂在线《大数据与城市规划》课程PPT


这一章其实可以插入很多炫酷的图,不过大家只要看一下厚数据手册,大概也会有所了解,我们会在后续内容里面再进行数据应用的详细介绍。


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没有图总显得不是很合适,来一张全国人口迁徙联系

来自李栋,微信文章:大数据与城市规划


在应用方面,稍后我们再展开讲。一些内容可以先看起来,例如:城市数据嘉年华:年度企业推荐——江苏省城市规划设计研究院的一些实践,城市数据嘉年华:年度企业推荐——北京清华同衡规划设计研究院技术创新中心实践。


五、平台建设


平台建设这个篇章比较特殊,这里不讲建设平台应该搜集什么数据,因为平台非常复杂,如果需要建设,则以上数据都要涉及。这个篇章主要是简单介绍下极海、相数等开放平台,以及百度地图慧眼、联通智慧足迹等数据机构,他们的数据特征,便于大家运用。


在一些开放平台上面,带有大量共享数据,大家可以直接用这些数据进行出图,例如相数云平台:相数云震撼发布!让你的数据好看、好懂、好用,自带数据:


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而且很方便的就可以出图:


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极海平台:geohey.com

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极海平台也共享了很多公共数据,并很方便的进行可视化展示:


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百度地图慧眼,已经和业内进行了深度合作,成立了多个实验室,并发布了一系列的研究,可以关注百度地图慧眼公众号来查看。点击查看百度地图慧眼的数据能力与应用:2019中国城市规划年会——百度时空大数据在都市圈规划中的应用

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联通智慧足迹,已经通过手机信令领域渗透到了规划行业的数据研究,点击查看联通智慧足迹的数据能力与应用:智慧足迹城市规划行业大数据解决方案

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平台篇也是一个非常庞杂的内容,每个平台都有自身的体系,我们稍后的文章再为大家详细解读。


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)

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六、继续,福利环节,新书赠送~,

感谢大家阅读到文末,今日抽奖继续,上次没有领到的小伙可继续参加,上次已排名前三的小伙伴可不参加此次活动,把本次的机会留给新参与的小伙伴~,两次的奖励不叠加,截止日期为28日中午12:00。

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。


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一本能让人看明白的“白话”统计书 ,一本提供数据分析思路而非公式的统计书




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原文始发于微信公众号(国匠城):国土空间规划中的GIS应用——数据篇

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