省级国土空间基础信息平台数据资源体系建设研究

金 群，李 宁，孟 成，刘 刚

（1.湖北省国土资源厅信息中心，湖北·武汉 430070；2.武汉市国土资源和规划信息中心，湖北·武汉 430014；3.湖北省地质环境总站，湖北·武汉 430043）

近20年来，国土部门通过推进实施国土资源大调查、第二次全国土地调查、第一次地理国情普查、矿产资源“三查”和数字国土工程、金土工程等国土资源信息化工作，积累了内容丰富的国土资源大数据。与此同时，数据集成度低、数据共享能力不足等问题也日益凸显。如何基于现有的国土数据资源，运用大数据处理技术，建立国土空间数据资源体系，掌握国土资源的“底图”和“底板”，对形成节约资源和保护环境的空间格局、产业结构具有至关重要的意义。

2017年7月，国土资源部国家测绘地理信息局下发了《关于推进国土空间基础信息平台建设的通知》，要求积极推进国家级和省级国土空间数据资源体系建设，为国土空间的开发保护提供数据支撑，提升国土空间治理能力现代化。建设国土空间数据资源体系、推动数据在政府各部门的互联互通、分建共享成为各级各部门的共识。

1 国土资源大数据现状

按照国际数据中心对大数据的定义，“大数据技术用来从大量多样的数据中通过高速捕捉、发现和分析技术以提取数据的价值”[1]。这个定义说明大数据有四个特点：即价值（value）、速度（velocity）、多样（variety）和大量（volume）[2]。从这个角度出发，国土资源数据涵盖了海量的结构化、半结构化和非结构化数据，数据的内容、更新频次、丰富程度和更新速度完全符合大数据的定义。

1.1 数据多样化

（1）数据内容多样化

国土资源数据横向涵盖国土、测绘、发改、环保等不同行业，纵向贯穿国家、省、市、县四级，数据内容丰富，具体可细分为现状数据、规划数据、管理数据、社会经济数据等类别。其中现状数据包含基础地理、遥感影像、土地利用现状、矿产资源等；规划数据包含土地资源规划、矿产资源规划、地质环境规划等；管理数据包含不动产登记、土地审批、土地供应、矿业权审批等；社会经济数据包含人口信息、GDP地耗等。

（2）数据结构多样化

作为政府部门多源异构数据的主要来源，国土部门的业务数据格式多样，包括传统的TXT文件、Excel统计上报数据，如统计年报；DWG格式的数据，如城镇基准地价、土地整治专项规划等；SHP数据，如行政区划、土地利用现状等；TIFF文件，如年度遥感影像信息。

1.2 数据体量大

由于数据涵盖面广、数据结构复杂且以空间数据为主，相较其他政府部门而言，国土部门的数据体量大，各地市州的数据量均在TB级别以上。且随着网络和通讯技术的发展，以传感器、视频探头主导的国土监控信息更是呈爆炸式增长，进一步增加了数据容量。

1.3 更新频次快

近年来，无人机、倾斜摄影测量、激光点云等技术的快速发展，为区域性的数据获取、三维建模提供了更便捷的渠道；矿山监测监管领域，通过视频探头可实时获取重点矿区或者重点区域的现场数据；部分地质环境灾害重点区域通过埋设传感器的方式实时获取气象和地质数据。这些新技术的发展，极大提高了国土空间数据的更新频次。

1.4 应用价值高

国土空间资源包含土地、矿产、水资源等涉及国计民生的重点领域，各类自然资源的开发、流转、监测监管不仅涉及巨额的国有资产，更关乎人民群众的切身利益。基于已有的数据资源，开展数据挖掘，对优化资源配置，促进产业结构调整，深化供给侧结构改革具有很高的指导意义和应用价值。

