【关键技术】村镇建设资源环境承载力测算系统平台
一、技术简介
“村镇建设资源环境承载力测算系统平台”是面向村镇国土空间治理与决策的综合智能化支撑平台，聚焦村镇发展过程中资源约束、环境容量与生态承载能力的定量识别、动态评估与空间管控需求。平台以多源数据集成、GIS空间分析和承载力模型计算为核心，集成村镇基础信息管理、资源环境分区分类、承载力测算预警、规划方案比选、可视化展示及多终端数据采集应用等功能，可服务于村镇规划编制、发展模式优化、生态保护管控及管理决策支持等业务场景。
平台的关键创新在于：构建了资源—环境—生态多维度评价体系，实现村镇建设资源环境承载力的一体化测算；采用“智慧大屏+移动调查+平板查询”协同架构，支持数据采集、实时更新与联动；融合空间可视化展示与智能分析能力，提升复杂数据的直观表达和决策效率；面向不同区域发展条件提供分区分类和情景模拟支撑，为村镇高质量发展与精细化治理提供科学依据。
二、技术内容
围绕村镇建设过程中资源供给约束、环境承载上限与空间开发适宜性识别需求，构建了“数据货柜—模型测算—多维应用—多端展示”四层技术体系，形成集数据管理、指标测算、空间分析、决策支撑于一体的综合技术平台，具备较强的完整性与落地应用能力。
1. 数据货柜建设
平台集成自然资源、生态环境、社会经济、基础设施及村镇建设等多源异构数据，主要包括土地利用、地形地貌、水资源、生态红线、环境质量、人口规模、产业发展、交通区位、公共服务设施及村庄建设现状等信息。通过统一坐标体系、标准化编码和数据库管理，实现空间数据、属性数据与业务数据的一体化存储和动态更新，为承载力测算提供可靠数据支撑。
2. 承载力评价模型体系
以水资源环境承载力、土地承载力、生态承载力、综合承载力为四大核心测算维度，构建模块化测算模型。其中，水资源环境承载力基于流域/行政单元尺度，核算水资源供给、水环境容量、水生态、水管理指标，评估 TP、TN、COD、氨氮等污染物承载状态。土地承载力分别测算耕地资源承载力与建设用地承载力，对比现状与阈值，判定严重、超载、平衡、富余四种状态。生态承载力开展了“一村一品” 产业生态阈值测算、水源涵养/生物多样性/水土保持生态功能承载力测算。综合承载力通过耦合水土生态多要素，结合SD系统动力学模型，预测村镇总收入、人均收入、人口、粮食、耕地长期变化趋势。最后，平台通过多维测算模型集成、机器学习算法优化与Hadoop大数据分析，支撑多情景模拟与最优规划方案生成。
3. 业务应用功能模块
平台设置多类业务应用模块，主要通过以下五类模块实现。其中数据管理模块包含数据导入、更新、查询与维护；承载力测算模块包含指标计算、模型运行、结果输出；方案比选模块包含不同发展情景下建设规模与空间布局模拟；成果展示模块包含专题地图、统计图表、三维展示和报告生成；移动采集模块包含现场调查、问卷填写、照片上传和定位记录。
4. 核心输出成果与应用指标
平台可输出村镇建设承载力、资源环境约束空间分布及规划成果。核心测算结果可量化反映人口承载规模、建设容量上限、生态约束等级等指标，为村镇规划、环境整治提升和国土空间治理提供依据。
5. 实施要点与可操作性
平台采用模块化架构设计，可根据不同地区资源禀赋与管理需求灵活调整指标体系和权重参数，具备良好的适配性与可扩展性；同时支持Web端部署与多用户协同操作，便于政府部门、规划单位和技术机构开展常态化应用。整体技术路线清晰、成果输出规范，可直接服务村镇建设管理实践。
图1 村镇建设资源环境承载力测算系统可视化平台界面
图2 村镇建设资源环境承载力移动大数据采集 APP 界面
图3 村镇建设资源环境承载力智能APP系统
图4 “智慧大屏+移动调查+平板查询”三位一体技术产品
三、技术优势
面向当前村镇建设中资源约束识别不清、环境容量评估不足、空间布局粗放及决策支撑不足等问题，平台形成了系统的技术解决方案，具有以下先进性与综合优势：
1. 多维协同测算，突破单一要素判断局限
平台突破传统以水或土资源为主的单因素判断方式，将资源供给、环境容量、生态约束、建设条件和发展基础纳入统一框架，实现村镇建设承载力的综合识别与系统评价，更能真实反映村镇发展的实际承载水平。
2. 空间精细识别能力强，支撑差异化管控
依托GIS空间分析技术，平台能够将承载力结果落实到县域、乡镇、村域等多尺度空间单元，精准识别高承载区、潜力提升区、约束管控区和限制开发区，较传统粗尺度评估方式具有更高的空间分辨率，可有效支撑分区分类治理。
