时代召唤:从数字赋能到时空革命
习近平总书记深刻指出:“当前,数字技术正深刻改变着生产方式、生活方式和社会治理方式。”这一判断,不仅是对时代特征的精准把握,更为中国各领域的数字化转型指明了方向。在全球范围内,数字技术正以前所未有的力量重塑国家治理模式。欧盟推出“数字欧洲计划”,美国实施“数字政府战略”,新加坡建设“智慧国家”……在这场全球性竞赛中,中国如何走出自己的特色之路?
自然资源部的“一张图”建设,正是对这一时代命题的中国回答。陈军院士在报告中开宗明义:“‘一张图’建设是一个时代的呼唤。”这种呼唤,源于3个层面的深刻需求:
经济层面的需求尤为迫切。以低空经济为例,这片曾经寂静的天空正成为新的经济疆域。无人机物流、空中交通、应急救援、农业植保……无数创新应用蓄势待发。然而,天空没有像地面那样的道路标识,如何确保成千上万架无人机安全、有序、高效地飞行?答案就在数字化。只有构建天空的“数字航路”,实现飞行器的精准定位、智能避障、协同调度,低空经济才能真正从概念走向现实。而这,离不开高精度、全时段、全覆盖的时空数据支撑。 治理层面的需求同样关键。长期以来,政府部门间存在的“信息孤岛”“数据烟囱”问题,严重制约了治理效能。自然资源管理涉及土地、矿产、森林、草原、水、海洋、湿地等多种资源,分属不同司局管理,数据标准不一、共享困难。“一张图”建设正是要打破这种碎片化状态,建立“横向到边、纵向到底”的数字化治理模式,实现跨部门、跨领域、跨层级的协同治理。 全球治理的需求彰显大国担当。2023年9月,习近平总书记提出“全球治理倡议”,强调中国应在全球治理体系中发挥更大作用。联合国2030年可持续发展议程中,多项目标与自然资源管理直接相关。通过“一张图”建设,中国不仅能提升自身自然资源治理能力,更能为全球提供可借鉴的数字治理方案,贡献中国智慧。
在政府层面,数字化赋能意味着治理模式的根本变革。浙江省率先提出的“数字政府”建设,已展现出强大效能——房产登记从过去需要跑多个部门、耗时数周,到现在“几分钟就搞定”。这种变化背后,是数据共享、流程再造、业务协同的深刻变革。
在企业层面,数字化赋能创造了全新的商业模式和发展机遇。基于精准的地理信息数据,物流企业可以优化配送路径,农业企业可以实现精准施肥,旅游企业可以开发沉浸式体验产品……地理信息数据正在成为像水、电一样的基础生产要素。
在社会公众层面,数字化赋能意味着获取公共服务方式的革命性变化。通过一部手机,老百姓可以查询不动产信息、规划审批进度、环境质量状况等,实现从“被动接受”到“主动参与”的转变。
核心内涵:实体化、全域化、时空化
传统的地图制作,本质上是将三维世界投影到二维平面的过程,关注的是“要素”——道路、河流、建筑等符号化表示。而“一张图”建设倡导的“实体化”,则是一场认知革命。
什么是实体?陈军解释道:“现实世界任何一个客观存在、有特殊意义的,都可以把它独立区分出来。”一片山、一块地、一栋楼、一棵古树,甚至一个地下管线节点,只要具有独立的管理意义,都可以被视为实体。每个实体都有唯一编码,如同人的身份证号码,实现全生命周期管理。
实体化的实现,需要解决3大挑战:一是实体识别,如何从复杂现实世界中识别出有管理意义的独立实体;二是实体编码,如何建立全国统一、层次清晰、可扩展的编码体系;三是实体关联,如何将同一实体在不同部门、不同系统中的信息关联起来。广西壮族自治区在这方面进行了有益探索。2020至2021年,广西自然资源厅在全国率先开展自然资源地理实体建设试点,建立了涵盖自然地理实体、人文地理实体、管理地理实体3大类地理实体数据库,为全国推广积累了宝贵经验。
有了实体,下一步是实现数据的“全域化集成”。陈军指出,当前数据管理的最大问题“不是没有数据,而是数据分散、标准不一、难以共享”。自然资源领域的数据尤为复杂:从类型上看,包括基础地理数据、遥感影像数据、地质矿产数据、土地调查数据、规划审批数据等;从来源上看,有卫星数据、航空数据、地面调查数据、社会感知数据等;从格式上看,有矢量数据、栅格数据、三维模型、点云数据等。如何将这些多源异构数据融合起来?陈军提出了“以空间为主线,以时间为轴线”的思路。每一个地理实体都是一个数据聚合点,可以关联其所有相关属性信息。例如,一栋建筑实体可以关联其建设年代、结构类型、产权信息、住户信息、能耗数据、安全监测数据等,形成完整的“数字档案”。
这种全域化集成面临3大技术挑战:不同来源的数据在空间位置上可能存在偏差,需要建立智能匹配和融合机制,解决空间冲突或不一致性问题;时序关联,同一实体在不同时间点的状态变化需要被完整记录和关联;语义统一,不同部门对同一实体的属性描述可能存在差异,需要建立统一的语义标准和转换规则。
如果说实体化是基础,全域化是支撑,那么时空化数字孪生则是目标。陈军强调,“一张图”建设的最终目的是实现时空化数字孪生,即在数字世界中创建一个与物理世界同步映射、实时交互、智能反馈的虚拟副本。
