党的二十大作出加快建设网络强国、数字中国的战略部署。党中央、国务院印发的《全国国土空间规划纲要(2021—2035年)》《数字中国建设整体布局规划》明确要求建设全国国土空间规划实施监测网络。2023年、2024年和2025年全国自然资源工作会议持续作出部署,强调要持续推进国土空间规划实施监测网络建设,完善数字化治理政策机制和技术标准体系,加强规划实施评估监督等。
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)》,明确了建设目标、工作原则、主要任务和保障措施等,全力打造“可感知、能学习、善治理、自适应”的智慧国土空间规划,大力推进国土空间治理“数智化”转型,推动构建美丽中国数字化治理体系和建设绿色智慧的数字生态文明。2023年12月,自然资源部办公厅印发《关于部署开展国土空间规划实施监测网络建设试点的通知》,明确在长三角生态绿色一体化发展示范区和16个省份、29个城市、1个区县开展试点。
为探索构建“共建共治共享”新型治理机制,凝聚全社会力量,高质量推动国土空间规划实施监测网络建设,特将原国土空间规划“一张图”建设、城市体检进行时等专栏融合为CSPON(China Spatial Planning Observation Network)建设专栏,面向全社会公开征集“智慧国土空间规划”和“国土空间规划监测评估预警”两大版块的理论方法、国际经验、前沿趋势、技术路线、算法模型、实践经验等。欢迎相关领域重点实验室、工程技术创新中心、科技创新人才和团队,高等院校、科研机构、行业队伍、企业,各级自然资源部门及单位等积极投稿,单位或个人不限,我们将以成果质量为唯一标准,择优刊载(投稿邮箱:ghjdcyzt@163.com)
在自然资源部国土空间规划局的指导下,同济大学(自然资源部国土空间智能规划技术重点实验室)与自然资源部国土空间规划研究中心,会同上海同济城市规划设计研究院有限公司与同济大学建筑与城市规划学院及《中国自然资源报》《城市规划学刊》《城乡规划》等,以“从CIM到TIM——构建数字生态新基础设施”为主题,在上海举办UP前沿论道。我们将陆续刊发主题报告内容。本期刊发《全域数字化转型背景下TIM的“三体”与“三化”》。
国土空间信息模型(Territory Information Model,简称TIM),其中“I”,既有Information信息,也有Intelligence智能的涵义,体现TIM是要从信息到智能跃升的关键载体。目前,TIM处于理论构建和实践探索阶段,怎么理解、怎么构建、怎么应用是普遍聚焦的三个问题。
2023年9月,自然资源部办公厅印发的《全国国土空间规划实施监测网络建设工作方案(2023—2027年)》(简称《工作方案》)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”。2024年5月,国家发展改革委等四部门印发的《关于深化智慧城市发展 推进城市全域数字化转型的指导意见》(简称《指导意见》)明确要求“因地制宜有序探索推进数字孪生城市建设,推动虚实共生、仿真推演、迭代优化的数字孪生场景落地”。上述政策以及近年来其它信息化政策,持续推动了行业数字化治理和数字化转型。数字化转型具有数化、连接、赋能的3大特征,数字化治理涉及治理对象、治理主体、治理工具3大要素,彼此之间一一对应,集中映射为信息化建设的基座支撑、智慧场景和数字生态3大关键要素需求。
加强规划引领智慧城市建设、管理、运营水平,需要以TIM为框架,促进全域“人地动静”数化与融合;以AI智能体为纽带,实现知识连接与多模态交互;在此基础上,以智慧场景为载体,以数字生态为牵引,协同推进数字化转型。其中,TIM与AI的深入融合,将构成全域数字化转型的空间智能基座支撑。

