CSPON建设 | TIM构建思路及关键技术
创始人
2025-02-25 14:53:22

全国国土空间规划实施监测网络建设

党的二十大作出加快建设网络强国、数字中国的战略部署。党中央、国务院印发的《全国国土空间规划纲要(2021—2035年)》《数字中国建设整体布局规划》明确要求建设全国国土空间规划实施监测网络。2023年、2024年和2025年全国自然资源工作会议持续作出部署,强调要持续推进国土空间规划实施监测网络建设,完善数字化治理政策机制和技术标准体系,加强规划实施评估监督等。

2023年9月,自然资源部办公厅印发《全国国土空间规划实施监测网络建设工作方案(2023—2027年)》,明确了建设目标、工作原则、主要任务和保障措施等,全力打造“可感知、能学习、善治理、自适应”的智慧国土空间规划,大力推进国土空间治理“数智化”转型,推动构建美丽中国数字化治理体系和建设绿色智慧的数字生态文明。2023年12月,自然资源部办公厅印发《关于部署开展国土空间规划实施监测网络建设试点的通知》,明确在长三角生态绿色一体化发展示范区和16个省份、29个城市、1个区县开展试点。

为探索构建“共建共治共享”新型治理机制,凝聚全社会力量,高质量推动国土空间规划实施监测网络建设,特将原国土空间规划“一张图”建设、城市体检进行时等专栏融合为CSPON(China Spatial Planning Observation Network)建设专栏,面向全社会公开征集“智慧国土空间规划”“国土空间规划监测评估预警”两大版块的理论方法、国际经验、前沿趋势、技术路线、算法模型、实践经验等。欢迎相关领域重点实验室、工程技术创新中心、科技创新人才和团队,高等院校、科研机构、行业队伍、企业,各级自然资源部门及单位等积极投稿,单位或个人不限,我们将以成果质量为唯一标准,择优刊载(投稿邮箱:ghjdcyzt@163.com)

在自然资源部国土空间规划局的指导下,同济大学(自然资源部国土空间智能规划技术重点实验室)与自然资源部国土空间规划研究中心,会同上海同济城市规划设计研究院有限公司与同济大学建筑与城市规划学院及《中国自然资源报》《城市规划学刊》《城乡规划》等,以“从CIM到TIM——构建数字生态新基础设施”为主题,在上海举办UP前沿论道。我们将陆续刊发主题报告内容。本期刊发《TIM构建思路及关键技术》。

——自然资源部国土空间规划局

在全域数字化浪潮与数字中国建设的时代背景下,国土空间信息模型(Territory Information Model,简称TIM)的基础性地位日益凸显,发挥着愈发关键的作用。2024年8月,工业和信息化部等十一部门《关于推动新型信息基础设施协调发展有关事项的通知》明确提出“全面建设实景三维中国,搭建数字中国时空基座和数据融合平台。完善国土空间基础信息、时空大数据、城市信息模型等基础平台,推进平台功能整合,为城市数字化转型提供统一的时空框架。”这一政策导向,彰显了TIM既是国土空间规划实施监测网络(CSPON)建设的关键基石,也能为全域数字化转型提供统一时空框架,促进各类数据的高效融合与协同应用,是数字生态文明时代不可或缺的新型基础设施。

作为支撑CSPON建设的全覆盖、全要素、全周期、全链条数字底座,TIM需要具备可连接、可计算、开放、动态的具有自我内生力的数据生态。按此要求,在形式方面,TIM需实现二三维一体化;在时序方面,TIM需将历史、现状、规划进行一体化整合;在尺度方面,TIM需兼顾中观、微观一体化;在空间方面,TIM需实现地上与地下空间一体化。

三元驱动,探索行之有效的TIM构建思路

TIM建设可操作的实施路径,可采用“标准牵引+场景驱动+集成创新”的三元驱动思路开展构建工作。首先,以标准牵引为导向,构建承载多元异构、多尺度数据零件的数据仓库,在此基础上面向场景需求搭建数字化的场景模型。随后,通过场景驱动机制,对数据仓库的数据零件或者数据部件进行有机组合,搭建数字场景。然而,从工程化推进的角度来看,要在最短时间、最低成本且最高效的情况下达成目标,就需要充分利用旧思路进行集成创新。基于现有数据的业务逻辑和生产体系,充分进行数据挖掘与数据升维重构,以此达到TIM构建的目标。

四大关键技术,筑牢TIM数据库建设根基

多源异构数据融合技术。以建立实景三维模型为基础,集成调查监测数据、国土空间规划数据、公共专题数据、物联感知数据以及业务数据,实现内在关系构建与数据一体化展示及应用,打造可感知的全覆盖、全要素、全周期、全链条的国土空间数据资源底板。

地-楼-房-人-权跨业务一体化融合

对象全生命周期跨时空融合

基于数据仓库的多维标准建模技术。在TIM构建过程中,多维度、多尺度、多层次的特性与数据仓分层管理机制高度契合,为基于数据仓进行TIM构建提供坚实的基础。通过对实体对象以及其关系进行管理,在不同情形下进行场景模型以及指标模型管理,能够建立起一套完整的动态联动机制。

数据仓库设计

基于数据仓设计的TIM数据库

任务编排调度技术。将计算模型、数据质检模型、深度学习模型,包括建筑信息模型(Building Information Modeling,简称BIM)数据质检、不动产数据质检和生产等一系列算子模型,通过零代码模型进行搭建,实现TIM库在线数据的联动更新,真正达成“一动皆动”的协同效果。

算子库示意图

数据计算模型编排(15分钟生活圈应急指标计算模型为例)

基于知识图谱的动态关系计算与表达技术。TIM库构建所涉及的关系是更为复杂的网络关系,知识图谱在网络化关系表达上能够展现出更好的优势。

基于知识图谱的耕地实体关系表达

广泛服务CSPON,支撑多项场景应用

TIM在国土空间规划实施监测领域,能够为一系列场景应用服务提供支持,包括国土空间规划、社区生活圈体检评估以及陆海统筹高质量发展监测评估等一系列数据模型建设。从指标层面来看,这些模型通过拆解每个指标,与数据仓库中的数据进行内在联动,搭建计算模型,推动国土空间规划与管理工作更加高效。未来, TIM的应用场景将更加广阔,能够高效服务于地质灾害应急管理、应急模拟推演等领域,为应急部门制定更为科学有效的解决方案,提高应急响应能力。随着TIM版本构建从1.0到2.0、3.0的不断迭代升级, TIM将会融入更多不同行业领域,为各行业迈向数字化建设发展注入强劲的智慧活能。

(作者:广东南方数码科技股份有限公司副总工程师 王丹丹

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