“智慧土地”发展的机遇与挑战( 五 ) 本文刊载于《中国科学院院刊》2020年第

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图 3 自然与人文过程协同的分析建模基元概念模型
土地利用智能空间优化技术
智能优化技术是“智慧土地”实现智能调控决策的核心，群智能优化技术为“智慧土地”提供了技术支撑。然而，群智能优化技术仅提供了优化技术框架，难以直接解决显式的空间优化问题，还需要解决空间优化问题到群智能计算的空间化映射、空间寻优的领域知识化等关键问题。图?4?提供了一种基于五元组的空间优化问题形式化描述模型，并将其与群智能优化问题映射的概念框架。
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图4 智能空间优化概念模型及其与群智能计算的空间显式映射
土地利用空间优化是面向领域问题的复杂空间化决策问题，领域知识对空间优化问题的求解至关重要。群智能优化计算方法利用随机的交叉变异/信息素挥发/速度矢量等来实现解空间的逐步优化，是一种随机寻优算法。这种算法缺乏领域知识的约束和指导，容易陷入局部最优，导致优化结果与实际需求不符。图?5?提供了一种领域知识指导的智能空间优化建模框架，以解决空间优化建模由数据驱动建模向领域知识驱动建模方法的转变。
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图5 领域知识指导的群智能空间优化概念模型
GA：遗传算法；ANN：人工神经网络算法；ACO：蚁群算法；PSO：粒子群优化算法；AIS：自动识别系统
土地资源网络化协同治理技术
我国由工业文明向生态文明的范式转换过程中，面临着低环境负荷和高品质发展相平衡的挑战。随着“智慧社会”建设的加速，对于区域形态的影响加剧，交通等多领域的形态和模式都发生变化，未来区域空间形态主要表现为网络化和空间紧凑化。 “智慧土地”时代的土地资源管理需借鉴多中心网络化治理理论和方法，推进传统的行政层级式和分区管理向多中心网络化协同治理模式转变。其核心是在多节点、扁平化、均衡性的空间结构模式基础上，通过网络化设施支撑发展区域间多向联系、城乡一体的联动关系，搭建人与自然共生多重交互、网络化协同治理框架，从而转变土地资源的治理模式，创建“智慧土地”时代的土地资源网络化协同治理体系，提升土地资源治理能力。
4 结语数字化、网络化、智能化的新一轮科技革命与产业革命蓬勃发展，成为“智慧社会”发展的根本动力。智能成为企业、行业、地区乃至国家核心竞争力的关键构成要素，这是“智慧社会”到来的重要特征。
当前，我国大力实施创新驱动发展战略，科技创新在对国土资源事业的支撑中发挥着引领作用。《国土资源部关于加快推进科技创新的若干意见》指出，到?2050?年，我国在“三深一土”（深地探测、深海探测、深空对地观测、土地工程技术）领域要进入世界领先行列，为建设世界科技强国作出贡献。
土地信息化走过了数字化、网络化发展阶段，正在步入“智慧土地”时代， “智慧土地”调查、评价以及“智慧国土”空间规划等部分土地资源管理业务已开始了相关建设实践探索。
刘耀林武汉大学资源与环境科学学院教授。国际欧亚科学院院士。长期从事国土信息领域的教学科学研究工作。自然资源部优秀创新团队负责人，国务院学科评议组成员，数字制图与国土信息应用工程自然资源部重点实验室主任，地理信息系统教育部重点实验室主任和中国测绘学副理事长。曾任武汉大学资源与环境学院院长。获得多项国家、省部级科技进步奖，发表100多篇SCI论文，拥有20多项发明专利等。