劉艷華 王彥良 杜鵬超 趙萬東

(1. 河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局測繪地理信息院, 河南 鄭州 450006;2. 河南省自然資源天空地遙感智能監(jiān)測研究科技創(chuàng)新中心, 河南 鄭州 450006)

0 引言

在建設(shè)生態(tài)文明和國土空間治理的大背景下,為應(yīng)對國家關(guān)于國土空間規(guī)劃改革的要求,認真貫徹落實國家下發(fā)的《中共中央國務(wù)院關(guān)于建立國土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實施的若干意見》《關(guān)于開展國土空間規(guī)劃“一張圖”建設(shè)和現(xiàn)狀評估工作的通知》以及《關(guān)于加強國土空間規(guī)劃監(jiān)督管理的通知》等相關(guān)文件[1],全國部分省份和市縣先后開展和完成了國土空間規(guī)劃“一張圖”以及相關(guān)平臺建設(shè)。四川省在2020年6月,正式上線了全國第一個省級空間規(guī)劃“一張圖”實施監(jiān)督信息系統(tǒng),完成了國土空間規(guī)劃“一張圖”建設(shè)、規(guī)劃評價、審查、實施以及監(jiān)測評估等功能[2];廣東省國土空間規(guī)劃“一張圖”實施監(jiān)督信息系統(tǒng)依托現(xiàn)有信息化成果和省政務(wù)大數(shù)據(jù)中心,完成了100多項基礎(chǔ)地理信息、規(guī)劃數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)以及社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)等整合入庫工作,形成“一張圖”應(yīng)用、成果管理、規(guī)劃指標臺賬管理以及分析評價等成果應(yīng)用;江西省國土空間規(guī)劃“一張圖”實施監(jiān)督信息系統(tǒng)結(jié)合本省特色,歸集匯總了集現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、規(guī)劃數(shù)據(jù)以及管理數(shù)據(jù)三大類數(shù)據(jù)資源,構(gòu)建了全省空間規(guī)劃“一張圖”,探討構(gòu)建了行業(yè)信息管理、橫向共享以及公眾服務(wù)三大業(yè)務(wù)模塊[3]。本文根據(jù)現(xiàn)行發(fā)布的《國土空間規(guī)劃“一張圖”實施監(jiān)督信息系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(GB/T 39972—2021),結(jié)合本省信息化成果和實際需求情況,分析了國土空間規(guī)劃“一張圖”實施監(jiān)督信息系統(tǒng)(以下簡稱“實施監(jiān)督系統(tǒng)”)的建設(shè)內(nèi)容和系統(tǒng)框架,設(shè)計了國土空間規(guī)劃“一張圖”數(shù)據(jù)庫,闡述了系統(tǒng)功能和實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù),為其他省市開展實施監(jiān)督系統(tǒng)建設(shè)提供依據(jù)和借鑒作用。

1 總體設(shè)計

1.1 建設(shè)內(nèi)容

省級實施監(jiān)督系統(tǒng)基于統(tǒng)一的標準規(guī)范體系和國土空間基礎(chǔ)信息平臺,利用先進技術(shù),構(gòu)建了國土空間規(guī)劃“一張圖”數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)了規(guī)劃業(yè)務(wù)縱橫聯(lián)通、共享和開放,規(guī)劃監(jiān)測、評估和預警管理以及模型指標管理等功能,從而輔助國土空間規(guī)劃編制、工程建設(shè)項目審批管理等工作[4],建設(shè)內(nèi)容主要包括4個方面:

(1)標準規(guī)范體系建設(shè)。構(gòu)建一整套數(shù)據(jù)從收集、匯交、處理、質(zhì)檢、入庫、更新維護到共享交換,系統(tǒng)從功能需求、詳細設(shè)計、功能開發(fā)、運行管理到上線維護全方位的標準規(guī)范體系。

(2)國土空間規(guī)劃“一張圖”數(shù)據(jù)庫建設(shè)。通過對現(xiàn)狀、規(guī)劃、管理和社會經(jīng)濟等數(shù)據(jù)梳理-構(gòu)建-形成全省全覆蓋、統(tǒng)一標準的國土空間規(guī)劃“一張圖”數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)信息共享和數(shù)據(jù)互聯(lián),為國土空間規(guī)劃編制、審批、實施監(jiān)督管理等提供豐富、翔實的數(shù)據(jù)支撐。

