2024年度规划科技进步奖二等奖 | 超大城市国土空间精准感知与智慧规划关键技术

导读

2024年度中国城市规划学会科技进步奖共评选出授奖项目26项，其中一等奖4项、二等奖7项、三等奖15项。一批优质规划科创成果脱颖而出，充分彰显了行业前沿研究实力与实践创新水平。“中国城市规划”微信公众号将陆续推送各获奖项目的详细内容，全方位展示优秀成果，敬请持续关注！

本文字数：4469字

阅读时间：14分钟

主要完成人：邓毛颖，邓堪强，姜莉，邓兴栋，朱倩琼，霍子文，韩文超，吴天谋，朱红，周岱霖，吴婕，邓木林，许智东，姚江春，苏夏

主要完成单位：广州市城市规划勘测设计研究院有限公司

PART 01

一、项目背景

应对超大城市建设规模大、强度高、变化快、结构复杂等治理挑战，围绕新阶段“多规合一改革、内涵式发展、数智化转型”的超大城市发展关键命题，项目以国土空间规划改革为契机，基于广州作为全国唯一市级国土空间规划试点、国家重点研发计划、广东省重点领域研发计划等，探索超大城市国土空间精准感知与智慧规划关键技术。

PART 02

二、主要科学技术内容

和科技创新点

面向超大城市规划建设管理全周期，从精准感知、智慧规划、协同治理三个环节，推进五个关键技术的攻关创新。共形成19项专利、95篇论文（含SCI 23篇）、19项政策标准、7部著作的研究成果。

精准感知、智慧规划、协同治理三个环节，五个关键技术攻关创新示意图

01

创新“三域（空天地）五维（人地房业境）”数据协同感知与敏捷采集技术

重点解决超大城市如何实现海量数据高频精准感知、动态集成耦合的技术难点，一是研发“卫星-航空-无人机-车载系统-手持终端”空天地一体化的数据智能感知与实时采集技术。研发单北斗“源、网、端”技术体系，率先突破北斗星地融合增强定位技术，满足广州市实景三维、智能交通、灾害预警、国土规划等领域高复杂场景、高精度连续定位需求；构建广州“鹰眼”低空遥感监测网络，实现7天全覆盖监测、目标地物小时级检测和线索推送。

单北斗“源、网、端”技术体系示意图

广州“鹰眼”低空遥感监测网络示意图

二是研发“人-地-房-业-境”多模态数据动态耦合构建技术。首创与国土空间规划编制需求相适应的“三调”技术和现状基数转换方法，建成“广州2000坐标系”，统一标准、统一时空基准，以房落幢、幢落宗、宗落图（三落率达90%以上）的方式，实现广州2400万实有人口、7434平方公里用地、14亿平方米建筑、390万户企业、35万个地质钻孔数据和1000多平方公里地下空间普查数据等多模态数据空间化、动态化和定量化耦合，搭建智慧广州时空信息云平台，建立多场景应用量化模型。

02

面向韧性发展，创新生境修复与多灾联防的仿真模拟决策

针对超大城市生态环境脆弱、建成区老化、多灾害并发等问题，一是研发高强度城市化地区生境网络模拟与修复技术。创新耕地连片量化分析、生态风险综合评估、流域生境网络识别方法，支撑“鸟道”和“鱼道”等新规划内容，以及耕地战略储备区-永久基本农田集中区-永久基本农田整备区制度和“城中田”多元保护路径，有力支撑“三条控制线”科学划定和自然资源用途管控优化。

永久基本农田集中区识别技术示意图

生境网络识别技术示意图

二是创新“地上+地表+地下”安全监测仿真推演技术。自研基于InSAR和多源传感器的卫星探漏技术，支撑老房屋实时监测、地质沉降监测月度更新、老管线漏水点识别准确率达70%，构建市政基础数据平台和地质灾害防治业务应用数据信息中心，支撑广州62个内涝风险区、470余处易涝点、500余个地灾隐患点的精准识别和7类地质安全风险区的划定，推进超大城市安全风险管控从被动防御到主动识别，有力支撑双评价和灾害风险控制线划定。

房屋安全风险评估监测（左）、地面沉降安全风险监测（中）、地下管线卫星探漏（右）

03

面向动能转换，构建数碳驱动的业空适配与资产运维引擎

针对新产业、新场景下存量空间精准识别、盘活需求，一是研发全要素空间资源资产盘活评价模型，率先开展全市自然资源资产清查，在宗地层面精准整合“两统一”底图底数，构建五大类低效用地潜力评价模型。二是构建“业-空”多维适配整合运维技术。基于复杂网络子群探测算法、空间关联度算法等，整合80多条产业链、2.5亿家企业数据，构建以7天为更新周期、集成产业图谱、企业和人才信息的产业经济平台。深化综合能源网络仿真的“业-碳”匹配技术、精准招商的“业-地”协同用地基因库，强化用地供给适配性。

产业经济发展平台示意图

产业用地基因库（半导体产业示例）

04

面向人民有感，开展个体感知与多维空间响应的集成调控设计

结合广州空间要素丰富、气候湿热、人口密集等特点，一是研发超大城市三维形态秩序与人本视觉感知互动模型，以4.4万个城市地块，进行大规模协同迭代计算，形成高度分区、视廊等模拟修正技术。二是创新沿海湿热地区多尺度降温及气候调节技术。运用WRF技术开展风环境模拟，建立“地表温度-开发强度-绿化覆盖率”量化反演模型，并提出岭南建筑建材、冷巷布局等微气候调节技术方法，支撑总体规划中创新通风廊道识别和热环境管控分区方法，支撑广州中心城区热岛强度下降0.8℃并成功申报全球首个世界银行可持续城市降温试点。三是研发基于个人行为模式识别与空间高效干预技术。基于亚米级空间精度的人群时空数据，精准支撑生活圈划定、设施配置等空间干预。

