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国土空间大数据应用流程宜包括空间单元体系设计与建立、数据可用性分析、国土空间大数据构建、分析评价指标体系设计、多视角空间画像、动态分析评价等六个步骤,各步骤依次衔接并各有侧重。
应用流程
应用流程按以下六个步骤有序推进:
a)空间单元体系设计与建立:确定分析载体,设计并划定各类各级空间单元。 b)数据可用性分析:评价各类数据资源的可访问性与可用性,筛选可用数据。 c)国土空间大数据构建:基于地理格网汇集、处理与融合多源数据,形成单元化集成的国土空间大数据。 d)分析评价指标设计:针对空间单元特点设计分析评价指标。 e)多视角空间画像:对空间单元进行标签化与多视角刻画。 f)动态分析评价:基于空间画像开展时空分析评价,形成分析评价成果。
空间单元体系设计与建立
空间单元是国土空间大数据组织、分析与评价的基本载体。为满足自然资源调查监测、国土空间规划、耕地保护等各类业务需求,宜按以下步骤设计并建立空间单元体系:
a)明确时空边界:根据应用目标确定空间单元体系覆盖的地理范围和时间范围。 b)划分单元级别:按照分析尺度由微观到宏观划分空间单元的层级,建立各层级之间的隶属与聚合关系。 c)确定单元类型:结合空间尺度、功能性质和管理需求,确定所需的空间单元类型。 d)识别并划定单元:依据相应规则识别、划定各类各级空间单元,并建立空间单元与地理格网的关联。
空间单元类型
通过上述步骤,宜构建从微观到宏观、从要素到地类、从覆盖到功能的多类多层级空间单元体系。空间单元可包括下列类型:
a)地理格网单元:按一定数学规则对地球表面划分形成的多级多分辨率格网,宜参照有关国家标准划定,可作为多源数据融合、空间统计与变化分析的基础载体。 b)行政区划单元:依据行政管理边界划分的单元(如省、市、区县、乡镇街道等),可用于分级管理、目标考核与统计分析。 c)自然地理单元:依据自然地理特征划分的单元(如流域、地貌单元、生态系统单元等),可用于自然资源与生态状况的分析评价。 d)城市地理单元:依据城市空间结构与功能划分的单元(如城镇体系单元、自然街区单元、城市功能区单元等),可用于城市国土空间监测与分析评价。
空间单元类型可根据具体应用场景增加或调整,不同类型、不同层级的空间单元之间宜建立明确的空间映射与关联关系。
数据可用性分析
数据可用性分析是对时空边界内各类空间数据资源进行可访问性与可用性的量化评价,用以筛选可用数据并明确其适用范围。评价宜从下列方面开展:
a)基础质量:评价数据的一致性、准确性、完整性和时效性。 b)综合属性:评价数据的权威性、合规性、安全性、可更新性及可解释性。 c)数据可信度:对多来源数据进行比对与交叉验证,提升数据集的整体可信度。
针对手机信令、互联网位置服务、物联网传感等涉及个人信息的数据来源,宜额外开展隐私保护与脱敏处理,并宜符合 GB/T 37973 及相关伦理规范。
国土空间大数据构建
构建国土空间大数据是以地理格网为基础,将多源空间数据集成为单元化、可分析的数据集的过程,宜按以下环节开展:
a)数据获取:研制网络数据获取工具,汇集各类空间数据。 b)数据处理:对获取的数据可参照 GB/T 42528 进行清洗、处理与融合,并统一时空基准与数据格式。 c)格网化集成:利用地理格网实现多源数据的单元化集成和分布式存储。 d)单元关联:建立空间单元与地理格网的动态映射,实现特征信息与空间单元的关联。
不同应用场景下的国土空间大数据的格网尺寸及本底数据内容可参考附录A。
分析评价指标体系设计
分析评价指标体系是开展空间画像与动态分析评价的依据。宜针对空间单元的特点,按以下维度和指标设计:
a)分析维度:可从历史演变、现状评估、发展预测三个维度构建指标,分别反映空间单元的过去状态、当前状况和未来趋势。 b)指标:可从数量、质量、区位、结构、功能、关联等方面选取或设计具体指标。
各维度与各指标宜结合具体应用场景组合,形成层级清晰、可量化的指标体系。
多视角空间画像
多视角空间画像是对空间单元进行结构化描述与刻画的过程,用以揭示空间单元真实的地理特征,宜按以下步骤开展:
a)模型设计:设计多视角空间画像模型,确定画像的视角、标签与特征变量。 b)单元标签化:利用机器学习技术对空间单元进行标签化。 c)画像绘制:基于空间分类与空间回归等算法,绘制多视角空间单元画像。
其中,多视角空间画像模型的设计,可利用机器学习技术对空间单元进行标签化,基于空间分类与空间回归算法绘制多视角空间单元画像,结构化的描述、刻画和揭示空间单元真实的地理特征。
动态分析评价
动态分析评价是基于空间画像,从时间和空间维度对空间单元进行综合分析与评价的过程。可综合运用聚类分析、机器学习、空间统计、回归分析、可视化分析等方法,识别空间分布特征,评价变化趋势及其潜在影响,形成分析评价成果。