国土空间基础信息平台“硬核”创新赋能自然资源数字化转型

发布时间:2022 年 09 月 21 日  文/南京国图信息产业有限公司 钱翠 黄敬
导读:项目名称:城市级国土空间基础信息平台关键技术研究与应用 完成单位:南京市国土资源信息中心、南京国图信息产业有限公司、北京超图软件股份有限公司、南京师范大学、浙江万维空间信息技术有限公司 项目背景 国土空间基础信息平台是党中央、国务院明确要求建设的重大工程,是国家全面推进生态文明体制改革、实现自然资源领域数字化转型的重要支撑。

项目名称:城市级国土空间基础信息平台关键技术研究与应用

完成单位:南京市国土资源信息中心、南京国图信息产业有限公司、北京超图软件股份有限公司、南京师范大学、浙江万维空间信息技术有限公司

 

项目背景

国土空间基础信息平台是党中央、国务院明确要求建设的重大工程,是国家全面推进生态文明体制改革、实现自然资源领域数字化转型的重要支撑,是落实“四统一”(统一底图、统一标准、统一规划、统一平台)的重要抓手。由南京国图信息产业有限公司(简称:国图信息)联合南京市国土资源信息中心、北京超图软件股份有限公司、南京师范大学等单位共同研发的国土空间基础信息平台及其系列关键技术成果,支撑了《城市级国土空间基础信息平台关键技术研究与应用》鉴定及申报工作,荣获 2022 年中国地理信息产业协会地理信息科技进步一等奖。项目团队历经多年合作与攻关,共同提出了国土空间信息模型、数据结构和建模方法,研发了多维协同的国土空间基础信息平台,突破了支撑智慧应用系列关键技术。项目成果经院士和专家评价,总体达到国际先进水平。

项目创新点

本项目面向数字国土空间构建和应用服务的重大需求,针对国土空间认知难、信息协同治理难和智慧精准管控难三个关键问题,聚焦模型设计、平台架构、应用服务三个维度,形成三大创新点。

• 国土空间信息模型及数据治理创新

面向多源数据凝聚,提出了包含“信息七要素”和“地理七维度”的国土空间信息模型概念框架,构建了融合地理空间和自然资源的信息分类体系,建立了顾及多重分类与颗粒度划分的数据结构,实现了城市全域全要素多时空多源异构数据的汇聚、治理、管理与服务。

• 多维协同的国土空间基础信息平台架构创新

面向平台纵横协同,提出了云边端协同的国土空间基础信息服务架构,研发了分布式混合多态的国土空间数据存储与管理技术,构建了强负载、高扩展、可移植的云边端一体化国土空间基础信息平台。

• 智能化国土空间治理的技术创新

面向支撑空间治理,提出了“码 - 链 - 谱”一体化的自然资源全业务协同方法,创新了数据驱动、知识引导的国土空间智慧服务技术,突破了“数据 - 指标 - 模型 -场景”一体联动难题,促进了政府数字化转型升级和国土空间治理现代化。

平台建设内容

《城市级国土空间基础信息平台关键技术研究与应用》科技成果是以国土空间基础信息平台为载体,聚焦五大建设内容。

第一,形成标准统一、基准一致、内容全面、覆盖广泛、实时更新的二三维城市级自然资源数据资源体系;

第二,整合多源数据资源,形成二三维城市级自然资源大数据中心;

第三,构建自然资源数据治理中台,服务海量自然资源数据存储、计算;

第四,建成数据运营、共性技术支撑两项能力,支撑调查监测评价、监管决策、互联网 + 政务服务三大类应用;

第五,实现四个面向,包括:面向用户单位内部各类应用、面向上级单位平台、面向相关部门(单位)、面向企事业单位和社会公众。

平台技术特色

• 如何集中管理多源多维多时相自然资源数据?

