陳沖林，曹紹武，章少嘉，萬飛林，楊 雪

(1.云省地礦測繪院有限公司，云南 昆明 650218；2.云南省城鄉(xiāng)規(guī)劃設計研究院，云南 昆明 650228；3.紅河州測繪地理信息服務中心，云南 紅河 661100)

0 引言

各級各類空間規(guī)劃在支撐城鎮(zhèn)化快速發(fā)展、促進國土空間合理利用和有效保護方面發(fā)揮了積極作用，但是也存在規(guī)劃類型過多、內容重疊沖突，審批流程復雜、周期過長，地方規(guī)劃朝令夕改等問題。建立全國統一、權責清晰、科學高效的國土空間規(guī)劃體系，將主體功能區(qū)規(guī)劃、土地利用規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃等空間規(guī)劃融合統一，實現“多規(guī)合一”；整體謀劃新時代國土空間開發(fā)保護格局，綜合考慮人口、經濟、國土利用、生態(tài)環(huán)境等因素，科學布局生產空間、生活空間、生態(tài)空間，是加快形成綠色生產方式和生活方式、推進生態(tài)文明建設、建設美麗中國的關鍵舉措，是保障國家戰(zhàn)略有效實施、促進國家治理體系和治理能力現代化的必然要求[1]。

村莊規(guī)劃處在國家、省、市、縣、鄉(xiāng)、村各級規(guī)劃的最末端，是國家堅持鄉(xiāng)村振興，統籌城鄉(xiāng)國土空間開發(fā)格局，優(yōu)化鄉(xiāng)村生產生活生態(tài)空間的基礎?！岸嘁?guī)合一”村莊規(guī)劃按照上一級規(guī)劃的主體功能定位，對國土空間的開發(fā)、保護和整治進行全面安排和總體布局，形成城鄉(xiāng)融合發(fā)展的空間格局[2]。

云南省村莊較多(行政村有13 311個，自然村有130 259個)，加之地處云貴高原，壩區(qū)極少，自然村所在地高差較大，交通距離較遠，實施“多規(guī)合一”實用性村莊規(guī)劃難度較大；采取分三個年度實施。參與村莊規(guī)劃的單位較多，各單位采取的方式方法也不一致，現階段村莊規(guī)劃的主要方式為：調研時采用紙質記錄；規(guī)劃環(huán)節(jié)涉及土地方面的工作使用GIS軟件處理并統計需要的表格，規(guī)劃設施或產業(yè)方面的圖件使用原來城鄉(xiāng)規(guī)劃的軟件和方式制作；經多次審核，規(guī)劃定稿后再進行數據入庫。各個作業(yè)單位以及規(guī)劃各個環(huán)節(jié)出現的問題不盡相同，存在調研慢、數據分析處理難、規(guī)劃要求的圖、表較多且一致性差、審核修改的次數多、入庫費時等問題。這些問題亟須解決才能及時滿足各階段村莊規(guī)劃各節(jié)點要求[3-5]。

為解決上述問題，本文結合現有規(guī)范要求，基于GIS的二次開發(fā)技術編寫了一套村莊規(guī)劃圖庫一體智能處理軟件，該軟件可實現數字化調研、自動輸出圖、表等功能，并實現了實時建設村莊規(guī)劃數據庫的目標。

1 相關研究及存在問題

本文研究“多規(guī)合一”實用性村莊規(guī)劃外業(yè)調研、數據建庫、統計匯總、制圖輸出的內容與方法，開發(fā)“多規(guī)合一”實用性村莊規(guī)劃智能處理軟件(以下簡稱“智能處理軟件”)和“多規(guī)合一”實用性村莊規(guī)劃移動作業(yè)平臺(以下簡稱“移動作業(yè)平臺”)，其中智能處理軟件采用C#編程語言基于ArcGIS Pro SDK for.NET進行開發(fā)，實現數據建庫、匯總統計、制圖輸出等功能；移動作業(yè)平臺采用Java編程語言，基于ArcGIS Runtime for Android開發(fā)，實現規(guī)劃調研的相關功能。在實施過程中將部分規(guī)劃工作前置到移動作業(yè)平臺，把一部分簡單且現場可以確定的規(guī)劃設施在調研環(huán)節(jié)布設完成，然后將調研數據庫拷貝到桌面端進行規(guī)劃設計，并在人工干預較少的情況進行數據建庫，最后智能輸出表格和圖件。該規(guī)劃流程較傳統的規(guī)劃流程更便捷、更高效。

