CSPON建设 | 建设国土空间信息模型(TIM),构建数字生态新基础设施
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年和2024年全国自然资源工作会议持续作出部署,强调要“深入开展国土空间规划实施监测网络建设试点,完善数字化治理政策机制和技术标准体系”。
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”和“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)
近日,自然资源部贯彻落实党的二十届三中全会精神,围绕国土空间信息模型(TIM),召开专题业务交流,加快推进国土空间治理数字化改革。本期刊发《构建数字生态新基础设施——聚焦2024年第六期国土空间规划UP前沿论道业务交流会》。
——自然资源部国土空间规划局
9月19日,2024年第六期国土空间规划 UP前沿论道业务交流会以“从 CIM到 TIM——构建数字生态新基础设施”为主题,在上海举办。来自规划科研机构、高等院校、行业企业和各级自然资源部门的代表们,围绕国土空间规划实施监测网络(CSPON)的关键基础——国土空间信息模型(TIM)进行探讨交流。
以 TIM筑牢 CSPON数字底座
习近平总书记在出席全国生态环境保护大会时强调,构建美丽中国数字化治理体系,建设绿色智慧的数字生态文明。
随着各级国土空间规划成果逐步批复实施,全面加强规划实施监督逐渐成为国土空间规划的主要任务。2023年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)》,首次提出国土空间信息模型(TIM)的建设任务,要求各地依托国土空间基础信息平台,充分利用实景三维中国、国土调查等多元数据融合治理成果,构建全域覆盖、动态更新、权威统一、三维立体和精度适宜的国土空间信息模型,夯实 CSPON的数字底座,助力孪生互动的数字国土空间构建。
‘多规合一’改革伊始,我们就把数智规划放在国土空间规划体系构建的优先地位,构建起一套基于国土空间规划‘一张图’的全新治理政策机制,规划行业的理念、工作方式等都在经历数字化的全面重塑。”自然资源部国土空间规划局副局长李枫在致辞中表示,CSPON是在国土空间规划“一张图”基础上,引领全行业由数字化规划向智能化规划迈进的重构性、系统性工程,TIM是 CSPON的运行环境,也是决定CSPON是否具备革新性能力的关键。TIM建设应站在数字生态文明高度,进行重构性设计,注重集成性、扩展性、智慧性,发展出具备自我生长、自我循环、自我适应能力的数字化生态和 “智能体”。自然资源部将全力打造共建共治共享开放治理新生态,坚持标准先行,试点示范,科技创新与管理创新联动,技术突破与人才培养、行业培育协同,大力推进“可感知、能学习、善治理、自适应”智慧规划建设。
“空间的精准度决定了文明的高度。实现现代城市的智能化、环境规划和灾害管理、现代建筑和结构工程、数字化和网络安全、可持续发展和资源管理等多元目标,均是以数学为基础的应用,这就是 TIM建设的核心和根本目标。”中国工程院院士、同济大学建筑与城市规划学院教授吴志强回顾了公元前3000年至今的数学发展与世界各大文明进步和空间发展的关系,并指出数学对社会的物理空间和治理结构产生了深远影响,以数学为基础的科技提升不仅增强了规划的科学性和准确性,也提高了规划过程的参与性和透明度,使得国土空间规划更加符合可持续发展的要求。
“‘多规合一’改革打通了国土空间规划全链条管理的通道,实现了规划与土地政策相结合,我们拥有比以往更多的数据、政策和机制优势,能够推动并实现国土空间规划数智化转型。”自然资源部国土空间规划研究中心党委副书记于海涛鼓励各高校、科研院所、企业、行业队伍精诚合作、汇聚众智共同推动 TIM建设。
全域数字化转型下的 TIM建设
当前,由于部分区域或管理部门存在数据标准不一、系统之间缺乏关联等问题,尚未形成全域覆盖、关联融合的数字底板,导致自然资源业务协同管理难、数据潜力释放有限。随着 TIM理念的提出,一种从“数据汇聚”到“知识提取”再到“智慧决策”的数字化治理新框架、新模式正逐步形成,将有效满足新时期城乡差异化管理、精细化治理的需求。
“面向国土空间治理的全域、全要素、全流程、全周期的特点,TIM的标准体系应遵循‘数据升维、跨域连接、智能供给’的原则。”作为 TIM标准编制组单位代表,上海市测绘院科技管理处处长王伟总结了 TIM标准体系框架的五方面效果:一是应用能适配,TIM既可支撑国土空间规划实施监测场景,也可进一步适配国土空间管理其他相关应用场景。二是服务应智能,以空间单元为基础,围绕 TIM智能构建、数据组织服务进行说明。三是模型需分级,标准应从规划管理需求出发,对 TIM模型进行分级分类。四是要素全关联,标准应对数据类型进行分类,并规定不同类型推荐采用的关联方式。五是资源全覆盖,数据资源应实现国土空间管理相关数据全覆盖,并明确不同渠道的更新模式。
