規劃和自然資源一體化數據管理與服務平臺關鍵技術研究與應用

鄧汝艷

(廣州市規劃和自然資源自動化中心，廣東 廣州 510030)

1 自然資源一體化數據管理與服務概念

1.1 背景

在新時代背景下，為了加強對自然資源的管理和應用，政府部門機構進行了改革，對數據資產進行整合，建立了自然資源一體化數據管理與服務平臺，實現了自然資源的統一管理。在此過程中，要按照具體標準，整合和規范土地、地質和測繪地理信息數據等，完善數據管理體系，保證自然資源應用和管理的有效性。

數據是資產，在“統一行使國土空間規劃管控、統一行使自然資源管理”的新要求下，加強數據資產整合，研究建立自然資源一體化數據管理與服務平臺，以數據一體化為驅動，賦能規劃和自然資源業務協同和融合，激發規劃和自然資源管理新活力，十分重要和必要。

1.2 概念

大數據時代，各種先進技術在自然資源數據處理中得到了有效應用，其中的數據整合方案，主要是利用數據轉換和通信，達到數據結構和數據內容統一的目的，實現分布式異構和全方位的共享，其空間和時態是并存的，有效消除信息孤島，且具有一定的行政保密性，存儲量也是非常大的。

自然資源數據整合過程中，需要打通內外各應用系統的多源異構數據，完成數據清洗和數據關聯等工作。自然資源一體化數據管理主要是通過數據地圖和關聯圖譜等，然后合理應用數據中臺，實現對資源和數據的數字化處理、對資產服務和服務業務等的統一管理。因此，為加強平臺和技術的有效應用，要從其概念出發，對多類型和多結構空間的屬性進行綜合分析，保證自然資源數據的有效性。

2 規劃和自然資源一體化數據管理與服務平臺設計

2.1 總體框架

一體化數據管理模式和服務平臺的設計，主要由當地的政府機構和專業部門牽頭，建立地理空間數據服務平臺，完善微服務治理體系，根據自然資源業務、數據資產以及基本地理空間情況，完善去中心化自然資源一體化微服務中臺。

在對規劃和自然資源一體化數據服務平臺進行設計的過程中，必須按照自然資源數據庫的特點，調用相關數據標準和規范，運用云計算、大物聯網技術，構建“整體聯動、數據共享”的一體化信息服務平臺，滿足“互聯網+政務服務”對自然資源數據的要求。此外，還要應用數據資源目錄動態構建技術，對土地、礦產和地質等業務和數據信息進行動態管理，實現對全業務流程和內容的二次梳理，對圖/文檔和內外互聯等內容進行完善。

這種平臺也面向行業中的PaaS云平臺，可以對資源數據等內容進行有效整合，實現信息數據的共享。為強化自然資源一體化數據管理與服務平臺的服務能力，實現業務的靈活應變，科學設計中臺架構，為促進自然資源的一體化和數字化轉型提供基礎。數據資源空間服務平臺示意如圖1所示。

圖1 總體數據資源空間服務平臺

2.2 技術框架

除引入先進的數據化技術外，必須結合《自然資源部信息化建設總體方案》等相關規定，建設安全、高效、數字化的自然資源管理和服務平臺，實現信息共享協同，構筑全方位和多層面的數據管理體系。必須滿足自然資源一體化業務的連續性要求、重要數據容災備份的要求，在對平臺進行設計時，積極采用可伸縮的集群部署模式，為平臺中的各類系統提供高性能的運行環境[1]。

需提前對注冊、配置、限流、負載均衡以及鏈路跟蹤等內容進行整合和完善，加強去中心化技術架構在平臺中的應用，提高資源質量，為平臺高效運行提供條件。同時，還應加強系統中各個微應用之間的協調配合能力，采用RPC(Remote Procedure Call，遠程過程調用)系統，為平臺的安全運行提供保障。

3 自然資源一體化數據管理與服務平臺關鍵技術研究

3.1 基于一體化數據模型驅動整合建庫技術

數據模型驅動整合建庫技術是自然資源一體化數據管理與服務平臺構建主要技術之一，它可以對自然資源大數據進行有效整合，主要采用“圖形驅動業務”的思路，能夠充分利用已有數據庫成果，對流程中的數據進行調研與分析，構建統一的數據模型。驅動整合建庫技術還可依托現有的數據，便于技術人員對數據分析和檢查、數據預處理和關聯關系建立等工作內容進行整合，為自然資源大數據一體化的管理以及服務業務的穩定運行建立基礎。在進行驅動整合建庫的過程中，要采用“分布存儲和集中管理”的建設思路，對沒有建庫的數據，采用標準化方式進行新建[2]。對已建庫的數據進行整合和管理時，采用動態視圖“引流”等方式，實現對數據的統一管理。最后還要進行數據聯動更新，也就是在統一數據模型的基礎上，對緩沖資源池進行合理的數據更新并將數據變化前后的屬性信息以及業務信息等進行記錄，應用驅動整合建庫技術將其存儲在一體化的數據庫中。數據管理基本流程如表1所示。

