主题点睛:国土经济
栏头署书:乔惠民 中国国土经济学会研究室主任
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数据用途:供国土经济、自然资源、生态环境、城乡建设、空间优化、土地利用有关专家参考利用
国土经济、自然资源、空间优化研究文选要目(六)
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北斗系统在智慧港口领域的应用
作者|吴海乐陈扬贾来国1.中国交通通信信息中心2.北京国泰星云科技有限公司一、前言随着国家北斗系统的建设,北斗产业规模不断扩大、应用领域日益广泛、产业贡献率越来越高,北斗系统不断升级和完善,北斗高精度定位服务逐步成为全社会共享的一项公共服务,北斗高精度定位开始向全社会“赋能”。根据中国卫星导航定位协会发布的《2020中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》,2019年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达3450亿元,较2018年增长14.4%,其中与卫星导航技术研发和应用直接相关的产业核心产值为1166亿元,在总产值中占比为33.8%,其中,北斗系统对核心产值的贡献率超过80%。港口是国民经济的重要支撑和增长引擎,根据我国《交通强国建设纲要》《交通运输信息化“十三五”发展规划》,自动化码头、智慧港口是“十三五”期间国内港口的重要发展主题。2017年6月,交通运输部发布10个省(区、市)的13个智慧港口示范工程项目;2017年11月,中央军委装备发展部、交通运输部发布《北斗交通运输行业应用专项规划》,明确提出以北斗系统应用助力智慧港口建设;2019年8月,交通运输部印发《数字交通发展规划纲要》,明确提出鼓励物流园区、港口、铁路和机场货运站广泛应用北斗、物联网、自动驾驶等技术。2019年11月交通运输部发布的《关于建设世界一流港口的指导意见》中指出,要加快“智慧港口”的建设,建设基于5G、北斗、物联网等技术的信息基础设施,推动港区内集卡和特殊场景集疏运通道集卡自动驾驶示范,深化港区联动。北斗系统是“新基建”“智能交通”“世界一流港口”发展与建设的主要力量之一,在“新基建”浪潮下,港口智慧化、码头自动化的建设进程必然加快,对高精度定位导航的需求必定会越来越强烈,北斗卫星导航系统在港口的应用将更加广泛。二、北斗系统在港口领域的应用需求北斗高精度定位可以帮助港口实现生产安全智能控制。港口机械设备设施投资巨大、货物价值较高,作业过程中的轻微刮碰就可能引起巨大的经济损失,如果再涉及司机、现场业务人员等的伤亡,必产生恶劣的社会影响。随着港口技术不断革断,安全防护及控制投入持续增长。自动化、无人化对安全提出了更全面、更细致的要求。通过精准定位可针对一个动作、一个对象、一个场景实现安全防护与控制,从而帮助港口建立全方位、全要素、全流程的安全控制策略。北斗高精度定位可以面向生产全流程帮助港口提升作业效率。船舶大型化倒逼港口通过新建改建装卸设备、应用新技术提升作业效率,准确感知、精准定位、实时共享是智能操作、提高效率、资源均衡使用的最有效手段。基于精准定位的机械设备作业轨迹、箱货的准确位置信息,可以实现不同机械设备之间、设备与箱货之间的无缝平滑对接,从而提高效率。北斗系统能够帮助港口不断提升智慧维度。位置数据是智慧化的基石,对港口数以万计的生产要素进行精准定位,将可以全面增强港口的感知、认知、思考、决策能力,港口才可能进化到更高的智慧维度。因港口的区域位置、基础设施、发展模式不尽相同,建设智慧港口的模式、路径各有特点,应用北斗技术的方式、程度也不尽相同。港口领域常见的北斗应用场景主要包括流动机械车辆的位置追踪、大型机械的定位和辅助驾驶等。具体表现为:1)以终端模式为主的流动机械车辆定位,可实现车辆监控、调度;此类应用受政策引导、GPS先发应用优势影响较大,应用案例较多;随着北斗导航终端的成本不断下降、定位稳定性不断提高,北斗系统的价值也逐渐开始显现。2)以安全控制为核心的大型垂直作业设备的高精度定位,通过与激光扫描、视频识别、通信等技术融合应用,测定绝对位置、相对位置,进而计算出速度、姿态、形状等信息,实现设备移动过程中的各类安全控制;受船舶大型化、机械智能化、码头自动化的驱动,此类应用近年如井喷式增长。3)自动化码头建设对北斗高精度定位有广泛且迫切的需求。与磁钉等传统定位技术相比,北斗定位可有效避免因遮挡以及恶劣电磁环境等引起的定位不连续等问题,且可大幅降低建设成本。三、北斗系统在港口领域的应用场景1.港口堆场作业自动化堆场是港口集装箱码头的核心作业区域,堆场作业工艺和作业效率直接影响港口装卸船的效率、货物进出港的效率。全球码头自动化建设大潮推动下,堆场自动化建设的需求高涨。堆场自动化建设需要对场桥及吊具、集卡车、集装箱进行全天候精准定位,实时获取位置、姿态、动态等信息,才能实现安全控制、自动化作业。通过北斗系统与惯性导航、激光扫描、地理信息系统(GIS)等技术的深度融合应用,面向堆场作业全过程设计自动化解决方案,可实现场桥大车自动定位、集卡车进行集装箱自动装卸、堆场堆取箱的自动化操作等应用(图1)。图1基于北斗的堆场自动化系统框架图传统常用定位方式主要包括磁钉、格雷姆线、超声波等,存在施工难度大、定位偏差大、定位精度不高等问题。北斗系统高精度等优势,可以有效避免上述传统定位方式存在的问题,满足码头堆场自动化对精准定位的要求,并大幅降低老旧码头自动化改造建设成本。通过采用多天线、组合导航等技术,可有效解决因遮挡和电磁干扰造成的卫星定位短暂失效问题,同时可通过多天线定姿技术自动补偿场地误差、机械变形误差,满足了在复杂环境、复杂场地条件下的连续精准定位需求,在港口特种设备无人驾驶领域充分发挥了北斗系统的决定性作用。港口堆场作业区域相对封闭,北斗高精度定位与高精度地图组合搭配使用,能够为港口作业机械和车辆的自动运行提供精准的服务。相对定位方式,当大车需要更改作业位置时,必须先扫描、定位、再运动,这会降低生产效率。通过利用北斗高精度定位、高精度地图提供的绝对位置以及统一时间,为相对定位建立时间标签和位置基准,大车在更换作业位置时无需等待,为进一步提升自动化作业的效率提供了新思路、打开了新途径。2.港口水平运输智能化港区水平运输效率直接影响港口物流“最后一公里”的质量和效率,实现水平运输智能化、无人化,不仅可以提高港口生产效率,还可以大幅降低人工成本,更是港口安全的重要保障措施,是智慧港建设的重要一环。集卡车是集装箱码头重要的水平运输设备,其往返穿梭于船边、场内,与岸桥、场桥等大型装卸机械的垂直装卸作业无缝衔接,实现集装箱在船-场间的位移。如何在封闭且工况复杂的港区内让数十台集卡车精准定位、依令而动、动而优行,是码头自动化建设必须面对的难题。单纯的卫星导航定位方式,存在因港区高大机械、建筑物、集装箱堆高等遮挡引起的信号不连续、位置不准确等现象;地下埋磁钉方式,工程浩大、造价昂贵;单纯对集卡车进行自动化功能升级方式,工程量大、性价比极低。采用基于北斗卫星导航、惯性导航的组合导航技术,可以有效解决因遮挡、差分链路干扰引起的卫星定位信号短暂失效或不稳问题,从而实现集卡车的连续稳定定位,突破了港区水平运输智能化的行业性瓶颈问题(图2)。图2集卡车智能运输场景模拟图基于北斗的港口水平运输智能化系统主要由北斗基准站系统、内集卡北斗组合定位终端、码头可视化作业监控系统、中心数据服务系统,以及与其他应用系统的接口系统等共同实现。可以对港区内的集卡车自动进行任务分配、车辆优化配置、车箱自动匹配;可以对港区水平运输进行全过程实时监控;还可与港区内其他装卸机械与设备、人员,以及外来车辆等定位与作业数据整合后,可通过大数据、人工智能技术对全场数据进行建模分析,能够为码头全场作业自动化提供必要支撑与保障。3.港口作业可视化通过获取GNSS高精度定位信息,结合码头三维场景模型、岸桥/场桥/集卡等机械模型,实时显示作业机械在堆场的运行位置及状态,可对全场进行实时监控,便于更为直观的进行作业机械的监控和调度管理。利用GNSS设备,实现机械的超速等安全管理,为码头管理层和现场管理提供数据依据,提高安全管理有效性。通过可靠数据传输协议(RDT)和GNSS设备运行状态监控,实时进行资产运行状态监控,有效监测设备的完好性,及时修复故障设备,提高资产利用率,提高机械运行效率。利用GNSS设备的高精度定位信息,记录机械的运行时间和运行轨迹,在出现问题后,可以通过事后回放查找问题和分析问题原因,提高管理水平;另外,轨迹回放也可以使得司机和管理人员之间更为有效沟通问题所在,提高管理手段。可将机械的实时位置信息提供给生产作业系统(TOS),支持TOS实现全场作业优化调度;可接收TOS作业计划,实现作业计划的图形化模拟与仿真(图3)。图3码头全场作业模拟与仿真图4.港口大数据时空化综合运用北斗定位、物联网、云计算、大数据等先进技术,通过北斗+技术+业务,获取港口所有生产要素的时空信息,并与生产运营、管理等信息整合,解析汇聚成港口时空大数据,搭建基于云的统一的港口北斗数据平台,形成多源多维多场景的港口时空数据体系,多维分析后可用于码头画像、管理决策,将可以全方位增强港口的时空维度,提升港口的智慧能力。四、北斗系统在港口应用的核心价值北斗系统在港口应用的关键焦点为精准定位、互联互通、细致的位置数据、贯穿业务流程。将北斗定位技术与其他感知识别技术融合应用,准确实时感知港口所有生产要素(设备、机械、作业现场、地理环境、气象环境、货物、人员等)的时间、空间、事件等信息,并与生产运营、管理过程等高度整合,通过集成应用通信、物联网、移动互联网、云计算、大数据、人工智能等技术,实现港口的广泛互联、高度共享、智能应用,才可能使港口真正拥有智慧。在港口“点线面”上提高北斗系统的应用。点上,不断提高作业机械和货物的定位精度、信息识别的准确度和速度、复杂工况下多维异源信息识别的准确度。线上,立足效率和成本的平衡,设计智能控制流程并不断优化,最大化与其他系统无缝衔接,实现平滑控制。面上,构建基于云的港口北斗数据平台,汇聚形成港口时空数据平台,多维分析后可形成码头运行画像,供管理决策、客户服务使用。五、北斗系统在国外港口的应用推广我国先后与东盟、阿盟、中亚等国家和地区开展卫星导航合作,推动北斗系统在海外落地生根,服务东盟、阿盟、中亚等国家和地区。基于北斗的跨境运输、土地确权、精准农业、数字施工、智慧港口等,已在东盟、南亚、西亚、非洲等得到成功应用。国产北斗基础产品已出口120余个国家和地区,其中覆盖“一带一路”沿线国家和地区达到30余个。随着北斗全球系统建设的完成,北斗系统在国外港口的应用会越来越广泛。基于北斗定位、新一代通信、物联网、人工智能等新技术融合的北斗+智慧港口应用模式,在国内港口成功应用后,可以向海外其他国家的港口进行复制、推广。六、结语促进北斗卫星系统更多地为智慧港口“赋能”,北斗时空信息与其他新兴技术的高度融合、北斗等应用技术与港口业务流程的高度融合是关键;未来智慧港口的实现将是基于物理信息系统的泛在感知与智慧控制,以北斗卫星系统为基础的PNT体系是其支撑基石;北斗卫星系统的时空位置、业务流程、物联网设备完美融合,将可以全方位增强港口的智慧化程度,此种模式若能形成应用,将可能引发港口经营管理的时代性变革;北斗系统是港口向数字化转型、向智慧化升级的核心支撑。
卫星应用杂志发表 2020年7期
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智慧规划和自然资源信息平台研究
