习近平总书记指出,数字化发展日益加快,时空信息、定位导航服务成为重要的新型基础设施。时空信息是国家经济社会发展和自然资源管理的重要战略性信息资源与关键生产要素,是国家重要的新型基础设施,是数字中国整体框架构建的核心要素和重要内容,对开展数字化治理、提升自然资源管理现代化水平至关重要。2023年2月,中共中央、国务院印发《数字中国建设整体布局规划》,明确要求完善自然资源三维立体“一张图”,建设绿色智慧的数字生态文明,全面赋能经济社会发展,以实景三维、遥感影像、基础地理信息数据为主体的时空信息技术支撑数字化发展,赋能高质量发展已成为时代的潮流。2023年8月,自然资源部印发《关于加快测绘地理信息事业转型升级 更好支撑高质量发展的意见》,要求充分发挥测绘地理信息数据要素保障作用,促进地理信息产业健康快速发展,为数字中国建设打造统一的时空基底、为高质量发展提供丰富的数据要素保障,全面赋能高质量发展,助力中国式现代化建设。因此,需要以智慧国土新理念为统领,加强整体性谋划和系统性安排,积极推动自然资源时空信息的科技创新,将时空信息融入自然资源高质量发展的主体业务,从传统数据信息服务走向知识服务,推动智慧化应用,为助推自治区经济社会高质量发展贡献自然资源的力量。
一、时空信息建设背景和政策支撑
(一)建设背景
党的二十大明确了建设中国式现代化的新征程,自然资源管理被赋予了“两支撑、一提升”的新定位。以遥感、空间定位、地理信息系统为核心的时空信息技术成为关键,与人工智能、互联网等相关领域的交叉融合亦成常态,极大地增强了多维动态时空数据获取、信息提取与分析服务的能力,有效地提升了人类对所居住星球和生存环境的感知、认知与管控水平。尺度多元、内容丰富、形式多样的时空信息产品层出不穷,多类型、跨层级的时空应用场景与服务不断涌现,正逐步地融入各级政府规划、管理、决策过程和千家万户的生活之中。
(二)政策支撑
《数字中国建设整体布局规划》是数字中国建设的指导性文件,提到按照“2522”的整体框架进行布局,第一个2即夯实数字基础设施和数据资源体系“两大基础”,明确要求数据基础设施高效联通、数据要素价值有效释放。《数字宁夏“1244+N”行动计划实施方案的通知》、《自治区人民政府关于加强数字政府建设的实施意见》提到,以城市时空数据信息为基础,支持多行业信息汇聚、融合、提取、展示的数字孪生城市管理应用场景,加快推进城市运行“一网统管”,提升城市治理科学化、精细化、智能化水平。自然资源部出台的相关文件,是推动时空信息建设的行业性文件,提出要为数字中国建设打造统一的时空基底、为高质量发展提供丰富的数据要素保障、全面赋能高质量发展,助力中国式现代化建设。
二、时空信息赋能高质量发展面临的困惑和难题
(一)时空信息连接程度有待深化
当前,1∶2000基础地理信息数据和实景三维宁夏,作为真实、立体、时序化反映宁夏生产、生活和生态空间的时空信息,具有多类型、多尺度、多粒度等特点,是连接各类社会经济信息的重要基础,但在有效地支撑社会经济信息的空间化连接方面发挥作用还不够。应大力研发和生产多类型、多尺度、多粒度的地理空间实体,通过时空计算、推理、演绎和学习等手段,实现实时或准实时的时空连接。利用时空数据的空间载体作用,构建能反映物理世界与数字世界联通-映射关系的数字孪生体。
(二)时空信息计算服务能力有待提升
就目前发展情况来看,一是存在基础设施支撑不足导致时空信息计算服务能力不足的问题。实景三维、遥感影像等新型自然资源数据生产与应用需要庞大的存储资源和计算资源作支撑,但存储空间和算力能力远不能满足。二是在服务计算云平台的架构设计、核心技术、产品形式和应用模式等方面仍缺少创新,对于时空信息领域供应链和产业链的安全韧性水平形成了严峻挑战。亟待针对具体的时空信息计算服务赋能高质量发展的领域与需求,研发空间结构、行为模式、演化路径、空间受限、要素匹配、时空均衡、集约节约、政策效应等时空计算模型与方法,为底数研判、发展状态的追踪监测、发展效应的评估分析,以及发展趋势的预测预报等提供先进高效的计算手段。
(三)时空信息智能应用有待优化
宁夏时空信息智能应用还存在系统协同不足、业务重叠、监测监管系统业务逻辑相似、智能化程度低等问题,缺少智能化的时空感知、时空认知和时空管控等应用。亟待建立时空智能的计算框架,集成时空记忆、时空推理、时空学习等关键技术,研制时空智能计算引擎,支撑时空信息的实时感知、动态建模、认知计算、灵性表达与知识服务。
三、时空信息数据赋能宁夏经济社会高质量发展的对策与建议
(一)建设宁夏统一时空框架,提供高品质时空数据供给
1.为数字宁夏提供统一的时空数据底板。建成实景三维宁夏,形成数字空间与现实空间实时关联互通能力,为数字经济、数字政府和数字宁夏提供三维空间定位框架和分析基础。开展智慧园区、智慧文旅、智慧交通等多领域应用示范,服务自治区重大战略决策部署。研发面轻量化、低门槛、好看能用的实景三维技术和产品,为数字孪生、城市信息模型等应用提供统一的数字空间底座,实现实景三维宁夏泛在服务。