隨著國土空間規(guī)劃的逐步推進，規(guī)劃和地理信息不斷融合，各級規(guī)劃均需考慮全域全要素規(guī)劃，相關設計的各項指標相關性越來越緊密，各類需求分析要求越來越高，而圖庫一體智能處理軟件在規(guī)劃適宜性評價方面的分析較少，需加強研究提升分析能力，以輔助規(guī)劃決策。

2 智能處理軟件的設計與實現

2.1 功能設計

功能設計以數據庫貫穿始終，即從項目外業(yè)調研開始就新建村莊規(guī)劃的數據庫，后期的每一步操作均可直接修改數據庫，在對應的環(huán)節(jié)均可以輸出跟數據庫匹配的圖、表。規(guī)劃調整時僅需將數據庫中對應的內容進行調整即可。智能處理軟件功能設計圖如圖1所示。

圖1 智能處理軟件功能設計圖Fig.1 Function design of intelligent planning software

2.2 標準統一

研究分析相關的地方指南，結合實際生產，為保障自動輸出圖件和表格需求，增加完善數據庫標準中的現狀和規(guī)劃設施點、線、面的相關定義；并把涉及的設施(現狀和規(guī)劃)制作成對應的點、線、面符號并配色；為后續(xù)智能化輸出統一標準；同時做好和標準庫的對接。

2.3 移動作業(yè)平臺功能的實現

利用收集到的資料提取規(guī)劃需要的數據，并將三調圖斑按照轉換用地(用海)分類對照表自動轉換為規(guī)劃地類圖斑存放到新建的規(guī)劃數據庫中；同時將影像圖和其他管控及規(guī)劃相關數據切片存放到移動規(guī)劃平臺后開展實地調研。主要實現以下功能：

1)工程管理功能：村莊規(guī)劃項目規(guī)劃人員在1年的工作周期中需對多個村莊進行規(guī)劃調研，數據以行政村為工程單位存儲，工程之間相互不受影響，調研時選擇新建或打開對應村莊的工程。

2)基礎功能：實現實時定位功能、方位顯示、圖層疊加控制、軌跡記錄、測距量算等外業(yè)調研輔助功能；同時實現拍照記錄功能，并將照片掛接到對應的圖斑要素上并以拍照點的形式記錄其拍攝位置。

移動規(guī)劃平臺運行界面見圖2。

圖2 移動規(guī)劃平臺運行界面圖Fig.2 Operation interface of mobile planning platform

3)規(guī)劃編輯：實現一系列數據庫的編輯功能。如新增要素、編輯要素、刪除要素、要素屬性表編輯修改等。同時考慮到使用者的專業(yè)差異性，將地類編碼、地類名稱、規(guī)劃類型等標準字段設置為選擇項，節(jié)省輸入時間，同時將不涉及調研的關鍵字段設置保護，不能對其進行修改。

4)內置符號化：調研過程中涉及參考圖層較多，特別是規(guī)劃地類圖斑、基期現狀用地圖斑等，實現了各類點線面要素的標準符號化，使用戶在調研中能直觀識別要素內容。

因移動平板以數據庫的方式記錄調研的內容和空間位置。在實地調研完成后，需要將數據庫拷貝至桌面端修正外業(yè)規(guī)劃中不合理情況。這種規(guī)劃前置到外業(yè)的方式能夠準確快速地完成一部分規(guī)劃，同時能夠把村民訴求以最快的方式和地理空間位置結合起來，節(jié)省較多的整理調研數據的時間。

在規(guī)劃設計完成后，需要多次跟村民小組、村委會、參與規(guī)劃家鄉(xiāng)的干部、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、縣級對接修改，可使用移動作業(yè)平臺現場進行規(guī)劃調整，在提高效率的同時將信息損失降到最低。

2.4 內業(yè)處理功能的實現

桌面端融合了GIS軟件自身的多種分析功能，并組合實現村莊規(guī)劃需要的各種圖、表的自動輸出，同時完成數據庫的建設。主要實現以下功能：

1)生成TPK切片：根據用戶選擇的地圖文檔，將地圖或底圖生成切片，并將切片進行打包從而創(chuàng)建單個壓縮的 .tpk文件?？筛鶕祿嶋H情況選擇不同的坐標系及切片等級。

