【作者简介】

林勇军，硕士，高级工程师，深圳市规划国土发展研究中心所副总规划师。

周 丹，硕士，高级工程师，注册测绘师，武汉中地数码科技有限公司产品总监。

邹海翔，博士，高级工程师，深圳市规划国土发展研究中心主任规划师。

杨 波，硕士，工程师，武汉中地数码科技有限公司研发经理。

谭霁壕，深圳市中地软件工程有限公司技术支持。

摘 要

在粤港澳大湾区与社会主义先行示范区建设的背景下，深圳市规划国土发展研究中心作为全国首家集规划、国土、生态、交通、市政、海洋等多专业于一体的法定机构，如何推动机构内部资源整合、加强空间规划数据治理及提高规划编制等业务工作效率，已成为其未来信息化发展的重要研究课题。文章以深圳市规划国土发展研究中心智慧规划信息平台建设为主线，结合中心业务服务转型与信息化发展需要，重点研究基于云环境的MapGIS T-C-V平台架构建设，从数据湖建设、指标模型构建及平台功能设计出发，进行多专业多源异构数据融合、动态流大数据治理、国土空间规划在线模型库及城市空间模拟等相关技术与应用的探索，在厘清平台的建设思路、总体架构及功能特色的基础上，为新时期规划行业信息化建设摸索经验做法。

[关键词] 多专业融合；智慧规划；平台架构；功能框架；数据治理

[文章编号] 1006-0022(2022)08-0126-06

[中图分类号] TU984

[文献标识码] B

[引文格式] 林勇军，周丹，邹海翔，等．深圳智慧规划信息平台功能框架与应用探讨[J]．规划师，2022(8)：126-131．

0 引言

2019年2月，中共中央、国务院印发了《粤港澳大湾区发展规划纲要》，同年8月印发了《中共中央 国务院关于支持深圳建设中国特色社会主义先行示范区的意见》，标志着深圳市进入“双区”驱动发展的新时期；9月，中共中央、国务院印发了《中共中央 国务院关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》，标志着我国正式进入了国土空间统一规划的历史发展新阶段。2021年3月，《国土空间规划“一张图”实施监督信息系统技术规范》(GB/T 39972—2021)正式公布，该标准进一步细化了国土空间规划“一张图”实施监督信息系统的总体要求、数据要求、功能要求、环境要求及安全运维要求，为信息系统的建设与管理工作提供了准确的指引。同时，自然资源部办公厅印发了《国土空间规划“一张图”实施监督信息系统功能评定规则》《市级国土空间总体规划制图规范(试行)》《市级国土空间总体规划数据库规范(试行)》等相关标准规范，为深圳市国土空间总体规划实施建设工作明确了具体要求 。2021年4月，为进一步规范国土空间规划建设，广东省委及人民政府印发了《关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干措施》，对广东省国土空间规划体系提出了3点总体要求：一是要分级分类建立国土空间规划；二是要全域全要素规划国土空间；三是要全过程全方位实施规划管控。

深圳市规划国土发展研究中心(以下简称“中心”)为履行好深圳市“政府规划师”职能，响应“双区”建设号召，在新一轮机构改革和数字化时代变革的大背景下，顺应新时期发展需要，从全局性、战略性和系统性的角度，推动中心信息化服务转型升级。同时，为解决多专业业务整合、多源异构数据处理及规划编制等工作信息化需求旺盛的问题，中心以需求为导向，建设中心智慧规划信息平台(以下简称“智慧规划信息平台”)，促进信息化建设与机构内部资源整合，充分发挥中心规划、国土、生态、交通、市政、海洋等多专业的平台与资源优势，为中心未来多专业融合下的业务发展和技术创新打下坚实基础。

同时，中心为助力深圳市规划和自然资源局国土空间规划“一张图”实施监督信息系统建设，在国土空间基础信息平台基础上，尝试围绕国土空间规划的全生命周期，探索构建可感知、能学习、善治理、自适应的智慧规划监测评估预警体系，进一步提升国土空间治理体系和治理能力的现代化水平。