地表温度反演热岛分析（左）、基于WRF模拟技术的风环境模拟（右）

05

面向监测决策，搭建全空间全时段全周期的智能监管中枢

破解自然资源监测要素多、识别难、频率低的难题，一是构建自然资源“大样本-大模型-大监测”框架下的在地化用途管制监测技术。研发自然资源专项遥感解译模型和自然资源三维数字解译技术，实现自然资源要素的快速分类与边界自动提取，支撑耕地“非农化”等空间底线监测工作解译精度优于85%，可替代90%人工巡检。二是构建国土空间规划实施监测数据融合平台，集成多业务领域协同管理需求，形成底线管控、灾害防治、城乡治理、规划实施等70余个应用场景。

自然资源专项遥感解译模型示意图

PART 03

三、与国内外同类技术比较

科技成果评价组专家认为，成果达到了国内领先水平，“卫星-航空-低空无人机-车载系统-手持终端”数据感知与采集方式、灾害风险识别预警、人居环境改善等部分技术达到国际先进水平。

研究成果支撑攻关了底图底数构建、“三线”统筹划定、灾害风险评价、信息平台搭建、资源配置等国土空间规划改革关键技术，为全国国土空间规划编制提供了“广州范本”。

PART 04

四、推广应用情况

和应用前景

支撑8项国家重大试点工作，包括智慧广州时空信息云平台建设、低效用地再开发试点、国土空间规划体检评估试点、国土空间规划实施监测网络试点、自然资源统一确权登记试点、自然资源调查监测试点及全球首个世界银行可持续城市降温试点等8项国家重大试点。

应用于各地近100项国土空间规划等领域项目编制，推进核心技术服务应用于全国近100项市区县的国土空间规划编制工作，累计转化合同约6.17亿元。

服务应用近100项项目分布

应用于8项部级课题，包括城镇开发边界管控和城镇用地分类标准研究、基于双评价的规划决策模型研究、自然资源综合潜力评价指标体系和方法、基于多准则的供后监管大数据智能决策模型等。

应用于8个数字治理场景平台搭建，支撑广州市国土空间规划“一张图”实施监督系统首批通过自然资源部评定，并积极推进相关技术应用于广州市地质信息数据库与公众共享服务平台、城市精细化内涝仿真预报平台、广州市全民所有自然资源资产清产“一张图”管理平台、广州招商土地超市、广海汇平台、遥感大数据平台等建设使用。

8个数字治理平台示意图

PART 05

五、经济社会效益

有力提升广州超大城市数字治理能力并形成广泛影响力。推进广州亚米级、双月度影像覆盖；提升底线监测效率5-8倍，支撑广州耕地总量连续2年净增加，红树林修复230.8公顷，岸线修复9.3公里等，核心技术向湛江等地推广；支撑1153处地质灾害隐患点核销、470余处易涝点纳入动态监测，应用于湖北及省内多地；北斗源-网-端技术在多个区域部署测试，稳定运行3年；建成120座无人机机巢，实现“一网统飞、统管”，“广州鹰眼”推广至雄安、重庆、内蒙、西藏等23个省市，并向“一带一路”国家辐射，获数十家主流媒体广泛报道。

有力支撑国土空间规划改革，在全国具有重要示范意义。有力支撑全国唯一市级国土空间规划编制先行先试工作，支撑全国超大城市国土空间规划首批批复，基于“技术攻关-制度设计”并行模式，同时支撑国家、省、市层面共19项法规政策和技术文件制定，为全国国土空间规划体系制度设计起到全流程的示范作用。

有力推进向世界输出广州经验，推进海珠湿地入选国际重要湿地；通风降温示范项目在世界银行官网发布；南沙湿地获得4亿国资支持，获批联合国“海洋十年”项目；成为首个向联合国提交地方自愿陈述报告的中国城市。支撑广州获评全球首批、全国首个“自然城市计划”灯塔城市。

PART 06

六、知识产权情况

及他人评价

成果获得发明专利19项，在国土空间多维数据感知和采集、平台搭建、生态与人居环境改善、灾害监测等方面发表SCI论文23篇，在《城市规划》《城市规划学刊》《自然资源学报》等中文核心期刊发表论文72篇，形成专著7部，支撑国家、省、市政策标准19项，为超大城市治理水平提升和全国国土空间规划改革提供了理论和实践的积极支撑。

规划创新技术与理念受到院士专家高度认可，认为城市运行量化模型与平台集成技术的研究为城市高质量发展提供了定量化技术支撑，为超大城市治理水平提升和全国国土空间规划改革提供了理论和实践的积极支撑，为全国国土空间规划编制提供了“广州范本”。

支撑50余次自然资源部、行业大会相关工作，获得自然资源部多次表扬，先进做法获得央视新闻、人民日报、新华社等中央、省、市媒体报道249次，在行业与社会形成广泛影响。

供稿人

霍子文，广州市城市规划勘测设计研究院有限公司副总工程师、政府规划编制部主任、教授级高工

朱红，广州市城市规划勘测设计研究院有限公司政府规划编制部副主任、教授级高工

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