“智慧土地”发展的机遇与挑战( 四 ) 本文刊载于《中国科学院院刊》2020年第

同时， “智慧土地”是对土地资源管理模式的全面变革，需要探索围绕土地资源管理业务的模式重构、标准化、信息安全、共享等相关政策、法规和体制机制建设和改革。
3 “智慧土地”建设需解决的关键技术要实现土地系统有智慧、会思考，从技术角度需解决?3?个维度的关键问题：
1.土地资源系统的全方位、系统的感知；
2. 土地资源系统感知数据的融合；
3. 虚拟空间数字化重建土地资源系统并进行智能化分析决策。
主要关键技术包括以下?5?个方面。
土地资源系统智能感知技术
我国已开展的?3?次全国性土地调查，特别是?2017?年以来开展的第三次全国土地调查，积累了大量的调查数据和技术手段，形成了全国土地资源调查、地理国情监测、年度变更调查、土地督察/执法等业务体系，为我国土地资源摸清家底、合理规划利用，以及有效监管起到了极大的作用。
但面向“智慧土地”建设需求，现有的调查监测技术难以满足，需要实现?2?个转变：
1.从内容维度上，要实现从土地资源自然属性维度为主的调查监测向自然、社会经济综合维度的感知转变，即从对土地资源的监测向人-地系统感知转变；
2.从时空粒度上，空间上要实现从权属区图斑为基本单元向利用地块为单元的转变，时间上要由年度/季度的调查监测向实时化监控转变。
为此，在技术上，需要综合运用?5G?技术、人工智能技术，以及对地观测网、物联网、社交网络等观测手段，构建一体化、立体感知技术体系，解决对地观测端对端直接对接的虚拟地面站服务技术、全国地块身份编码、海量数据搜索引擎、PB级数据流水线处理、图斑变化智能提取、实时在线调查取证等系列关键技术，建立地块信息变化驱动的主动式即时调查感知模式。
土地资源系统大数据聚合技术
数据化是信息化的基础，聚合的土地系统数据是实现“智慧土地”的重要保障。如何聚合智能感知网络获取的多源、多模态、异质的人地系统大数据，实现数据的全局协同，并全方位映射土地系统整体特征，是“智慧土地”的建设前提。当前，亟待研究解决国土空间系统全方位、全要素感知大数据的产生机理、认知方式与表现形式及其形式化表达模型、多元特征归一化表达方法、聚合与协同增强，以及大规模土地大数据存储与分布式管理等关键技术（图?1）。
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图 1 土地资源系统大数据聚合技术框架
土地系统生命共同体人地协同建模技术
土地系统是一个人文与自然过程耦合的人地复合的生命共同体。现有的土地系统建模方法强调了土地系统的自然和经济属性，对诸如土地利用决策主体的空间行为特征、土地市场、政策、法规、聚居人群等人文社会因素的关注严重缺乏，难以真实反映土地资源开发、利用与保护行为干预下的土地系统时空演变的规律，需要研究土地资源系统的自然与人文过程多尺度、多主体、多目标协同建模的基础理论和技术。理解人地复合的生命共同体运行机制是通过技术赋能智慧土地的前提，需揭示人地协同驱动的机理（图?2）。
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图2 土地资源系统的人地协同驱动机制分析框架
传统的以单一图斑或栅格为计算载体，仅对土地资源利用空间进行划分和抽象，既难以服务土地资源系统演变过程的表达、分析、计算和调控决策全过程，也难以实现兼具自然与人文过程信息聚合单元和分析计算单元的任务需求。如何从自然与人文地理过程协同视角出发，改变这种现状？图?3?提出一种以位置为载体，进行土地系统的自然/人文过程的协同表达与建模基元，并在此基础上设计新的计算框架。