本文以智慧规划信息平台的框架研究与应用探索为主线，梳理在深圳市“双区”建设驱动下智慧规划信息平台的建设思路、总体架构、功能框架及功能特色，总结建设经验做法。

1 建设目标与方法

1.1 建设目标

智慧规划信息平台在规划业务和技术双重构的背景下，顺应中心规划业务精细化管理的需要，致力于建设以数据中心为承载，以指标模型为中轴，以国土空间规划“一张图”等应用为抓手的信息化平台。

智慧规划信息平台由一套顶层设计方案、一套标准规范、一个数据中心、2个应用服务系统及一套保障支撑体系组成，通过梳理中心数据资源建立数据湖，构建城市感知、评估预警、模拟过程、推演未来的智慧规划应用服务体系(图1)，实现数据服务化、服务平台化、环境在线化、运维工具化和标准协同化，提升中心对内的业务运营管理水平与对外的综合技术服务能力。

图1 智慧规划信息平台(一期)成果体系示意图

此外，在发挥中心规划编制、城市研究、数据深加工等优势的基础上，通过先行先试的办法，将国土空间分析评价及国土空间规划监测评估预警等“一张图”相关模块集成至深圳市规划和自然资源局“一张图”大平台框架中，辅助其完成国土空间规划“一张图”实施监督信息系统的建设。

1.2 建设方法

1.2.1 以问题为导向，编制智慧规划信息平台顶层设计方案

中心立足于各部门业务情况与信息化现状，结合中心管理的实际需求，引入SaaS、T-C-V Framework等规划信息化行业前沿理念，编制了智慧规划信息平台的一系列顶层设计方案，搭建了中心统一的基础平台框架，为中心未来5～10年的规划信息化发展提供指导，同时也为智慧规划信息平台后期应用与数据的进一步发展留足扩展空间。

1.2.2 以数据为驱动，推进数据中心与指标模型建设

智慧规划信息平台基于中心丰富的数据资源，推动数据中心与指标模型系统建设，为中心规划编制工作提供强有力的技术支持与数据支撑。数据中心对所有共享数据进行管理和展示，包括空间数据、非空间数据，支持用户对所需的数据进行查询、浏览、下载、数据处理、成果导出等操作。截至2021年底，数据中心共汇集了深圳市、粤港澳大湾区及全国多行业空间性数据260余项、形成空间数据服务800余项、搜集非空间性数据400余项，涉及现状数据、规划数据、专题数据、管理数据、城市运行数据、新型数据、国际/国内区域和国际城市数据及三维数据8个专题的空间数据，以及政策纲领、标准规范和规划文本等非空间数据。

此外，在数据中心的基础上，智慧规划信息平台同步建设指标管理与在线模型配置系统，包含指标值上载、指标管理、模型管理等功能，实现了指标模型与中心数据的联动更新。其中，在线模型配置系统通过构建丰富的规划分析模型与空间分析算子，利用可视化搭建系统，以拖拉拽等简单操作方式即可灵活配置复杂的算法流程，实现了国土空间规划评价、编制、监测、评估全过程指标和模型的可视化管理及配置。

1.2.3 以业务为牵引，搭建应用服务体系

围绕各部门的规划信息化业务需求，中心以智慧规划信息平台为载体，以数据中心、指标模型系统为支撑，以业务服务系统(资源环境承载力和国土空间开发适宜性评价、风险识别评估、国土空间规划监测评估预警、城市空间模拟等)与专业应用系统(城市总体规划实施评估、耕地保护“一张图”、市政规划可视化评估、教育设施评估等)为支点，开发了一套具有实用性、交互性、体验性、兼容性、可扩展性的应用服务系统。

1.2.4 以现状为基底，制定标准规范与建立保障支撑体系

智慧规划信息平台在国家标准和行业规范的基础上，针对中心数据海量、多源、异构、分散存储的特点，以高效管理、价值挖掘和信息共享为目标，制定了《数据建库规范》《数据库管理规范》《数据共享规范》《数据汇交规程》《数据库结构标准》5套标准规范。