(3)國土空間規(guī)劃業(yè)務(wù)管理和監(jiān)管規(guī)則體系建設(shè)。通過梳理系統(tǒng)建設(shè)的管理流程規(guī)則,如,業(yè)務(wù)管理規(guī)則、動態(tài)監(jiān)測評估分析規(guī)則、實時預警指標規(guī)則等,形成規(guī)劃業(yè)務(wù)從編制、審批到成果管理規(guī)則的統(tǒng)一標準化,實現(xiàn)長期監(jiān)測、動態(tài)評估和實時反饋的業(yè)務(wù)規(guī)則體系。

(4)國土空間規(guī)劃指標模型體系建設(shè)。根據(jù)全覆蓋、可定制和可量化的建設(shè)思路,構(gòu)建類型多源多維多尺度、橫向傳導、縱向傳遞、可靈活配置的指標模型體系建設(shè),主要包括規(guī)劃分析評價模型、實施評估模型以及監(jiān)測預警模型等。

1.2 系統(tǒng)定位

省級實施監(jiān)督系統(tǒng)實現(xiàn)了縱向上傳遞和橫向上聯(lián)通?？v向傳遞,實現(xiàn)了國家、省、市、縣四級系統(tǒng)的上下聯(lián)通。省級實施監(jiān)督系統(tǒng)以國土空間基礎(chǔ)信息平臺為基礎(chǔ),向國家級匯交數(shù)據(jù)以及提供動態(tài)監(jiān)測、定期評估以及及時預警業(yè)務(wù)服務(wù);對市、縣級匯交的數(shù)據(jù)進行審查、質(zhì)檢以及入庫工作,指導國土空間規(guī)劃的實施工作[5]。橫向聯(lián)通,實現(xiàn)了政府相關(guān)部門的數(shù)據(jù)共享以及業(yè)務(wù)協(xié)同,為規(guī)劃編制、項目審批和實施監(jiān)督等提供服務(wù)。省級實施監(jiān)督系統(tǒng)定位示意圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)框架設(shè)計示意圖

1.3 框架設(shè)計

系統(tǒng)基于分布式微服務(wù)架構(gòu),采用層次化的設(shè)計理念,在遵循統(tǒng)一的標準規(guī)范和技術(shù)規(guī)則的前提下,對系統(tǒng)框架進行設(shè)計,主要包括基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)資源層、模型層、服務(wù)層、應(yīng)用層和用戶[6]。

基礎(chǔ)設(shè)施層是在自然資源云環(huán)境下,充分利用云提供的計算、網(wǎng)絡(luò)以及存儲等資源,為系統(tǒng)的搭建提供軟硬件支撐。數(shù)據(jù)資源層主要包括國土空間規(guī)劃“一張圖”數(shù)據(jù)庫和指標模型知識庫,為系統(tǒng)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。模型層是對國土空間規(guī)劃工作中涉及的指標、模型、規(guī)則以及算法的管理,并建立相應(yīng)的模型庫。服務(wù)層采用微服務(wù)架構(gòu),提供數(shù)據(jù)服務(wù)和功能服務(wù),主要包括服務(wù)注冊中心、監(jiān)控中心、配置中心、負載均衡以分布式緩存等。應(yīng)用層是按照系統(tǒng)規(guī)范中功能建設(shè)要求和自身特色進行功能開發(fā)和展示,主要包括六大基礎(chǔ)功能和兩大擴展功能。用戶層是系統(tǒng)主要使用和應(yīng)用人員,包括自然資源主管單位及相關(guān)單位、規(guī)劃編制和評估單位以及社會公眾等。兩側(cè)是平臺運行的標準規(guī)范和保障措施體系。系統(tǒng)框架設(shè)計示意圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)框架設(shè)計示意圖

1.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

省級實施監(jiān)督系統(tǒng)構(gòu)建了全省統(tǒng)一的、唯一的國土空間規(guī)劃“一張圖”數(shù)據(jù)庫,根據(jù)數(shù)據(jù)庫建設(shè)標準規(guī)范,將數(shù)據(jù)庫分成四大類:現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫、規(guī)劃數(shù)據(jù)庫、管理數(shù)據(jù)庫以及社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)庫?，F(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫包括測繪、土地利用現(xiàn)狀、礦產(chǎn)資源等14類數(shù)據(jù);規(guī)劃數(shù)據(jù)庫包括控制線、城鄉(xiāng)規(guī)劃、草地規(guī)劃、建設(shè)規(guī)劃等12類數(shù)據(jù);管理數(shù)據(jù)庫包括不動產(chǎn)登記、海政等6類數(shù)據(jù);社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)庫包括社會、經(jīng)濟和人口3類數(shù)據(jù)。國土空間規(guī)劃“一張圖”數(shù)據(jù)庫通過數(shù)據(jù)接口,為省級實施監(jiān)督系統(tǒng)和其他相關(guān)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)分發(fā)、調(diào)用和共享服務(wù)。

