改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)社會實現(xiàn)了高速發(fā)展，2011年，全國常住人口城鎮(zhèn)化率突破50%，標(biāo)志著城鎮(zhèn)化發(fā)展拐點來臨，出現(xiàn)了越來越多的環(huán)境污染、生態(tài)破壞、資源超載等問題?！叭说拿}在田，田的命脈在水，水的命脈在山，山的命脈在土，土的命脈在樹”，山水林田湖草是一個生命共同體，綠水青山就是金山銀山。在新時期，生態(tài)文明建設(shè)成為國家持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略；而生態(tài)文明建設(shè)，首先需要對自然資源進(jìn)行全域、全空間的統(tǒng)一管控。

時空大數(shù)據(jù)平臺是城市的時空基礎(chǔ)設(shè)施，支撐城市各類信息資源匯聚、共享、協(xié)同，主要面向智慧城市領(lǐng)域，提供城市公共信息資源的融合共享；國土空間基礎(chǔ)信息平臺是自然資源相關(guān)工作統(tǒng)一的底圖、底線、底板，支撐自然資源相關(guān)信息資源匯聚、共享、協(xié)同，主要面向自然資源領(lǐng)域，提供自然資源信息資源的融合共享。兩者在本質(zhì)上皆為數(shù)據(jù)資源匯聚、共享的平臺，時空大數(shù)據(jù)平臺可以為國土空間基礎(chǔ)平臺以及自然資源領(lǐng)域應(yīng)用提供城市公共信息資源以及共享服務(wù)。

今年1月，自然資源部發(fā)布《智慧城市時空大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)技術(shù)大綱（2019版）》，強(qiáng)調(diào)將時空大數(shù)據(jù)平臺定位為數(shù)字中國時空信息數(shù)據(jù)庫的重要組成部分，并要求基于時空大數(shù)據(jù)平臺，融合自然資源管理相關(guān)數(shù)據(jù)，為國土空間規(guī)劃、空間用途管制、生態(tài)修復(fù)、自然資源確權(quán)登記、自然資源資產(chǎn)管理等提供服務(wù)支撐。

時空大數(shù)據(jù)平臺的“DIKW”模型

時空大數(shù)據(jù)平臺，作為數(shù)字中國時空信息數(shù)據(jù)庫的重要組成以及服務(wù)自然資源管理“兩統(tǒng)一”職責(zé)的重要保障，其核心是基于統(tǒng)一的時空框架，匯聚、融合、管理、挖掘城市各類信息資源，通過開放式平臺，為智慧城市各領(lǐng)域應(yīng)用提供時空信息、空間大數(shù)據(jù)挖掘分析以及可視化等共享服務(wù)。這一過程可以按照“DIKW”模型，圍繞實體庫、指標(biāo)庫、模型庫和知識庫等“四庫”來實現(xiàn)。

DIKW金字塔

實體庫存放原始的數(shù)據(jù)（Data），如人口、用地、房屋等；指標(biāo)庫表達(dá)體征信息（Information），是由實體數(shù)據(jù)經(jīng)過匯總得出的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，如人均住房面積、日均客流量等數(shù)據(jù)；模型庫存放知識（Knowledge），通過構(gòu)建分析模型對指標(biāo)進(jìn)一步組合計算，例如利用資源承載力模型分析城市資源承載力，利用土地開發(fā)強(qiáng)度模式分析城市土地開發(fā)強(qiáng)度；知識庫存放“智慧（Wisdom）”，通過對未來情況的預(yù)測來體現(xiàn)其智慧的屬性，例如在規(guī)劃階段就可通過模型分析預(yù)測地鐵建成后的客流量，為決策者實現(xiàn)科學(xué)決策提供支撐。

從實體、到指標(biāo)、到模型、到知識，逐層進(jìn)階，實現(xiàn)對城市的描述性、診斷性、預(yù)測性以及處方性分析。

基于實體的數(shù)據(jù)融合

地理實體是現(xiàn)實世界中獨立存在、可唯一性標(biāo)識的自然或人工地物。在智慧城市領(lǐng)域，城市、街道、社區(qū)以及建筑物、道路、河流等是實體；在自然資源領(lǐng)域，山、水、林、田、湖、草等也都是實體，可以更為客觀的描述現(xiàn)實世界的對象。