同时，在平台建设过程中充分考虑了中心的网络安全防护、主机安全、应用安全与数据安全保障情况，针对系统使用、运营、管理和维护需求，创造了系统所需的软硬件环境，建立了涵盖“1+9”信息安全管理制度及中心相关管理办法等保障支撑体系，研究制定了系统使用、运营、管理和维护制度，确保系统使用的规范化管理和长期安全稳定运行。

2 智慧规划信息平台总体架构

智慧规划信息平台的建设在技术选型上遵循“先进成熟、稳定高效、安全可靠”的原则，采用新一代基于云环境的MapGIS T-C-V(Terminal-Cloud-Virtual)软件系统架构，T-C-V架构是继局域网软件的C/S结构、互联网软件的B/S结构之后发展起来的适合云计算、云服务的新一代软件三层结构。该架构基于底层的虚拟化软硬件设备(V层)实现对所有软硬件资源的池化，屏蔽了不同计算机、不同网络、不同存储设备的异构特性，为上层应用提供统一高效的运行环境；建立海量地理信息数据、服务和资源管理与服务体系框架(C层)；面向使用者提供访问的标准接口，搭配各类终端应用(T层)，以此在架构上提升数据存储、组织、管理和决策支持能力，为用户提供更便捷、更广泛、更智能的地理信息服务，实现国土空间规划信息的纵横联通、共建共享、深度融合。整个架构包括用户层、应用层、平台框架层、数据层、基础设施层5个层次和标准规范与安全保障两大支撑体系(图2)。

图2 智慧规划信息平台总体架构示意图

3 智慧规划信息平台功能框架

智慧规划信息平台以中心各部门的规划信息化需求现状为基础，自下而上地构建了数据湖管理、指标模型管理、通用工具、专业应用、接口服务管理、系统管理等多层次的功能框架，用以支撑中心业务服务转型与信息化发展。

3.1 数据湖管理

智慧规划信息平台根据各部门业务工作的数据需求，对中心已有数据进行梳理，按照国土资源管理业务数据种类，对国土空间基础信息数据资源进行统一规划与数据资源统一编码分类，建立国土空间基础信息数据资源体系目录。在国土空间信息数据资源分类体系的基础上，通过对多专业、多源异构数据资源进行梳理，分析各类数据间的层次、类别和关系，实行统一规划、分类和编码，建立国土空间信息数据资源细化目录，以此作为数据共建、共享、共用的核心，并集成了国土、规划、生态、交通、市政、海洋、耕保、林业、人口等各类数据资源，形成了覆盖全中心、内容丰富、标准统一、准确权威的国土空间基础信息数据资源体系。其建成的数据服务系统从数据类别上按照现状数据、规划数据、专题数据、管理数据、城市运行数据、新型数据、国际/国内区域和国际城市数据及三维数据八大类进行构建，从数据管理上按照中心数据湖、部门数据池和个人级数据3个纵向层次进行管理，形成完整的数据中心服务体系(图3)，并制定了相关配套数据库标准规范。

图3 信息平台数据中心——中心数据湖管理系统示意图

3.2 指标模型管理

指标模型管理系统作为平台运行的核心引擎之一，包含了指标值上载、指标管理、算子管理、模型管理、模型构建等功能，可实现国土空间规划评价、编制、监测、评估全过程的指标模型可视化管理配置与规划业务实时在线计算分析，为国土空间分析评价、国土空间规划监测评估预警、城市空间模拟等应用提供了有效的指标分析与模型计算支持。此外，为了应对未来业务调整的需要，系统支持指标和模型的增加、删除和修改，同时支持模型算子与算法的外部导入和模型流程式构建等操作，为后续变化调整提供足够的灵活度。

3.3 通用工具

智慧规划信息平台具备常用功能及通用型工具，如数据查询、浏览、统计功能和数据转换工具、坐标转换工具、辅助规划编制工具、相关制图工具等。同时，为中心各部门提供工作常用的数据处理工具，如地块容积率测算工具、标准化处理工具、人口自动化处理工具、批量矢量化工具、覆盖分析工具等，实现了日常业务服务的工具化，提高了业务工作效率。