作者:窦炜,祁毅,张玉(1.南京市城市规划编制研究中心,江苏南京210029;2.南京大学建筑与城市规划学院,江苏南京210093)0引言随着当前规划和自然资源业务整合、国土空间规划、多审合一等工作的推进,传统的城市规划领域的“数字规划信息平台”及国土领域的“四全系统”均无法满足新形势下的工作需求。通过对南京、杭州等城市的相关分析,传统平台主要存在以下问题[1-4]:①数据层面,缺少统一的数据中心,数据组织有待完善,数据价值体现不足;②用户体验层面,人性化关怀不全面,运行效率有待提升,缺乏智能主动服务;③业务需求层面,无法满足业务整合的需要,难以适应敏捷调整,平台运维管理成本较高;④服务对象层面,需实现跨部门深度融合,信息公开渠道有待扩展;⑤技术层面,需要积极响应智慧化、三维化、移动化等新技术发展趋势。南京市作为规划及国土信息化水平较高的省会城市,在本次机构改革中开展的业务及信息平台的重构具有典型性。本文结合南京市相关业务和工作,开展智慧规划和自然资源信息平台(以下简称“智慧规划资源平台”)核心理念、特征以及关键技术的研究。1核心理念及特征1.1知识驱动的核心理念如图1所示,采用“知识闭环驱动平台业务”的设计理念,即通过各种应用不断收集和积累数据;通过对数据提炼和分析得出知识;通过知识归纳和总结出具模型以具体指导应用的深化;最后形成应用、数据和知识三者之间的闭合循环。图1知识驱动的核心理念1.2智慧化的核心特征核心特征是“智慧”,具体包括6点:①数据建设从简单堆砌走向集智流通;②系统架构从紧密耦合走向按需耦合;③决策依据从定性规划走向定量规划;④交互设计从偏重实现走向体验优先;⑤操作模式从桌面办公走向移动办公;⑥工作模式从局内协同走向城市协同。2总体框架如图2所示,建设114N11的总体框架,即:1个基础设施中心,1个数据中心,4个基础平台,N个应用,1个统一门户,1个统一运维[5-6]。图2“智慧规划资源平台”总体框架3关键技术3.1业务-知识演进模型如图3所示,智慧规划资源平台的业务模型不仅要满足现阶段应用的需求,还需要考虑未来业务变化后的适应性问题,通过业务和知识之间的互动,实现知识推动业务的演进[7]。图3业务演进分析对比(1)业务提炼知识。通过业务应用收集和积累数据,提炼出知识。如:通过对用户使用行为数据(包括:功能的使用率、表单的填写周期、图形使用习惯等)的收集和分析,形成后续如何改进平台易用性的知识。(2)知识演进业务。采用知识驱动的主动服务模型,在平台中主动推送建议新增、调整业务的提示供决策层决策。3.2规划和自然资源数据中心针对数据组织中的数据源多、分类不清、关联性差,以及数据应用中的更新烦琐、查找困难、访问效率低、挖掘不充分等不足,从数据组织,数据存储、数据转换、数据挖掘、数据服务等方面,整合规划和国土数据,重构规划和自然资源数据中心[8-9],总体架构如图4所示。图4规划和自然资源数据中心总体架构物理存储上分为业务库、决策支持库和治理库,其中业务库是中心数据、决策支持库源于业务库、治理库描述了所有数据的实体信息、关系信息以及数据管理信息等,三者之间的同步如图5所示。图5数据库关系示意图3.3协同办公自动化平台办公自动化平台主要包括基础服务管理、核心支撑、逻辑应用3个部分。在基础服务管理中提供组织架构管理、用户管理、流程表单报表设计管理、权限管理以及外部接口服务管理,基于基础服务管理可构建办公自动化平台的统一基础服务框架;在核心支撑部分,提供流程、表单、报表引擎,结合基础服务框架形成各类系统应用;在逻辑应用部分,通过应用集成、单点登录等通过统一门户展现给最终用户应用。3.4智能化图形基础平台相比传统平台,智慧规划资源平台要整合的图形数据格式更加多样,需求也更加灵活。同时随着BIM试点等工作的推进,BIM报建及二三维一体化审批也成为新的需求。图形基础平台具体建设重点包括:(1)场景化:依据业务应用,分析用户使用习惯,按业务场景和用户场景组织数据,定制功能和界面,实现应用的轻量化和精准高效,并根据当前状态自动切换场景。如图6、图7所示,以规划条件办理为例,设计办公场景并实现根据办理环节自动切换。图6规划条件审批场景分类图7建筑规划条件“双屏图形办理”场景设计(2)智能化:从用地决策分析、控规分析、三维辅助决策等方面开展智能化应用,同时依据大数据分析开展信息智能推送;实现审批结果的自动生成,对异常审批过程及结果进行智能提醒和预警(图8)。图8规划条件是否符合控规智能预警(3)实用化:本着实用化的原则,从需求着手,深入挖掘用户需求,加强功能设计的实用性,如:一键式数据质检、移动化审批等功能。(4)一体化:实现二维和三维审批的自由切换、无缝集成[10]。3.5面向辅助决策的规划和自然资源模型库规划和自然资源模型是在国土空间规划及规划和自然资源管理过程中帮助做出决策判断的模型,包括反映城市与区域发展规律的规划分析模型和以法律法规和技术规范为依据的规则约束模型等。规划和自然资源模型库建设紧密贴合业务,构建完整的模型体系并搭建模型管理平台,实现模型的统一创建、管理与应用。模型库(含规则库)实现对国土空间规划编制、规划管理、土地管理等业务的全覆盖支持。如图9所示,模型管理系统以规划和自然资源大数据中心为数据来源,通过调用模型库中的模型开展分析,返回结果给应用系统,具有开放、动态、可扩展的特点。图9模型库架构规划和自然资源模型体系构建过程包括:(1)模型应用场景分析:包括模型用户角色分析和业务应用场景分析两部分。(2)模型分类与分层研究:针对每个模型的输入输出数据、模型结果展现形式进行分类,从规划和自然资源业务的具体问题出发,对模型的组织方式进行分层抽象。(3)模型构建与样例分析:分析模型构建的原则和一般步骤,并以较为常用的规划模型为例,进行模型输出与输出的分析。(4)模型管理基础平台搭建。开展对模型管理基础平台的定义,并研究其系统建设内容与功能,实现模型的检索、定义、运行、管理、组合等功能,为模型的应用提供支撑。3.6面向知识管理的规划和自然资源搜索引擎智慧规划资源平台所涵盖内容远远超过传统平台的范畴,在数据、服务、业务集成上都需要搜索引擎技术进行串联。规划和自然资源搜索引擎通过检索平台内部数据,同时聚合平台外部数据,为用户提供文本、图形、空间地理信息、分析工具、规范文档及相关新闻报道、研究成果等多种信息在内的关联检索,将结果分级、分类并排序后供用户调阅。其主要特点包括:(1)能够处理文本、位置、图形、多媒体信息等多种城市规划信息形式,实现复杂数据结构搜索。(2)帮助用户完成城市规划分析、管理、展示等工作,并即时响应业务流程操作,提供高可靠的查全查准。(3)提供统一门户,有机结合平台应用,能够同时搜索四代平台内的所有相关信息而不是每个部分具有一个或多个独立的搜索引擎,能够在不同终端上提供具有类似的用户体验。(4)实现智能化的规划专业语义识别检索,具有城市规划专业领域知识支撑,而不只是简单的关键字匹配检索,能够将城市规划信息彼此关联,给用户提供交叉关联的检索结果。(5)深度集成权限管理,保障信息安全。4结语本文从政策、技术等方面入手,在分析现状的基础上开展了智慧规划和自然资源信息平台研究,提出了知识驱动的理念及智慧化的特征,研究了面向服务的总体架构,针对平台中的关键技术,分析了传统平台的不足及智慧规划资源平台的解决方案,对规划和自然资源信息化建设有一定参考意义。
现代测绘杂志发表 2022年1期
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政治学视角下的自然资源治理现代化
作者:王丽华(中共中央党校(国家行政学院)政治和法律教研部,北京100091)自然资源是人类社会赖以生存和发展的物质基础、能量来源和空间载体,在国家治理现代化中具有基础性地位和战略性意义。人与自然是生命共同体,自然资源治理必然是一项复杂的系统性工程。自然资源治理现代化是生态文明建设的主攻方向、环境治理的根本之策、碳达峰碳中和的必然选择,也是经济体制改革和政治体制改革的关键环节,在经济、政治、社会、文化和生态现代化进程中的作用日益凸显。生态文明建设不仅仅是经济问题,“这里面有很大的政治”[1]。以政治学视角,深度解析自然资源治理现代化的丰富内涵和逻辑关系,从治理理念、决策方式、治理体系和治理手段等方面入手,提出自然资源治理现代化的建构性路径,以增强自然资源治理的有效性,加快自然资源治理现代化,推进生态文明建设和经济社会全面绿色转型。1自然资源治理现代化的政治学意蕴自然资源包括土地、矿产、水、森林、草原和海洋等资源,是人类社会发展中最基本的生产要素。自然资源治理现代化是自然资源配置、开发、利用和保护等处理方式从传统的政府管制向现代的多元共治转变的过程。自然资源治理现代化,是在国家治理现代化的情境下,以政府为元主体,强化公共权威和协同共治,整合市场主体、社会组织和公民个人等其他主体的力量,运用多样化的制度安排,加强自然资源治理体系和治理能力建设,引导和规范各种自然资源活动,通过多元化多层次的治理网络来维持自然资源事务中的秩序,推进自然资源治理民主化、法治化、科学化和文明化,维护自然资源安全、公共利益和公平正义,为实现经济社会全面绿色转型、推进碳达峰碳中和、促进人与自然和谐共生创造有利条件。自然资源治理不仅仅是技术问题,更是政治问题。1.1坚持全过程人民民主人民民主是社会主义制度与资本主义制度的根本区别,全过程人民民主是中国特色社会主义民主政治发展的重要任务。1954年,《中华人民共和国宪法》(以下简称《宪法》)在总纲中对自然资源公有制作出明确规定,为中国特色社会主义制度的建立和发展夯实了生产资料基础。2018年,《宪法》规定,“矿藏、水流、森林、山岭、草原、荒地、滩涂等自然资源,都属于国家所有,即全民所有;由法律规定属于集体所有的森林和山岭、草原、荒地、滩涂除外。国家保障自然资源的合理利用,保护珍贵的动物和植物。禁止任何组织或者个人用任何手段侵占或者破坏自然资源。”[2]《宪法》作为国家的根本大法,对自然资源公有制、保护与合理利用的明确规定,充分体现了人民当家做主的真实性和人民在自然资源治理中的主体地位。坚持以人民为中心,是中国自然资源治理与西方资本主义国家自然资源治理的本质区别。推进自然资源治理现代化,实现自然资源共治共享和公共利益最大化,维护自然资源公平正义,是全过程人民民主在中国自然资源治理中的具体实践方式。1.2维护国家安全和利益自然资源安全是国家安全和国家利益的根本所在,也常常是引发国家间冲突和战争的根源。陆地国土和海洋国土的完整性是国家主权和领土安全的重要标志,是政治安全的基本要素。耕地和水等资源关乎国民安全、粮食安全和用水安全,是老百姓吃饭和社会稳定的基本问题。土地、矿产、森林和草原等资源,直接关系国家经济安全和生态安全,与经济社会发展和民生福祉密切相关。世界进入百年之未有大变局,鉴于国际复杂形势和国内高质量发展对自然资源治理的多重需求,中国自然资源治理必须面对各种严峻的风险和挑战,统筹保护与发展,强化风险意识、底线思维和应对能力,坚决维护国家安全和利益。1.3调整权力与权利关系自然资源具有稀缺性的显著特点,其承载能力和再生能力是有限的。自然资源治理必须提高自然资源利用效率,兼顾代内公平和代际公平,保障社会人人平等享有自然资源的权利。虽然中国实行自然资源资产公有制,但是实际上所有权长期缺位,存在产权不清晰、所有者权益落实不到位等问题。政府要代表人民正确行使公共权力,调整自然资源治理中各类主体间的权力与权利关系,深入推进自然资源资产产权制度改革,明晰自然资源资产产权归属和收益分配关系,厘清政府与市场、政府与社会之间的权能边界,加快政府职能转变,推动政府放权赋能,将部分公共权力还给市场和社会,促进市场和社会广泛、真实、有效地参与自然资源治理,维护好人民的利益、权力与权利。1.4遏制寻租和腐败行为权力导致腐败。孟德斯鸠有句名言,“一切有权力的人都容易滥用权力,这是万古不易的一条经验。”掌握自然资源就是掌握一种权力,拥有权力就意味着存在腐败的机会和风险。各级自然资源行政主管部门承担着自然资源资产管理和监管职责,掌握用地用矿用海用林审批、国土空间规划和用途管制、自然资源所有者权益维护、生态保护修复等公共权力,必须用好管好党和人民赋予的公共权力。自然资源治理现代化,要践行依法治国方略,加强法治化建设,强化自然资源督察执法和自然资源资产领导干部离任审计,建立起刚性的制度约束,对公共权力进行有效制约与监督。2自然资源治理现代化的逻辑起点新中国自然资源治理实践,继承和发展了马克思恩格斯生态思想,吸取了古代中国自然资源治理的经验和教训,借鉴了生态马克思主义理论成果,对人与自然的关系、自然资源治理规律的认识达到了新高度,为自然资源治理现代化奠定了理论基础、历史基础和实践基础。2.1理论逻辑:以马克思恩格斯自然生态观为依据马克思恩格斯自然生态观是马克思主义理论的重要组成部分。马克思和恩格斯从唯物史观出发,科学阐述了人与自然、人与社会、社会与自然的关系,对资本主义生产方式进行了深刻的生态批判,提出了共产主义社会实现自然、人、社会和谐相处的制度设想,形成了丰富而深刻的自然生态思想。