2 国土资源大数据存在的问题

国土资源数据作为体现国土空间架构和骨骼的载体，在国民经济和社会发展过程中发挥着重要的作用，是科学有效的布局生产、生活、生态空间的重要信息基础。随着云计算、大数据、物联网等信息化新技术的快速发展，使海量数据的采集、清理与存储具备了技术条件，建设统一开放的国土空间大数据资源体系成为可能[3]。当前，国土部门的空间基础数据已初具规模，大数据的建设已有雄厚的基础，但是在国土资源大数据的分析、利用与共享方面还面临着许多问题。这些问题可以概括为几个方面：一是数据的完整性和实时性不足，影响了大数据的挖掘和分析，降低了数据价值[4]；二是受数据安全制约，数据共享阻力大[5-6]，影响数据自由整合；三是数据的分析和处理能力不足，没有专业的分析工具和足够的技术支持，数据挖掘能力不足[7]，无法科学支撑政府决策。

3 国土资源大数据体系建设目标及内容

3.1 建设目标

省级国土空间大数据资源体系的建设目标主要指依托现有的数据建设成果，建立并完善自然资源统一确权登记支撑体系，推进构建统一的国土空间用途管制和全民所有自然资源资产管理体系[8]。具体而言，即梳理一套组织有序、内容完整的数据资源目录并通过数据资源管理系统促进地方政务信息共享，为各部门提供覆盖地上地下、更新及时的国土空间数据服务，建立“用数据说话、用数据决策、用数据管理、用数据创新”的管理新机制，支撑自然资源管理。

3.2 建设内容

（1）梳理现有数据类别，形成资源目录

重点围绕国土部门现有的国土资源一张图系统，对已经集成建库的各类数据资源进行全面梳理。基于统一的数据标准规范和空间参考，对这些多源异构数据进行数据的标准化和预处理，保证数据格式的统一，形成完整、可用的数据库和数据集[9]。同时，结合行政审批系统，按照建设项目的生命周期和审批状态，完善建设项目“批、征、供、用、登、补、查”等环节的数据整理与建库。此外，结合年度变更调查、土地整治等专项工作，梳理形成内容丰富、现势性强、覆盖面广的国土空间数据资源目录。

（2）建立国土空间资源专题数据库

在整理国土空间数据资源目录的基础上，以现有的业务审批事项为切入口，探索构建具有本省特色的国土空间资源数据库体系，保证现有的数据内容可以实现业务口径全覆盖，审批流程全跟踪、成果数据全入库。通过不动产统一登记工作，实现土地、房屋、草原、林地、水域、海域等登记信息的统一采集、存储，建成统一的不动产产权登记类基础数据库；利用“第二次土地调查”成果、不动产统一登记中的土地产权登记数据子集，以宗地统一代码为主线，集成各类土地管理相关信息，建设土地管理类基础数据库；以矿业权管理、矿产资源储量数据库为主体，建设矿产资源管理类基础数据库；以地理国情普查、年度变更调查事项为抓手，集成基础空间数据库以及地质环境管理、国土规划管理等其他各类专业数据库。依托上述的各类核心数据库及其相关数据资源最终形成覆盖全省、更新及时的空间基础数据集、空间规划数据集和空间管理数据集。此外，通过共享交换发改、环保、住建、交通、水利、农业、林业等部门的空间基础信息，形成组织有序、内容完整、准确权威、动态鲜活的数据资源体系。

（3）搭建云服务管理与共享资源池

充分利用虚拟化和云计算等技术手段，对已有的信息化基础设施进行资源的池化，完成计算资源池的构建。在此基础上，结合ArcGIS云套件搭建云服务管理与共享资源池，实现对国土空间数据资源目录中各类数据的存储、管理以及资源服务发布、注册、分发与共享[9]。基于统一的数据共享标准规范，对外提供基础的数据读取服务和专业分析服务，实现空间数据资源的共建、共用与共享[10]。