按照實體化的理念，將城市各類數(shù)據(jù)資源進(jìn)行實體化處理，并設(shè)計統(tǒng)一的實體編碼；通過編碼，建立起實體與業(yè)務(wù)專題數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實現(xiàn)基于實體的多源數(shù)據(jù)的融合。在應(yīng)用過程中，將實體以及關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、功能等，封裝為API（應(yīng)用程序接口），服務(wù)于不同領(lǐng)域應(yīng)用。

基于指標(biāo)的動態(tài)監(jiān)測

指標(biāo)是反映統(tǒng)計總體的數(shù)量特征，一般由一系列相關(guān)或相互獨立的指標(biāo)形成一個指標(biāo)體系來進(jìn)行綜合衡量。在智慧城市領(lǐng)域，指標(biāo)體系可以從社會經(jīng)濟(jì)、行政區(qū)劃、自然資源、旅游資源、交通運(yùn)輸?shù)冉嵌瘸霭l(fā)，動態(tài)表達(dá)城市體征；在自然資源領(lǐng)域，指標(biāo)體系可以從創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享、安全等角度出發(fā)，動態(tài)監(jiān)測規(guī)劃實施情況。

指標(biāo)體系的構(gòu)建，可基于體系化、專業(yè)化、常態(tài)化的思路進(jìn)行梳理。在體系化上，通過建立指標(biāo)庫與維度庫，將原有的報表建庫模式變?yōu)橹笜?biāo)建庫，由不同的維度支撐數(shù)據(jù)多視角表達(dá)；在專業(yè)化上，參考國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在行業(yè)專家的參與下，完成指標(biāo)體系提升；在常態(tài)化上，建立指標(biāo)體系更新機(jī)制，由原來繁瑣的手工報表填寫更新方式升級為定時調(diào)度任務(wù)完成指標(biāo)數(shù)據(jù)的更新，減少運(yùn)維成本，同時能夠使指標(biāo)體系更為持久的運(yùn)行。

所有指標(biāo)都可以基于實體庫進(jìn)行實時計算，具有周期性、可量化的特點，有利于進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測，是科學(xué)決策的基礎(chǔ)。

基于模型的科學(xué)監(jiān)管

模型是利用一定規(guī)則進(jìn)行特征描述與表達(dá)的方法。在智慧城市領(lǐng)域，如通過公共服務(wù)均等化能力、生態(tài)宜居能力等模型進(jìn)行評價，分析城市服務(wù)水平與能力；在自然資源領(lǐng)域，如通過資源環(huán)境承載力評價、國土空間開發(fā)適宜性評價等，深入分析挖掘區(qū)域承載能力，實現(xiàn)科學(xué)監(jiān)管。

聚焦需要解決的問題，靈活選擇實體數(shù)據(jù)與指標(biāo)信息，構(gòu)建模型來挖掘要素、現(xiàn)象與特征之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，診斷問題起因，追溯問題根源，是實現(xiàn)科學(xué)監(jiān)管的重要支撐。

基于知識的優(yōu)化決策

知識是綜合一系列科學(xué)計算與專家經(jīng)驗，對未來可能發(fā)生的事情進(jìn)行預(yù)測與優(yōu)化。在智慧城市領(lǐng)域，如通過水情、雨情等情況的動態(tài)監(jiān)測與預(yù)報信息，分析內(nèi)澇發(fā)生的概率與時間周期，模擬城市內(nèi)澇影響范圍與發(fā)展態(tài)勢，短期提出預(yù)警，未來可為防澇工作部署與應(yīng)急預(yù)案提供決策支持。在自然資源領(lǐng)域，如通過人口預(yù)測與經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿?，分析未來區(qū)域用地總量及發(fā)展?jié)摿?，為?guī)劃提供數(shù)字化決策支撐。

結(jié)語

基于“DIKW”的時空大數(shù)據(jù)平臺，融合智慧城市建設(shè)和自然資源管理相關(guān)數(shù)據(jù)，將有效滿足智慧城市和自然資源領(lǐng)域?qū)Χ嘣磾?shù)據(jù)匯聚、融合、管理、挖掘分析的需求，為智慧城市建設(shè)、國土空間規(guī)劃、空間用途管制、生態(tài)修復(fù)、自然資源確權(quán)登記、自然資源資產(chǎn)管理等全過程提供智能化服務(wù)支撐。

可以說，在自然資源信息化應(yīng)用中，時空大數(shù)據(jù)平臺必不可少。基于時空的多源信息融合支撐決策，通過數(shù)據(jù)挖掘發(fā)現(xiàn)未知關(guān)聯(lián)，助力自然資源時空決策，進(jìn)一步釋放“時空大數(shù)據(jù)”的巨大價值。