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空间规划作为统筹空间资源利用与空间秩序的核心手段,旨在协调人类活动与自然环境、社会经济需求的关系,合理引导空间要素布局,保障社会、经济与生态的可持续发展。随着城市化进程的加速推进,城市空间的复杂程度增高,空间规划正面临更加多元和动态的治理挑战。国土空间规划作为国家空间治理体系的核心载体,肩负着优化资源配置、协调生态保护与开发建设的重要使命。但面对立体空间开发和低空经济拓展新趋势,依赖通用地图的国土空间规划方式,逐渐显现出在多维动态空间环境协同治理中的局限性,难以支撑现代城市复杂空间格局下的精细化管理和科学决策。地图学作为一门历史悠远长久且持续不断的发展的学科,在实景三维、大数据和AI等新兴技术驱动下,地图表达方式正从二维、抽象、静态的表达逻辑,向立体、逼真、动态化的方向转变,以实现对现实空间更全面、更精细的认知与重构。在此背景下,地图这一空间认知工具,借助实景三维、数字孪生、元宇宙等技术框架,实现了地理空间对象的立体化和动态化表达,慢慢的变成为推动我们国家空间治理现代化转型的重要工具。
立体地图可被视为一种结合空间尺度与语义信息、直接或间接表现空间立体形态及其相关地理现象的地图。立体地图通过物理或数字技术模拟地形起伏、建筑物高度、自然地貌等空间要素的垂直维度特征,并结合多维数据,实现空间尺度、形态与信息的综合立体表达。面向国土空间规划表达的立体地图,在空间尺度上,通常覆盖国家、省、市(市县和乡镇)三级,能够很好的满足不同尺度下的规划需求,实现从宏观战略到局部实施的递进表达;在空间形态上,融合二维平面信息与三维立体形态,直观反映空间结构与地物特征;在空间信息上,融合空间属性、语义标签等数据,实现复杂空间管控规则的清晰表达与应用。立体地图通过空间尺度、形态及信息三个维度协同,将多维的空间管控规则转换为易于理解的图形语言,辅助规划者精准理解地理空间关系和管理要求,进而支撑新时代的空间治理和科学规划。
近年来,我国逐步构建起覆盖全域全要素的“五级三类”规划体系,并积极地推进“多规合一”管理模式,形成了从宏观战略到微观落实的多尺度空间治理框架,其中国家级规划侧重战略性,省级规划侧重协调性,市县级和乡镇级规划侧重实施性。根据不同层级的规划重点和空间尺度差异,结合立体地图的表达需求,将原有的五级规划体系合并为“国家级—省级—市级(市县和乡镇)”三级空间尺度。针对不同尺度下规划需求,立体地图通过构建“战略抽象化—协调集成化—实施精细化”的梯度表达体系,结合逐级递进的可视化语言,实现规划重点的层级转译,为实现国土空间规划“一张图”愿景,提供全维度、可感知的空间认知基础,推动空间规划的科学性与实施的精细化。
国家尺度下,国土空间规划用图需求聚焦于宏观空间格局识别与国家战略布局的结构化表达,需要在广域尺度上把握国家空间结构、生态安全格局及重大工程区等关键要素,以支持宏观治理与战略决策需求,强调系统性、战略性与前瞻性。为响应这一需求,立体地图以服务国家战略部署与空间治理顶层设计为核心,通过宏观地形建模与战略要素的三维表达,实现对全国空间格局与资源配置的立体化展示。制图对象以战略性地理格局、国家生态安全屏障、国家重大功能区、重大基础设施网络等国家空间结构核心要素为主;制图空间范围广、表达维度高,强调地理结构的完整性、战略要素的关联性及宏观趋势的可视化;制图符号体系高度抽象化与概括化,强调对国家尺度下的空间结构与拓扑关系的概括性表达。立体地图在国家尺度上,通过构建覆盖面积广、多尺度、强逻辑关联的空间治理网络,将国家尺度的“不可见战略”转化为可量化、可推演的立体认知体系,帮助规划者在宏观层面上全面把握全国空间格局,以支撑长期国土空间战略规划。
