本文内容来源于《时空信息
智慧国土构建的技术模式研究——以重庆为例
刘晓瑜1，刘万增2，杨凯1，胡渝清1，翟曦2
1. 重庆市规划和自然资源调查监测院，重庆 401120；2. 国家基础地理信息中心，北京 100830
摘 要：智慧国土是统筹自然资源与地理空间数字化发展、促进智慧化应用、赋能高质量发展的重要举措。当前，尽管关于智慧国土的相关研究成果较多，但针对智慧国土技术模式的研究尚不多见，既有为数不多的技术模式的研究也不能完全适用于当前数字中国建设架构，因此，本文开展智慧国土构建的技术模式探讨。首先，本文从当前智慧国土构建中存在的不足出发，提出从信息到知识，从知识到智慧为主线的总体构建思路，总结形成以全面动态感知、系统精准认知、全域智慧管控为特征的智慧国土构建总体技术框架；其次，在分析重庆智慧国土构建技术现状与存在问题的基础上，讨论重庆智慧国土构建的技术创新方向与重点任务；最后，针对当前智慧国土发展现状，为下一步智慧国土构建提出相应建议。研究成果旨在为智慧国土实践的技术创新方向与重点攻关任务提供参考。
关键词：智慧国土；技术模式；技术创新；时空数据；时空信息；时空知识；国土空间规划；智慧管控
基金项目:中国工程院院地合作项目（2022-DFZD-12）
引文格式：刘晓瑜, 刘万增, 杨凯, 胡渝清, 翟曦. 2024. 智慧国土构建的技术模式研究——以重庆市为例. 时空信息学报, 31(2): 196-204
Liu X Y, Liu W Z, Yang K, Hu Y Q, Zhai X. 2024. Technical models for smart territory construction: A case study of Chongqing. Journal of Spatio-temporal Information, 31(2): 196-204, doi: 10.20117/j.jsti.202402015
1 引 言
国土空间是国家主权权利管辖下的综合性地域空间，是国民生存发展、人地耦合共生的场所和环境，承载着生产、生活、生态等各类建设开发活动（金贵，2014；曹小曙，2019；陈军等，2024）。改革开放以来，中国社会经济高速发展，取得了一系列举世瞩目的成就。然而，随着人口逐步增加与城镇化加速发展，国土空间开发利用与可持续发展之间矛盾加大（孙杨和谷延波，2023）。国土空间规划成为统筹经济社会发展与生态环境保护的总体方案，对资源优化配置、引导经济发展、生态环境保护、提升治理能力具有重要作用（金贵等，2022；刘俊杰，2023；雷明洋，2024）。随着计算机与互联网的快速发展，物联网、3S（全球定位系统（global positioning system，GPS）、地理信息系统（geographic information system，GIS）、遥感（remote sensing，RS））技术、大数据、人工智能（artificial intelligence，AI）等先进科学技术开始广泛应用于国土空间规划与自然资源管理领域（付佩和卢瑾，2017；陈军等，2023）。先进科学技术应用使信息汇聚、整治、挖掘速度大幅提升，特别是手机移动互联网用户的飞速增长与小程序（APP）的快速普及，使数字城市、智慧城市等理念快速涌现并不断赋能国土空间规划管理（李德仁等，2010；邓毛颖，2015；臧慧怡和仓昀，2024）。智慧城市概念本质上是基于数字城市、物联网和云计算建立的现实世界与数字世界的融合（李德仁等，2014；甄峰和秦萧，2014）。然而其概念范围无法囊括自然资源管理和国土空间规划全方位的智能化感知、认知、管控环节，在此背景下智慧国土理念应运而生。智慧国土是时空数智化技术与国土空间治理的有机结合，通过构建由实景三维国土数据底座、国土空间信息管理和国土空间知识服务组成的数据–信息–知识三层体系架构，来统筹数字化发展、推动智慧化应用（陈军等，2024；吴洪涛等，2024）。我国对智慧国土的探索从20世纪末开始，在智慧国土概念正式出现前主要经历了数字国土、“金土工程”两个阶段，通过数字国土、“金土工程”建设，我国逐步搭建了国土资源信息化建设框架体系（吴冲龙和刘刚，2002；李晓波等，2010；陶琦和黄云清，2012）。