基于GIS的国土空间规划叠加分析研究

董华斌

摘要：“三区三线”工作被认为是规划改革空间管制的核心内容，它也是近年来我国国土资源和综合治理制度的体系逐渐演变的一个必然结果，是现代国土资源开发和综合治理制度体系中一个重要的组成部分，是为了实现统筹多规融合、整合国土资源有关的空间性规划而设计和实施的，用于管控分区的重要手段。该文整理和分析比较多规的各种数据的差异，依托ArcGIS软件实现多规的基础数据的统一。实现了国土空间规划资料数据叠加综合诊断，为后续国土空间规划“三区三线”一张图奠定了基础。

关键词：GIS  国土空间规划  空间叠加  数据整合

中图分类号：F301.2   文献标识码：A

Research on Overlay Analysis of Land Spatial Planning Based on GIS

DONG Huabin

（The Third Surveying and Mapping Institute of Hunan Province， Changsha， Hunan Province， 410118 China）

Abstract： The work of "three zones and three lines" is considered as the core content of spatial control in planning reform. It is also an inevitable result of the gradual evolution of China's land resources and comprehensive management system in recent years， is an important part of the modern land resources development and comprehensive management system， is an important means for controlling zoning designed and implemented to achieve the fusion and integration of the spatial planning related to  land resources in the overall planning and multi-planning manner. This paper organizes and analyzes the differences of various data of multi-planning， realizes the unification of multi-planning basic data based on ArcGIS software， and realizes the comprehensive diagnosis of data overlay of land spatial planning data， which has laid a foundation for the  “three zones and three lines” in one map of the following land spatial planning.

Key Words： GIS; Land spatial planning; Spatial overlay; Data integration

建立健全我國空间规划监督管理制度，加强监督管理，把我国主体功能区规划、土地利用规划、城乡规划与国土空间规划紧密结合起来，实现国土空间全国统一规划，实现多规划融合，加强国土空间规划在重大专项中的应用规划中的具体政策实施指导和规划编制中的约束保障，是党中央、国务院做出的重要决策和部署[1]。

通过“三区三线”的区域划定，来逐步统一明确镇域主体功能定位和管控要求，衔接国民经济和社会发展规划、城乡总体规划、林业等规划，编制镇域的总体空间规划布局[2]。有助于其发展形成一种新型的多规合一的管理途径，能够有效维护良好的生态环境，切实遵守国家保护耕地和水资源的相关政策，实现可持续、高效集约节约利用土地。对于促进区域持续健康稳定经济发展，城乡经济一体化体系建设，和谐社会体系建设都具有很大的积极推动力和作用。

该文选择益阳市某镇为研究对象，该镇交通便利，既有规划包括《国民经济与社会发展规划》《土地利用总体规划》《镇总体规划》《生态保护红线划定方案》等。

1 城乡用地分类标准

目前，我国城乡用地的分类标准如图1所示。

2 基于城镇、农业和生态空间的国土空间类别统筹

多规合一是指对区域空间范围进行合理有效的统筹规划、协调和合理配置，在统一的平台上建立相关的控制线，用来实现优化用地配置和政府治理水平提高为目标的规划[3]。因此，建立统一的用地划分标准，被认为是必须先解决的科技难题。通过对以上数据的分析，可以看到，目前土地利用分类标准如土地规划、城市规划、森林规划等存在较大差异，主要反映各标准编制单位和部门人员对国土空间环境保护利用的认识和趋势。因此，不能将其视为空间规划的综集成。

“多規合一”是指从综合的角度对各领域空间资源的利用进行相应的协调和合理配置。党的十八大以来，党委、中央一系列重要会议和文件明确指出，要加快建立新时期城乡空间规划体系，推进“多规融合”工作，科学规划“三区三线”，即城市空间、农业生产空间、生态空间要与人口、资源、环境相适应。生态保护红线、基本农田保护红线、城乡发展边界线。因此，鉴于充分考虑我国具有的政策性、统一性、宏观性，此次课题研究提出了以我国城镇、农业、生态“三大空间”为空间规划的综合整合中我国城乡用地的划分标准（如图2所示），同时，将目前我国的铁路、公路、机场、其他用地的空间按照各种主导影响因素的原则归集并划入我国的城乡空间或者农业空间[4]。