一是人是自然界的一部分。马克思在《1844年经济学哲学手稿》中,提出“人是自然界的一部分”,人是自然界的产物,“自然界,就它本身不是人的身体而言,是人的无机的身体。人靠自然界生活。”[3]二是人的实践活动受到自然规律的制约。人类不能创造和消灭自然规律,但是,“能够认识和正确运用自然规律”。马克思“实践的人化自然观”将实践活动指向现实的自然界。马克思认为,现实的自然界与人类处于对象性关系之中,人与自然的关系的实践性是第一位的,这是把握和利用自然规律的前提。[4]三是人与自然关系的异化最终影响人类自身的生存和发展。恩格斯强调,“我们不要过分陶醉于我们人类对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利,自然界都对我们进行报复。”“我们决不像征服者统治异族人那样支配自然界,决不像站在自然界之外的人似的去支配自然界。”[5]这一论断早已被证实,也引发了人类对人与自然关系以及自身行为的深刻反思。中国自然资源治理要吸取西方国家“先污染后治理”的教训,着力推动人与自然和谐共生的现代化。2.2历史逻辑:以中国古代自然生态制度为家底中国古代自然资源治理理念演变、制度变迁和实际影响,对现代自然资源治理具有较好的借鉴和启示。先秦时期,执政者和思想家们已经意识到自然资源的有限性、再生规律和对于国计民生的重要性。此时自然资源治理的思想和制度与其他国家相比,具有明显的早熟性和先进性。《逸周书·大聚解》记载“禹之禁,春三月,山林不登斧,以成草木之长;夏三月,川泽不入网罟,以成鱼鳖之长”。西周时期,建立了以土地原始国有制为基础的自然资源制度体系,具有完整的“法”“令”和职官体系。春秋战国时期,自然资源治理思想更加丰富,儒家“天人合一”、道家“道法自然”和墨家“节俭、朴素”等哲学思想影响深远。秦代《睡虎地秦简》中的《田律》是中国最早以文字形式出现的自然资源立法,是具有强制性的自然资源法律规范。秦汉时期开始,逐渐建立起封建土地所有制,允许土地买卖,官府实行“壹山泽”,一直延续至清朝末期,但各个朝代自然资源制度中关于自然资源保护的规定不断弱化。从先秦时期到清朝末期,自然资源治理的总体规律是,自然资源开发利用的力度不断加大,开发利用方式越来越粗放,自然资源保护严重虚化和缺失[6]。新中国自然资源治理要从中吸取经验和教训,在新发展阶段进一步强化保护优先和节约利用。2.3实践逻辑:以当代自然资源治理实践为动力1947年,全国土地会议胜利召开并制定《中国土地法大纲》,决定“废除封建性及半封建性剥削的土地制度,实行耕者有其田的土地制度”,标志着土地制度改革正式开始。新中国成立之初,毛泽东同志就发出“绿化祖国”的号召,兴修水利工程,大力开展植树造林和水土保持活动。在百废待兴、生产力极为落后的情况下,自然资源治理的首要任务是解决老百姓穿衣吃饭等基本生存问题,自然资源开发利用方式仍然粗放。自从20世纪80年代“可持续发展”概念提出以来,党中央日益认识到资源环境问题的严峻性和紧迫性,相继提出可持续发展战略和科学发展观,建设资源节约型和环境友好型社会,将节约资源和保护环境上升为基本国策。党的十八大以来,生态文明建设被纳入“五位一体”总体布局,将自然资源治理作为其中的核心内容来抓落实。2018年,自然资源管理体制改革是在自然资源治理现代化进程中具有里程碑意义的重大事件,标志着自然资源管理从分散向统一、从门类向系统、从利用向保护的重大转向。中国自然资源治理平稳有序地从粗放式开发转向节约和保护优先,系统治理、整体治理、根源治理、协同治理、融合治理和依法治理等成为新兴的自然资源治理思维和治理方式,具有现代性的自然资源治理新格局已见雏形。3自然资源治理现代化建构性路径“生态文明建设是新时代中国特色社会主义的一个重要特征”[7]。生态文明是生态原则与社会主义原则相结合的产物[8],是社会主义发展的新方向和人类文明的新样态。社会主义生态文明是一种转型政治[9],中国的生态文明建设是中国特色社会主义民主政治的生态化转向。面对世界政治经济的复杂性和国内经济社会绿色转型的紧迫性,中国自然资源治理应当坚持建构性路径,准确把握和运用自然规律、经济建设规律和社会发展规律,妥善处理好发展与保护、政府与市场、中央与地方、分类治理与系统治理、资产管理与资源监管等关系[10]。中国已经进入新发展阶段,自然资源治理正处于体系重构和能力建设的关键时期,自然资源资产产权制度、国土空间规划和用途管制体系、自然保护地体系、生态保护修复制度、生态产品价值实现机制等改革日益深入。政府要深化供给侧结构性改革,从治理理念、决策方式、治理体系、治理手段等方面入手,完善自然资源治理机制,有效规范和约束自然资源开发利用活动,加强自然生态整体性保护,提升自然资源治理效能,实现绿色、生态、可持续的高质量发展。3.1培育先进的治理理念先进的价值文化和治理理念,对自然资源治理现代化具有巨大的推动作用。自然资源价值是多维的,包括经济价值、社会价值和生态价值等多种价值。自然资源的价值文化要从马克思主义生态观、社会主义核心价值体系、中国优秀历史传统文化和当代自然资源治理实践中汲取营养,不断凝练和升华,培育出先进的自然资源治理理念和特色的自然资源价值文化体系,为推进自然资源治理现代化凝聚智慧和力量。首先,要坚持马克思主义在意识形态领域的指导地位,坚定马克思主义在中国自然资源治理现代化中的实践和运用。其次,要树立新发展理念和共同体意识,践行“人与自然和谐共生”和“绿水青山就是金山银山”等绿色治理理念。最后,要深刻理解和谐、平等、公正、民主、法治等理念在自然资源治理中的重要性,以辩证、发展和系统的思维方式推进自然资源治理现代化。3.2提高决策的科学性构建科学有效的政府决策机制,是服务型政府建设的核心内容之一[11]。自然资源治理属于国家政权和公共权力范畴,自然资源政策直接关涉国家长治久安、社会稳定有序和人民生活幸福。随着现代化建设,自然资源决策的主体从一元管制转向多元共治,决策的程序和方式高度复杂化系统化。而且,社会公众参与自然资源治理的愿望越来越强烈,参与能力也不断提高。政府在自然资源事务中作出决策时,必须坚持以人民为中心,依靠民主与法治,着力决策的科学性,致力于增进社会公共利益,建设人民满意的服务型政府。针对自然资源统一管理和权力集中的潜在风险,政府要把握决策规律,改进决策方式,在议题提出、公众参与、专家论证、集体决策等各个环节,不断优化决策程序,提高自然资源政策的科学性。同时,要按照权责对等的原则,完善决策责任机制,明确政府决策责任,把自然资源治理效能作为政策决策水平的评价标准。3.3完善治理体系自然资源治理体系是国家治理体系的有机组成部分。推进自然资源治理现代化,需要构建起由一系列基础性制度和具体制度构成的现代自然资源治理体系。要巩固和拓展自然资源管理体制改革的成果,进一步完善政府职能结构和机构设置,加强制度体系建设,改进政府机制,提高政府工作成效。其一,要创新自然资源治理方式,深化“放管服”改革,加快政府职能转变,加大简政放权力度,提高监管和服务的能力,推进构建自然资源治理新格局。其二,要深化自然资源管理体制改革,健全自然资源各项制度,深化自然资源资产产权制度改革,强化国土空间规划和用途管制体系建设,完善自然资源高效利用和生态保护修复等制度,形成科学完整、衔接配套、有效管用的自然资源制度体系。其三,要加强自然资源法治建设,完善自然资源法律法规,强化自然资源督察执法,以法治政府建设带动法治社会和全民守法,真正让自然资源治理严起来。3.4拓展治理手段自然资源治理现代化,要求提高制度执行力,拓展和丰富治理手段,把自然资源制度转化为顺畅有效的治理机制,进而提升整体治理效能。首先,要用好规制手段。“放管服”不等于放任不管。政府在放权让位和优化服务的同时,必须把依法监管作为规制市场、社会和政府自身的基础手段,促进各个主体各司其职和协同合作。其次,要创新科技手段。自然资源治理要更加重视科技创新,充分运用人工智能、大数据、云计算、遥感等先进技术,提高对自然资源和自然资源治理行为的监测预警和问题处置能力。其次,要强化宣传教育。通过各种自然资源公共平台,广泛传播自然资源治理的知识、制度、信息和经验,提高全社会节约保护自然资源的自觉性和参与自然资源治理的水平。最后,要兼顾国际治理。积极参与全球治理,用好“两种资源、两个市场”,提高国际话语权和影响力,与其他各国一道构建人类命运共同体。4结语中国的现代化是人与自然和谐共生的现代化。中国正处于现代化进程的关键时期,自然资源治理在中国现代化建设中发挥着基础性和战略性保障作用。面对国际高度复杂环境和国内高质量发展要求,自然资源治理现代化迎来严峻挑战和重要机遇。破解发展与保护的难题,缓解自然资源保护与利用之间的张力,实施山水林田湖草沙冰一体化治理,是当前中国自然资源治理的核心议题。从政治学和政府供给侧角度,探讨自然资源治理现代化的内涵意蕴、逻辑关系和建构性路径,为自然资源治理实践贡献理论和智慧,以保障顺利推进自然资源治理现代化,加快生态文明建设和经济社会全面绿色转型,促进绿色生态的高质量发展,开创人与自然和谐共生的新境界。
自然资源情报杂志发表 2022年5期
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踔厉奋发担使命 乘风破浪向未来
—— 河南省测绘地理信息事业发展十年纪略◎本刊记者栗荣晓 十年如一日,奋斗铸辉煌。黄河是中华民族的摇篮,这条奔腾不息的河流,用它甘甜的乳汁哺育了一代又一代中华儿女,孕育出灿烂的华夏文明。黄河古道,蕴育着亘古不变的誓言,沃土之洲,轮回着春秋灵气的锦绣。十年来,我们测绘人用智慧和汗水绘就经纬的美丽画卷;十年来,我们用坚定和执着助推地理信息产业雄鹰的起航;十年来,我们奉献青春燃烧岁月,点亮生命中最重要的灿烂和辉煌。春寒陡峭中有测绘人执着的追求,夏雨磅礴中有测绘人跋涉的身影,秋风瑟瑟中有测绘人勃发的激情,冬雪飘飞中有测绘人坚定的足迹。十年来,河南生产总值年均增长7.1%,居民人均可支配收入从2012年的12772元增长到2021年的26811元、实现了翻番,人民群众的获得感、幸福感、安全感显著提升……一项项成就的背后,离不开一代代河南测绘人的倾情奉献。十年来,河南测绘地理信息产业发展以服务大局、服务民生、服务社会为宗旨,紧紧围绕省委、省政府提出的以建设中原经济区、加快中原崛起和河南振兴总体战略,着眼于“构建数字河南、加快基础测绘、强化服务保障、监测地理省情、发展壮大产业、建设测绘强省”发展战略,以支撑自然资源高质量管理、提升测绘地理信息保障能力、开展地理国情监测和应用、建设数字城市地理信息公共服务平台、推动技术进步和创新为支撑等提供了及时可靠的测绘保障,持续书写着测绘地理信息事业发展新华章。精准服务,支撑自然资源高质量管理十年来,北斗卫星导航定位基准服务系统在河南落地生根。夯实测绘基准。按照“统筹建设、资源共享、开放服务、保障安全”的原则,2018年12月,河南省卫星导航定位基准服务系统正式启用。河南建成的这一重大基础设施,被誉为目前我国建站技术标准最高、站点数量最多、密度最大、完全自主可控并且整体水平达到国际先进的省级北斗地基增强系统,标志着全省北斗卫星导航定位应用进入高精度实时定位和快速服务的新阶段。过去测量一个坐标点需要1小时才能达到厘米级的精度,而现在通过卫星导航定位基准服务系统仅需1分钟。●站点分布网图遍布全省各地的基准站像眼睛一样,接收北斗等导航卫星发射的初始导航信号,传输至河南省测绘院进行数据处理,从而实现实时动态米级、分米级、厘米级和静态毫米级高精度定位服务,车辆精准导航,耕地、宅基地边界等自然资源确权登记,轨道交通、大坝变形监测等应用将变得更方便快捷。未来,基于这一重大基础设施的高精度位置服务,将衍生更多贴近经济社会的导航定位产品和服务。强化遥感影像支撑自然资源动态监测能力建设。为推动测绘工作转型发展,落实“两服务、两支撑”的测绘工作根本定位,出台了《河南省自然资源厅关于加强测绘地理信息技术支撑自然资源管理能力建设的通知》和《河南省自然资源厅办公室关于印发基础测绘支撑自然资源管理能力建设实施方案的通知》,建立了自然资源系统遥感影像推送和技术支撑服务机制,构建了省市县三级支撑服务体系;以遥感影像支撑自然资源动态监测专项工程为抓手,形成了横向向省直各部门,纵向向市、县推送的服务机制,极大地赋能了自然资源动态监测体系和监测能力建设。