1. “多张图”向“一张图”的转变

针对数据多源、异构、多平台支撑难题,本平台设计了一种兼顾现状及弹性拓展的分布式混合多态时空大数据库存储方案,实现结构化与非结构化、静态与动态、二维与三维等多类数据统一存储。团队共同研究跨平台空间大数据存储技术,采用跨平台数据存储结构,构建二三维自然资源数据库,满足不同 GIS 图形平台对二三维空间数据的统一存储、统一服务和统一应用的需要,解决了传统模式下不同图形平台对相同空间数据重复存储、不兼容的痛点。

2. “二维平面”向“实景三维”的转变

团队研究了二三维自然资源数据轻量化技术,满足二三维一体化高效流畅管理和三维分析仿真服务需求,融合二维数据、实景三维数据等建设成果,最终实现“二维平面”向“实景三维”的转变,支撑国土空间立体开发与综合治理。

• 如何整合业务系统,有效联通横纵部门,实现平台统一?

1. “数据零售”向“数据集市”的转变

团队建立了数据管理调度和业务应用服务的枢纽和总线,完善数据汇集更新机制,规范入库更新流程;构建“上报—批准—推送”的自动化流程,实现对数据的主动下载与集成;建立共享服务机制,实现从“数据零售”向“数据集市”的转变,支撑三大应用体系高效构建与信息协同共享。

2. “集中式”向“微服务”的转变

针对自然资源业务耦合性强,基础能力存在交叉等难点,基于微服务思想,以容器为部署载体,平台构建了一套多粒度、低耦合、高内聚的自然资源微服务体系,将应用拆分为小而微的微服务。同时,对核心的数据能力、技术能力、应用能力进行解耦,建立强负载、高扩展、可移植的云边端 GIS 技术体系,满足更加弹性、更加稳定、更加便捷的平台运行要求,实现从“集中式”向“微服务”的转变,支撑资源聚合利用与智能化运营。

• 如何集成新技术,赋能产品,提高智能化服务水平?

1. 探索人工智能 + 遥感要素解译

研究基于 GeoAI 地理要素解译技术,探索通过建立训练样本,对要素识别和提取进行机器学习,来实现自然资源要素的自动分类提取和智能变化检测,以满足自然资源部分业务场景中对用地变化、违法建设、保护修复进度等方面的智能监测需求,构建自然资源全天候感知链。

2. 研究区块链 + 知识图谱

研究区块链、知识图谱等技术在调查监测评价、监管决策和“互联网 + 政务服务”三大业务体系的应用,通过探索各类业务数据的关联以及如何快速精准地提取形成各类数据在时间、空间、业务等各个维度的关联关系等关键技术,编制一张自然资源全覆盖知识网,提升自然资源数据的应用价值。

3. 研究三维 GIS 与高保真渲染引擎跨界融合

针对自然资源三维数据高保真、多维度、地上下表达与渲染难问题,团队研究了 SuperMap GIS 引擎与多种高保真渲染融合仿真机制,形成行之有效的数据、服务交互服务组件,力求为各类自然资源业务提供更加丰富的融合表达。

平台应用成效

目前,国土空间基础信息平台已支撑 10 余个省份项目建设,为自然资源部门提供了有效的国土空间基础信息数据管理模式和方法,取得了良好应用成效。在南京市国土空间基础信息平台项目开展过程中,多次获得了院士领衔的专家组高度评价和认可,多次服务和保障了政府与公众的重大活动。

下一步,国图信息将继续积极探索研究国土空间信息模型相关理论、方法及技术,聚焦自然资源数字化转型与智慧化建设,全面提升信息服务水平,推进和深化大数据治理、大平台支撑、大服务协同、大智慧应用,为自然资源部门有效履行“两统一”职责、提升国土空间治理能力、推进生态文明建设提供重要技术支撑与服务。

 

版权所有© 1997-2019 中国科学院地理信息产业发展中心 《超图通讯》编辑部 京ICP备11032883号-6