國土空間規(guī)劃“一張圖”數(shù)據(jù)庫示意圖如圖3所示。

2 關(guān)鍵技術(shù)

2.1 分布式微服務(wù)技術(shù)架構(gòu)

分布式微服務(wù)技術(shù)架構(gòu)是在面向服務(wù)架構(gòu)(service oriented architecture,SOA)的基礎(chǔ)上進行升級,實現(xiàn)系統(tǒng)可擴展、高性能、多用戶、易開發(fā)等需求[7]。文本采用常用的Spring Cloud微服務(wù)技術(shù)架構(gòu)進行設(shè)計,主要包括數(shù)據(jù)層、服務(wù)層、Web接口層、注冊中心、配置中心和用戶管理等。分布式微服務(wù)技術(shù)架構(gòu)示意圖如圖4所示。

數(shù)據(jù)層是可以兼容不同來源數(shù)據(jù)庫的多源異構(gòu)數(shù)據(jù),如,PostGIS、HBASE、ORacle等;服務(wù)層實現(xiàn)了規(guī)劃業(yè)務(wù)服務(wù)的封裝和拆分,主要包括地圖服務(wù)、空間查詢統(tǒng)計、空間分析等服務(wù)[8];Web接口層是系統(tǒng)接入端,實現(xiàn)了路由控制、身份認證、服務(wù)鑒權(quán)、負載均衡等功能;注冊中心實現(xiàn)了微服務(wù)實例的注冊和維護。客戶端向注冊中心上報基本信息,主要包括服務(wù)名稱、計算機IP地址和端口號等,注冊完畢后,可以從注冊中心調(diào)取其他服務(wù)實例信息;配置中心實現(xiàn)了海量微服務(wù)信息的集中式配置工作,具有動態(tài)調(diào)整配置能力;用戶管理實現(xiàn)了用戶的授權(quán)和認證工作,用戶授權(quán)基于角色的訪問控制權(quán)限(role-based access control,RBAC)進行用戶、權(quán)限和角色的關(guān)聯(lián),用戶認證是對系統(tǒng)提供的資源和服務(wù)進行保護,只有通過認證的用戶才可以進行調(diào)用。

圖3 數(shù)據(jù)庫建設(shè)內(nèi)容示意圖

圖4 分布式微服務(wù)技術(shù)架構(gòu)示意圖

2.2 全覆蓋、可定制的國土空間規(guī)劃指標庫

國土空間規(guī)劃指標庫是支撐規(guī)劃業(yè)務(wù)管理的基礎(chǔ),具有全覆蓋、可定制等特點。指標全覆蓋是指國土空間規(guī)劃指標庫包括了全部業(yè)務(wù)管理的預期性、約束性指標。指標可定制是在構(gòu)建指標計算模型時,可根據(jù)不同模型數(shù)據(jù)源和配置參數(shù),對指標進行可定制[9]。國土空間規(guī)劃指標庫設(shè)計包括4個步驟,具體流程示意圖如圖5所示。①輸入指標體系,主要包括指標定義、說明和范圍、數(shù)據(jù)來源等指標體系和監(jiān)測、預警和評估等指標業(yè)務(wù)應(yīng)用場景兩部分內(nèi)容;②根據(jù)指標項和指標值模型,構(gòu)建指標管理模型；③根據(jù)開發(fā)指標值和指標狀態(tài)計算算法,構(gòu)建指標計算模型；④根據(jù)指標管理和指標計算兩個模型,對規(guī)劃業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、動態(tài)監(jiān)測評估預警數(shù)據(jù)進行計算,輸出指標的期望值、規(guī)劃值、監(jiān)測值等指標成果。

圖5 國土空間規(guī)劃指標設(shè)計流程示意圖

2.3 可組合、可落地、可配置的國土空間規(guī)劃模型庫

國土空間規(guī)劃模型庫是國土空間規(guī)劃實施監(jiān)測、定期評估和及時預警的基礎(chǔ),具有可組合、可落地和可配置等特點。模型可組合是借助編程語言,編寫模型源程序算子,并根據(jù)國土空間規(guī)劃監(jiān)測評估預警的需求,構(gòu)建不同場景模型[10]。模型可落地是根據(jù)國土空間規(guī)劃監(jiān)測評估預警應(yīng)用的需求,構(gòu)建不同的模型,如,在規(guī)劃編制上,可構(gòu)建國土空間開發(fā)適宜性評價模型,在規(guī)劃預警上,可構(gòu)建邊界突破預警模型等。模型可配置主要包括兩個方面,一方面是算法上可以分解模型中涉及監(jiān)測評估預警的算法,并對算法注冊、刪除、編輯等封裝成動態(tài)鏈接庫(dynamic link library,DLL)文件,另一方面是模型設(shè)計上可對已建的模型在數(shù)據(jù)源、算法和存儲形式進行靈活配置,實現(xiàn)模型的編輯功能。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

