“數字國土”是中國在信息化發展初期，利用遙感技術（remote sensing, RS）、地理信息系統（geographic information system, GIS）、全球定位系統（global positioning system, GPS），以及互聯網、通信、計算機等科學技術成果，對國土資源進行的數字化過程，是國土資源信息實現從獲取、管理、利用到發佈的技術支撐系統。智慧國土是建立在數字國土的基礎框架上，通過傳感網，將海量數據存儲、計算、分析和決策並通過雲計算平臺進行處理，按照分析決策結果，對各種設施進行自動化的控制。智慧國土一個集數據精準化、業務聯動化、監管全程化、決策科學化、服務集群化為一體的國土資源管理決策大平臺，是國土資源管理的智能化形態，也是數字國土的高級形態，其本質是利用以大數據、雲計算及物聯網等新一代信息技術來解決區域發展過程的各類資源問題，以實現集約、智能、綠色、低碳的可持續發展目標。
改革開放以來，中國的高速發展經歷了經濟和社會的轉型。與此同時，不可避免地面臨著國土空間開發失衡、環境汙染嚴重、資源約束趨緊、生態系統退化等方面的問題，能否解決好這些問題，關係到區域可持續發展戰略目標的保障和全面落實。這些問題的解決，除了行政、市場等手段調控，更需要技術手段的智能干預，智慧國土的提出，讓人們看到了利用信息技術解決國土資源利用和保護等問題的前景。隨著生態文明體制改革的不斷深入、自然資源監管體制的不斷完善、國土空間用途管制的全面實施，也迫切需要雲計算、物聯網、大數據等新一代信息技術支撐下的智慧國土建設理念的創新與思路的完善。
因此，本文在對智慧國土發展歷程、主要內容與基本特徵分析的基礎上，從國土資源利用與保護中存在的問題、發展需求出發，對基於國土空間用途管制的智慧國土建設框架進行探討。
中國“智慧國土”的基本特徵和理念
“智慧國土”發展歷程
中國“智慧國土”工程建設始於1999年，國土資源部在“新一輪國土資源調查綱要”中啟動了“數字國土”工程。“數字國土”工程是基於“數字地球”工程的戰略背景下建立的中國國土資源各類數據庫的基礎工程。通過“數字國土”工程的建設，中國國土資源管理已基本形成土地管理（地政）、礦產資源管理（礦政）兩大基礎數據庫管理體系和地學基礎數據庫體系。在此基礎上，國土資源部於 2006年啟動了覆蓋國家、省、市、縣級國土資源電子政務管理信息化系統的“金土工程”一期，實現了耕地保護國家監管、礦產資源國家安全保障和地質災害預警、預報與應急指揮系統的建設目標；2010年，國土資源部啟動了以“一張圖”為基礎的數據中心和電子政務平臺、綜合監管平臺、共享服務平臺為核心的“金土工程”二期建設，至此，中國國土資源信息建設的框架體系基本建成；2012年國土資源部在全國國土資源信息化工作會議中提出，構建覆蓋全域的集數字化、網絡化、智能化為一體的“智慧國土”建設目標。從“數字國土”到“智慧國土”的轉變（表 1），中國國土資源信息工程實現了從服務於業務執行的基礎運作向國土資源監測監管、輔助決策的智慧化方向轉變。
表 1 “智慧國土”工程發展歷程
“智慧國土”工程主要內容
“智慧國土”工程是依託“數字國土”和“金土工程”形成的“一張圖”和綜合監管平臺、電子政務平臺和共享服務平臺，藉助物聯網、互聯網、雲計算、大數據等新一代信息技術，實現網上辦公、網上審批、網上監管、網上交易和網上服務的集網絡化、數字化、智慧化於一體的國土管理系統。主要內容包括大數據中心建設、實時動態監測、高效化綜合辦公和智慧化公眾服務 4個方面（圖1）。