3. 数据驱动动态更新，提升决策时效性
平台具备多源数据接入与持续更新能力，可根据土地利用变化、人口变动、基础设施建设和环境治理进展及时调整评价结果，实现由一次性静态评估向动态监测预警转变，提高管理决策的实时性和针对性。
4. 模块设计灵活适配，推广应用范围广
平台采用模块化架构，可根据不同地区自然条件、发展阶段和管理目标灵活调整指标体系、评价参数和业务流程，既适用于平原地区村镇建设管理，也适用于山地丘陵、生态敏感区及快速城镇化地区，具有较强的区域适应性。
5. 测算应用过程完整，业务实用性突出
平台集数据管理、承载力测算、空间分析、方案比选、成果展示和移动端核查于一体，形成“调查—评价—决策—实施—反馈”的业务闭环，避免传统多软件分散作业模式，提高工作效率和成果一致性。
6. 可视化表达直观，降低技术使用门槛
平台通过专题地图、统计图表、三维场景和自动报告输出等方式，将复杂模型结果转化为直观可读的信息，便于管理部门快速理解和应用，提升非技术人员的使用效率。
总体而言，该平台兼具科学性、系统性、实用性与可推广性，在村镇建设资源环境承载力评价领域具有较明显的技术先进优势。
四、应用场景
村镇建设资源环境承载力测算系统平台以村镇资源环境管控、规划编制、科学决策为核心应用方向，覆盖资源管理、环境治理、生态保护、村镇规划等多种场景，具备全流程、多尺度、可推广的应用价值。
1.水资源环境承载力监测与管控场景
面向流域、县域、乡镇、行政村，开展水资源、水环境、水生态、水管理承载力测算，识别水资源约束、TN/TP/COD超载等关键问题，为村镇水资源保障、农业面源污染管控、水环境容量核定提供数据支撑，提升水资源精细化管理水平。
2.土地资源承载力评估与耕地保护场景
针对耕地、建设用地开展承载状态判定，识别耕地超载、建设用地紧张等约束，服务于耕地保护、国土空间用途管制、村镇建设用地审批、土地整治规划，支撑守住耕地红线与土地集约节约利用。
3.生态保护与生态功能修复场景
开展水源涵养、生物多样性、水土保持、生态阈值测算，识别生态约束区与生态超载区域，服务生态保护红线管控、生态修复工程布局、“一村一品”生态产业规模核定，保障村镇生态安全。
4.村镇规划编制与方案优化场景
面向乡镇级国土空间规划、村庄规划、乡村振兴规划，提供承载力测算、分区分类、主导约束识别、规划工具箱、方案比选，快速生成科学可行的规划方案，实现“以承载力定规模、以约束定布局、以优化定方向”。
5.乡村产业发展与承载力适配场景
结合农产品供给、乡村旅游等村镇发展类型划分，评估产业发展生态阈值，为特色种养、乡村旅游、休闲农业等产业布局、规模管控、项目准入提供承载力依据，避免产业过度开发。
6.多源数据整合与共享服务场景
通过“全国村镇一张图”“数据货柜”实现地理、遥感、资源环境、社会经济、调研数据一体化管理，支持政府部门、科研单位、规划机构数据查询、申请、下载、共享，提升村镇数据资源利用效率。
7.野外调研与公众参与场景
依托智能采集APP与平板掌上通，支持基层工作人员、科研人员开展现场调研、多媒体采集、问卷调查、离线填报，实现数据实时回传与多方参与，提升村镇基础信息采集效率与公众参与度。
五、典型案例
村镇建设资源环境承载力测算系统平台依托“大屏系统+手机端采集+平板端查询”三位一体技术体系，已在江苏溧阳、湖南沅江、甘肃张掖等典型村镇示范区完成试点落地应用，服务地方自然资源、农业农村、住建、生态环境及规划部门，在承载力测算、村庄规划、资源管控、环境治理、生态保护等方面取得显著成效，形成可复制、可推广的村镇建设技术应用模式。
案例一：村镇资源环境承载力测算示范应用——江苏溧阳
平台在江苏省溧阳市开展示范应用，覆盖全市域及河口村、戴南村等典型行政村，为乡村振兴、水源地保护和污染防控实施提供技术支撑。平台围绕水资源环境、土地资源、生态资源和综合承载力开展一体化测算，整合区域水文水质、土地利用、耕地质量、生态空间、人口产业及基础设施等多源数据，系统评估各乡镇、行政村资源环境承载水平。结合天目湖流域水源地保护需求，分析村镇污染负荷与水环境容量，为水环境治理和空间准入管理提供量化依据。同时，结合村镇发展基础、区位条件和资源环境分区功能，支撑完成村庄分类与发展类型划定，明确集聚提升类、特色保护类、城郊融合类及整治优化类等发展方向，形成差异化建设引导路径。对河口村、戴南村等重点村庄，进一步提出建设规模控制、产业布局优化和生态空间修复方案。