时空数字孪生不是简单的三维建模,而是包含4个核心特征:时空关联(时间与空间维度紧密结合)、互联互通(各系统间数据自由流动)、虚实互馈(数字世界与物理世界双向影响)、智能演进(系统具备自主学习优化能力)。在自然资源管理领域,时空数字孪生具有广阔应用前景。例如,在国土空间规划中,可以构建城市数字孪生体,模拟不同规划方案对未来交通、环境、人口分布的影响,实现科学决策;在生态保护中,可以建立重点生态功能区的数字孪生体,实时监测生态系统变化,预警生态风险;在灾害防治中,可以构建地质灾害隐患点的数字孪生体,模拟不同降雨条件下的滑坡可能性,指导避险转移。
技术与业务逻辑重构
技术体系的重构是“一张图”建设的基础。陈军将这一重构概括为3个方向:
构建天空地海一体化感知网络。自然资源部拥有包括资源系列、海洋系列、高分系列在内的多颗遥感卫星,建立了覆盖全国的基准站网,但这些观测资源尚未形成合力。未来需要建立统一的观测计划制定、数据接收处理、产品生成服务的协同机制,实现“一次观测、多方使用”。 发展智能化测绘技术体系。传统测绘技术已接近瓶颈,效率提升空间有限。人工智能技术的兴起为测绘行业带来了新机遇,但陈军强调,光有人工智能是不够的,必须将人工智能与专业智能结合。所谓专业智能,就是指测绘领域长期积累的专业知识、模型和规则。只有将数据驱动的AI方法与知识驱动的方法相结合,走“混合智能”道路,才能实现真正的技术突破。 研发时空大数据模型。大模型技术正在从自然语言处理向多模态发展,地理空间大模型成为新的前沿方向。通过进行海量地理空间数据预训练,地理空间大模型能够理解空间关系、识别地理模式、推理空间过程,为自然资源管理提供强大的认知能力。
“最难的不是技术,而是业务重构。”陈军坦言。几十年来,自然资源管理部门形成了相对固化的业务流程和组织架构,但不能完全适应数智化治理的要求,业务重构、流程再造成为“一张图”建设的核心内容。
业务重构需要遵循3个原则:一是以用户为中心,将管理对象(企业、群众)的需求作为业务流程设计的出发点;二是知识引导、数据驱动,充分凝练和运用自然资源管理过程中积累的经验和知识,将数据作为业务运行的核心要素,实现数据流与业务流的深度融合;三是闭环管理,建立“监测—分析—决策—执行—反馈”的完整闭环,实现业务的持续优化。
自然资源部正在推进的国土空间规划“一张图”实施监督信息系统建设,是业务重构的典型案例。该系统将规划编制、审批、实施、监测、评估、预警进行全过程数字化,实现了“规划上图、审批依图、监督按图”的全流程管理。特别是通过将规划控制线(生态保护红线、永久基本农田保护红线、城镇开发边界)数字化并与审批系统关联,任何不符合规划的建设项目都无法通过审批,从源头上防止了违法建设。
同时,陈军还指出“一张图”的深层内涵在于:实体化描述——基于地理空间位置的精准映射;全域化集成——遵循“山水林田湖草沙生命共同体”理念;时空化孪生——支撑自然资源管理核心业务。他还揭示了“一张图”的3层架构——数据层,汇集多源数据;信息层,时空计算平台;知识层,协同化业务应用系统。为此,需要开展4项核心工作:打造“一张图”信息基础设施,构建“一张图”技术支撑体系,建设协同化业务工作系统,塑造“一张图”数据生态。
从自然资源管理到数字生态文明建设
陈军对“一张图”的使命进行了精辟概括:狭义上,它是自然资源和国土空间的数字化;广义上,它是数据流与业务流的融合,是跨层级、跨领域协同治理的载体。
从狭义上看,“一张图”将彻底改变自然资源管理方式。传统的“以文本为中心”的管理模式将转变为“以图为中心”——所有资源状况“一图尽览”、所有审批业务“一图通办”、所有监管过程“一图追踪”。这将大幅提升管理效率,减少自由裁量空间,促进公平公正。从广义上看,“一张图”将成为数字中国的时空信息基础设施。自然资源数据具有基础性、公益性特点,是交通、水利、环保、农业、应急等多个领域数字化建设的基础。通过“一张图”建设,可以为各行业提供统一的时空基准和基础数据,避免重复建设,促进数据融合。
在全球数字治理格局中,“一张图”建设是中国从跟随者向引领者转变的重要契机。陈军指出,中国在数字经济、数字政府建设方面已走在世界前列,但在数字生态文明建设方面还有很大提升空间。通过“一张图”建设,中国可以在3个方面为全球贡献智慧:一是技术方案,中国在遥感卫星、北斗导航、地理信息系统等方面已形成完整技术体系,可以为发展中国家提供性价比高的时空数字化技术解决方案;二是治理模式,中国的“多规合一”、国土空间规划改革等实践,为资源紧缺型国家提供了可借鉴的治理经验;三是数据产品,中国开始生产和提供全球尺度的地理信息产品,支持联合国2030年可持续发展议程的实施。自然资源部和浙江省共建莫干山地信实验室,赋予其“打造世界一流时空信息科技创新高地”的使命,正是这一全球视野的体现。实验室不仅服务国内需求,还承担着支持联合国全球地理信息知识与创新中心、推动全球治理体系变革的任务。
陈军总结道:“‘一张图’的核心思想是统筹数字化的发展,推进智慧化的应用。”这句话道出了“一张图”建设的本质——它不仅仅是一个技术项目,更是数字时代治理理念、发展方式、文明形态的系统性变革。
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