圖 1 “智慧國土”工程的框架內容
1）大數據中心建設。大數據中心是基於統一的基礎地理空間，以高分辨率正射遙感影像為統一的數據本底，利用 GPS、GIS、移動互聯網絡等技術，按照各省、市、縣（區）四級服務的要求，從國土規劃信息資源“頂層設計”的理念出發，以國土資源遙感監測“一張圖”海量數據中心為基礎，關聯和融合土地、礦產、地質、海洋類等各領域中的有效數據，實時採集、彙總國土資源管理信息，形成一批面向各級部門、業務辦理人員、企業和研究機構、社會公眾服務的具有影響力的數據產品。
2）實時動態監測系統。基於現有“金土工程”二期建設為核心的“一張圖”和三平臺信息化支撐體系，構建一個集發現、預警、處置功能於一體的綜合分析系統，實時展示土地“批、供、用、補、查”和礦產“勘、採、用、儲、查”全生命週期（事前、中、後），且提供異常預警功能，一旦出現異常情況，及時準確反饋，以計算機屏幕彈出、手機短信發送、微信公眾號推送等方式向公眾發佈預警信息。
3）高效化綜合辦公。綠色、移動、高效的辦公平臺將土地資源管理、礦產資源管理、地質環境管理等相關的所有業務都進行集中化管理，將“互聯網+”運用於國土管理和民生服務，利用互聯網高速互通技術手段為公眾提供更多便捷服務。企業或市民辦理業務可登錄網站找到相應的業務模塊或打開移動端應用 app等，足不出戶就可以辦理業務，改變了過去滿城跑、排隊長、效率低的情況。如在政務服務 app 中，開設了個人辦事、法人辦事、行政審批、政務超市、專項服務等欄目，以方便辦理人更快捷地找到所辦事項。
4）智慧化公眾服務。將大數據等數字技術運用於政府管理和市民生活，使國土的各項數據均能得到整合利用，實現讓社會公眾共享智慧化成果的目標。如公眾可以通過app、微信公眾號、微博、電話、短信、視頻等多種形式，直接參與網上交易、不動產登記、業務辦理、辦件進展、訪談直播、網上調查、建言獻策等事件的諮詢、監管和舉報。
“智慧國土”基本特徵
1）政府主導
中國“智慧國土”項目建設的目的是利用現代化的技術手段，提升政府的監督和管理水平。因此，“智慧國土”建設和相關研究目前是政府主導、國家投資。但在具體工作中，海量數據的實時更新與挖掘、系統的運轉與維護也需要大量的資金，同時，在市場經濟條件下，企業在技術創新中的主體地位越來越突出。因此，改變傳統數據認知、促進數據與市場需求的融合、藉助企業的力量，應是未來政府引導智慧國土發展的主要方向。
在建設過程中，應充分發揮國內外大型科技型企業在技術、數據和資金等方面的優勢，引導企業參與國土空間規劃設計，研發國土資源利用與管理中急需的核心技術模塊、提供具體的技術解決方案及後期使用中的設備管理與維護。
2）監管為主
智慧國土建設以國土資源遙感監測“一張圖”、電子政務平臺、綜合監管平臺和共享服務平臺為基礎，重點對土地資源利用、礦業資源管理及地質災害預警等重大問題進行監管，具體表現在以下 3個方面。
① 實時掌握中國每一宗土地開發、土地利用、土地出讓、土地整治、土地復墾等情況，加強對閒置土地、違法拆遷、非法佔用耕地的監管，通過系統在線分析是否存在浪費、違法和指標超出的情況。
② 實時掌握中國所有礦業權的新立、變更、延續、註銷等情況。重點是監管重點礦種和重點礦區，大力推進井下采掘自動監測系統和平臺建設，實行礦業權網上統一編號，嵌入制度規則和調控政策。
③ 利用計算機智能化處理地質災害情況，綜合量化預報分析成果。建立觸發預警引擎機制，及時準確的以計算機屏幕彈出、手機短信發送、微信公眾號推送等方式向公眾發佈預警信息。