2.获取多类型、高分辨的影像数据。持续推进宁夏卫星应用技术中心建设,获取“两高三全”的影像,具备从静态调查到动态监测、从高程测量到形变监测、从数量到质量和生态的综合观测能力。强化精检校、精纠正、精解译这三个环节,保障影像数据从效率、质量、品质上实现“好用”,提供一站式遥感数据、信息、服务,为经济社会高质量发展提供高水平的遥感支撑。
3.持续开展基础数据的更新、汇聚和治理。按照3年一周期,对宁夏全域1:2000基础地理信息数据开展更新,支撑自然资源全业务账本化、信息化、时空化治理。以地理空间实体数据为本底,持续汇集自然资源各类专题数据,关联社会、经济和行业的各类信息,更好地开展时空演变、知识挖掘等高层次时空分析。
(二)打造时空算力基础设施,支撑高层次时空分析应用
1.构建新型算力供给模式。坚持集约高效、开源开放、绿色普惠原则,在中卫西部云基地建设时空智算中心,朝着标准化、集约化、低门槛和绿色低碳方向发展,助力各行各业数智化转型。建立算力共享服务模式,协同构建闲散算力与集中算力,破解大模型时代算力困局。统筹模型训练和模型推理需求,匹配运行效率、性能稳定性、交互实时性、准确性等要求。
2.研发算力供给体系关键技术。在多级、多方、多样算力并存的情况下,将算力供应与算力调配充分解耦,推动算力资源从高门槛应用到融入高水平时空计算应用,进入业务化运行。推进算力提供方、运营方、使用方等供需各环节高度匹配,研发算力度量、算网编排等关键技术,对不同算法的算力需求进行度量,有效调用算法所需的算力;将网络、算力、数据等多元素融合,实现跨云、跨网、跨域、跨用户编排。
3.设计多应用的时空计算模型。以自治区重大应用为导向,构建影像解译预训练大模型、时空分析预测算法、基础指标计算因子、决策模拟模型,设计满足个性化应用需求的“积木式”和“拖拽式”的时空计算工具,从单纯地提供基础计算,走向提供定制化的高层次计算能力。研制时空信息动态服务计算平台,形成开放式、可持续的基础技术架构,构建智能高效、标准统一的时空算力基础设施。
(三)开展时空知识工程研究,提供高水平时空决策服务
1.构建统一的时空知识模型。由宁夏大学牵头,联合区内外科研院所,研究统一的时空知识模型,有效支撑对数据–信息–知识–智慧的全链条认知。由自然资源部门牵头,建立时空大数据平台,对多时态、多维度、多尺度、多要素时空大数据进行有效治理,实现数字空间与现实空间的互联互通。由自然资源部门相关事业单位牵头,实现时空数据与行业信息高度耦合,研发时空知识建模、抽取、融合、存储、推理的一系列模型、算法,按需建立大规模领域时空知识图谱。
2.研发核心产品与服务。研发数据-信息-知识产品,面向时空数据分析应用的需要,形成时空数据、分析结果、分析报告、知识地图、知识服务系统、分析决策报告等多层级产品,支撑专题应用。研发和提供数据-软件-平台服务,能够根据用户需求动态组织数据内容,并通过数据下载、服务接口等形式提供具体数据产品,以支撑专题应用;能够通过部署软件的形式提供相应产品,以支撑相关领域专题性数据管理、分析与应用。
3.提供预测型知识服务与决策支撑。研制以时空知识为引导、群智感知数据为基础、模型算法为支撑的人机物混合增强智能,实现时空知识赋能。在多元实体时空关联的基础上,提供时空知识的深度挖掘、演绎推理和分析研判功能。通过时间维度的预测和推理,展现地理实体的变化轨迹,揭示其内在变化规律,提供描述型、诊断型、预测型、方案型等个性化知识服务与决策支撑。
(四)赋能自然资源开发利用,支撑全社会数字化转型
1.赋能自然资源开发利用。构建以“ 全面动态感知、系统精准认知、全域智慧管控” 为主要特征的自然资源时空信息技术体系。通过全面动态感知,摸清自然资源家底和及时掌握变化,提供高水平的时空信息,做到“ 查得准”;通过系统精准认知,开展资源约束条件、国土空间人地关系等时空分析与研究,做到“认得透”;通过全域智慧管控,实现时空数据赋能的全生命周期管理和全要素耦合管理,做到“管得好”。 开展宁夏智慧国土建设,统筹自然资源系统的数字化发展,将时空信息与自然资源主责主业从“ 物理融合”走向“ 化学反应”,全面提升自然资源现代化治理能力。
2.赋能数字政府建设。依托三维立体时空数据库和地理实体数据,挂接行业业务数据,赋予实体时空编码,进行可视化、图谱化管理。用时空信息数据支撑医疗健康、政务服务、社会保障、城乡建设、生态环保、应急管理、信用体系、国资监管、经济运行等主题数据库建设,确保各类政务信息快速上图、位置准确,全面提升政务数据管理和服务水平。
3.赋能智慧生态建设。基于时空信息数据,构建“天地一体化”生态环境监测网络,实现对环境质量、生态质量、温室气体、污染源等要素的动态变化监控;助力国土空间生态修复,实现由“后知后觉”的信息管理向“先知先觉”的动态化的决策服务的转变和提升;建立生态产品动态监测体系,实现对生态产品基础数据的实时采集,并据此编制生态资源资产负债表,对生态资源进行智慧化、数字化、便捷化管理,用数字技术赋能生态产品价值实现。
(来源:宁夏科协 供稿:宁夏测绘学会)