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3位院士谈国土空间规划

2023-09-05   来源:i自然全媒体微信公众号

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  8月29日-30日,首届全国国土空间规划年会在福州召开。年会深入贯彻落实习近平总书记关于国土空间规划的重要指示批示精神和党的二十大精神,凝聚行业共识,推动《全国国土空间规划纲要(2021—2035年)》全面落实,促进国土空间规划行业高质量发展。

  年会全体大会上,中国工程院院士吴志强、中国科学院院士段进、中国工程院院士陈军,聚焦国土空间规划前沿理论与实践,分别围绕“现代国家空间规划的数智化转型”“长三角一体化示范区详细规划探索”“用好时空信息,讲好美丽中国的故事”等话题作主旨报告。本期就此进行综合报道。


  从五大关键要素看规划数智化转型

  “一个现代国家,必须实现国家空间底盘治理的现代化。国土空间规划数智化转型,是历史发展的必然。”

  吴志强院士简介:中国工程院院士,德国国家工程科学院院士,瑞典皇家工程科学院院士,美国建筑师协会荣誉院士,同济大学建筑与城市规划学院名誉院长,国务院学位委员会委员;目前担任自然资源部国土空间智能规划技术重点实验室首席科学家。

  “一个现代国家,必须实现国家空间底盘治理的现代化。国土空间规划数智化转型,是历史发展的必然。”2023年全国国土空间规划年会上,中国工程院院士吴志强以“现代国家空间规划的数智化转型”为主题,阐释了空间规划编制实施的新思路、新路径。

  在吴志强院士看来,实现现代国家空间规划的数智化转型,有目标愿景、路径选择、发展动力、精准评估、迭代优化等五大关键要素。其中,目标愿景的精准性决定了整个规划的灵魂,人可以在愿景驱动下形成集体精准沟通的愿景并为之分工协作。

  数智赋能空间规划的目标愿景,就是通过对空间发展历史规律的机器学习,对国土空间及其之上的生产、生活和生态“三生”系统的目标选择,提供多种可能和多元方案的比较,同时大规模捕捉人们的需求。吴志强院士以青岛市域40年全景推演、厦门青年最喜爱的城市空间要素挖掘等案例,介绍在数字智能技术的支持下,如何推演区域未来发展,精准捕捉人们的内心渴望。

  “专业理性的路径选择,让规划专家区别于空想家。每一个空间单位,与周边的能源交换、信息交换、物质交换能否实现,决定了目标能否实现。”吴志强院士提出,数智赋能空间规划的路径选择,是通过AI(人工智能)方法提供多模式下的预测方案,围绕用地规模、空间结构、功能布局等规划核心问题,帮助决策者和规划师预见未来趋势,确定发展路径。吴志强院士还在会上展示了在严控规模、基于规律、战略引导3种发展模式下对衢州、德清等城市空间发展的智能推演。

  吴志强院士认为,“全球竞争已从城市之间的‘单打独斗’,转变为国家之间城镇群与城镇群的竞争。”据此,数智赋能空间规划的动力配置,就要以“和板理论”为基础,通过智能配置手段,解决区域内部资源要素分布不平衡的问题,激发城镇群整体层面的潜力,提升配置资源能力和创新策源能力。吴志强院士以长三角城市创新集群为例,讲解了基于“和板理论”以长补短的智能配置体系。

  “任何一个规划必须持续迭代优化,完成部分目标后,在下一阶段进行自我提升。”吴志强院士介绍了海南、济南等地开展的不同空间尺度上的国土空间综合效益评价。他提出在评估诊断环节借助新技术,对规划实施后的国土空间综合效益进行精准评估,精准到每幅地块的生态效益、经济效益、社会效益,为国土空间规划优化调整和升级迭代提供依据。

