劉雪俊，蔣鳳釵*，胡曉彤

（1. 廣東省國土資源技術(shù)中心，廣東 廣州 510075）

十三五以來，尤其是機構(gòu)改革以來，自然資源的管理面臨著由土地資源、礦產(chǎn)資源、林草資源和海洋資源等分頭管理向“山水林田湖草”系統(tǒng)治理的轉(zhuǎn)變，但自然資源數(shù)據(jù)管理和應用各自為政的現(xiàn)象在短期內(nèi)仍然比較突出，數(shù)據(jù)共享和服務應用水平還難以全面滿足業(yè)務應用和社會服務的需求。特別是對照國家“放管服”改革、“數(shù)字政府”建設的相關要求，還存在數(shù)據(jù)不全不新，圖屬關聯(lián)弱，共享應用難等問題，亟需開展“以圖驅(qū)動、帶圖審批”的數(shù)據(jù)應用，發(fā)揮自然資源長期以來積累的空間數(shù)據(jù)優(yōu)勢，滿足自然資源管理精細化、智能化的需求。在此背景下，廣東省自2016年起，持續(xù)開展一體化數(shù)據(jù)庫的建設，目前已基本完成了國土資源大數(shù)據(jù)向自然資源大數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)變，為省市縣三級的自然資源管理提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)驅(qū)動、應用支撐和決策支持[1-3]。

1 技術(shù)路線

廣東省自2016 年起開展國土資源大數(shù)據(jù)的建設，采用“以圖驅(qū)動”的建設思路，充分利用已有的建設成果，統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)籌設計、分步實施。按照數(shù)據(jù)資源體系建設思路、方法、技術(shù)以及相關規(guī)范要求，結(jié)合信息化建設總體框架[4]，以業(yè)務應用為導向，采用分層模式進行設計與規(guī)劃，以統(tǒng)一的標準規(guī)范為依據(jù)，以組織協(xié)調(diào)機制為保障，通過梳理分析數(shù)據(jù)資源現(xiàn)狀，開展專題數(shù)據(jù)分析，并按照標準規(guī)范對數(shù)據(jù)進行整合?；跀?shù)據(jù)體系和業(yè)務需求，對業(yè)務管理對象進行抽象和空間化表達。建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從數(shù)據(jù)的匯聚、治理到應用的技術(shù)路線，構(gòu)建一體化數(shù)據(jù)庫，支撐一體化數(shù)據(jù)的應用與更新維護。機構(gòu)改革后，逐步在原有土地、礦產(chǎn)等國土資源數(shù)據(jù)的基礎上，進一步匯聚海洋、林業(yè)等數(shù)據(jù)資源，形成了省級自然資源“一張圖”數(shù)據(jù)資源目錄。數(shù)據(jù)治理與應用的技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 技術(shù)路線圖

1）數(shù)據(jù)匯集：按統(tǒng)一的標準規(guī)范，通過建設專項數(shù)據(jù)庫、業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，匯聚基本覆蓋“山水林田湖草”全要素自然資源數(shù)據(jù)資源。

2）數(shù)據(jù)治理：對匯集的自然資源數(shù)據(jù)進行質(zhì)量分析、清洗、整合和標準化處理。以圖屬關聯(lián)、空間關聯(lián)、時態(tài)關聯(lián)和業(yè)務關聯(lián)為手段，構(gòu)建包含公共基礎類、專業(yè)基礎類、業(yè)務管理類和公共政務類的自然資源一體化數(shù)據(jù)庫。

3）數(shù)據(jù)應用：在統(tǒng)一匯聚、集中建模的一體化數(shù)據(jù)庫基礎上，將自然資源管理的業(yè)務審核要點下沉到數(shù)據(jù)層，以數(shù)據(jù)分析模型的形式實現(xiàn)統(tǒng)一權(quán)威的數(shù)據(jù)支撐，保障省市縣三級自然資源業(yè)務統(tǒng)一數(shù)據(jù)、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一規(guī)則，實現(xiàn)“以圖驅(qū)動”。并在數(shù)字政府的應用體系下，推進自然資源數(shù)據(jù)在政府部門和社會公眾的開放共享。

2 關鍵技術(shù)

2.1 基于一體化數(shù)據(jù)模型驅(qū)動的整合建庫技術(shù)