3“多规”空间数据整合

3.1  元数据比较

以各规划的基本空间信息和统计数据为基础，研究并开展了以“三个空间”建设为主要指标和指导的多规叠加诊断分析。但由于土地规划、城市规划、林地规划等相关规划是由不同的地方政府和部门编制的，其管理和服务对象不同、侧重点不同，需要依靠的是土地规划、城市规划的发展，林地规划的信息技术平台也不同。信息技术基础数据格式、高层基准、坐标系、投影方式、空间精度等技术标准存在巨大差异，不能真正实现“多规”的综合叠加判断[5]。因此，对“多规划”数据元的数据进行综合比较分析，明确不同规划基础数据的属性和特点，成为下一步空间规划数据深入整合和其他“多规划”数据叠加的前提。

通过对“多规”数据的综合分析比较，可见该镇“土地规划”数据编制的主要处理是基于ArcGIS 软件平台，数据类型格式一般固定，采用 Gauss-Kruger 投影和 1980 西安坐标系，城市规划主要是基于CAD软件平台的，数据类型和格式一般都是用户自定义的，参数也很复杂，包括DWG、DWT 等格式；数据均基于 1954 年北京地理坐标系；“生态保护红线”主要基于ArcGIS 软件平台，数据格式固定，采用 Gauss-Kruger 投影和 2000 年国家大地坐标系，确定了该区生态保护红线。

3.2  数据整合流程

“多规合一”数据格式整理是“多规合一”工作中一个亟待解决的重要科学技术性问题。基于上述对数据分析和比较，该研究以 ArcGIS 软件为主要技术依托，采用 Gauss-Kruger 投影、2000 国家大地坐标系、1985 国家高程基准，对土地规划、城市规划、林地规划及其他规划的数据进行统一，并以三大空间为应用导向将土地规划、城市规划、林地规划及其他相关规划的数据分别归纳到“城镇空间” “农业空间” “生态空间”三类空间中，最终研究形成了以 ArcGIS 为平台的 GIS三大空间数据库。数据整合流程如图3所示。

4 专项规划城镇、农业、生态空间底图制作

4.1  土地利用规划与三大空间底图

运用ArcGIS软件的空间信息数据处理功能，基于GIS的空间信息数据库，将该镇的土地利用规划数据进行归类为三大类，即城镇、农业、生态三大区域，最终构造出了土规三大区域空间底图。城镇空间主要是指土地开发利用的现状划分中的商业性服务用地、交通运输性服务用地、水工建筑性服务用地、公共行政管理和公共服务性用地、城市居民房屋建造性服务用地等；农业用地主要是指土地资源利用现状区划内的人工草地、水田、旱地等农耕区，水域内的沟渠、设备田、田埂等水利设施，居住区内的农村宅基地、公园等，交通用地中的乡镇农村公路；生态空间主要包括林地、灌木林等常绿林地、漫滩、碎石土、沼泽、裸土区，盐碱地等用地[6]。

4.2  城镇总体规划与三大空间底图

运用软件中的空间信息数据处理功能，基于GIS的空间信息数据库，采用了统一的坐标系、投影和数据格式，以图2统筹的用地分类标准，将该镇的城乡总体规划资料整理归类到了城镇空间、农业空间与生态空间三大区域的空间底图，最后形成了城市规划三大区域的空间底图。其中，城镇空间主要是指城乡建设用地划分中的乡镇建设用地、城镇建设用地，公路建设用地、机场建设用地、铁路建设用地、管道交通设施建筑物用地、港口建设用地，以及其它建设项目的用地；该镇的农业空间主要涉及到村庄建设用地、农林种植园等；该镇的生态空间主要由天然水系、坑塘沟渠、水库等非建设性用地组成。