从内涵来看,TIM的本质是一个对象化的国土空间孪生模型,统筹兼顾时空单元、要素、关联等复杂逻辑关系,通过统一框架与定义规范,支撑国土空间各类管理要素对象实现“图层化”到“对象化”表达与呈现。从构建逻辑来看,TIM包括“一表一里”两个方面:表指的是“看得见”的实体模型,是服务场景应用所构建的三维数字孪生国土空间信息有机综合体,体现的是各类信息的组合表达效果,前端用户看得见、能使用;这里指的是“看不见”的数据模型,是驱动数据治理所依赖的数据模型,准确表达自然资源管理对象之间的关系,计算机能识别、可管理。从应用层次来看,在DIKW体系(数据、信息、知识及智慧体系)的框架下,面向未来的TIM需要实现从数据体到信息体、智能体的跃升。TIM首先是一个数据体,可以实现全域全要素全周期的数据集成融合;在此基础上,TIM要能成长为一个信息体,可以对数据进行分析和判断;最终,TIM必须是一个智能体,可以不断推理、学习和优化,迎接数字化时代的来临。

基于TIM从数据体、信息体到智能体的三层内涵,TIM构建应建立以数据体为基础,以信息体为深化,以智能体为目标的三层关键路径。

构建TIM数据体。以全域全要素感知、全周期信息联动为核心,充分利用实景三维中国建设成果,统筹融合陆海空间、自然与社会要素、时空动静信息,实现自然资源要素的纪实性数字表达。在此基础上,利用业务对象识别与业务逻辑关系分析进行业务建模,进而通过数据分析与数据实体关系建立数据模型,实现“一张图”融合治理,即在识别业务对象和业务逻辑关系的基础上,利用知识图谱技术和相关数据治理工具,零代码完成数据实体关系建模和数据关联融合治理,实现前端应用的对象化、关联化展示与分析。
构建TIM信息体。信息体是在数据体的基础上,除了数据体本身纪实性的国土空间数字化表达之外,还要能够对国土空间的运转逻辑进行管控,需要拓展对指标、规则、模型的数字化管理、表达与应用,实现从三维时空映射到三维时空管控的跃升。数字化转译是实现这一跃升的关键。数字化转译过程运用专业知识和自然语言处理技术,将空间管控的内容能够转译成计算机可识别的规则,以数据体为载体融合这些转译的业务指标与规则,实现多尺度空间管控要素、指标、规则数字化转译与联动,使TIM在管理中可分析、可计算、可应用。
构建TIM智能体。在信息体之上,TIM进一步融入知识和AI,为空间智能基座注入了“神经网络”,有“神经网络”才能做到智能化。智能化的实现具体以业务场景为牵引,以大模型的理解分析能力和知识库的记忆和学习能力为基础,通过智能体构建思维链、执行链实现智慧应用与行动。在国土空间规划实施监测网络(CSPON)建设中,利用智能体可以实现城市空间布局形态智能生成与推演、规划智能监测评估分析、规划报告自动生成等典型应用。

管用的TIM应满足T(一切数字化转译)、I(空间智能化响应)、M(模型代谢化生长)三大关键特性。

T(Total)一切数字化转译。一切数字化转译是全空间、全要素、全周期的数字化转译,包括空间实体数字化、业务流程数字化和管控规则数字化,这样TIM就能够为治理对象、治理主体和治理管控规则的智能化提供支撑。
I(Intelligence)空间智能化响应。利用AI智能体技术,TIM能够根据空间和业务变化自动分析、自动预警,或自主调用相关专业模型工具解决空间治理问题,从而实现信息化从被动到主动到自动的进阶。
M(Metabolic)模型代谢化生长。针对空间治理对象,通过TIM建设形成相对稳定的业务模型与数据模型,表征空间运行逻辑。在此基础上,结合自然语言处理、大语言模型和知识图谱技术,实现从人工定义对象与建模到AI识别对象与自动建模的转变,实现模型自动代谢化。
TIM的内涵本质是对象化的国土空间孪生模型。实用管用的TIM构建,应按照数据体为基础、信息体为深化、智能体为目标的三层进阶,借助工艺方法和技术赋能,使其具备一切数字化转译、空间智能化响应、模型代谢化生长三大关键特性。以此为基础,按照场景驱动、试点先行、生态共建、边用边优的实施策略,推动全域数字化转型和CSPON建设落地。
(作者:罗亚,超图软件集团总工程师,自然资源部国土空间生态治理数字工程技术创新中心副主任)
原文始发于微信公众号(中国国土空间规划):CSPON建设 | 全域数字化转型背景下TIM的“三体”与“三化”