針對數(shù)據(jù)類別多、格式不一、來源分散等特性[5]，按照統(tǒng)一的時空框架、統(tǒng)一的信息分類編碼、統(tǒng)一的資源目錄、統(tǒng)一的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)組織基本原則進行數(shù)據(jù)一體化的組織管理設計。以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、邏輯組織、物理存儲與業(yè)務應用為導向，進行數(shù)據(jù)動態(tài)整合、邏輯統(tǒng)一組織、物理混合存儲與應用服務管理，實現(xiàn)一體化數(shù)據(jù)模型驅(qū)動的數(shù)據(jù)整合建庫。

基于結(jié)構(gòu)模型的數(shù)據(jù)動態(tài)整合是根據(jù)源數(shù)據(jù)的不同結(jié)構(gòu)特征，采用數(shù)據(jù)建模方法，通過核心元數(shù)據(jù)、擴展元數(shù)據(jù)的方式實現(xiàn)對各類數(shù)據(jù)的動態(tài)建模，依據(jù)數(shù)據(jù)模型對多元異構(gòu)數(shù)據(jù)進行整合加工，通過定義數(shù)據(jù)字段組成、字段名稱、字段類型、字段映射關系等，滿足數(shù)據(jù)動態(tài)整合的需要。

2.2 跨業(yè)務、跨層級的數(shù)據(jù)聯(lián)動更新技術(shù)

數(shù)據(jù)有效更新是共享應用的前提，不少學者對遙感影像、地理信息、業(yè)務信息的更新進行了研究，獲得了不同程度的成果[6-8]。然而基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，通過業(yè)務系統(tǒng)的有效銜接，將數(shù)據(jù)更新后的成果進行統(tǒng)一管理和應用，支撐自然資源業(yè)務卻鮮有研究。亟需通過聯(lián)動更新的技術(shù)手段，將以往數(shù)據(jù)割裂、管理脫節(jié)的審批流程，升級為數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理、審批無縫銜接、更新一體聯(lián)動的新模式，提升自然資源業(yè)務管理效能。

“一橫”是跨業(yè)務部門的聯(lián)動更新，自然資源數(shù)據(jù)流動循環(huán)一般涉及多個業(yè)務部門，一項業(yè)務的處理決策往往需要多個業(yè)務部門協(xié)同辦理、多個類型數(shù)據(jù)綜合支撐。“一縱”為省市縣三級數(shù)據(jù)聯(lián)動更新，即根據(jù)業(yè)務權(quán)限、管理職能的差異分為自上而下、自下而上以及二者相結(jié)合的方式。

通過關系模型設計，建立測繪、土地、礦產(chǎn)、地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)災害等不同業(yè)務之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系，業(yè)務管理中產(chǎn)生的最新數(shù)據(jù)自動沉淀到數(shù)據(jù)操作區(qū)，通過相關業(yè)務主管部門確認后，更新的業(yè)務數(shù)據(jù)進入到正式數(shù)據(jù)庫中，將對應類別、內(nèi)容進行實時更新。

2.3 基于多態(tài)存儲架構(gòu)的一體化管理技術(shù)

針對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲無法全面滿足瀏覽展示、計算分析、服務應用等多樣化的應用場景對自然資源數(shù)據(jù)的高效管理和靈活應用的難點[9-10]，基于現(xiàn)有空間數(shù)據(jù)存儲與管理機制，制定多態(tài)融合架構(gòu)的一體化數(shù)據(jù)存儲模型，實現(xiàn)自然資源數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一組織、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一訪問，支撐自然資源數(shù)據(jù)的精確查詢統(tǒng)計、高效應用分析、靈活數(shù)據(jù)分發(fā)以及快速二三維服務。

自然資源數(shù)據(jù)對象可以分為地類圖斑、遙感監(jiān)測圖斑等，每一類數(shù)據(jù)對應一個一體化數(shù)據(jù)模型。一體化數(shù)據(jù)模型以數(shù)據(jù)應用為牽引在要素數(shù)據(jù)集、鑲嵌數(shù)據(jù)集、瓦片數(shù)據(jù)集等基礎空間數(shù)據(jù)模型耦合的基礎上，擴展了時態(tài)屬性。一體化數(shù)據(jù)模型由自然資源數(shù)據(jù)對象的文件形態(tài)數(shù)據(jù)、空間形態(tài)數(shù)據(jù)、服務形態(tài)數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)和關聯(lián)信息五部分，各部分之間互相依存與關聯(lián)。關聯(lián)信息定義了一體化數(shù)據(jù)模型各部分之間的耦合關系，詳細描述了各形態(tài)數(shù)據(jù)的存儲位置以及數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)、時序關系等。