（4）完善资源目录与数据更新维护机制

数据资源是国土空间基础信息平台的灵魂。国土空间大数据资源体系的完整性、实时性和动态更新是深化平台应用、发挥数据支撑的关键。国土空间数据资源体系的数据更新维护主要包含基础类数据和专题类数据两部分。基础类数据的更新维护包括系列比例尺地形图、遥感影像、三维模型以及地名地址数据。专题类数据更新维护包含调查评价信息、规划编制信息和管理审批信息等。对于各类数据的更新维护，需积极发挥政府部门的职能优势，建立国土空间数据资源目录更新维护管理办法，加快形成覆盖数据采集、数据处理、数据更新、数据共享全环节的体制机制。按照“谁生产，谁维护”的基本要求，定期汇交、更新各类专题信息。同时，依托省、市、县三级信息化项目建设，集成整合未纳入资源目录的数据类别，不断充实完善现有的数据资源目录，最终实现“大类别、大数据、大共享”的数据资源共享、更新与维护机制。

国土空间大数据资源体系如图1所示。

4 国土空间数据应用分析

国土空间数据资源是掌握国土空间区域禀赋，开展国民经济和社会发展活动的前提。如何基于现有的海量数据资源，通过合理的方式和手段对其进行精准分析与科学管理，为国土资源治理与利用提供技术支持，是创新国土资源管理方式，提升国土资源管理水平面临的难题。当前，部分城市和地区开展的国土空间大数据资源利用主要可以归纳为以下几个方面：

图1 国土空间大数据资源体系架构图Fig.1 Map of large data resources system in territorial space

4.1 土地开发强度、资源利用深度分析

在土地利用空间分析和空间统计数据方面，有目的进行空间统计、汇总、分析，综合土地利用现状和城市规划、土地利用总体规划、社会经济、人口、环境等数据，发现土地利用现状的数量、结构、强度等空间分布规律，为进一步开展潜力分析和评价提供定性和定量的基础和依据[11]。

4.2 地质灾害预测分析

以国土资源综合监管部门建立的地质灾害监测网为基础，通过物联网、传感器、视频探头等智能感知设备实时采集重点监测区域的温度、湿度、土壤硬度、水位、雨量、坡度等信息，并结合区域历史数据建立地质灾害智能预测分析系统[12]。通过阈值设置、自动化比对等手段，有效整合分析检测信息，实现对异常数据的及时提醒和播报，提早预判事件的发展趋势。

4.3 土地集约节约利用分析

与税务部门合作，将土地征用、出（转）让、开发、保有全环节的空间信息和土地税源登记信息进行清理、关联、比对，形成土地税源管理数据库，在地理信息上及时、直观地展现每块土地所处的环节、土地面积等信息，可为土地利用节约集约评价提供数据支撑[13-14]。

4.4 精准扶贫应用分析

依托国土数据和国土资源云，实时、精准叠加扶贫信息，形成省级自然资源扶贫作战图，建立省级精准扶贫作战系统,实现扶贫攻坚“人在干、天在看、云在算”的目标。

4.5 多规融合大数据分析

通过“多规融合”大数据平台，探索建立统一系统、统一标准的多规融合衔接机制，建立空间规划体系，划定生态保护红线、耕地保护红线、城市发展边界。构建功能互补、协调一致的空间规划体系，推动城乡发展一体化[15]。

4.6 公众监督与市场引导分析

以阳光政务、“互联网+政务”为抓手，通过政务门户、官方微信公众号等多种途径开展政务公开与民意舆情调查，实现各种信息的采纳、分析和上传。通过相关的数据匹配技术，实现上传数据的空间化，并对这些信息的内在关联性进行分析，积极引导社会舆论导向，提升政府服务水平[16-17]。

5 展望

当前，国土资源大数据应用还处于起步阶段，相关技术也在飞速发展。如何开展国土资源大数据建设，推进大数据在创新国土空间优化开发、防治与修复土壤污染等方面的应用[18]，加速国土资源大数据与其他行业的数据融合，既是国土资源业务发展的内在需求，也是国土资源大数据发展的方向。依托国土空间基础信息平台建设，开展大数据的获取、处理、集成、共享与利用，建立政府部门间的数据共享机制，打破信息孤岛，是国土资源信息化发展的必然选择。加快实施国土资源大数据体系建设，深化大数据应用必将成为推动社会发展、提升政府服务能力的创新驱动。