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)》,要求加快建设“可感知、能学习、善治理、自适应”的智慧规划,提升国土空间治理现代化水平;明确提出构建全域覆盖、动态更新、权威统一、三维立体、时空融合、精度适宜的国土空间信息模型(TIM),夯实国土空间规划实施监测网络的数字底座,助力孪生互动的数字国土空间构建。

在自然资源部国土空间规划局组织下,上海市联合重庆市、深圳市、广州市、武汉市等地方开展TIM标准研究工作,在TIM框架体系、模型分级分类、模型库与知识库构建、智能支撑及适用场景等方面深入探讨、凝聚共识。

TIM的定位与框架体系

《自然资源数字化治理能力提升总体方案》中提出TIM应以GIS、物联感知、知识图谱等技术为基础,整合集成地下空间、地表基质、地表覆盖、海洋空间等各类自然资源和国土空间数据成果和数据产品,形成三维数字孪生的国土空间信息有机综合体。

TIM应体现三方面的特点:一是集成性,要具备兼容BIM、CIM和实景三维中国等已有成果的能力,在融通基础上寻求创新;二是拓展性,要瞄着“为数字国土、智慧城市提供统一时空框架”的目标,预留技术接口,提升模型的跨业务通用能力;三是智慧性,要通过规则牵引的数据治理、大中小模型协同、通用人工智能等前沿技术加持,产生模型的智慧决策能力,打造新一代的数字生态基础设施。

TIM框架体系上,需满足资源全覆盖、要素全关联、模型需分级、服务应智能、应用能适配五方面的要求。

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TIM总体框架

TIM构建的基本方法

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国土空间信息资源分类

基于空间格网、空间位置、图像视觉、业务编码、时空序列等五种方式实现各类数据的内联互通,其中矢量数据与单元统计数据关联建议采用基于空间网格的要素关联方式,信息模型与POI数据、矢量数据、物联感知数据关联建议采用基于空间位置的要素关联方式,信息模型与栅格数据关联建议采用基于图像视觉的要素关联方式,矢量数据与结构化数据、电子文档关联建议采用基于业务编码的要素关联方式,矢量数据、栅格数据的内在关联建议采用基于时空序列的要素关联方式。

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信息要素关联规则

TIM模型既采用面向五级三类的分级体系,体现不同层级的事权划分和规划成果的特点,又采用面向对象的分类体系,体现模型的上下衔接和一致性。分级体系方面,TIM划分为国家级、省级、市级、县级、乡镇级五个层级,不同层级TIM对数据和业务有不同的管控要求,适配不同层级的应用需求;分类体系方面,TIM作为对象化的国土空间孪生模型,按照空间实体和管理实体两个维度进行划分。

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TIM模型分级分类

TIM的核心支撑能力

面向产业空间、土地利用、生态环境、防灾减灾、能矿资源、基础设施、用途管制等业务,采用人工建模、机器建模等方式进行主题数据库的模型设计、数据归集治理和知识图谱构建,为CSPON各类场景的指标提取和智能分析提供支撑。

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TIM模型构建方法(示意)

首先,基于TIM数据模型和关联模型进行知识的提炼与归纳,发现隐藏的模式与规律,并将这些发现转化为可理解、可应用的知识体系或规则集。其次,针对不同分析场景和任务,基于预先定义好的规则体系,进行指标计算与模型管理。最后,利用专业模型或通用模型算法,对知识、指标和模型有效检索与推理,并生成符合用户需求的智能专业模型服务。

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基于TIM模型进行指标提取(示意)

基于构建的TIM模型和智能服务能力,支撑国土空间规划实施监测和自然资源管理等各类应用场景。

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TIM模型支撑应用场景

下一步,上海将继续按照自然资源部部署要求,在部国土空间规划局的指导下,联合相关地方继续推进TIM标准研制和应用试点工作,广泛凝聚共识、形成合力,助力国土空间治理“数智化”转型。

(来源:自然资源部)

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