数治-智治-共治：自然资源三维立体管控实践

张鸿辉

自然资源部碳中和与国土空间优化重点实验室副主任

广东国地规划科技股份有限公司联席总裁

国家“十四五”规划提出要加快数字化发展，建设数字中国，加快数字社会的建设步伐，以数字化助推城乡发展和治理模式创新，全面提高运行效率和宜居度。2021年8月，自然资源部办公厅印发《实景三维中国建设技术大纲（2021版）》，明确要借助新型测绘技术，构建实景三维中国，为数字中国建设提供统一的空间基底。在这之前自然资源部先后印发的《自然资源调查监测体系构建总体方案》《自然资源三维立体时空数据库建设总体方案》，已为推进自然资源相关业务由二维走向三维奠定了基调。

因此，新形势下国土空间规划和自然资源各项业务亟需实现由二维平面管理向三维立体管理转变，由单要素分散管理向山水林田湖草沙冰全要素统筹管理转变，构建地上、地表、地下一体化大管控新模式，切实提升国家治理现代化能力和水平。

聚焦自然资源三维业务支撑和应用决策的需求，我们提出了“三步走”的目标思路。

1. 夯实基础，推进“数治”

以数字高程模型（DEM）、高分辨率遥感影像为基底和背景，集成整合地下空间、地表基质、地表覆盖、业务管理等各类自然资源和国土空间数据，按照统一的标准，构建自然资源三维立体数字底座，形成自然资源三维立体 “一张图”， 全面真实地反映自然资源现实状况和自然地理格局，为国土空间全域、全要素数字化管理奠定数字基础。

2. 逐步提升，创新“智治”

以自然资源三维立体数字底座为基础，融合人工智能（AI）、区块链（Block chain）、城市信息模型（CIM）、大数据（Big Data）等信息技术，逐步提升国土空间基础信息平台的数据精细程度，强化三维基础支撑平台的三维立体可视化与分析应用等功能的建设，迭代升级平台空天地海一体化三维查询、展示及分析能力，支撑调查监测、国土空间规划、耕地保护、确权登记、资产清查、用途管制、生态修复等自然资源各项业务立体管理应用。

3. 协同运行，实现“共治”

基于自然资源三维立体“一张图”的协同治理应用场景，推进智慧社区、智慧旅游、智慧交通、智慧市政、智慧安防、智慧应急、智慧园区、智慧乡村等跨领域空间治理协同应用场景的建设。

同时，依托三维基础支撑平台，拓展基层社会治理、风险防控与应急指挥、住房城乡建设、文化旅游、政务服务、交通运输、生态环保、气象服务等领域的关联应用。

基于“数治-智治-共治”的建设思路，我们进行了自然资源三维立体管控路径的探索。

1. 建设自然资源三维立体“一张图”

在现有自然资源二维数据体系框架上，结合三维业务应用需要，规范化自然资源三维数据生产、汇聚、融合、建库、服务，指导自然资源三维立体“一张图”建设，最大限度发挥三维立体自然资源数据价值。其中，在数据融合上：

一是基于统一编码规则的空间身份赋码。通过唯一标识码对实体进行标识，借助空间赋码将自然资源实体进行空间关联，形成有机的数据体。

二是分层分类构建自然资源三维空间框架。充分利用基础测绘成果，以数字高程模型（DEM）等三维测绘成果为基底，以遥感影像为背景，集成整合地下空间、地表基质、地表覆盖、业务管理等各类自然资源和国土空间数据。

三是基于统一空间尺度整合二三维数据资源。通过构建瓦片金字塔模型，实现对已有不同来源、不同格式、多比例尺、多个投影方式和大地坐标系统、不同精度、不同时间的二三维数据整合。

2. 基于三维立体“一张图”的自然资源智慧化管理

在自然资源数字化基础上，我们结合智能化手段搭建相关功能应用，进一步夯实自然资源三维立体“一张图”的构建，包括二三维一张图应用、二三维GIS分析服务、智能仿真推演服务、资源管理中心、共享交换中心等功能，组件化支撑自然资源三维立体多元化应用。

其中，二三维一张图应用模块提供了三维动态场景浏览工具，能够全面真实地反映自然资源现实状况和自然地理格局，可视化展现山水林田湖草沙冰。同时，借助二三维联动工具，可实现二维数字地图与虚拟三维场景的互响应操作，通过建立二维视图中心坐标、比例尺与三维视点对应关系可以实现二三维 GIS 可视化层面的联动。

二三维一张图应用

此外，围绕上述的相关功能，我们进行了调查监测应用、规划编制辅助应用、方案辅助审查、用途管制、地质灾害应用及资产核算应用等场景探索。

调查监测应用

规划管控应用

确权登记应用

地质灾害应用

城市体检评估应用

3. 促成各领域空间治理协同应用

基于自然资源时空大数据，通过拓展平台服务功能、增强业务协同能力、完善共享服务机制，不断强化三维基础支撑平台，搭建智慧园区、智慧交通、智慧应急、疫情防控、智慧环保、智慧旅游等跨领域空间协同治理的应用场景，推进城市协同治理。

智慧园区

智慧应急

疫情防控

国地科技现已开展了涵盖自然资源三维立体管控的标准编制、顶层设计、平台研发等层面的应用实践。

1.标准编制层面

承担了自然资源部信息中心关于《三维立体自然资源“一张图”规范》的编制工作，通过规范海量数据的统一管理，实现二三维一体化的数据融合，进一步规范三维立体自然资源“一张图”数据库建设，推进三维立体自然资源“一张图”数据库，实现三维立体自然资源“一张图”数据集成、共享和服务。

2.顶层设计层面

以南京市BIM/CIM试点建设总体设计为例，提出标准规范“一把尺”、立体空间“一张图”、智能审查“一条线”、智慧支撑 “一平台”、监管决策“一张网”的总体框架，通过建设指引的方式为整体建设工作提供依据和技术指导。

3.平台研发层面

曾承接了南京市国土空间规划“一张图”实施监督信息系统、廉江市新型智慧城市一期工程、济南高新区城市综合管理智慧化平台、武汉三维基础软件平台和二三维一体化开发、荆州市城市设计管理辅助决策系统等平台系统的应用实践。

南京市国土空间规划“一张图”实施监督信息系统

廉江市新型智慧城市一期工程

济南高新区城市综合管理智慧化平台

武汉三维基础软件平台和二三维一体化开发

荆州市城市设计管理辅助决策系统