省级尺度下,国土空间规划用图需求侧重于省域资源要素的空间统筹与空间功能区划的综合协调,需要在中观尺度上把握省域资源分布、城市群发展、资源配置与产业布局等区域治理和规划需求,强调地方性、协调性与动态性。立体地图通过全域三维建模与重点区域精细化表达,统筹生态—生产—生活空间布局。制图对象强调省域功能协同,涵盖省域主体功能区、区域性基础设施、生态协同区及省级“三区三线”细化边界;制图空间范围适中,需兼顾基础地理信息(主要为地形地貌、水系等)的保留与规划边界和控制线等规划管控要素的清晰、精准表达;制图符号注重分级表达与功能分区的图示逻辑,强调通过层次化、结构化的符号系统清晰呈现省域内资源区域、生态区域及功能分区的空间关系,确保信息传递的精准性与可操作性。立体地图通过立体表达省域内多要素格局,构建跨行政区、跨地理单元的立体协同认知框架,破解城市扩张、交通网络扰动、资源调配等跨域空间矛盾,推动行政边界与地理系统协同演进,形成可调控的空间平衡体系。通过支持“国家级—省级—市级(市县和乡镇)”的多尺度衔接,既服务宏观战略,又促进区域经济、环境调控和生态保护的精准落地,提升跨尺度空间治理的协调性与可操作性。
市级(市县和乡镇)尺度下,国土空间规划用图需求侧重于城市与乡村空间功能的统筹表达和要素配置的实施落地,强调实施性、精准性与动态性,但在实际管理中,不同主管部门侧重点各异。自然资源部门主要关注空间功能统筹与用地边界管控,重视对控规图层、用地属性、生态红线等规划要素的多维立体表达,强调对空间管控规则的清晰呈现与合规监管。立体地图通过融合城市实景三维模型与乡村高精度DEM(数字高程模型),立体表达城市的自然与人工空间要素,构建细至地块级的三维表达体系,支撑控规落实、土地审批、生态保护等工作,增强对城乡空间格局的直观认知与动态响应能力,提升规划管理的精度与执行力。住房和城乡建设部门侧重于项目建设、工程管理与城市运行,对地图表达的精细度要求更高,注重建筑构件、地下设施等空间要素的精细表达,以服务城市建设全生命周期管理。立体地图以城市信息模型(CIM)与建筑信息模型(BIM)融合的三维空间为载体,融合物联网实时感知,构建涵盖地上建筑构件与地下设施的综合表达体系,实现对城市“可视、可知、可控”的空间理解,支撑城市从规划、建设到运营的全流程管理,提升城市运行的精细化管理上的水准和应急响应能力。交通部门注重综合立体交通体系的空间布局与运行效率,强调对道路网、轨道交通及综合交通枢纽的统一表达与动态管控。立体地图通过构建“三维道路—轨道—枢纽”一体化模型,整合国家与城市两级交通网络与综合交通枢纽,实现对交通要素的多维精细表达,支撑路网容量评估、拥堵识别、流量优化及突发事件应急调度,提升跨方式、跨区域的交通协同管理与时空一体化感知能力,助力交通规划和运营管理的精细化实施。而水利部门则聚焦于城乡水系格局、河湖水域保护与防洪排涝体系的立体化监管与预警决策。立体地图结合高精度DEM与数字孪生水利技术,实现河湖水系、堤防闸站、泵站管网等要素的三维一体化表达,构建完整的水系空间格局,全面支撑防洪风险评估、水资源调度、排涝体系优化与水生态治理,提升城市水安全与流域生态的综合管控能力,实现全流域的连续、动态感知及预警决策。
随着数字中国与新型智慧城市建设的深入推进,城市管理对空间信息的实时性、精细化和可视化提出了更加高的要求。立体地图作为智慧城市的重要基础支撑,不仅提供了多维度、多尺度的空间表达能力,还通过与BIM、CIM、物联网等技术的深层次地融合,实现对城市空间、设施及运作时的状态的动态感知与智能分析。立体地图已成为构建城市“数字底座”的关键工具,在城市规划管理、应急响应、基础设施维护、交通调度等方面发挥着逐渐重要的作用,为城市的治理体系和治理能力现代化提供有力支撑。
立体地图突破通用地图的平面空间约束,将抽象空间关系转化为具象的立体场域,构建多层级、多要素的空间表达体系。区别于通用地图的俯视视角,立体地图为规划者提供全景、立面和侧视等多角度的空间视角,使规划者从被动观察者转变为主动的空间解读者和调控者,实现对地理空间的全方位认知。立体地图可推动空间治理从“二维管理”向“空间智治”跃迁,使空间规划更具前瞻性与适应性,推动空间规划走向智能化规划新时代。
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