省級實施監(jiān)督系統(tǒng)根據(jù)《國土空間規(guī)劃“一張圖”實施監(jiān)督信息系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》的功能設(shè)計要求,結(jié)合本省實際情況設(shè)計并開發(fā),主要包括“一張圖”應(yīng)用、規(guī)劃分析評價、成果審查管理、資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預警、指標模型管理、監(jiān)測評估預警、規(guī)劃移動應(yīng)用和對外服務(wù)管理等功能。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)示意圖

(1)“一張圖”應(yīng)用是在統(tǒng)一的數(shù)學基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)標準下實現(xiàn)全省國土空間規(guī)劃各類數(shù)據(jù)資源的展示、對比、查詢、統(tǒng)計和分析,為規(guī)劃業(yè)務(wù)管理提供數(shù)據(jù)支撐[11]。

(2)規(guī)劃分析評價服務(wù)于國土空間規(guī)劃編制和評估階段工作,是基于“一張圖”應(yīng)用,通過國土空間規(guī)劃指標庫和模型庫對編制和評估工作進行分析評價,如,國土開發(fā)適宜性評價、國土空間規(guī)劃風險識別評估等,并以表格、圖表等方式動態(tài)直觀展現(xiàn)“雙評價”“雙評估”成果。

(3)成果審查管理服務(wù)于規(guī)劃成果審批階段,是對全省范圍的各類規(guī)劃編制成果進行審查、管理和利用,主要包括規(guī)劃成果質(zhì)量檢查、規(guī)劃成果審批和臺賬統(tǒng)計等功能。

(4)資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預警是通過整合相關(guān)部門的資源環(huán)境承載能力的監(jiān)測預警數(shù)據(jù),實現(xiàn)資源環(huán)境承載能力智能分析和動態(tài)可視化展現(xiàn),主要包括動態(tài)監(jiān)管、定期評估以及決策分析等功能。

(5)指標模型管理服務(wù)于系統(tǒng)運維管理階段,根據(jù)國家的指標體系結(jié)構(gòu),結(jié)合全省實際情況,基于監(jiān)測評估預警工作,對指標模型進行研究和設(shè)計,形成了評價、評估和規(guī)則3個模型庫,實現(xiàn)監(jiān)測評估預警指標模型可視化管理。

(6)監(jiān)測評估預警服務(wù)于國土空間規(guī)劃監(jiān)督管理階段,通過構(gòu)建綜合評估指標、專項評估指標和預警模型,為國土空間規(guī)劃實施情況提供監(jiān)測、評估和預警功能,輔助領(lǐng)導科學決策。

(7)規(guī)劃移動應(yīng)用服務(wù)于移動辦公,通過移動設(shè)備可以瀏覽、查詢和統(tǒng)計國土空間規(guī)劃數(shù)據(jù),為領(lǐng)導會商、招商引資以及實地辦公提供數(shù)據(jù)支撐。

(8)對外服務(wù)管理一方面開發(fā)了與國家、市、縣級國土空間規(guī)劃“一張圖”監(jiān)督管理系統(tǒng)的接口,支持各種數(shù)據(jù)成果上報、審批等功能;另一方面實現(xiàn)了省級相關(guān)系統(tǒng)和平臺的對接工作,如,國土空間基礎(chǔ)信息平臺、工程建設(shè)項目審批系統(tǒng)、不動產(chǎn)統(tǒng)一登記信息平臺、“多規(guī)合一”信息平臺、違法建設(shè)督查執(zhí)法系統(tǒng)等。

4 結(jié)束語

省級實施監(jiān)督系統(tǒng)作為國土空間治理的重要手段,有效地規(guī)范和指導了國土空規(guī)劃管理工作,通過建立國土空間規(guī)劃編制、審批、實施、監(jiān)測、評估、預警等全周期閉環(huán)管理,實現(xiàn)了國土空間規(guī)劃的數(shù)據(jù)資源的“一張圖”展示、智能編制、精準實施、動態(tài)監(jiān)測、定期評估以及及時預警等功能。目前系統(tǒng)正在建設(shè)過程中,并且任重道遠,構(gòu)建符合規(guī)范要求、具有自身特色、滿足政府各部門應(yīng)用的省級國土空間規(guī)劃“一張圖”實施監(jiān)督系統(tǒng)仍需要進一步實踐。