2012年国土资源部在全国国土资源信息化工作会议中提出，构建覆盖全域的集数字化、网络化、智能化为一体的智慧国土建设目标（何瑞东，2018）。此后，众多学者开展了智慧国土相关研究，主要研究内容可分为两类。一类是智慧国土建设本身，相关研究重点探讨了智慧国土的基本内涵、主要内容、整体框架等内容，提出了智慧国土建设的思路和方向（李建林等，2013；李钢等，2014；尹鹏程等，2016）。另一类是智慧国土建设背景下国土空间规划和土地资源管理，大多研究侧重于如何使用智慧国土理念进行技术创新与制度创新，通过两者协同创新高质量赋能国土空间规划和土地资源管理发展（陈长秋，2022；崔峰，2022；刘俊杰，2023）。与此同时，在国土空间规划研究与实践中，越来越强调可感知、能学习、善治理、自适应的“智慧规划”或智慧型“生态规划”，以此推动智慧国土和美丽中国建设（甄峰等，2019）。此外，2023年1月自然资源部明确提出未来五年将“持续推进智慧国土建设与应用”。在数字重庆“1361”整体框架下，重庆形成了“4510”国土空间数字化体系，自然资源管理部门着手开展了重庆智慧国土体系构建与发展路径研究。
当前，关于智慧国土内涵及其框架构建的研究已有很多，但针对智慧国土技术模式的研究相对较少，并且已有的少量关于技术模式的研究也多聚焦于2012年国土资源部提出的智慧国土框架，尚未在数字中国建设的整体架构下形成体系化的技术思路。基于此，本文着重探究智慧国土的总体技术思路与总体技术架构，立足重庆市智慧国土构建现状与不足，探索重庆智慧国土体系下关键技术的创新方向。具体而言，本文在分析当前自然资源管理和国土空间规划不足之处基础上，首先，试图建立一个总体技术框架，厘清新时代智慧国土技术创新方向；其次，在分析重庆市智慧国土构建技术现状与存在问题的基础上，对各技术环节进行详细介绍与探讨；最后，总结与展望智慧国土技术模式的挑战和优化建议，以期有助于从技术模式上推进智慧国土建设实践探索。
2 国土空间规划与治理现状分析
经过多年信息化建设，各地自然资源管理部门已在数据汇聚、分析和平台建设上取得了诸多积累与有益成效（吴建廷和许恒周，2021；郑新奇等，2022）。但在推动治理体系和治理能力现代化的新时代需求下，仍面临诸多不足，主要体现在三方面。一是动态感知不全面，动态数据获取、敏感信息快速发现能力不足，大量业务系统独立运转，数据资产整体、统一自动化管理困难，各系统信息互联互通水平、数据融合程度有待进一步提升，对当前国土空间全要素、全过程管理应用支撑不足。二是系统认知不精准，受业务机制、技术手段及重视程度等限制，数据的一致性、准确性、时效性与科学化精细化管理要求存一定差距，自然资源资产底数不清、自然资源所有者不到位，自然资源相互作用基本规律和资源环境影响机理研究不够深入透彻，信息认知能力不够精准。三是全域管控不智慧，高层次应用及决策信息产品建设薄弱，对重大问题和深层次问题的前瞻性研究布局不够，全域管控的综合性、针对性、覆盖度不够，信息化智能化管理工具和平台建设仍需加强，高质高效决策过程难以落地。
3 智慧国土总体技术思路与架构
3.1 总体技术思路
针对当前国土空间治理面临的现实性难题，本文提出以从信息到知识，从知识到智慧为主线的智慧国土构建总体技术思路，如图1所示。首先，通过时空数据治理，打通时空信息流；其次，以业务流驱动时空信息流，实现高质量时空信息在业务层面上互联互通；最后，以时空信息流触发时空知识工程，将时空知识与业务耦合融通，实现时空知识赋能。
具体而言，首先，通过时空数据融合建立统一的数据融合处理标准，建立多源时空数据整合工具，并构建自然资源时空信息模型，形成统一的时空数据库；其次，开展时空知识工程，通过领域知识建模、知识抽取、知识融合和知识表达，形成结构化的时空知识；最后，提出时空知识服务赋能智慧国土建设的模型、赋能机制与重点任务，支撑国土空间全域智慧管控，最终形成智慧国土构建的总体技术模式，包括关键技术、创新方向和重点任务。这可为智慧国土赋能高质量发展的路径研究提供技术前置基础。