4.3  林地规划与三大空间底图

按照“三大空间”作为主要导向的用地空间统筹，该镇林地保护规划中的全部用地都被隶属于生态空间，因此该镇的林规仅仅是形成了生态空间底图，没有城镇和农业空间。

5 空间数据叠加分析与空间差异对比

5.1  空间数据叠加分析

分析研究三大空间之间重叠情况是当前我国空间规划的重点与难题。目前对于已有研究大多都是采用两两重叠加，再用 ArcGIS 软件中的工具等来进行综合处理，但是这种识别方法不一定能够完全识别多种相关规划一起叠加的特殊情况。所以，该文主要研究了 ArcGIS 软件中栅格转换的属性计算功能。将所有空间数据转换为栅格数据，依次添加属性类型字段，对于土规、城规和林规中的城镇、农业以及其他生态空间的数据被细分为赋值，然后通过 ArcGIS 软件的生态空间分析工具 Statistics 的功能对其中的数据进行了重叠和分析，识别和分析得出各个生态规划环境中的生态空间数据之间存在着重叠的状态，并最终将其应用于ArcGIS 的数据转换工具中。数据转换的特点是将之前被栅格化的 GIS 空间信息数据一起转换成了该研究需要的空间信息数据矢量数据格式，存入已经建好的空间信息数据库。

当为空间信息数据的“TYPE”属性字段赋值时，为了方便识别各种空间信息数据重叠，可以按照一定的关系来进行赋值。例如：在城市空间数据叠加诊断部分，该研究将土地规划的城镇空间数据赋值为 1，将城市规划的城镇空间数据赋值为 2。通过空间叠加诊断分析，发现“土地规划”与“城市规划”叠加的城镇空间为 3；值为 1 的数据是有“土地规划”和没有“城市规划”的城市空间，值为 2 的数据是有“城市规划”但没有“土地规划”的城镇空间，最后形成可视化结果。采用同样的方法，农业空间最终形成可视化结果。

通過对相关规划的生态空间的叠加诊断，最后发现生态空间存在土地利用规划、城乡总体规规、生态保护红线划定方案三规一致以及土地利用与规划、生态保护红线划定方案一致共两种空间差异情况。其中土规、林规一致的生态空间面积101.7 km2；土地利用规划、镇总体规划、生态保护红线划定方案这3种规划生态空间重叠面积仅为0.03 km2。

5.2  空间差异性对比

通过对上文分别对该镇城镇空间、农业空间、生态空间的空间叠加现象进行了分析诊断，弄清了不同空间类型的空间在多规合一间的综合土地使用性与空间类型之间存有差异情况，但并未查明城镇、农业和生态空间之间的综合使用性与空间类型相似性差异。因此，该研究主要采用 ArcGIS 分析处理工具的重分类功能，在软件中结合各类城市空间数据，进行空间数据的叠加检验、诊断和差异比较，进行分类研究工作，将软件中的各类城镇空间数据进一步归纳为一类，并根据农业空间数据的整合检查诊断和数据之间的差异比较，将“TYPE”空间中的字段赋值为“1”，将三规中农业空间数据进一步归类为一类，在“TYPE”空间中的字段赋值为“2”，将该镇农业空间信息数据整合；运用同样的方式，通过空间数据差异的实证诊断和比较分类工作，在该镇生态空间数据整合的基础进行农业空间数据整合分析，将“多规”生态空间数据进一步归纳在一起，将“TYPE”空间域赋值“3”，形成该镇生态空间数据库。

6  结语

三区三线工作被认为是规划改革空间管制的核心内容，也是近年来我国国土资源和综合治理制度的体系逐渐演变的一个必然结果，是现代国土资源开发和综合治理制度体系中一个重要的组成部分，是为了实现统筹多规融合、整合国土资源有关的空间性规划而设计和实施的，用于管控分区的重要手段。该文整理和分析比较多规的各种数据的差异，依托ArcGIS软件实现多规的基础数据的统一。实现了国土空间规划资料数据叠加综合诊断，为后续国土空间规划三区三线一张图奠定了基础。

参考文献

[1] 孙明月.国土空间规划背景下实用性村庄规划编制研究[D].杭州：浙江工商大学，2022.

[2] 张学富.国土空间规划背景下村镇体系空间优化研究[D].昆明：昆明理工大学，2021.

[3] 丁乙宸.县级国土空间规划中“双评价”方法研究[D].西安：西北大学，2021.

[4] 刘德成，李兵霞，李玉倩.区县国土空间生态修复规划专题研究要点分析[J].环境生态学，2022，4（5）：69-74，78.

[5] 唐伟，王英，杨学作，等.基于GIS的新时代县级国土空间生态修复规划编制[J].地理空间信息，2022，20（4）：100-105.

[6] 王海平，吕涛.基于GIS的县域国土空间规划双评估研究[J].智能城市，2022，8（4）：75-77.