總體上，目前“智慧國土”工程建設方向仍以監管能力的提升為主，管理決策的科學化水平提高為輔，共享服務體現不足。在經後建設中，各類信息及時、有效地向社會傳達，各國土部門之間的即時對話與信息的共享，推進數據融合與協同服務是中國“智慧國土”工程發展的基礎和建設的目標。
3）公眾參與
公眾參與、多元協作、協商治理是智慧國土建設與管理的基本準則。在“智慧國土”相關項目的實驗、試點過程中，不能只停留在產品與技術層面展示上，還應提升公眾參與度，讓公眾瞭解技術創新及其帶來的服務品質提升和效率提高。民眾可通過國土資源部的網絡平臺查詢信息、建言獻策或諮詢相關問題。國土資源管理部門的領導及各部門工作人員應主動聽取群眾意見和建議、接受社會各界監督、實現國土管理事業公開透明化。除調動普通民眾的參與積極性外，還應吸引互聯網等技術公司，尤其是在國土資源利用與管理新技術研發及平臺建設等方面，與其共創、合作。
江蘇省“智慧國土”建設實踐
隨著“智慧國土”在國家層面的提出與建設，各級地方政府和部門根據實際情況相繼開展了各具特色的“智慧國土”建設。江蘇省位於中國東部發達地區，經濟發展基礎較好，在信息化以及“智慧國土”建設方面處於領先水平，取得了較好的效果，已形成了國土資源信息雲平臺、“慧眼守土”監管平臺、“互聯網+政務服務”平臺為主要內容的框架體系。
1）國土資源信息雲平臺。2013年，江蘇省正式啟動了國土資源“一張圖”工程建設。該平臺涵蓋了基礎地理、遙感監測影像、土地利用現狀、土地利用總體規劃、永久基本農田劃定、礦產資源現狀等基礎和專題數據集，建立了建設用地審批、預審、土地供應、土地整治、探礦權、採礦權、礦產資源儲量登記等空間管理數據集。截至 2018年，全省空間圖層中的 560多個信息內容收入了“一張圖”系統當中。
2）“慧眼守土”監管平臺。“慧眼守土”平臺的核心功能是將慧眼守土視頻監控與智慧國土綜合管理平臺有機結合，利用視頻監控探頭在線巡查和違法行為截圖取證、利用智慧國土綜合管理平臺實現基層管理部門違法用地監測和線索上報，為國土資源管理工作提供輔助決策支持和綜合智能監管。
如南通市藉助一體化的綜合監管平臺構建，將違法用地的管控工作從之前的人防為主，轉向人機同防，全區共安裝 269 個高空攝像頭，有效監控半徑達2000m。沛縣啟動千里眼視頻監控系統，共安裝 167個攝像頭，平均每個鎮 10個，做到全縣區域不留死角。灌雲縣分步驟建設文明窗口監管系統、電子監察系統、土地動態巡查系統、視頻會議系統、大屏指揮系統和其他業務系統，實現全方位監管服務“不短路”。
3）互聯網+政務服務平臺。2010 年，江蘇省建成了中國第一個基於地理信息系統的國土資源電子政務平臺，系統實現土地計劃、審批、供應、補充、開發、執法等行政監管的一張圖管理，充分體現國土資源信息的價值。政務服務凸顯移動化和智慧化優勢，構建高效率、便捷化的移動辦公系統，所有業務流程、業務辦理、轉辦審批均在網上運行，實現“百姓滿城跑”向“信息多跑路”的根本性轉變。此外，對群眾反映的業務辦理情況及信訪涉及的業務及時核查並建立信訪局、12345、紀委信訪室等部門的熱線聯繫，後臺工作人員就相關問題做出答覆，對涉及帶有共性的相關問題，也組織有關專家進行認真研究後，統一在網上進行答覆。
基於空間用途管制的“智慧國土”工程建設框架
建設背景