2)新建數據庫：新建統一標準的符合后期智能輸出的數據庫，為移動平臺做好基礎數據。

3)裁剪基礎數據：用行政村的范圍線裁切永久基本農田和生態(tài)保護紅線等數據，批量輸出每一個行政村的數據庫。因涉及圖斑切割，軟件會自動根據面積占比，重新計算相關面積。

4)三調圖斑轉基期圖斑：將三調地類圖斑層按《國土空間調查、規(guī)劃、用途管制用地用海分類指南》進行轉換為基期現狀用地層。三調地類與用地分類對接中，存在一對多或其他無法匹配的情況，需要人工結合遙感影像來賦值編碼，如果內業(yè)無法判斷，則需在外業(yè)調研中核實。

5)沖突分析：分析三調圖斑與建設用地沖突、生態(tài)保護紅線與永久基本農田沖突、生態(tài)保護紅線與建設用地沖突、永久基本農田與建設用地沖突，最終導出沖突數據庫并計算沖突面積；同時分析穩(wěn)定耕地和耕地后備資源情況，便于永久基本農田局部正向優(yōu)化。

6)空間規(guī)劃分區(qū)：輸入基期現狀用地層、生態(tài)保護紅線層、公益林范圍、其他生態(tài)空間、永久基本農田、其他農業(yè)空間、村鎮(zhèn)建設邊界、其他村莊發(fā)展空間等數據，把村域內空間劃分為村莊發(fā)展空間、生態(tài)空間、農業(yè)空間3類分區(qū)。

7)屬性賦值：根據圖層的其中一個關鍵屬性賦值相關的其他屬性，主要有行政區(qū)代碼和名稱、標識碼、要素代碼、地類名稱、地類編碼Ⅰ級、規(guī)劃分區(qū)、設施代碼和類別、UID、整治項目類型名稱圖層的賦值。屬性賦值見圖3。

圖3 屬性賦值圖Fig.3 Attribute assignment diagram

8)規(guī)劃設施點地類賦值地類圖斑層：規(guī)劃設施點層(現狀設施點層)屬性，通過空間鏈接，賦值給規(guī)劃地類圖斑層(現狀輔助面層)?？梢苿右?guī)劃設施點層至所對應的規(guī)劃地類圖斑中心位置；可通過規(guī)劃設施點層設施名稱，反算規(guī)劃地類圖斑層的地類編碼和地類名稱；可移動現狀設施點層至所對應的現狀輔助面中心位置；可通過現狀設施點層設施名稱，反算現狀輔助面層的地類編碼I級和規(guī)劃分區(qū)。

9)重算基期現狀用地面積：如果村域范圍內基期現狀用地圖斑被分割過或者分割線被調整過，則需要根據分割后的面積占比、原圖斑面積，重新平差計算分割后圖斑的面積。計算面積均為橢球面積，重算后各圖斑面積之和與分割前原始的三調圖斑的面積一致。

10)生成目標年地類圖斑：利用規(guī)劃地類圖斑層更新基期現狀用地層，生成目標年地類圖斑層。

11)計算面積：匯總目標年地類圖斑、行政區(qū)、村莊建設邊界、現狀村莊建設邊界、規(guī)劃地類圖斑的圖斑面積，計算國土重點整治工程、古茶山(園)保護范圍、歷史文化保護范圍、其他控制線、用地沖突分析的橢球面積字段；同時也可以使用此功能計算其他任意矢量圖層的橢球面積。

2.5 智能輸出功能的實現

在規(guī)劃數據庫建設后，文本、說明書、圖件中均需要附較多的表格或圖件，軟件可自動輸出提前制定好的表格和實際需求的圖件，打開對應圖層即可輸出。主要實現以下功能：

1)賦屬性表的屬性值：根據用戶選擇的源數據矢量圖層，計算數據庫中規(guī)劃文本、說明書、規(guī)劃讀本、其他文檔、規(guī)劃目標指標表、國土空間用途結構調整表、國土綜合整治重點工程項目表、近期重點項目表需調用的屬性值。

2)輸出自然村面積表：使用矢量圖層匯總計算數據庫中的字段，再基于Excel格式模板生成.xls格式的表格成果。自然村成果表格包括：村莊建設邊界國土空間用途結構調整表、公共服務設施和公用設施配置表、建設用地整理表、近期重點項目表。

