人工智能技術在自然資源行業的應用研究

劉桂林

（湖南工程職業技術學院 湖南·長沙 410151）

2018年3月國家成立自然資源部是為了統一行使全民所有自然資源資產所有者職責，統一行使所有國土空間用途管制和生態保護修復職責，著力解決自然資源所有者不到位、空間規劃重疊等問題，實現山水林田湖草整體保護、系統修復、綜合治理，方案提出，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體功能區規劃職責，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、濕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，組建自然資源部，作為國務院組成部門。自然資源部對外保留了國家海洋局這塊牌子。

湖南工程職業技術學院隸屬湖南省自然資源廳，為自然資源行業服務是學校的首要任務，探索學校辦學如何更好的服務自然資源行業是一個亟待解決的核心問題。

1 人工智能技術概述

所謂人工智能，就是用機器模擬人的識別、認知、分析和決策能力。近年來，人工智能的普及化正以前所未有的方式改變著人類的生活。當前人工智能發展如火如荼，已經衍生出了許多應用技術，具體而言，可以分為13個領域：機器學習、計算機視覺、知識工程、自然語言處理、語音識別、計算機圖形學、多媒體技術、人機交互技術、機器人、數據庫技術、可視化技術、數據挖掘、信息檢索與推薦。

我國經濟社會發展和民生改善比過去任何時候都更加需要科學技術解決方案，都更加需要增強創新這個第一動力。近年來，鮮明的“大數據”時代特征和不斷增長的“信息流”，正推動著自然資源科技與人工智能迅速接軌，并逐漸應用于地質調查填圖、礦產資源預測、遙感影像解譯、地質災害防治、自動駕駛地圖等方面。

2 人工智能技術在自然資源行業的應用

2.1 自然資源數據和系統融合方面的應用

新組建的自然資源部既要考慮與其他部委之間相互協作，也要考慮與原國土、住建等部門相關職能互相銜接，還要考慮自然資源管理系統國家、省、市和區縣四個不同層級之間的數據要互聯互通、協調統一、無縫對接。這都要求相關數據信息資源全面共享，將分散在各部門不同時期的大量數據和系統（平臺）互聯共享。

但是，由于各部門不同的軟件系統由不同團隊開發，要實現數據對接尤其是打通不同時期建設的系統數據接口，有一定難度。而人工智能的異構融合技術可以有效地解決這個問題，無需數據接口便可直接進行數據采集、推送，適用于任何系統數據源，并具有高度開放性，能夠自動完成分級管理與部門協同的數據雙向流轉。這種異構融合技術操作更便捷，可以打通部門之間獨立數據信息，通過綜合性的數據模塊掌控全部自然資源基礎數據，為快速實現自然資源綜合監管提供全面綜合的決策依據，進而迅速開展各部門業務融合。

2.2 自然資源數據保密方面的應用

基于區塊鏈的人工智能移動加密技術可有效解決自然資源數據保密與傳輸問題。區塊鏈去中心化的加密手段可從源頭上對各類自然資源涉密涉隱數據進行封裝，使得涉密涉隱信息在傳輸中無法被竊取。明密文混排信息保護技術，可解決信息在存儲和傳輸過程中的全程信息安全問題，這將從根本上破解保密數據的共享及傳輸問題。從信息的生成—傳輸—接收—閱讀，全生命周期的信息加密保護，杜絕一切環節的泄密可能，通過建立數據橫向流通機制，逐步推動形成全國自然資源數據應用場景。在此基礎上，可將自然資源政務服務拓展到互聯網的每個角落，以及傳統技術無法實現的涉密基礎數據移動設備數據傳輸與即時通信。

2.3 圖像識別技術方面的應用

為了更科學、快速的統一標準，可利用人工智能的圖像識別和機器學習技術，快速提取自然資源數據中各類影像、專題圖、圖斑的差異點，并通過無監督學習將人工難以發現的盲點和規律提取出來供規劃部門決策參考。

此外，空間規劃的另一關鍵點在于城鎮開發邊界的確定以及和土地發展預測方面，確定“資源開發利用上限”。在快速城鎮化進程中，多數未經充分論證而建立的空間管制分區管理面臨巨大挑戰，政府現有城市空間增長管理甚至失效。而利用人工智能中的一些方法，可實現基于城市內生性發展規律的增長邊界預測，在考慮城市發展綜合因素的基礎上，從城市自組織系統運行機制和生長要素角度劃定城鎮開發邊界，使得城鎮開發邊界和土地發展預測更科學合理。

2.4 搭建數據聯盟鏈，輔助自然資源管理決策

綜合自然資源管理體系的內容及意義，可考慮以自然資源管理行為、資源開發利用以及與社會經濟的發展關系三個層次為核心，利用人工智能+大數據和決策分析技術建立智能、開放、協同的自然資源實時監測及輔助決策平臺，使其具有監測預警、評估評價、輔助決策功能，可滿足不同層次、不同領域且不斷完善擴展的自然資源監測評估與輔助決策需求。

通過搭建包含政府監管機構、第三方公共服務機構的聯盟鏈，對自然資源利用實時監管，同時提供最佳路徑、最佳策略、最佳流程以及風險預警與趨勢分析等服務。通過數據助力自然資源管理部門實現精準治理、多方協作、科學決策。該思路一旦實現，對于政府部門的決策作用巨大，最大限度減少人工干預及主觀臆斷比例，將政府決策的科學化、合理化做到極致。

2.5 多源數據融合、破解自然資源資產審計難題

一方面，過去分散在各個部門的數據（既包括基礎地理信息數據、社會經濟統計數據，歷年城鄉規劃成果數據），以及網絡開放數據、物聯網大數據和行業監測數據等，可通過無接口系統融合將其統一采集。應用人工智能多源數據融合技術，實現對多源數據的多尺度展示和空間模擬。

另一方面，由于自然資源管理業務相對較專業，對于自然資源管理和生態環境保護評價，指標不統一且存在大量權屬模糊的情況，過去各部門都有一套自己的數據核算標準及評估方法且差異很大。而利用融合人工智能技術的信息化進行自然資源審計是一個有效途徑：

（1）通過自然資源數據自動交換技術，建立自然資源大數據池，為審計分析提供良好的數據基礎；

（2）通過對自然資源審批權力清單的關聯分析，自動梳理業務流程，明晰自然資源系統內部各業務之間的關聯關系；

（3）通過打通部、省、市、區縣信息系統，建立各業務之間的全流程關系；

（4）通過云端計算，實現規則自動匹配及審批行為實時監控。

最終，從自然資源用途管制角度，科學監督建設用地審批程序，評估非建設用地轉用途對生態功能提升的要求。

3 結束語

人工智能已是當今技術行業的“風口”，伴隨著科學基礎和實現載體取得新的突破，類腦計算、深度學習、強化學習等一系列的技術萌芽預示著內在動力的成長，人工智能的發展已進入一個新的階段。如何抓住人工智能的發展脈絡，是我們的挑戰，也是機遇。抓住這一機遇，以高新技術服務自然資源行業，打造學院人工智能專業群，為人工智能行業的應用培養適用對口的人才，為國家創新戰略貢獻力量。