2018年 3月，根據“第十三屆全國人民代表大會第一次會議批准的國務院機構改革方案”，撤銷原國土資源部，將國土資源部的職責、國家發展和改革委員會的組織編制主題功能區規劃職責、住房和城鄉建設部的城鄉規劃管理職責、水利部的水資源調查和確權登記管理職責、農業部的草原資源調查和確權登記管理職責、國家林業局的森林、溼地等資源調查和確權登記管理職責、國家海洋局的職責、國家測繪地理信息局的職責整合，組建為中華人民共和國自然資源部。其主要職責是，建立空間規劃體系，實施國土空間用途管制，對自然資源開發利用和保護進行監管，履行全民所有各類自然資源資產所有者職責等。國家自然資源部的成立，對智慧國土建設提出了更高的要求。
基於空間用途管制的“智慧國土”工程建設框架
國家自然資源部職責的變化使智慧國土建設在內容和外延上都發生了新的變化。面向自然資源管理的需求，不同類型數據採集範圍更大，數據整合度要求更高，數據資源也將更加集中。同時，空間規劃體系的建立要求智慧國土信息系統實現集“調查、登記、確權、評價、規劃、實施、考核、監管”於一體的自然資源智慧化的空間管制目標。從數據的採集、處理、分析、應用與社會化服務出發，構建了基於空間用途管制的“智慧國土”建設框架（圖2）。
圖 2 基於空間用途管制的“智慧國土”建設框架
1）國土“大數據”採集、管理和系統集成
“大數據”背景下，雲計算技術為解決超海量信息的國土管理問題提供了一條更科學的途徑，為實現國土信息的全面共享和社會化服務指明瞭方向，為構建空間規劃智能服務決策支持提供了效率更高、成本更低和更人性化的新技術支持。
利用遙感、地面監測、空間定位、物聯網、大數據、雲計算等技術，進行國土“大數據”的採集、處理和分析。利用新的智能技術及設備終端，推進基礎信息數據集中採集、多方利用，優化各類資源數據結構，構建多層次、多尺度、多變量的國土資源基礎數據。在數據採集的基礎上，進行數據預處理與管理，完成對已接收數據的辨析、抽取、清洗等操作，用存儲器把採集到的數據存儲起來，建立國土資源綜合數據庫，並進行管理和調用。
提升國土資源數據綜合集成應用技術，改進已有數據挖掘和機器學習技術。開發數據網絡挖掘、特異群組挖掘、圖挖掘等新型數據挖掘技術。突破基於對象的數據連接、相似性連接等大數據融合技術。在此基礎上，形成國土資源大數據系統集成管理平臺，確定自然資源監管的底圖。
2）國土資源可持續利用能力評價與動態管理
國土資源的管理智慧應基於資源基礎評價與可持續發展背景下，對區域發展規則的理解、國土資源及其構成元素動態的感知，以問題為導向實現各類資源的有效整合，以及識別和滿足居民及其他相關方需求。
在此過程中，智慧國土信息系統需基於可持續利用能力評價，發揮自然資源監管的基礎性、指導性、約束性功能。通過區域國土資源特徵和可持續利用影響因子的分析，構建國土資源環境承載能力、國土空間開發適宜性評價等區域國土資源可持續利用評價指標框架，形成區域國土可持續利用能力指數模型，並基於區域國土資源基底確定指數的最優值、可忍受值和臨界值，確定自然資源監管的底數和底線。採用綜合指數模型對區域土地可持續利用能力進行測算並空間化，並依賴大數據採集更新確定其實時狀態，進行實時聯動監測管理。
3）國土利用空間格局動態模擬與監測服務
以整合區域尺度國土資源空間數據為基礎，構建國土資源空間格局監測指標體系，實現對國土資源空間佈局、規模結構、要素流動、產業發展等的動態監測。
① 整合國土資源調查、國土空間規劃、國土資源利用評價等，利用多源異構數據，建立區域國土資源空間監測數據集成和信息平臺。
② 構建國土資源空間評價和聯繫模型，模擬國土資源空間聯繫、國土資源結構及其格局變化。