3)輸出村域面積表：使用矢量圖層匯總計算數據庫中的字段，再基于Excel格式模板生成.xls格式的表格成果。村域成果面積表包括：底線管控指標表、國土空間現狀統計表、用地沖突分析表、國土空間用途結構調整表、近期重點項目表、目標指標表、國土綜合整治重點工程項目表。

4)輸出自然村圖件：使用數據庫中相關圖層，按自然村創(chuàng)建圖件工程，并完成規(guī)劃圖地圖及布局的建立，布局中包含圖框各項網格線、指北針、圖例及單位信息等基礎信息，支持根據需求選擇是否對加載的影像數據進行裁切。輸出的圖件中需要適當移動符號避免壓蓋情況，同時需要表格的區(qū)域應把之前輸出的表格插入到圖件中。

輸出的自然村規(guī)劃樣圖見圖4。

圖4 輸出的自然村規(guī)劃樣圖Fig.4 Sample map of outputting village planning

5)輸出村域圖件：根據地圖內容中的圖層內容創(chuàng)建村域圖布局。村域圖件包括：村域現狀圖、村域規(guī)劃圖、底線管控圖、用地沖突分析圖、生態(tài)修復與國土空間綜合整治圖、產業(yè)規(guī)劃圖、道路交通規(guī)劃圖、電力電信系統規(guī)劃圖、給水系統規(guī)劃圖、排水系統規(guī)劃圖、國土空間規(guī)劃分區(qū)圖、空間分區(qū)保護圖。

6)制圖輔助：主要包含兩項輔助功能，一是制圖過程中調整設施點位置，二是制圖過程布局中生成引注。

7)符號化：對規(guī)劃數據庫中各圖層進行符號化，便于圖件的輸出。

表格和圖件輸出后，為文本和說明書提供了編寫的基礎材料，較大提升了編寫效率。

2.6 標準庫轉換的實現

在實施過程中，為保證智能輸出增加了較多輔助的點、線、面，需做好與標準庫的轉換，同時生成元數據。

3 性能測試

該軟件已被應用于云南省曲靖市、紅河州、普洱市、麗江市、臨滄市中的67個行政村的村莊規(guī)劃中。應用結果表明，該軟件運行穩(wěn)定，取得了較好的規(guī)劃效率，為完成2021年的村莊規(guī)劃任務提供了較好的保障。在接下來的2年內，村莊規(guī)劃任務將會更多，智能規(guī)劃軟件將發(fā)揮其優(yōu)勢為提高規(guī)劃效率保駕護航。

以1人完成有8個自然村的行政村的村莊規(guī)劃為例，對比該智能規(guī)劃軟件與傳統規(guī)劃的效率，對比結果見表1。

表1 規(guī)劃效率表Tab.1 Planning efficiency table

通過表1分析可知，使用智能規(guī)劃軟件能夠大大提高規(guī)劃效率，同時為規(guī)劃人員贏得充裕的規(guī)劃時間。

4 結論

實用性村莊規(guī)劃智能解決方案的使用，是國土空間規(guī)劃和地理信息深度融合的必然，是測繪地理信息技術提供新服務模式的重要拓展，其主要優(yōu)勢有：

1)完全打破了傳統村莊規(guī)劃的調研方式，提出了全新的調研方法，研制了村莊規(guī)劃調研移動作業(yè)平臺，將現場可確定的規(guī)劃工作前置到外業(yè)；涉及空間位置的村民意愿能在圖上被及時表達，實現了外業(yè)調研的無紙化、信息化。

2)村莊規(guī)劃圖庫一體智能處理軟件在規(guī)劃實施過程中實現了全周期維護數據庫，同時實現了村莊規(guī)劃圖庫一體化，大幅度提高了規(guī)劃效率。

3)一體化集成了村莊規(guī)劃外業(yè)調研(村莊規(guī)劃移動平臺)和內業(yè)規(guī)劃建庫(桌面端)，既保證了內外業(yè)的無縫對接，又確保了各環(huán)節(jié)圖、表、庫的一致性，同時縮短了多次對接審核修改的時間，節(jié)約了規(guī)劃成本。

下一步將加大研究村莊規(guī)劃適宜性評價分析，以提升規(guī)劃的決策能力。