创新方式,提升测绘地理信息保障能力十年来,测绘创新发展从未止步。全力推进智慧城市时空大数据平台建设。在交通、城市管理等重点领域实施一批智慧化示范应用工程。一是与河南移动签订自然资源+5G战略合作协议,开展地理信息+5G融合应用;二是与省交通厅对接共同推进智慧交通建设,与郑州、平顶山对接,探索城市精细化管理、智慧交通等典型应用;三是协调中国移动河南公司、中国测绘学会、中移智行上海研究院、河南理工大学助力鹤壁市政府打造“空间地理信息与5G融合应用试验区”,推进智慧城市、智慧交通车路协同等应用研究。实景三维河南建设稳步推进。以黄河流域生态保护与高质量发展为切入点,推动高精度的河南沿黄流域高分辨率实景三维辅助决策系统建设,并对重要和关键的区域,进行动态的低空高分辨率影像更新,为实景三维河南建设进行有益的尝试。同时,将实景三维河南建设纳入“十四五”基础测绘规划,在规划、计划、预算、实施等多环节,形成有序的推进、引领建设机制。测绘地理信息军民融合项目和测绘成果综合应用试验区项目进展顺利。在测绘地理信息军民融合项目上,整合测绘地理供给侧资源,进一步规范河南省地理信息公共服务平台、河南省自然资源卫星应用技术中心影像查询系统和河南卫星导航定位基准服务系统运行和服务。在测绘成果综合应用试验区项目上,重点推动鹤壁市空间地理信息与5G融合应用试验区工作的同时,支持企事业单位开展北斗+5G相关应用研究。“多测合一”改革工作稳步推进。作为“多测合一”改革试点省份,河南省率先完成“多测合一”改革指导意见起草工作,印发了《关于开展“多测合一”改革工作省级试点城市的通知》,选择郑州、洛阳、平顶山、焦作、长垣5个基础条件较好的市县积极探索;提请河南省工改办印发《河南省建设工程项目联合测绘技术导则(试行)》,为全面推进“多测合一”改革打下坚实基础。多措并举,开展地理国情监测和应用十年来,丰富的地理国情信息为政府决策提供了重要依据。2017年,圆满完成第一次全国地理国情普查任务,摸清了河南地理国情“家底”。历时3年,我省投入财政资金1.74亿元,组织全省19家资质单位的1300名技术人员,获取了近800万个图斑构成的多要素、全覆盖的地理国情数据,建成了河南首个地理国情信息数据库及管理系统,为各级政府提供了重要的地理国情信息支撑。●外业核查疑问图斑按照“边普查、边监测、边应用”的工作要求,河南省测绘地理信息技术中心按年度实施基础性地理国情监测,围绕国家重大部署、生态文明体制改革等重点领域,开展专题性地理国情监测,在自然资源资产离任审计、空间规划、生态文明建设等方面开展了一批地理国情监测试点示范项目。河南测绘人用实际行动蹚出了一条自然资源资产离任审计的巧路子——收集数据、统一坐标、对比分析、相互印证、图上查疑、现场核准。河南省遥感院协助省审计厅,抽调多名技术骨干组成专班,先后在安阳、巩义、周口等地开展自然资源资产离任审计,努力把好干部离任的“生态审计”关。南太行地区山水林田湖草生态保护修复工程,是国家试点项目。河南省地图院积极响应并大力支持,抽调多名技术骨干进驻项目组,负责完成了小浪底——西霞院汇水区流域的遥感影像解译等数据处理和相关图表制作工作。在河南省山水林田湖草生态保护修复规划项目中,河南省地图院、河南省地理信息院调动全员力量,运用遥感解译的方法,完成全省林地等六类地块的统计与对比分析及图件制作,为规划编制提供保障服务。让土地资源变资产,成为乡村振兴的“源头活水”。以固始县为“三块地”改革试点,河南省测绘地理信息技术中心研发了专业比对分析应用系统,挖掘出可开发利用、提质增量和复垦的指标,辅助算好经济账和生态账。缩千里入尺幅之间,呈万象于几案之上,地图发挥着不可或缺的作用。围绕各级党委、政府中心工作,为辅助领导科学决策,河南省地图院编制《领导工作用图》《河南两会用图》等专用地图。优化结构,推进产业规模持续扩大十年来,测绘地理信息产业规模持续扩大。我省测绘地理信息事业在产业化方面取得了长足发展,为全省稳增长、促改革、调结构、惠民生、推动高质量发展做出了积极贡献。目前,全省拥有测绘资质的企业700家,从业人员超过5万人。其中,11家地理信息企业在资本市场上市。按照自然资源部要求,加强完善了“天地图·河南”建设,融合集成基础地理信息数据库、地理国情数据库等信息资源的联动更新,实现了天地图的联动更新,着力推动了数据的开放共享、产业化开发和社会应用,促进了地理信息产业的发展,连续8年获得五星好评。2019年和2020年,我省着力开展了天地图一体化建设,打造国家、升级、市级、县级节点体系,建立统一标准基准服务、统一应用接口、统一域名、统一用户管理、统一界面模式的统一在线服务功能体系。作为国家卫星测绘应用分中心,河南省从2016年5月运行以来,共接收高分一号、高分二号、资源三号等卫星影像18241景,实现每年亚米及影响覆盖全省两次、2米分辨率的卫星影像四次,这些数据广泛应用在国土、农业、林业、交通、环保等领域,推动全省航空航天影像统筹能力不断增强。2019年12月30日,自然资源部审批同意建设河南省自然资源卫星应用技术中心。应急测绘体系更加完善。组建了河南省应急测绘保障服务中心,应急纳入全省防灾减灾、防汛抗旱、防震减震工作体系,在2017年“5·22”暴雨后农业受灾评估、“7·19”安阳特大暴雨抗洪救灾,2021年郑州“7·20”特大暴雨灾害中,发挥了积极作用。2022年8月10日,“河南一号”卫星发射取得圆满成功,标志着河南省“天眼”系统初步建成。“河南一号”是其影像分辨率优于1米,两月覆盖全省一次,实现了河南省全域亚米级高分辨率影像高频次覆盖,高标准打造全方位、多要素、全覆盖的卫星监测预警体系,满足全省自然资源、生态环境、交通运输、应急等行业遥感影像应用的广泛需求。●河南一号卫星成功发射郑斌摄中国地理信息产业协会发布的“2020地理信息产业优秀工程”中,河南省获得3项金奖、7项银奖、6项铜奖,分别占全国获得总数的3.03%、2.89%、2.72%。融合发展,产业创新能力成效显著十年来,产业融合发展硕果累累。通过政策引导,应用示范,搭建载体,我省地理信息产业加快与多个行业融合发展。一是产业政策更精准。2016年,河南省政府出台了《关于加快地理信息产业发展的实施意见》,明确了我省加快地理信息产业的指导思想、总体目标、发展重点和保障措施。二是产业应用更加成熟。河南省农业大数据产业研究院等一批应用项目加快推进。三是产业载体更加完善。河南省地理信息导航应用产业园建设加快。先后与中信银行、人保财险、深圳中兴、泛华集团、杭州锦江集团等行业开展跨界合作,助推了地理信息产业融合发展。值得一提的是,在中国地理信息产业协会审核评定的2020中国地理信息产业百强企业、最具活力中小企业、高成长企业TOP50榜单中,河南省企业分别为5家、2家、2家。加快“数字城市”“智慧城市”建设。全省18个省辖市“数字城市”完成验收工作。平顶山“智慧城市”试点建设通过自然资源部验收。“智慧济源”“智慧鹤壁”试点正在迅速推进。“天地图·河南”平台维护更新力度加大,信息采集APP研发成功,平顶山、鹤壁、济源等是节点数据更新迅速。承建的郑州智慧航空港城市时空大数据与云平台建设一期工程建设成果通过验收,在港区智慧公安、智慧城管、智慧检务、交通及规划等各行业相继应用;建成了由静态数据、动态数据、实时数据组成的覆盖全市域的时空大数据资源池;包含基础地理信息、新时空数据、智能感知数据等横跨13个部门的时空大数据,接入公交、水利、环保等10多类实施物联网数据,构建了“一体三面”服务体系。此外,以统一的时空大数据作为支撑基底,搭建了智慧城市通用版时空信息云平台。同时,面向自然资源管理、政府决策、社会公众等三个服务方向,依托自然资源专网、电子政务外网和互联网,分别建设了国土空间基础信息平台、时空信息政务服务云平台和政务空间信息惠民公众平台。地理信息产业园蓬勃发展。2017年9月,河南省“地理信息+生态”示范产业园开园,2019年1月,河南省地理信息产业园授牌;2019年8月,河南省焦作市地理信息产业园授牌;2020年1月,河南省地理信息导航产业园授牌。持续开展郑州、驻马店、鹤壁等地理信息应用示范项目和园区建设。其中,作为我省第一家示范产业园的焦作市地理信息产业园,占地134亩,融合产业集聚平台、科技创新平台、应用示范平台、多维服务平台于一体。踔厉奋发担使命,乘风破浪向未来。河南省测绘地理信息产业发展“十四五”蓝图绘就,实现保障重大战略实施更加充分精准、支撑自然资源管理更加高效有力、服务社会民生需求更加广泛显著,推动河南由“测绘大省”向“测绘强省”转变,实现测绘地理信息产业的创新发展、持续发展、领先发展。“新时代要有新气象,新思想引领新征程,新任务需要新作为。让我们更加紧密地团结在以习近平同志为核心的党中央周围,高举中国特色社会主义伟大旗帜,在省委省政府和省自然资源厅的坚强领导下,以高度的政治责任感、饱满的工作热情、扎实的工作作风,深入贯彻落实党的二十大精神,开启测绘地理信息事业发展新征程。”河南测绘地理信息技术中心党委书记、主任郭幸生豪情满怀地说。资源导刊(信息化测绘) 杂志发表2022年10期
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第55颗北斗导航卫星升空 北斗三号全球组网成功收官 等8则
关注第55颗北斗导航卫星升空北斗三号全球组网成功收官完美收官,星耀全球!6月23日9时43分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射北斗系统第55颗导航卫星,暨北斗三号最后一颗全球组网卫星,至此,北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成。此次发射的卫星属地球静止轨道卫星,经过一系列在轨测试入网后,我国将进行北斗全系统联调联试,在确保系统运行稳定可靠、性能指标优异的基础上,择机面向用户提供全天时、全天候、高精度全球定位导航授时服务,以及星基增强、短报文通信、精密单点定位等特色服务。1994年,北斗卫星导航系统启动建设。20多年间,我国在西昌卫星发射中心共组织了44次北斗发射任务,利用长征三号甲系列运载火箭,先后将4颗北斗一号试验卫星、55颗北斗二号和北斗三号组网卫星送入预定轨道,任务成功率100%。2035年,我国将建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系,进一步提升时空信息服务能力,为人类走得更深更远做出中国贡献。北斗铁路行业综合应用示范工程正式启动为深入推进北斗卫星导航系统铁路行业应用,6月9日,国家铁路局、中国卫星导航系统管理办公室共同在北京召开北斗铁路行业综合应用示范工程项目启动暨初步设计评审会,标志着中国北斗卫星导航系统重大专项——北斗铁路行业综合应用示范工程项目正式进入实施阶段。该项目是国家北斗重大专项面向铁路行业的首批综合应用示范项目,将围绕“1+1+9”进行建设布局,即建设1个大数据中心,构建1个时空信息云平台,融合大数据、GIS、物联网、5G、云计算、BIM技术,面向铁路勘察设计、施工及运维三大阶段,在铁路工程测量、自动化监测系统、智慧工地系统、位置感知预警防护系统、铁路工务巡检、轨道测量及平顺性检测、“一带一路”中欧班列集装箱定位跟踪、高分遥感地质调查、高铁列车控制系统等9大铁路业务板块开展示范应用;同步推进北斗知识产权布局和“一带一路”专利预警,着力打造产品系列化、技术标准化、应用规模化、服务产业化、市场全球化的“五位一体”北斗应用产业。自然资源标准化信息服务平台上线5月28日,自然资源标准化信息服务平台正式上线运行,可为公众提供1000余项现行自然资源国家标准和行业标准的全文在线阅读。企事业单位和社会公众可通过访问网站www.nrsis.org.cn或从自然资源部官方网站“标准规范”栏目入口进行免费查阅。该平台首次收集整理并向社会全文公开了自然资源领域已发布实施的1172项现行标准(含国家标准461项、行业标准711项),以及1039项在研标准计划项目,涵盖国土空间规划和保护修复,自然资源调查监测、确权登记、开发利用、防灾减灾,海洋和测绘地理信息等领域。