经过多年信息化建设,湖北省武汉市在国土空间管理和城市治理中积累了一系列诸如时空信息云平台、三维数字城市等技术成果。结合当地实践,武汉市自然资源和规划信息中心副主任熊伟提出,要从要素化、全息化、可生长三个维度,实现从城市信息模型(CIM)到 TIM的升维,运用数据探针、数据存储等一系列关键技术,探索 TIM框架体系构建,以全面赋能国土空间规划的科学决策、动态调整与精细管理。
“构建国土空间规划专业大模型,需要以大模型‘再学习’的方式将规划专业知识融入通用大模型中。”同济大学建筑与城市规划学院教授钮心毅从知识管理角度出发,提出国土空间规划大模型需要在智慧规划需求牵引下,以“国土空间规划知识为引领”,实现规划编制管理智能转型,以及多元主体参与的治理创新。
基于雄安 TIM的国土空间用途管制监测应用场景,雄安新区自然资源和规划局副局长程晓军提出 TIM0—TIM5六个层级(社会经济数据、基础数据、业务数据、地形数据、单体数据、构建模型)、二三维结合的数据主题库理论,建议采取“场景驱动—标准化处理—融合治理—场景应用”的思路,满足国土空间规划实施全过程中业务管理数据需求,最终形成全域全要素、地上地下空间的“动态模型”,赋能用途管制业务全生命周期数字化治理。
“国土空间数智化治理是国家网络强国、数字中国建设战略的核心,TIM模型需满足空间认知、空间单元、空间数据和空间决策四大需求。”自然资源部国土空间规划研究中心政策标准研究所负责人蔡玉梅认为,TIM模型不仅是多尺度贯通、多维融合的数据模型,还是行政空间和功能空间并行的信息化模型,以及融入了 AI技术实现协同治理和全过程协调的智能化模型。
打造自然资源行业的“智慧大脑”
人工智能是未来最重要的技术方向之一,它能为 TIM数据感知和处理提供智能化解决方案,使空间规划更加精准、高效和智能,为城市的可持续发展提供有力支撑。
“TIM构建的三层关键路径是‘TIM+知识+AI’,从数据体到信息体再到智能体。”北京超图软件股份有限公司总工程师罗亚提出,TIM与 AI的深入融合将构成全域数字化转型的空间智能基座支撑。其中,数据体为基础,实现全域全要素感知和全周期信息联动;信息体为深化,实现从可视化到可分析、可画像、可判断;智能体为目标,为 TIM注入神经网络,满足一切数字化转译、空间智能化响应和模型代谢化生长。
在上海图源素数字科技有限公司总裁程洋看来,TIM智慧能力建设,应立足于自然资源和规划管理的空间特性,充分结合地理信息系统(GIS)的感知与空间计算能力,大模型的语义理解、自主学习与智能推理能力,以及知识图谱的连接和融合能力,打造面向自然资源和规划管理行业的“智慧大脑”。
“在搭建统一时空框架,构建数字生态新型基础设施的要求下,空间迭代、赋能与增效是TIM建设的主要目的和基本路径。”广东国地规划科技股份有限公司联席总裁张鸿辉分析认为,空间迭代是通过空间扩展、感知能力升级、时空融合、空间业务关联等方式统一时空框架;空间赋能是以生成式人工智能和模型群协同联动等为空间智能技术核心载体,实现跨层级、跨系统的业务协同和技术创新;空间增效是以强化 TIM智能体自生长、自迭代、自适应、可学习的能力为重点,形成全域、全要素、全生命周期智慧国土空间治理和决策的应用生态。
“实践表明,TIM不仅是一个有机生命体,而且在规划编制、审批、空间治理等多个场景中发挥了重要作用,正在成为支撑智慧城市建设的关键工具。”深圳市规划和自然资源数据管理中心高级工程师张芳芳介绍了深圳在高密度城市精细化空间治理需求的驱动下,在既有 CIM平台和多年规划与自然资源信息化建设的基础上,采取的“物理空间建模—要素吸附底板构建—非空要素空间化—要素关联融合”四步走策略。
“构建 TIM的科技实现路径应综合考虑‘标准牵引+场景驱动+工程化推进’三方面。”广东南方数码科技股份有限公司副总工程师王丹丹提出,TIM关键技术包括多源异构数据融合、动态更新和知识图谱等,这些技术将支撑 TIM在不同领域的应用。随着不同版本的迭代,它将不断自我推演、进化,扩展知识领域,为数字中国建设提供强有力的支撑。
本次交流会由自然资源部国土空间规划研究中心和同济大学(自然资源部国土空间智能规划技术重点实验室)联合主办。
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