一體化數(shù)據(jù)模型的多態(tài)特征導致單一的物理存儲形式無法滿足其存儲需求，需要采用混合存儲策略，綜合運用空間數(shù)據(jù)庫（涵蓋關系數(shù)據(jù)庫能力）、NoSQL 數(shù)據(jù)庫和分布式文件系統(tǒng)的優(yōu)勢特征實現(xiàn)矢量、影像、地形、表格、瓦片、文件等結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的一體化管理，每一類數(shù)據(jù)適配最優(yōu)的物理存儲形式。

2.4 “以圖驅(qū)動”的自然資源數(shù)據(jù)應用模式

針對省市縣三級銜接不暢、數(shù)據(jù)共享不徹底、業(yè)務協(xié)同困難的問題，率先建立了業(yè)務應用驅(qū)動的省市縣三級自然資源大數(shù)據(jù)應用共享與動態(tài)更新機制，在統(tǒng)一的技術(shù)框架下，統(tǒng)一數(shù)據(jù)來源、統(tǒng)一規(guī)則審查，提供豐富多樣的瀏覽查詢服務、空間分析服務和決策專題服務，實現(xiàn)全省共用“一張圖、一套服務”，智能化輔助業(yè)務審批和行政管理。

制定滿足自然資源集中管理需求的自然資源數(shù)據(jù)標準規(guī)范，以空間數(shù)據(jù)為驅(qū)動，按照標準規(guī)范全面匯聚土地、礦產(chǎn)、地質(zhì)、基礎地理、規(guī)劃等業(yè)務數(shù)據(jù)，整合形成集多源數(shù)據(jù)于一體的統(tǒng)一標準、動態(tài)更新的自然資源數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)來源的統(tǒng)一。

結(jié)合實際業(yè)務需求，通過可視化界面構(gòu)建具備實際業(yè)務邏輯關系的空間模型實體對象，并將該實體模型對象以服務接口的形式提供給各應用系統(tǒng)進行調(diào)用。用戶通過可視化的界面對其相關的變量參數(shù)進行設置或者修改并執(zhí)行對應的實體模型對象，從而完成模型的定量分析與協(xié)調(diào)。

以圖數(shù)結(jié)合的方式支撐建設用地審批、三舊改造、設施農(nóng)業(yè)用地備案等省市縣三級聯(lián)動的業(yè)務，基于測繪數(shù)據(jù)產(chǎn)生的準確圖形，由圖生成數(shù)據(jù)，建立準確、客觀的業(yè)務分析結(jié)果，圍繞業(yè)務審批將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)深入結(jié)合，圖數(shù)共同輔助業(yè)務審批，改變了以往審批過程中二者相分離的審批模式，形成了“以圖驅(qū)動”的數(shù)據(jù)應用新模式。

3 應用情況

通過5 a 的建設，基本在廣東省范圍內(nèi)形成了“以圖驅(qū)動”的自然資源數(shù)據(jù)應用模式，通過地圖服務、三維場景服務、要素查詢服務、空間分析服務等多種應用模式為土地、礦產(chǎn)、海域等12個業(yè)務系統(tǒng)在線辦理提供數(shù)據(jù)支撐。截至目前，服務省-市-縣三級自然資源行業(yè)內(nèi)用戶數(shù)達8 000 余個，已在用地審批、耕地保護、執(zhí)法監(jiān)督等領域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；瘧茫瘟? 788件建設用地審批，服務24.55萬畝用地指標分配使用和11.87萬畝耕地占補的管理。

4 結(jié)語與展望

廣東省自然資源一體化數(shù)據(jù)庫的建設，始終堅持“以圖驅(qū)動”的數(shù)據(jù)應用理念，實現(xiàn)了自然資源數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，全省共用一張圖、一套服務，做到了同數(shù)同源、以圖管地。相關經(jīng)驗已推廣至山東、湖南、青海、寧夏、新疆、海南、吉林等省份，對當?shù)氐淖匀毁Y源信息化建設提供了良好的借鑒和參考。面對“全要素、全周期、全方位”的自然資源管理需求，還面臨數(shù)據(jù)動態(tài)關聯(lián)弱、協(xié)同治理技術(shù)尚未有效破解等難題。如何構(gòu)建自然資源數(shù)據(jù)的關聯(lián)，打通規(guī)劃、管制、保護等業(yè)務環(huán)節(jié)，以數(shù)據(jù)驅(qū)動業(yè)務協(xié)同銜接，推動業(yè)務管理流程優(yōu)化，實現(xiàn)自然資源資產(chǎn)全生命周期管理，開展態(tài)勢分析、趨勢預測是未來的發(fā)展方向。