应用实施后，平台有效提升了溧阳市村镇规划编制的科学性和精准性，助力绿色宜居村镇和美丽宜居乡村建设。相关成果已融入地方乡村振兴实践与村庄规划工作，形成了“承载力定规模、以约束定布局、以优化定方向”的村镇规划路径，被作为南方丘陵区村镇建设数字化治理的示范案例。
案例二：水资源管控与初始水权配置应用——甘肃张掖
平台在甘肃省张掖市甘州区开展了水资源承载力专题应用，为当地落实最严格水资源管理制度、深化水权制度改革和推进节水型村镇建设提供了技术支撑。甘州区地处黑河流域中游，是典型干旱灌区农业地区，经济社会发展高度依赖灌溉水资源，长期面临农业用水占比高、区域间水资源配置不均衡等问题。
基于区域水资源总量控制目标、灌区取水方式、乡镇产业结构、耕地规模及人口变化等多维数据，构建了镇域水资源承载力评价模型，对甘州区多个乡镇开展水压力指数、水环境约束指数和综合承载力测算。依托平台测算成果，甘州区进一步推进“镇—村—户”三级水权分配和确权登记机制。将全区用水总量指标按生活、农业、生态等类别进行分解，辅助实现县级总量控制到乡镇、乡镇到村庄、村庄到农户的逐级落实，并建立初始水权数据库，为用水管理数字化、精细化提供支撑。通过“生活优先、统筹兼顾”的配置原则，在保障居民生活和生态基本需水前提下，提升农业灌溉和产业发展的用水效率。
案例三：村镇国土空间规划编制应用——湖南沅江
平台应用于湖南省沅江市共华镇紫红洲村国土空间规划与村庄布局优化工作。通过整合土地资源、水资源、生态保护、人口分布及交通条件等数据，对全县村镇建设承载力进行系统测算，识别高适宜建设区、潜力提升区及限制开发区。
应用后，相关部门据此优化村庄分类布局和建设边界，合理安排居民点整治提升、公共服务设施配置及产业空间布局，减少了规划编制中的经验判断，提高了规划成果的科学性和落地性，并为后续规划审批提供了技术依据。
案例四：基于野外调查的三生空间划定及管控应用——云南昆明
平台应用于云南省昆明市滇池国土空间规划及两线管控研究工作，由滇池管理局等相关部门组织实施。依托平台移动端智能采集APP，开展野外调查、问卷采集、影像记录及多媒体数据实时回传，高效支撑规划论证基础数据获取与动态更新。针对拟划定区域，平台综合集成自然本底、土地利用、人类活动强度等信息，对流域环境承载上限等进行系统分析。应用结果精准识别了三生空间、风险点位及重点管控单元，优化了保护区范围与空间边界，降低了区域生态风险，推动形成社会发展与湖泊保护协同推进的治理格局，相关成果获得主管部门认可。
六、科技支撑
科研项目：国家重点研发计划，“村镇建设资源环境承载力测算系统开发”，项目编号2018YFD1100100
专利：
段学军，颜蔚，王磊，邹辉，王佳恒. 一种基于氮磷污染削减的富营养型湖泊湖滨保护红线划定方法.ZL 202210921359.7.
王磊，韦胜. 一种保留重要极值点的格拉姆角场转换的用地分类方法.ZL 202210767018.9.
软件著作权：
村镇建设资源环境多源数据可视化平台，V2，2022SR0518977
村镇建设规划VR GIS软件，V1，2022SR0519070
村镇建设资源环境数据库管理系统，V1，2022SR0536015
村镇建设资源环境综合承载力测算系统，V1，2022SR0518972
面向村镇建设承载力测算的移动端数据采集系统，V1，2022SR0518976
村镇承载力调研APP应用管理系统，V1，2020SR1248515
村镇建设资源环境承载力标准化空间数据库软件，V1，2020SROG20249
村镇建设资源环境承载力大数据可视化管理系统，V1，2020SR1749106
多目标资源环境承载力数字化测算系统，V1，2020SR1628878
村镇建设资源环境承载力智能测算平板系统APP软件，V1，2025SR2549432
村镇建设资源环境承载力智能终端管理系统APP软件，V1，2025SR2549356
村镇建设资源环境承载力智能终端采集系统APP软件，V1，2025SR2549418
宜居村镇规划可视化操作平台软件，V2，2022SR0519025
七、联系方式
联系人：颜蔚
科技处：姚老师，025-86882023，zbyao@niglas.ac.cn