平台包含通知公告、工作动态、制修订管理、标准申报、标准公开、征求意见、实施反馈、标准知识8个模块,实现了标准提案申请、立项、起草、征求意见、审查、批准、发布实施、复审、废止等全生命周期管理流程的网络化、信息化。以此平台为依托,2020年度自然资源标准制修订计划建议的征集工作将首次采用线上为主的申报方式。科技海洋一号D卫星传回首批遥感图像6月14日,自然资源部国家卫星海洋应用中心位于海南陵水、北京、黑龙江牡丹江的海洋卫星地面接收站依次成功接收海洋一号D卫星图像数据。卫星平台与海洋水色水温扫描仪、海岸带成像仪、紫外成像仪、定标光谱仪、船舶自动识别系统等载荷已正常开机运行。牡丹江、北京、陵水三个地面站快视图展示,可见光、红外、紫外等遥感通道工作状态正常。海洋一号D卫星是我国第四颗海洋水色系列卫星,于6月11日成功发射,将和当前服役中的海洋一号C卫星组成我国首个海洋民用业务卫星星座。6月14日下午,地面站收到载荷实时过境观测数据和星上记录的海洋水色水温扫描仪境外成像数据。科研人员从接收快视图发现,各载荷工作状态正常,经预处理得到的未经定标的一级产品图像地理定位较好,初步判断载荷覆盖特性得到验证,地面站接收、预处理满足设计要求。经处理后的遥感图像可直观反映海洋、海岸、海岛、陆地、湖泊等特征信息。中国移动推出厘米级定位服务6月18日,中国移动淮北分公司依托本地高速率、大容量、低时延的网络和丰富的网络运维经验,实现了厘米级精准定位服务,并为北斗高精定位系统提供7×24小时稳定可靠保障。北斗卫星导航系统是国家“十三五”规划提出的重大工程和重点目标,也是实现国家天地一体化战略的重要组成部分。北斗高精定位网络是中国移动与自然资源部深度合作,共享全国4400个基准站数据,具有站间距小、覆盖全面等优势。据介绍,北斗高精定位技术通过“北斗卫星定位、无线网络定位、遥感设备测距手段”共同合作实现。高精定位网络可以提供“通导一体化”的网络服务,具有覆盖全面、定位精准、质优价廉等优点。高分七号卫星激光测高首次在轨几何检校成功6月14日,高分七号卫星激光测高首次在轨几何检校取得圆满成功,实现了我国卫星激光测高检校技术的再一次跨越。据悉,高分七号卫星搭载了我国第一台双波束对地观测激光载荷——激光测高仪,以辅助光学影像实现卫星1∶1万立体测图这一重大工程任务。本次检校完成了4000余套激光脉冲感应探测器以及几何靶标等的放样和布设,布设范围达到16万平方米,仅外业作业就超过150人,是目前我国规模最大的卫星外场检校验证工作之一,将为激光检校参数的计算提供高精度控制,有效保障高分七号卫星1∶1万比例尺测绘精度的实现,提升自主高分卫星对自然资源主体业务的支撑服务能力。数字全国三调办印发3项技术规定确保河道湖区耕地数据等真实可靠为确保河道和湖区耕地数据、湿地数据、耕地种植情况真实可靠,近日,国务院第三次全国国土调查领导小组办公室印发3项技术规定。其中,《第三次全国国土调查河道耕地和湖区耕地套合统计技术规定》明确了河道和湖区耕地套合统计目的、内容、技术方法与流程、提交成果等,适用于“三调”耕地数据及其年度国土变更调查河道耕地和湖区耕地图斑的套合统计分析。《第三次全国国土调查湿地数据比对核查技术规定》规定了“三调”湿地数据与第二次全国湿地调查(以下简称“湿地二调”)数据比对核查目的、方法、原则、流程及质量控制等内容,适用于“三调”中湿地调查成果的影像核实和“湿地二调”数据合理性分析。《第三次全国国土调查耕地种植情况比对分析技术规定》规定了耕地图斑种植情况比对分析目的、方法、原则、流程及质量控制等内容,适用于“三调”耕地种植情况影像比对核实。高分九号03星发射成功搭载发射皮星三号A星、和德五号卫星6月17日15时19分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭,成功将高分九号03星送入预定轨道,发射获得圆满成功。这次任务还搭载发射了皮星三号A星、和德五号卫星。高分九号03星是一颗光学遥感卫星,地面像元分辨率最高可达亚米级,主要用于国土普查、城市规划、土地确权、路网设计、农作物估产和防灾减灾等领域,可为“一带一路”建设等提供信息保障。搭载发射的皮星三号A星由浙江大学研制,主要对多模式测控应答机、星载综合电子系统等皮纳卫星技术进行在轨试验;和德五号卫星由北京和德宇航技术有限公司研制,可在轨开展全球船舶航行状态采集、全球航班飞行状态采集和全球物联网信息采集。这次任务是长征系列运载火箭的第335次飞行。
资源导刊(信息化测绘) 杂志发表 2020年6期
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自然资源管理中发挥测绘地理信息科技创新作用研究
张超摘 要:伴随社会的不断发展,通过自然资源管理工作的设置,可以结合区域的经济发展状况,规范资源协调方案,之后根据自然资源管理现状,对测绘地理信息科技内容进行分析。研究中,对自然资源管理内容进行探究,认识到测绘地理信息科技创新的必要性。分析自然资源管理中所面临的问题,旨在结合各项影响因素,创新测绘地理信息技术,逐步提高测绘项目的精准性,为行业的发展提供参考。关键词:自然资源管理 测绘地理信息 科技创新 有效应用中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2021)05(c)-0124-03ResearchontheInnovativeRoleofSurveyingandMappingGeographicInformationTechnologyinNaturalResourceManagementZHANGChao(JilinInstituteofBasicSurveyingandMapping,Siping,JilinProvince,136000 China)Abstract:Atthisstage,withthecontinuousdevelopmentofsocietyandthecontinuousprogressofscienceandtechnology,informationtechnologyhasbeenwidelyused,andthenthesurveyingandmappinggeographicinformationsystemhasbeengraduallyimproved.Throughthisform,notonlythesurveyingandmappinggeographicinformationindustrycandeveloprapidly,butalsothesurveyingandmappinggeographicinformationsystemneedstobefurtherupdated.Atthesametime,naturalresourcemanagementisanimportantmeasureinChina.Withthegradualinfiltrationofnaturalresourcemanagement,theimportanceofsurveyingandmappinggeographicinformationservicemodeisveryprominent.Thetimelyintroductionofinformationtechnologyandgeographicinformationsystemplaysavitalroleintheapplicationprocess.Theformationofthissystemcannotonlyenabletechnicianstoeffectivelyanalyzedatainformation,butalsoenablepeopletofullyunderstandnaturalresources.Thispapermakeseffectiveanalysisandstatisticsthroughgeographicinformationsystem,andmainlydescribesthedevelopmentofgeographicinformationtechnology.Inviewoftheproblemsexistinginthisprocess,thispapersummarizestherelevantstrategies,soastoprovideeffectivereferenceforthefuturenaturalresourcemanagement.KeyWords:Naturalresourcemanagement;Surveyingandmapping;Technologicalinnovation;Effectiveapplication在社會经济运行及不断发展的背景下,通过测绘地理信息工作的设定,不仅可以提高地理测绘的精准性,而且也可以实现自然资源管理的目的。但是,在测绘地理信息技术使用中,受到自然资源管理不科学的限制,出现了缺少统一管理及管理制度不完善等问题,这些现象不仅会影响自然资源的管理效果,也会降低测绘地理信息的整合价值,无法满足行业的高质量发展需求[1]。因此,在测绘地理信息科技创新中,应该结合自然资源的管理特点,创新自然资源管理方案,逐步提升自然资源管理中数据收集及处理效果,实现测绘地理信息科技的稳步创新,满足行业的持续化发展需求。1 自然资源管理及测绘地理信息技术1.1自然资源管理所谓自然资源管理,主要是指在测绘地理信息技术使用的情况下,结合社会发展状况、物质空间使用情况等,确定资源管理内容的资源及属性,之后通过这种产权关系的设定,可以结合自然资源的使用情况,确定一定的产权关系,最终实现生态环境保护的目标。而且,在自然资源管理中,通过自然产权信息的明确、登记方案的设定及确权工作的协调等,可以充分发挥自然资源的整合优势,为行业的运行及持续化发展提供保障。1.2测绘地理信息技术结合自然资源管理工作的基本特点,在测绘地理信息技术使用中,其技术形式包括以下几种。第一,大地测量及导航定位技术。在现代测绘基准技术運用中,通过技术使用方案的确定,可以通过全面覆盖技术的使用,精准测量测绘目标,之后通过三维、动态测量方案的运用,实现精密单点定位技术的使用目的,充分展现大地测量技术的使用价值,而且也可以在互联网技术融合的情况下,扩大区域性的测绘服务功能,满足行业的高质量发展需求。第二,遥感技术。在自然资源管理中,通过数字航摄仪、机载SAR以及LiDAR等遥感技术的运用,可以通过自主研发摄影测量及遥感技术的综合运用,实现室内同步定位及制图系统的综合运用,稳步提升自动测量及摄影的效果,同时提升我国测绘地理信息技术的综合水平[2]。第三,地理信息技术使用中,通过三维城市建模及自动提取技术的综合运用,可以在技术使用及创新中,通过多样化测绘手段的运用,达到智慧城市建设中可视化的目的,而且,在地理信息移动端的资源运用中,在自动化制图技术及要求确定中,可以结合地理信息技术的使用情况,为信息数据管理提供资源支持,最终实现行业高质量发展的目标。2 自然资源管理所面临的问题2.1管理内容缺少统一性通过自然资源管理情况的分析,一些管理工作在实际的任务落手中,受到利益分割的限制,出现了自然资源工作无法满足自身需求的分析,在这种因素的限制下,不仅会限制资源的开发及利用,也会增加管理难度,无法满足行业的持续运行及可持续发展需求[3]。而且,在测绘地理信息科技创新中,受到自然资源管理工作实效性不足的限制,会出现管理内容统一性不足的问题,在这种因素的影响下,无法实现各个部门之间的有效沟通,降低测绘地理信息资源的整合效果,最终会出现管理不科学的问题,无法满足行业的持续化发展需求。2.2市场作用引导性不足结合自然资源的管理特点,在测绘地理信息技术使用中,通过各项资源的整合,可以结合自然资源的项目特点,充分发挥市场环境的管理价值,之后通过自然资源项目的整合及市政发展状态的均衡处理,可以达到资源补偿及漏洞处理的目的,充分展现自然资源的管理优势,但是,由于行业的特殊性,在自然资源管理中,受到工作内容不合理的限制,无法按照市场发展规律设置引导方案,最终影响行业运行及市场引导的效果[4]。2.3监督管理难度较大自然资源管理的工作设置中,通过监督管理工作的设定,可以结合行业的运行特点,设置规范性的监督管理机制,充分发挥监督部门的权威性引导效果。