3.4 专业应用

3.4.1 国土空间规划“一张图”实施监督信息系统

根据自然资源部《关于开展国土空间规划“一张图”建设和现状评估工作的通知》和深圳市规划和自然资源局的分工要求，国土空间规划“一张图”功能模块的应用开发应运而生。该模块涵盖了资源环境承载力与国土空间开发适宜性评价、风险识别评估和国土空间规划监测、评估、预警三大功能，参照了自然资源部《关于开展国土空间规划“一张图”建设和现状评估工作的通知》并结合中心的研究成果进行建设，实现了对深圳市国土空间规划情况的定期分析评价与及时预警评估。

3.4.2 城市空间模拟系统

城市空间模拟系统整体框架以数据汇集为基础，通过“空间模拟展示厅”与“方案生成与评估实验室”等应用实现管控城市、感知城市，引导城市的发展。该系统探索了数据汇集、综合评价分析、仿真模拟等功能，以三维城市基础沙盘为底板，为中心提供城市规划、城市建设与城市管理的三位一体协同应用。此外，系统依托新一代三维GIS技术进行二三维实景模拟与大数据采集分析展现，实现深圳市各市区人口、建筑以及用地现状与规划情况的展示和分析(图4)。

图4 城市空间模拟系统——“空间模拟展示厅”示意图

3.4.3 其他专业应用

围绕中心各部门规划信息化的业务需求，智慧规划信息平台以数据中心、指标模型为支撑，开发了城市总体规划实施评估、市政规划可视化评估、耕地保护“一张图”信息管理、教育设施评估和时空数据可视化等一系列具有实用性、交互性、体验性的专业应用系统。

3.5 接口服务管理

智慧规划信息平台作为一个开放、可扩展的信息化平台，既要满足与深圳市规划和自然资源局数据中心互联互通的需要，也要满足国土空间规划“一张图”实施监督信息系统的相关技术衔接需要。智慧规划信息平台接口服务为中心的业务应用提供了通用、灵活、标准的数据，使平台具备了二次开发能力，不同的业务应用可根据需要自由组合或定义相关的接口和服务，为搭建快应用提供可能。此外，为满足后续深化应用服务的需求，在指标模型管理系统建设时，预留了搭建外部应用系统的公共标准化接口，可实现与相关系统之间的无缝集成。

3.6 系统管理

智慧规划信息平台支持模块化、动态配置，通过BS/CS应用可迅速搭建简单、易用、高效的管理系统，其管理范围囊括用户管理、权限管理、日志管理、配置管理和数据库管理等，极大地简化了运维管理人员对于系统的配置管理工作，实现了系统运维的高效便捷与动态灵活。

4 智慧规划信息平台的特色

4.1 多源异构数据组织与多专业数据融合

智慧规划信息平台面向TB/PB级多源异构时空数据，构建了基于弹性分布式时空数据一体化模型的分布式空间文件存储引擎和索引机制，通过研发跨平台兼容国产软硬件(CPU芯片、操作系统、数据库等)环境的分布式GIS内核，支撑超大规模关系型、瓦片型、时空型、文本型等结构化数据及非结构化数据管理性能的数量级提升。此外，平台一定程度上破解了规划、国土、交通、市政、生态、海洋等多种专业间的数据烟囱和信息孤岛的局限，创新性地实现了中心数据湖、部门数据池、个人级数据的多级管理模式，实现对共享数据与私密数据的有机融合，同时构建了从数据、指标、模型到专业应用的业务信息化流程，在快速搭建各专业GIS应用系统的同时，打通了多专业、多部门的融合壁垒。

4.2 动态流大数据自动处理

智慧规划信息平台实现了网格人口实时大数据计算与存储的方法，通过ETL数据转换工具(图5)提取网格人口实时大数据并转换成统一格式的GIS数据，将处理后的数据发送到云服务与管理平台，云服务与管理平台将数据汇聚集成、缓存，并进行发布、监控、调度等处理后转发给指标模型管理系统，在完成空间过滤计算和空间映射计算后，将结果发送给中心数据湖，通过中心数据湖提供实时数据服务和历史数据服务。该方法创新了网格人口实时大数据计算与存储效率关键技术，解决了传统规划无法及时、高效获取数据的难题，且通过对网格员实时采集的数据进行快速清洗、转换和规整，得出的计算结果能够实现秒级实时响应。