  基于国土空间发展现状,AI方法还可以帮助规划师在“三线”划定过程中做出快速、精准、有效的决策,并进一步辅助城市设计的形态生成与控制。吴志强院士以台州城镇开发边界的智能划定为例进行讲解,AI学习了2000年以来台州的土地变化规律,开展了基于ANN(人工神经网络)和CA(元细胞自动机)的城镇开发边界智能划定,生成2035年的土地空间形态,以辅助“三线”划定决策。

  “我们的土地是有限的,文明要繁荣、民族要复兴,必须用好每一块土地,把它规划得更加清晰、精准。”吴志强院士期待规划业界共同努力,以数智化转型推动实现国土空间治理现代化。


  在详细规划中用好城市设计

  “详细规划是新时期国土空间高质量发展的重要抓手。运用城市设计方法,是科学编制国土空间详细规划的重要手段。”

  段进院士简介:中国科学院院士,东南大学教授,自然资源部空间发展与城市设计技术创新中心主任;创建城市空间发展理论,提出“空间基因”并建构了解析与传承技术,成功应用于雄安新区、长三角一体化示范区和南水北调等重大项目中;领衔编写《国土空间规划城市设计指南(TD/T1065-2021)》。

  “详细规划是新时期国土空间高质量发展的重要抓手。城市设计是营造美好人居环境和宜人空间场所的重要理念与方法。运用城市设计方法,是科学编制国土空间详细规划的重要手段。”2023年全国国土空间规划年会上,中国科学院院士段进以“长三角一体化示范区详细规划探索”为主题,以长三角示范区水乡客厅为例,讲解现阶段国土空间规划详细规划编制实施要点,重点介绍城市设计方法的运用并提出政策建议。

  目前,省市县三级国土空间总体规划已编制完成,各地正在全面开展详细规划编制。段进院士说,详细规划是新时期国土空间高质量发展的重要抓手,自然资源部《关于加强国土空间详细规划工作的通知》为各地探索详细规划指明了方向,又给予了地方一定的探索空间,鼓励各地结合实际探索既有规划类型未覆盖地区其他类型详细规划的编制管理方法。

  作为长三角生态绿色一体化发展示范区的核心组成部分,水乡客厅位于江浙沪交界处,面积约35.8平方公里。段进院士团队提出并整合设计了水乡客厅方案,其设计策略是以现代生态技术与传统理水治水智慧共筑生态本底,将好风景与好人文植入创新产居网络,构建城乡一体畅连的多维跨域交通以及营造世界级水乡人居空间范式。

  据段进院士介绍,水乡客厅详细规划全面响应生态文明新时代国土空间规划体系发展的新要求,核心理念是“五位一体、和而不同”:推进数字平台、空间融合、要素覆盖、项目衔接、成果表达五个“一体化”,兼顾地方发展阶段与差异诉求,形成共同而又有区别的发展新路径。如,建立统一的基于地理信息系统(GIS)数据库的规划管理信息平台,推进示范区各级各类规划成果统筹衔接、管理信息互通共享,实现“一个平台”管规划实施。又如,结合城市设计成果,实现全域空间要素发展导控一体化全覆盖。尤其涉及永久基本农田、乡村振兴、土地整治、水系贯通等以往控制性详细规划编制的非传统领域,也需要统筹谋划、因地施策。

  在发言中,段进院士还列举了多项水乡客厅详细规划的具体探索。如,统分结合,形成“1+3”控规成果文件,即一体化控规成果采用1套总体成果(包括一体化文本和核心图集)作为法定文件,图则遵循三地规范标准分别编制,形成3套地方入库成果。又如,城市设计成果转化为景观风貌管控要求、分级分类引导等,突出水乡特色的管控要求。

  段进院士提出,地方总体规划阶段划定的“三区三线”,从宏观来看“三区”突出主导功能划分,“三线”侧重边界的刚性管控,是科学划分生产、生活和生态三大空间,合理界定建设用地、农业用地、生态用地的重要依据。他谈到,在实践中进入详细规划的微观操作层面,三条控制线刚性有余、弹性不足;微观层面需要局部优化时,缺乏相关调整规则和执行手段,导致空间资源难以得到更好的配置。段进院士认为,详细规划层面更要注意“刚弹结合”,建议相关部门尽快研究制定详规编制实施细则。