但是,由于自然资源管理工作的特殊性,在实际的工作社会及监督管理中,存在着监督工作管理不足的问题,如制度缺失、权威性不足等,这些现象不仅会影响自然资源的管理效果,也会增加工作难度,无法实现对各项工作的有效监管,长期发展中,会为行业的持续运行带来限制。3 自然资源管理在测绘地理信息在科技创新中的优化路径3.1自然资源调查监测技术在自然资源管理中,自然资源调查监测技术作为较为重要的内容,应该将自然资源的管理作为核心,之后通过监测管理方案的设定,进行各项技术的整合及协调,充分发挥自然资源管理中测绘地理信息管理的作用。一般情况下,自然资源调查监测技术的运用包括以下内容。第一,自然资源调查。在自然资源管理中,通过自然资源调查监测方案的确定,可以结合测量区域的基本特点,确定调查结果及监测项目,并通过北斗CORS、高分辨率卫星遥感等新技术手段的运用,实现资源分布及数据收集的目的[5]。而且,在该种测绘地理信息技术使用的情况下,可以根据自然资源管理的基本情况,实施掌握自然资源的分布状况,展现自然资源空间分布及数据管理的优势。第二,自然资源动态监测内容。通过北斗CORS、高分辨率遥感技术的使用,可以按照自然资源管理的基本情况,定期、不定期地开展自然资源动态监测项目,之后通过地表覆盖、城乡建设用地及公共服务设施的建立等,及时分析自然自耦元的变化,实现自然资源管理及各项数据参数监控的目的。第三,结合自然资源调查监测技术的使用特点,可以在自然资源管理中,结合各项数据参数的使用情况,设置地质灾害调查监测方案,如在北斗CORS、遥感解译图像系统使用中,可以根据自然资源的基本特点,对地质灾害的隐患点进行确定,之后通过发展趋势的研究、发育特点的分析等,设置地质灾害防治方案,之后为自然资源的管理提供可靠的数据支持,最终达到行业运行及高质量发展的目的[6]。3.2国土空间规划技术结合自然资源的管理特点,在技术使用中,为了提升测绘地理信息分析的精准性,应该结合行业的特点,科学运用国土空间规划技术,逐步完善数据分析及空间规划的内容,为自然资源的规划及设备参数的协调管理提供参考。首先,结合自然资源的整合特点,在数据资源分析及土地规划的项目协调中,为了实现地理、人口等基础数据资源的管理目的,应该将数据资源的融合作为核心,之后在国土资源集成处理、图像数据综合分析的情况下,完成数据资源的协调目的;其次,在国土空间规划技术中,通过自然资源管理方案的确定,可以实现国土空间规划及数据资源布局的目的。3.3设置科技创新成果管理体系根据测绘地理信息科技项目的研究特点,在创新成果管理及项目转化中,应该结合技术的使用特点,设置一套完整性的转化标准,实现科技创新与自然资源项目融合的目的。通常情况下,在科技创新成果管理体系设定中需要做到以下几点。第一,确定科技创新的基本需求。在测绘地理信息的科技创新中,需要将自然资源管理作为核心,之后通过核心业务服务项目的设定,对自然资源项目进行统计,之后通过土地确权登记、生态系统保护修复方案的运用等,发挥科技成果的转化优势,最终实现自然资源管理的目的。第二,可以创新及资源转化。在科技创新中,通过自然资源及地理信息要素的确定,可以在保证数据精度、数据属性的基础上,进行各项信息资源的分析,之后通过地理测绘信息技术的使用、调整,设置地球空间网格,展现自然资源管理的优势,为时空数据背景下的资源整合、数据统筹等提供参考,实现自然资源规划及信息评价的目的。3.4设置地理信息公共服务平台在测绘地理信息技术创新中,通过信息公共平台的设置,可以结合自然资源的使用及管理情况,设置全方位、实时性的服务系统,稳步提升信息资源的整合效率,实现对地理信息公共服务平台的设置。一般情况下,在地理信息公共服務平台构建中需要做到以下几点。第一,确定自然资源调查服务内容。根据自然资源的管理特点,在数据信息调查及资源管理中,通过测绘地理信息技术的使用,可以逐步提升数据资源的使用效果,而且也可以更真实的地反映出区域内的资源状态,之后按照自然资源的管理状况,快速完成数据获取、自动分析等内容,提高数据分析及资源整合的标准性。第二,明确确权登记服务。在确权登记项目设定中,通过地理信息资源的整合及自然资源的精确确定,可以在地理空间工作界面设定的情况下,为自然资源的管理提供精准的数据支持,充分满足维护主体的合法权益。第三,设置资源评价及服务机制。在自然资源评价及服务体系设定中,通过数据资源的整合、资源评价指标的确定,可以结合地理空间的特点,设置量化性的资源评价指标,之后通过地理空间分析模型的设定,发挥自然资源的开发及利用价值,发挥相关技术对自然资源的保护价值,为区域的生态协调及资源整合提供参考。4 结语总之,在自然资源管理中,为更好地发挥测绘地理信息科技创新的优势,在资源整合及项目协调中,需要结合自然资源管理的基本特点,设置规范性的管理方案,稳步提升设备参数的分析效果,最终达到测绘地理信息科技创新的目的。通常情况下,在自然资源管理中发挥测绘地理信息科技创新的作用时,应该结合测绘工作的基本特点,对科技创新成果进行研究,之后通过信息化保障服务体系的设定,发挥技术使用优势,充分满足行业的持续运行及稳步发展需求。参考文献[1]何冰,李旺民,丁建勋.自然资源测绘地理信息服务平台关键技术研究[J].地理空间信息,2021,19(6):29-31,4.[2]罗爱国,李才根.自然资源管理中测绘地理信息工作的新要求[J].地矿测绘,2021,37(2):53-55.[3]王维,贾丹,王晨阳.充分发挥科技奖励对测绘地理信息科技创新发展导向作用的研究[J].测绘与空间地理信息,2021,44(4):5-7,11.[4]行海燕,许运鹏.让自然资源监管更智能——平顶山市测绘地理信息工作助力露天矿山监管侧记[J].资源导刊,2021(5):45.[5]陈熙,刘芳.新时期测绘地理信息行业探新路[N].中国自然资源报,2021-01-12(7).[6]陈甲全,陈雪洋,殷明.浅议自然资源背景下的地理信息科技发展方向[J].地理空间信息,2019,17(9):18-21,9.
科技创新导报杂志发表 2021年15期
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一种基于北斗+5G的联合定位系统
作者:薛嘉琛,武建锋*,焦喜康,刘源(1.中国科学院国家授时中心,陕西西安710600;2.中国科学院大学电子电气与通信工程学院,北京100049)0引言近年来,随着科学技术的发展,导航技术也在更新换代,在生产生活中发挥着重要的作用[1]。但因为卫星导航系统本身的局限性,在定位过程中常会受到信号干扰、地形遮挡和多径效应等,尤其是在城市峡谷中,卫星信号强度会大幅降低,从而导致定位精度受到影响而不能满足特殊情况下的定位需求,因此,解决复杂环境下的定位精度问题势必会成为未来导航系统发展的研究热点[2]。随着第五代移动通信技术(5G)时代的到来,以毫米波通信为代表的技术得到了日益广泛的关注[3]。5G毫米波信号的带宽大、频率高、时延短,并且信道稀疏,能够为基于到达时间(TimeofArrival,TOA)和基于到达时间差(TimeDifferenceofArrival,TDOA)的定位提供更加准确的测量值[4],当可见卫星数不足以得到定位结果时,在测试区域内部署定位5G基站[5],利用5G定位技术同卫星定位技术相结合进行联合室外定位是一种有效的解决途径[6]。目前这项技术还处于发展状态,业界普遍都看好其广阔的发展前景[7-10]。有专家和学者对这项技术的发展和演进进行了归纳和梳理[11-12],也有一些科研单位和机构针对不同应用领域对北斗与5G的融合进行了探索与尝试[13-15],包括复杂环境下的定位方法以及室内外融合等。但大多都着眼于理论的阐述,未给出更为具体的实践。本文将针对室外条件下,介绍一种基于北斗卫星导航系统和5G定位技术的联合定位系统。在5G方面,基于5G新空口中定义的专门为定位功能设计的定位参考信号(PositioningReferenceSignal,PRS),辅以满足低时延的时间同步设备,得到高精度5G定位数据,在联合定位算法方面,利用最小二乘拟合算法迭代得到最佳的拟合数据。本系统是导航定位和通信融合发展的一大尝试和探索。1系统构成及介绍北斗+5G联合定位系统主要由5G定位网络、时间同步设备和接收终端3部分组成,如图1所示。首先在测试区域中构建5G定位网络,以一组5G基站构成,其中一个是参考基站。利用基站在测试区域中建立笛卡尔坐标系,接收终端置于测试区域的范围内,通过接收5G基站的定位数据实时解算相对定位数据,再和同时接收到的北斗卫星信号解算出的坐标进行融合计算,得到最终的定位结果。其中,时间同步设备保证5G基站间的定位一致性,防止产生时间上的差异导致定位不同步,定位结果产生误差[16]。5G基站精细定位要求同步精度在±3ns左右,本系统的时间同步设备是由国家授时中心自主研发,将同步以太网(SyncE)加入PTP技术中,利用时钟数据嵌入和恢复技术,实现频率的双向传递,可提高同步精度。WR(WhiteRabbit)协议又加入了全数字双混频鉴相器(DDMTD)技术,实现时钟主从端的相位测量和跟踪锁相,消除累积钟差,再次提升了同步精度,满足5G对高精度时间同步的要求.通过18h的测试,同步精度可达到2ns以内,满足5G基站精细定位同步精度的要求[17]。图1北斗+5G联合定位系统组成Fig.1CompositionofBeidou+5Gjointpositioningsystem目前基于5G技术的定位方法有很多,本系统采用三边定位中根据TDOA的方法进行定位,这也是目前相对定位技术中被广泛采用的位置估计算法之一,基于蜂窝系统的TDOA技术已经日益成熟。而在5G信号体制的设计上,由于通信信号的设计过程未考虑定位功能,因此需要在通信系统的信号体制设计过程中考虑定位功能,同时实现具有高速数据传送与高精度定位复合功能的通导一体化系统,形成通信导航的深度融合。目前,主流的2种基本解决方案是为带内参考信号和共频带信号,并可与北斗/GPS等定位技术融合。本系统采用了带内参考信号的信号体制设计,PRS是专门为5G带内无线定位功能设计的信号。Rel-16完成了专用于下行定位的PRS的标准化定义。专用PRS可使终端同时接收多个基站发出的信号,从而利用三角定位原理解算终端的位置。为了解决邻区干扰问题,3GPP标准通过PRS分别从频域和时域上对相邻小区的PRS信号进行协调,以降低由不同基站发出的PRS的相互干扰。2系统定位原理2.1北斗+5G联合定位原理在城市、矿井和树林等有遮挡的环境中,由于卫星信号受到遮挡时衰减严重,此时终端可视北斗卫星数目不足4颗,这时加入5G基站的测量数据参与定位解算,弥补卫星不足的情况。这也就是北斗+5G联合定位系统的应用场景。对于2个系统的定位数据融合,为保证联合定位系统的精度,采用最小二乘拟合的算法来处理测量数据,下面先建立北斗+5G联合定位模型,利用分析结果加上最小二乘算法进行迭代计算,当收敛误差小于判决门限时即为最后的定位结果。北斗卫星导航系统是基于TOA估计进行操作,以确定用户位置[18]。在一般情况下,利用3颗卫星就可组成3个基于星站距离的公式,组成方程组就可解算出用户观测站的空间位置(x,y,z)。在现实定位过程当中,卫星时钟与接收机时钟之间也存在偏差。所以,有必要把该误差也作为未知量引入方程组一并计算:,(1)式中,ρi为卫星到接收机的空间伪距;(x,y,z)为待求卫星接收机的坐标;δ为卫星的时钟与接收机时钟之间的误差与速度乘积;(xi,yi,zi)为北斗卫星的空间坐标;i为观测到的卫星序号。而在5G定位理论中[19],假设ti(i=1,2,3,…,L)是基站i与标签之间的到达时间,Δti是基站i与标签之间的等效时钟误差,由此可以计算出基站i与接收终端之间的伪距。若(xi,yi)是基站i的实际位置坐标,(x,y)是标签的定位坐标,c为电磁波的传播速度,则TOA方程为:(2)每2个TOA方程,即每2个标签与基站的伪距方程即可决定一条双曲线,因此当所有基站满足5G精细定位要求时,即Δti-Δtj≈0(i≠j)时,由式(2)可以得出一组双曲线方程组。