表1 自然資源數據管理流程

3.2 跨業務、跨層級的數據聯動更新技術

為滿足自然資源數據管理的新要求，需要對業務體系、業務關系和業務事項三部分內容和標準進行分析，完善數據聯動體系和業務管理機制，深度融合規劃、礦產、林業以及海洋等業務，提高業務服務體系的質量。通過對自然資源部門三定方案等內容的研究，以及對相關職能業務處室的調研，主要形成約10大類和300以上事項的業務體系。為實現業務體系數據資源的統一管理，需要加強對跨業務、跨層級的數據聯動更新技術的有效應用，以實現覆蓋土地、地質、海洋以及林草等龐大業務數據的更新和聯動。

3.3 主題數據資源目錄動態構建技術

遵循實用性、穩定性、科學性和可擴展性等原則，構建完善的自然資源數據目錄體系，實現動態構建技術的有效應用。要從“數據與應用分離”原則出發，對自然資源管理中涉及的位置和面積等信息，實現與圖形掛接，并對統一對象進行描述，以實現對主題數據資源目錄動態構建。

為保證空間對象在數據資源中的有效應用，發揮它在資源管理中的唯一性，要結合統一編碼規則對空間進行合理劃分。對空間對象進行編碼描述，不僅可以提高主題數據資源目錄的合理性，還能實現業務之間的關聯。

在對概念模型進行設計時，要采用面向對象的思路對其中的自然資源數據進行描述。由于其中的對象具有抽象性、多態性和繼承性等特征，在對模型建模的過程中，除了要實現動態構建，更要專注對問題本身的分析，發掘業務領域的主要概念，加強對邏輯模型的設計，這樣才能對自然資源業務數據進行全面建模，對基本信息、業務信息的組織與存儲等數據資源目錄進行動態構建，幫助工作人員對資源數據業務中的關系進行梳理，完善數據管理機制，對空間關系模型進行合理構建，集中統一共享，提高管理人員的服務能力。

3.4 基于流程的并行計算技術

針對海量的數據計算和統計需求，傳統的并行計算技術數據已不能滿足自然資源數據處理要求，若不及時更新，還將影響數據處理流程。為保證自然資源數據處理流程的有效性，還應加強對并行計算技術的應用。

并行計算可將一個任務分解成若干個小任務，然后協同執行，最后完成求解。并行計算還可以實現多線程方式的并行計算，加強對多核計算資源的處理，不斷降低問題解決的時間。這種技術是增強解決能力和提高自然資源一體化數據管理和服務平臺性能的關鍵。在完善管理流程的基礎上，并行計算技術的有效應用，不僅可以節省人力和時間，還可以節約經濟成本。如管理人員在對一個數據任務進行計算時，可將劃分為 A、B、C三個子任務，然后多線程并行同時執行這三個子任務，不僅保存了大量數據，還大大降低了解決問題的時間，而且管理人員不需要額外的存儲器，就可以對相關的數據信息進行管理和儲存。

應用并行計算技術還可以建立公共基礎數據和業務管理數據，對數據進行分類，實現對自然資源數據信息的調查評價、計劃制定和開發利用等工作，節省工作人員的時間和精力，保障各種信息的有效性和準確性，完善監測評估和修復保護等流程，加強不同業務信息之間的聯系，不斷提高自然資源管理的有效性。

3.5 區塊鏈技術

區塊鏈技術是一種先進的自然資源管理技術，本質上是一種去中心化的分布式賬本數據庫，其中的每個節點會對整個賬本的數據進行同步共享和復制，具有信息透明等優勢。其中的核心主要是打通節點，對自然資源如山、水、田、草、海等各類信息進行有效整合和管理，實現互聯互通，完善自然資源數據管理機制。

4 結束語

規劃和自然資源管理工作是促進生態文明建設的重要保障。在大數據時代背景下，加強對自然資源一體化數據管理與服務平臺的建設，合理應用并行計算、數據資源目錄動態構建等關鍵技術，完善業務和數據管理流程，實現數字賦能，激發科技新活力，促進規劃和自然資源管理和治理體系現代化建設，推動社會和經濟可持續發展。