③ 強化重點區域國土資源利用活力與發展水平監測，選擇典型區域作為示範，通過國土資源“大數據”等多源數據的整合與融合，分析區域國土資源利用活力、資源環境承載能力，進而對國土資源利用效率進行綜合評價與實時聯動監測，分析與模擬國土資源系統各要素運行發展和變化過程。
4）國土空間管制分區仿真模擬
基於國土資源“大數據”庫，以區域國土利用三維仿真和模擬為重要手段，藉助移動終端設備和移動互聯網技術，搭建國土空間設計仿真模擬系統和信息平臺，實現規劃師、管理人員和民眾的交互和協同設計，藉助仿真模擬系統平臺推動公眾參與和分區方案優化改進，實現智能化和人本化設計的良性互動。
建立“城鎮空間、農業空間、生態空間”3類空間子系統運行的時空仿真模型，以及“生態保護紅線、永久基本農田和城鎮開發邊界”3 條控制線的三維綜合建模，實現對國土空間管制三維繫統模擬和可視化呈現。應用展示功能通過可視化對仿真模擬、空間預測結果進行直觀展示，並面向專家、政府管理人員、企業等不同主體建立開放接口，實現全方位公眾服務。
5）基於“大數據”的風險預警與風險聯動管理
採集與管理國土資源利用風險研究相關的多源異構數據，對其進行關聯存儲。基於國土資源利用與區域生態風險之間的經驗聯繫，構建土地利用生態風險指數模型，計算出單元網格生態風險指數值，以此作為單元網格生態風險水平，並將生態風險指數進行空間化。在風險識別與預警的基礎上，通過可視化分析、統計分析、模式模擬等方法構建區域風險應對資源動態調配系統與風險應對決策支撐系統，構建面向風險應對決策部門的風險可視化監測儀表盤等應用終端，終端功能主要包括風險實時監測與可視化展示、風險預警的信息發佈、風險應對的決策方案制定、風險應對設施全程管控、風險應對部門信息聯動、風險應對部門協同評估等方面。
結 論
自 20世紀 80年代以來，中國的信息化建設經歷了局域網絡化、數字化進程，正在加速進入信息化的全面應用即智慧化發展階段。當前中國“智慧國土”工程建設是在“數字國土”的基礎上，逐步形成了大數據中心、動態監測、綜合業務辦公、智慧化社會服務為主要內容的建設體系。
從建設模式和目標看，仍然是以政府主導和監管為主，同時，利用多種信息化平臺開展了公眾參與活動，契合了政府、企業與社會大眾的需求。隨著雲計算、物聯網、大數據、人工智能等新一代信息技術的出現及其在國土資源行業的應用，智慧國土建設在多源數據獲取與分析、資源使用管理與監測技術、公眾參與和可視化以及社會化服務等方面都發生了深刻轉型。國家自然資源部的成立，對自然資源開發利用和管理方面都要求智慧國土建設框架進行適應性調整。
因此，本文提出了基於國土空間用途管制的“智慧國土”工程建設框架，以數據的採集、分析處理、決策支持和社會化服務為線索，強調以大數據為核心的多源數據體系、國土資源可持續利用能力評價與動態管理、國土利用空間格局動態模擬與監測、國土空間管制分區仿真模擬、基於“大數據”的風險預警與風險聯動管理的建設。該框架突出強調了圍繞國土空間管制的智慧國土建設的總體目標，以期為今後“智慧國土”建設提供新的總體思路框架。但是，“智慧國土”的建設也是一個長期、持續的過程，需要在國家、省（市）、市級智慧發展總體思路指導下，結合發展目標、社會需求和問題導向去統籌考慮建設框架體系與技術解決方案。（責任編輯 衛夏雯）
基金項目：國家自然科學基金地區科學基金項目（41861034）
參考文獻（略）
作者簡介：何瑞東，甘肅省土地開發整理中心，高級工程師，研究方向為土地利用整治與規劃。
注：本文發表於《科技導報》2018 年第18 期，敬請關注。
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