双曲线的交点就是接收终端的位置,因此通过求解式(3)便可以得到终端的定位坐标:di-dj=c(ti-tj)(i,j=1,2,3,…,L;i≠j),(3)基于上文,可建立如下模型进行推导:在定位目标附近的水平面内任选一点为原点,建立笛卡尔坐标系,设目标的坐标为(x,y,z),钟差变量为δ,M个北斗卫星的坐标分别为(xs1,ys1,zs1),(xs2,ys2,zs2),…,(xsM,ysM,zsM);N个5G基站的坐标分别为(xb0,yb0,zb0),(xb1,yb1,zb1),…,(xbN,ybN,zbN)。其中,(xb0,yb0,zb0)为参考基站坐标,因此可以建立联合定位数学模型如下:(4)用观测向量的形式描述定位模型如下:Y=h(X)+V,(5)对函数h进行全微分处理可得:dY=HdX,(6)式中,H为h的雅可比矩阵:(7)根据式(6),可知dY与dX满足线性关系,且X中的待求量个数小于Y中的观测向量个数,可以采用最小二乘法中的高斯-牛顿迭代法,它的基本思想是使用泰勒级数展开式去近似地代替非线性回归模型,然后通过多次迭代,多次修正回归系数,使回归系数不断逼近非线性回归模型的最佳回归系数,最后使原模型的收敛误差平方和达到最小。根据式(5)可以写出联合定位模型收敛误差R的平方和为:S=RTR=(Y-h(X))T(Y-h(X))。(8)若想使得S最小,要求最小值,即S对X的偏导数等于0:(9)整理后可得O-2HTY+2HTh(X),即:-2HTR=0。(10)X≈X(k+1)=X(k)+ΔX,(11)式中,k为迭代次数;ΔX为迭代矢量。可以看出迭代函数是线性的,因此将h(X)在X(k)处用泰勒级数展开并保留一阶项:(12)h(X(k+1))≈h(X(k))+H(k)ΔX。(13)此时ΔY=Y-h(X(k)),故收敛误差可以表示为:R(k)=ΔY-H(k)ΔX。(14)将式(14)代入式(10)中可得:-2HT(k)(ΔY-H(k)ΔX)=0,(15)化简得:HT(k)ΔY=HT(k)H(k)ΔX。(16)最终迭代公式为:X(k+1)=X(k)+(HT(k)H(k))-1HT(k)ΔY。(17)通过多次迭代,当收敛误差小于判决门限时,得到的结果即为联合定位的最终结果。整体融合解算流程如图2所示。图2融合解算流程Fig.2Integratedsettlementprocess2.2仿真结果与分析模拟一种在卫星信号受到遮挡或者严重干扰的场景,如图3所示,在一个50m×50m的区域中按照“V”字型的分布设置3个5G基站,并建立笛卡尔坐标系,坐标分别为(0,0,0),(-24,20,6)和(25,18,7)。图3仿真区域Fig.3Schematicdiagramofsimulationarea在仿真中假设区域内卫星的条件。此时卫星的PDOP值及可见卫星数随时间的变化如图4所示,可见卫星数如图4(a)所示,此时的可见卫星数较少,PDOP值如图4(b)所示,PDOP平均值在11左右,卫星定位性能下降。为了验证联合定位系统的定位效果,在图3所示场景中选择一点A,点A应尽量靠近3个基站的几何中心,理论上此处的PDOP值最小,进而可获得最好的定位效果。对点A进行10min的联合定位观测,同时记录卫星单点定位的定位结果进行对比,并对每次的数据计算均方根误差(RootMeanSquaredError,RMSE),得到仿真结果如图5所示。仿真误差如图5(a)所示,可以看到在该场景下,北斗单点定位误差较大,RMSE约为6.115m;标准差为0.579,浮动较大。与5G基站进行联合定位后的结果有了明显的改善,RMSE约为3.934m;标准差为0.317,联合定位的PDOP值如图5(b)所示,对比图4(b)也有了一定的改善,平均值在8~9。因此可以初步推断,联合定位系统在复杂环境下对定位性能有一定的提升。(a)可见卫星数目(b)PDOP值(a)联合定位系统仿真误差曲线3实验及数据分析基于上文的研究,采用中国科学院国家授时中心开发的“北斗+5G”联合定位终端系统。在国家授时中心航天基地场区搭建了测试的环境,部署了4个5G增强型定位节点,节点在测试环境内均匀分布,用于5G相对定位解算与定位数据的传递。此外,为便于测试结果的处理,在测试区域内使用RTK高精度定位设备测出了多个参考点位便于对照,测试环境平面示意图如图6所示,红色点位表示在室外搭建的5G定位基站,共有4个,黑色点位表示参考点位,共计13个。3.15G信号测量误差分析在进行联合定位之前,首先对5G基站的定位性能进行评估。主要指标有伪距精度和平面误差等。通过多重指标来综合评价定位性能。本系统5G基站采用TDOA的方式,因此将单次定位过程中的每个基站的伪距抖动作为统计量进行分析,为消除钟差、多径等无关因素的影响,首先对伪距量进行最小二乘拟合,减去每个点的拟合函数值,只保留伪距量的抖动特性。求出其标准差即可作为当前基站伪距抖动值。选取3个点进行10min的观测。统计定位精度,计算2#,3#,4#基站相对于1#基站的伪距差,形成TDOA观测量,并统计伪距抖动,得到定位结果如图7所示,其中,观测坐标点分布如图7(a)所示,误差曲线如图7(b)所示,伪距变化如图7(c)所示。(a)坐标测量点分布(b)定位误差曲线(c)伪距变化曲线对上述数据的统计结果如表1所示。表15G定位统计结果通过对5G信号测量误差的统计分析,可以看到伪距抖动普遍优于0.2m,平面定位误差约为0.771m。总体定位性能较优,除上面的考虑因素外,对于时间同步造成的误差在上文已经提到,在基本满足了5G精细定位的要求下,对结果造成的干扰较小。在室外条件下,多径效应带来的误差也相对比较小。结合仿真分析,使用5G定位来提高复杂环境下的定位精度是有可行性的。3.2联合定位测试及分析在实地测试中,采用2卫星+3基站及3卫星+2基站的联合定位方式,从测试结果中选取图6中两参考点:5号点和11号点的静态观测结果如图8和图9所示,其中,图8为5号点的静态误差曲线,图8(a)的RMSE为3.019m,图8(b)的RMSE为3.667m;图9为11号点的误差曲线,图9(a)的RMSE为3.328m,图9(b)的RMSE为3.883m。综合来看,在静态定位中,本系统综合误差稳定在3m左右,精度比较高。从误差曲线上可以看出,定位结果的变化稳定,在数据处理过程中均采用了3σ原则来滤除粗大数据。(a)2s+3b(b)3s+2b(a)2s+3b(b)3s+2b针对动态测试搭建场景进行测试。在测试区域内,将系统的接收系统集成到一台推车上,使其沿一定路线移动从而进行定位测试。测试结果如图10和图11所示。(a)2s+3b动态定位数据轨迹(b)2s+3b动态定位误差曲线(a)3s+2b动态定位数据轨迹(b)3s+2b动态定位误差曲线2星+3站的动态定位轨迹如图10(a)所示,绿色路线代表RTK参考数据,红色路线代表联合定位系统的测试数据。其误差变化如图10(b)所示,RMSE为4.077m;3星+2站的动态定位轨迹如图11(a)所示,其误差变化如图11(b)所示,RMSE为4.935m。动态测试的精度虽低于静态测试,但总体测试效果还是比较好的,能够明显地观察到测试过程的移动路线。另外,在动态测试中主要的误差来源是高程,这也是定位系统中棘手的问题;联合定位系统与RTK定位设备的钟差也存在着偏差,可能导致2个系统的观测数据时标未对齐从而导致误差的产生。4结束语本文通过对一种北斗+5G的联合定位系统的介绍以及原理分析,提出一种联合定位算法,将北斗定位数据与5G定位数据进行融合解算,得到的定位结果与参考坐标进行误差分析。实验表明,选择定位方式为2星+3站以及3星+2站时,静态定位的平均误差在3.14m左右,动态定位的误差在4.51m左右。也验证了在北斗卫星信号质量较差时通过5G定位技术的辅助可以实现一定精度范围内的定位,能够从某种程度上对定位范围进一步扩展,具有一定的应用前景。但是系统仍有进一步提升的空间,除了上述分析的5G信号测量误差外,还有其他的一些问题,如联合定位算法存在进一步优化的可能、北斗卫星接收机可采用精密单点定位的方式提高精度以及在动态测试中消除系统与RTK参考设备的时标偏差等。另外,联合定位系统的应用场景主要针对室外,在未来会将其应用扩展至室内。未来将继续研究,不断改进系统,提升性能。
无线电工程杂志发表 2022年6期
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新时代自然资源工作的发展方向
作者:池京云,吴初国(1.北京市地质调查研究院,北京100195;2.自然资源部信息中心,北京100830)资源管理是各国政府工作中极为重要的一项内容。因国情不同,各国对自然资源实行的管理体制有不同之处,也有共同的发展趋势,这个共同的趋势就是自然资源的管理逐步从分类、分行业的管理模式走向了集中统一的大部制模式。在长期的革命、建设、改革过程中,我国的自然资源管理体制也曾进行过多次调整,直到2018年组建自然资源部,我国的自然资源管理才走向集中统一的大部制管理模式。按照一件事由一个部门统一管理的原则,把过去分散于其他部门的全民所有自然资源资产所有者职责、国土空间用途管制和生态保护修复职责统一集中到自然资源部统筹管理,为生态文明建设提供体制机制保障。以整体的、全面的、联系的、系统的观点来思考,新时代的自然资源管理就要以服务新时代经济、政治、文化、社会、生态文明“五位一体”总布局为战略方向,在不断厚植创新能力的基础上,通过全民所有自然资源资产的运筹管理和国土空间开发的整体谋划,为建设美丽中国、实现中华民族伟大复兴做出贡献。1新时代应运而生的自然资源部2013年11月,习近平主席在十八届三中全会上就《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》所做说明中指出:“由一个部门负责领土范围内所有国土空间用途管制职责,对山水林田湖进行统一保护、统一修复是十分必要的。”中央这一决策体现了对自然生态系统的整体性及其内在规律的基本遵循。2018年3月,经第十三届全国人民代表大会表决,批准成立自然资源部。2018年4月,自然资源部正式挂牌运行,这是适应生态文明建设的内在要求而设立的一个新部门,也是我国自然资源管理史上的标志性事件,是国家自然资源管理体制的又一次重大变革。在我国,自然资源长期被视作发展农业、林业、牧业、副业、渔业、工业所需要的生产资料,相应的管理机构也分设于不同的经济管理部门。从1954年到2013年,我国先后进行了十一次重大机构改革,其中对自然资源的管理改革,主要是根据不同阶段经济建设任务的需要,按照产业分工,分别由不同经济部门管理,也有一种资源由多个部门交叉管理的情况。最重要的一次改革是在1998年,煤炭工业、冶金工业、石油化工业、建材工业、轻工业等按照条条设立的专业经济管理部门全部被撤销,自然资源管理的职能主要集中到了国土资源部、农业部、水利部、发改委等几个关键部门,但依然没能按照领域管理要求,真正将一类事情由一个机构来统筹。由于没有统一的自然资源管理部门,随之产生的是自然资源所有权主体虚位、各种规划相互打架、相关部门职责交叉、统筹协调难等情况。如此情况,既与统筹推进中国特色社会主义事业“五位一体”总体布局和协调推进“四个全面”战略布局的根本要求不相适应,也与加快推进国家治理体系和治理能力现代化的战略要求不相适应,实际上对生态文明建设已形成了一种体制性的障碍。组建自然资源部,由一个比较大的综合性部门来统一负责行使全民所有自然资源资产所有者职责,以及国土空间用途管制和生态保护修复职责,这种集中与统一相结合的体制安排在理论和实践上都比较有利于解决自然资源所有者不到位、空间规划重叠等问题,这对生态文明建设将会起到积极的推动与促进作用。新时代自然资源工作的方向要转变,既要坚持自然资源的规划、管理、保护与合理利用这一传统领域的工作方向,更要充分发挥作为国民经济发展的基础保障部门的作用,更好地维护和服务于“五位一体”的时代布局。自然资源集生态、环境、文化、社会、经济等价值于一体,自然资源管理在生态文明建设和经济、政治、文化、社会建设中都发挥着重要作用。为了实现更高质量的发展,自然资源工作要主动融入生态文明建设全过程,努力为统筹推进“五体一体”总布局提供坚实支撑。2服务于经济建设,一切以造福人民为出发点和落脚点经济的本质是创造财富和服务,目的是给人提供更多的自由。