图5  ETL大数据自动转换工具示意图

4.3 构建国土空间规划评估、预警在线模型库

为了建成自然资源本底、国土空间开发保护行为和城市运行现状全覆盖的动态监测体系，及时反映城市体征动态，开展年度规划城市体检评估，智慧规划信息平台构建了基于深度学习的模拟预测模型，进一步提升管控底线及环境底线方面的精细模拟预测能力。此外，智慧规划信息平台还创新性地开发了潜力分析、建设用地扩展、土地开发强度分析、15分钟覆盖率分析、战略定位、供需预警、聚焦分析、现状问题识别、规划问题识别、空间布局符合性评估等45种专业的规划模型，为城市体检评估、管控预警、管理决策等提供了支撑，实现了规划业务功能的实时在线分析及计算，打破了传统单机版桌面系统个人模型的限制，实现模型价值最大化。

在线模型库以丰富的算子为基础，通过已搭建的100多项算子，配合简单易用的可视化在线模型配置系统，轻松拖拽即可灵活配置复杂的算法流程(图6)。同时，模型系统还支持组件配置，能够将常用的算法流程保存为组件，且提供了近50个组件给模型使用，减少了模型配置的工作量，提升了模型配置工作的效率和模型的可读性。此外，系统还针对使用频次高、执行耗时久的模型进行优化，将模型结果进行缓存，提高了模型执行效率，提升了用户体验。

图6 可视化在线模型配置系统示意图

4.4 探索基于人、地、房多要素的规划方案模拟和空间优化方法

通过开展城市空间结构特征研究，监测城市边界外延扩张和内涵增长，分析土地价值变化与职住比、建筑总量与建设用地毛容积率、常住和就业人口分布、产业结构与经济发展等情况，及时反映城市的集约化高质量发展与静态物理空间上的动态社会空间变化。同时，与Spark计算框架深度融合，创新研发海量高质量矢量瓦片生产技术，结合多级索引和动态渲染等技术，实现了现状、规划、人口、房屋、用地等海量矢量数据不切片实时发布秒级渲染；利用现状和规划的人、地、房大数据，研究城市空间结构演变分析方法，通过分类聚合、核密度、热点分析等算法，对城市中心体系和城市发展结构、资源利用效益、就业空间、居住空间、公共服务、综合交通、开敞空间、城市安全8个方面进行综合分析与评价，探索城市人、地、房的变迁规律和分布集聚特征。

5 结语

智慧规划信息平台以国产化自研MapGIS平台为内核，搭建智慧规划信息平台框架，形成“一湖多池”的数据中心，打造规划领域的系列专业工具集，构建指标模型库，开发了规划领域的示范性应用系统。通过沉淀数字资产，赋能智慧规划，实现数据中心、服务中心和应用中心的相互传导与联动，对中心在数据管理、服务管理和应用管理方面起到了重要支撑作用，提升了中心在规划信息化方面的治理能力和水平。同时，该平台为深圳市国土空间规划工作与“一张图”实施监督系统建设提供了有力的支撑，为新时期规划信息化探索经验做法。

信息化建设本身是一个复杂的系统性工程，受到制度、硬件、数据、业务、应用、技术等多方面因素的影响。信息化工作是永无止境的，尤其在如今大数据、智慧城市、人工智能等新技术不断变革的浪潮下，行业信息化也需要不断进行技术创新和应用创新才能葆有持久的生命力。当然，本文只是探讨一种经验做法，这种经验做法还存在许多不足，需要不断改进和完善。平台后续在三维、CIM及智慧决策等方面的扩展与应用，是未来需要探讨和努力的方向。

新媒体编辑：黄玉婵

审读：邓倩

终审：刘芳