  用时空信息讲好美丽中国故事

  “用时空信息说话,在三维空间研判,靠时空知识决策,是深入开展国土空间研究、做好国土空间规划与治理的有效路径。”

  陈军院士简介:中国工程院院士,自然资源部国家基础地理信息中心教授,国际欧亚科学院院士;主要从事基础地理信息资源建设、更新与服务的研究和工程实践,目前担任自然资源部“实景三维中国建设”专家组和“自然资源调查监测技术体系”总体技术组组长。

  “用好时空信息,做好国土空间高质量发展的有关工作,讲好美丽中国故事,是当前的一个热点方向。”中国工程院院士陈军在2023年全国国土空间规划年会上,以“用好时空信息,讲好美丽中国的故事”为主题作主旨报告。

  在陈军院士看来,自然资源决定着国土空间的生态规模,支撑着“生产—生活—生态”空间,也影响和制约着社会公平和经济效率,在美丽中国建设中发挥着至关重要的作用。自然资源部门履行“两统一”职责,是以国土空间规划为龙头,陆海统筹为根本,调查监测为支撑,测绘地信为基础。同时,自然资源部门也是时空信息的主要提供者与管理者,理应在数字中国建设中发挥中坚作用。

  今年,自然资源部印发《实景三维中国建设总体实施方案(2023—2025年)》,进一步夯实数字中国建设的时空数据基础。陈军院士认为,现实世界具有显著的多维动态特征,许多智能应用都需要在三维数字空间中进行观察、量测、分析及研判模拟,实现数字空间与现实空间的实时互联互通。实景三维,正是对多维现实世界自然和人文现象的立体结构与表观的数字化表达,与现实世界保持一致,形成高度逼真的场景。

  当前,构建实景三维中国和国土空间三维时空数据库,“用时空信息说话,在三维空间研判,靠时空知识决策,是深入开展国土空间研究、做好国土空间规划与治理的有效路径”。陈军院士提出,国土空间规划的各个环节都需要先进的技术工具和科学的时空数据支撑,应充分利用实景三维数据研发体系化的工具,支持国土空间规划的定量化处理与分析。

  陈军院士提出,城市空间研究借助实景三维,可以实现对低效空间的实景化识别、精准化评估和智能化优化,为城市低效利用空间的改造提供系统性科技解决方案与支撑手段。而在黄河滩区的治理管控中,基于高精度地形及坡度计算识别黄河悬河河段,可用空间套合分析的方法,核查黄河大堤及嫩滩内居民地与耕地状况。

  陈军院士介绍说,通过研发实体化建模、立体化重构、真实化描述、知识化服务等系列技术方法,构建实景三维中国的数智化技术体系以及相应的生产工艺、软件工具、服务平台和标准规范,是今后的重要努力方向。为此,他建议加强人工智能与测绘自然智能的融合,有效提升时空数据感知、认知、表达与服务的智能化水平与能力,更好地支撑美丽中国建设和国土空间规划治理。例如,将版图知识、空间关系等人类自然智能和深度学习等机器智能相结合,发展“问题地图”的智能化检测方法,可将人工目视解读提升为在线智能检测研发,提高了审核效率与质量。目前,这一面向公众的服务系统,平均每天诊断地图200幅~300幅。

  陈军院士建议自然资源部门按国土空间“一盘棋”,统筹协调各项数字化发展与应用,同时准确把握时代需求,结合“两统一”职责,进一步将构建时空信息技术体系与优化行政逻辑有机结合。他期待,以实景三维为代表的时空信息与国土空间规划治理深度融合,推动国土空间行业实现数字化转型,更好地支撑国家和地方高质量发展。


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