自然资源管理是国家基础性的经济工作的重要部分,其根本任务是对有限的和稀缺的自然资源进行最优化配置,最大程度上产出经济财富和社会服务来满足人们日益增长的不同层次的需求[1]。自然资源管理有多个重要而现实的目标,但最基本的一个就是围绕国家经济建设这一中心,用好可兹有效利用的自然资源、保护好稀缺的自然资源来发展国家的经济,尤其是支撑经济高质量发展,不断造福于人民群众,让人民群众过上更美好的生活。自然资源管理的一切工作的出发点和落脚点都是惠民、利民、为民,使自然资源的开发利用活动更好地惠及广大群众。经过新中国成立后70年的发展,随着自然资源管理工作不断加强,我国各项资源的开发利用都取得了显著的成就,从土地资源到矿产资源,从森林资源到草地资源,从淡水资源到海洋资源,从能源资源到气候资源,各项自然资源开发事业蓬勃兴起,工矿、水产、畜牧、种植等行业蒸蒸日上,规模巨大的资源产业经济活动让我国的国民经济总量跃居世界第二,人民群众生活实现了从温饱不足到总体小康再向全面小康迈进的跨越。如今人们的生活水平已经不再仅仅限于衣、食、住、行等基本条件的满足,而是期盼有更高和更好的生活质量。人民群众对高质量生活的需求倒逼着经济转型升级,也倒逼着进行资源供给侧结构性改革。高质量发展从保障高质量生活开始。自然资源工作主要集中在土地要素市场、测绘地理信息产业、地质行业、能源行业、矿业经济、海洋经济等方面,它们都是实现高质量发展的战略要地。为了满足人们对更高生活质量的向往,自然资源工作应继续坚持以人民为中心的发展思想,以进一步深化资源供给侧结构性改革为切入点,着力从生产领域努力加强优质供给,减少无效供给,扩大有效供给,加快推动经济高质量发展。目标之一是要提高全要素生产率,使供给体系更好适应需求结构变化;目标之二是要推动转变经济发展方式、优化经济结构、转换增长动力,建立与高质量发展相适应的现代化经济体系;目标之三就是要推动系统防范化解重大风险、精准脱贫、防治污染,为人民提供优质生态产品[2],让经济发展更稳健、更均衡、更可持续。3服务于政治建设,切实维护国家资源安全、生态安全我国的油气资源、淡水资源、优质耕地资源、优质生态产品以及铁、锰、铜、铝、铬、钾盐等大宗矿产资源的短缺问题日益突出。战略性资源的结构性、时段性、地区性短缺不仅是生产要素和市场经营的问题,优质生态产品短缺也不仅是生态退化和环境污染的问题,它们还都是重大的政治、经济、社会和民生问题。由资源短缺问题上升到国家资源安全[3],由优质生态产品短缺问题上升到国家生态安全,它们都是国家安全体系的重要基石,资源安全和生态安全都关系着国家政治安全,政治安全又是国家安全的根本。我国于2014年提出的“总体国家安全观”,是由政治、国土、军事、经济、文化、社会、科技、信息、生态、资源以及核安全等11个领域安全共同组成的系统安全、体系安全和综合安全,是对新时代我国面临的各种安全问题和挑战的全面而系统的回应。在所列的11个安全领域中,政治安全是我国国家安全的根本和核心。政治安全决定和影响着其他各个领域的安全,其他领域的安全最终也会反映到维护和捍卫国家政治安全上来[4,5]。对各行各业来说,坚决维护政治安全是所有行业都要放在第一位的工作任务;对于资源行业来说,除了有维护国家政治安全这个第一任务之外,还有保障国家资源安全、维护国家生态安全等其他重要任务,可以说这都是自然资源管理工作的独当其任之“任”。保障国家资源安全,一要注重资源的科学开发利用,用合理的资源消耗支撑经济社会更加科学地发展。要加强对资源开发及相关经济产业的科学引领,促进资源可持续利用与集约节约利用,降低单位产出资源消耗,保证资源利用效率最优;二要进一步完善开放型的资源供给与保障体系,统筹利用好国内国外两个市场和两种资源,推进形成安全、稳定、经济、清洁的资源开发和供应体系,提高能源、矿产、水、土地及其他重要资源对经济社会发展的保障程度;三要统筹陆地和海洋资源利用,要提高海洋开发、管控能力,维护海洋权益,促进陆地、近岸、近海、深远海和海岛有序开发,发展海洋经济,建设海洋强国。维护国家生态安全,一要提高全民对生态环境和生态文明的认知水平,推动社会公众广泛参与生态安全型和环境友好型社会建设;二要加强生态安全管理,促进生态环境治理体系和治理能力的现代化;三要加强生态环境安全能力建设,增强国家生态安全保障;四要加强国际生态治理合作,促进全球生态安全[6]。4服务于文化建设,为自然资源事业发展提供精神力量和思想保证文化是一个国家、一个民族的灵魂。发展中国特色社会主义文化,要坚持社会主义核心价值体系,推动社会主义精神文明和物质文明相互促进、协调发展。在自然资源领域,在长期的事业发展过程中已经形成了具有行业特色的、先进的矿产文化、地质文化、土地文化、海洋文化以及测绘文化等,包括精神的、物质的,无形的、有形的,这都是中国特色社会主义文化的组成部分[7]。推进中国特色社会主义文化建设,要求自然资源管理部门在深入贯彻落实党的十九大报告中提出的“坚守中华文化立场,立足当代中国现实,结合当今时代条件,发展面向现代化、面向世界、面向未来的,民族的科学的大众的社会主义文化”这些基本要求的基础上,进一步培育、发展、繁荣自然资源领域的行业文化,从多方位、多角度、多层面夯实社会主义文化强国的社会基础。自然资源领域的行业文化建设,从内容上看,既有精神文化的培育和行为文化的倡导,也有制度文化的创新和物态文化的构建。具体包括:自然资源行业精神的总结、提炼和培育,确立行业发展理念和工作宗旨,加强职业道德建设;自然资源行业价值的宣传,规范工作人员执法、服务行为,展示良好的行业形象;自然资源行业力量的凝聚,创新和完善管理制度,统一执法规范,构建服务体系,优化行政管理;自然资源行业文化设施的建设,营造浓厚的文化氛围和良好的工作环境。自然资源领域的行业文化建设是一个长期的过程,需要不断地积小成于大成,在实践中持续地加以推进。5服务于社会建设,促进资源公平正义社会建设任务千头万绪,但从构建新时代和谐社会的发展要求来看,一项根本性任务就是:坚持在发展中保障和改善民生,在推进发展中加快补齐民生短板,促进社会公平正义[8]。自然资源是全社会的财富,社会财富的分配不公是导致社会不稳的主要因素之一,而自然资源管理活动又与自然资源财富分配的公平正义紧密相联。不论大小,自然资源配置的很多问题,都与社会公平正义有关。比如:自然资源的开发利用是否涉及国家和集体的利益?若涉及,国家和集体利益应该如何为公众所了解?通过什么权威机构、在什么样的渠道和限制之内,让那些看法不同的个人接受国家和集体利益?集体与个人之间的利益分歧该怎样解决?如果有人被集体的决定所伤害,自然资源管理部门又能怎么办、又该怎么办[9]?还有,自然资源开发将不可避免地对生态环境造成扰动,那么由谁决定、如何决定这种扰动能否决定自然资源的开发?上述典型问题的解决,客观上都要求政府管理部门在自然资源管理的实践中一定要把经济发展、生态环境保护和社会公平的多重目标结合起来考虑。从解决社会面临的突出矛盾来看,理清、理顺自然资源领域的复杂社会关系,致力于促进和实现社会公平正义,重在从以下四个方面着手进行自然资源管理改革。首先要完善公平、开放、透明的市场规则,建立竞争有序的现代市场体系,发挥市场在资源配置中的决定性作用,提高公共自然资源配置的效率和公平性。其次是要充分发挥社会公众的主体作用,尊重群众对自然资源开发利用的知情权、参与权、监督权,从各层次各领域扩大群众有序参与自然资源治理,妥善协调各方面群众的利益,切实保障公众权益。三是要强化权力运行的制约和监督体系,形成科学有效的权力制约和协调机制,健全民主监督、法律监督、舆论监督机制,深入推进惩治和预防腐败体系建设。四是要建立稀缺资源在不同代际间的合理分配与补偿机制,处理好代内公平与代际公平之间的关系,推动自然资源开发利用更可持续地发展。6服务于生态文明建设,保护和管理人类文明永续发展的自然资源基础新时代的自然资源工作,坚持人与自然和谐共生、山水林田湖草是生命共同体[10],以更加可持续的方式利用自然资源和生态系统,生产出更多更有质量的物质产品、文化产品和生态产品,以支撑经济、社会和人类实现更可持续的发展;同时应对正在出现的新的问题与挑战,推广可持续的消费和生产方式,促进全球生态系统的养护、再生、恢复,保护和管理经济社会可持续发展的自然资源基础[11]。新时代的自然资源工作在新时代的生态文明建设中具有基础性作用,加强新时代的自然资源管理是大力推进新时代生态文明建设的应有之义[12]。推进生态文明建设,走好新时代的生态治理与绿色发展之路,需要自然资源工作围绕优化国土空间开发格局以及为人民提供更多优质生态产品等方面的重大需求,着力化解空间开发格局不合理、生态产品供需短缺所产生的突出矛盾。优化国土空间开发格局,既要坚持节约集约利用资源的原则,进一步扭转资源开发强度过大、资源环境负荷过重的趋势,以资源环境承载能力为基础,控制好国土空间的开发强度,确保自然资源和生态环境不过载;也要按照人口、资源、环境相均衡,经济、社会、生态效益相统一的原则,进一步扭转绿色生态空间减少过多、耕地减少过快的趋势,让生产空间、生活空间、生态空间的功能布局与生态文明发展更加匹配,让生产空间更加集约高效、生活空间更加宜居适度、生态空间更加山清水秀;要坚持陆海统筹发展,统一筹划陆域与海域的资源利用、环境保护和产业发展,实现陆地国土空间与海洋国土空间协调开发;要贯彻山水林田湖草生命共同体理念,遵循系统治理原则,统筹推动山水林田湖草综合整治修复,对自然生态各类要素进行整体保护、系统修复与综合治理[13],筑牢国家生态安全屏障。总而言之,自然资源工作涉及经济、政治、文化、社会、生态文明建设的方方面面,责任重大、任务重大。把握自然资源工作与“五位一体”总体布局之间的基本逻辑,既要注重自然资源工作的整体性和结构性的关系,又要统筹处理好五大建设各个任务之间的联系。履行好自然资源工作的各项职责,既要使市场在配置资源中起决定性作用,又要更好发挥政府作用。要秉持生态文明理念,不断完善制度体系,理顺工作机制,推动形成全面支撑“五位一体”的发展新格局,再造一个美丽中国。
自然资源情报杂志发表 2019年11期
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互动3北斗会否全面取代GPS?全面建成后将有这些新功能
首次应用于珠峰高程测量项目:通过北斗卫星获取珠峰的位置问:今年5月27日,中国珠峰测量队为珠峰“量身高”的过程中用到了5G技术,但其实更多的运用到了北斗技术。请您解释下,北斗技术发挥了怎样的特殊功能?王莉:今年5月27日,中国珠峰测量队的队员们成功登顶,并顺利完成了各项测量任务,这一刻,国人的心情无比激动,无不对登峰的勇士点赞!致敬!而此时的北斗人们,更是感到骄傲和自豪!因为这次给珠峰“量身高”,北斗功不可没。此次珠峰测高综合运用了多种传统的和现代的测量技术。其中,采用全球卫星导航系统(GNSS)进行测量是重要一环。在峰顶,GNSS接收机能通过北斗卫星获取珠峰的位置信息,再结合雪深雷达探测仪,获得峰顶的大地高等信息。2005年采用卫星导航设备进行珠峰高程测量时,主要依赖GPS系统。而今年,采用的是中国北斗与美国GPS、俄罗斯格洛纳斯和欧洲伽利略系统多模兼容型设备,并且会以北斗的数据为主。这是北斗系统在珠峰高程测量项目中首次应用,值得国人为之骄傲!5G与北斗融合可实现物联网的可感知、可测量、可计算、可控制问:5G技术与北斗高精度定位融合会带来哪些优势?王莉:5G主要具备高宽带、低时延、多方连接等功能。而北斗卫星导航系统最主要的是提供高精度的定位和高精准的时间同步功能。5G与北斗相结合可以迸发出非常多的火花,为信息社会的发展带来变革,如可实现物联网的可感知、可测量、可计算、可控制,可以支持大数据、云计算、人工智能等互相融合,提供基于“高精度定位、高精准时间、高清晰图像”能力的新型服务。同时,北斗与5G的融合,也一定会为北斗应用的技术创新和产业进步提供更多的发展机会。今年5月,北斗卫星导航系统首次用于珠峰测高。北斗可为新基建提供安全可信的基础信息,两者相互促进、共赢发展问:北斗系统与新基建有什么关联?王莉:北斗与新基建应该说是相互促进的关系。近期,我国明确提出要加快推进以5G网络、人工智能、工业互联网、物联网等为代表的新型基础设施建设,这些新基建的建设都离不开北斗时空信息的支持。反过来,新基建的发展也一定会对北斗应用产业的发展,带来更大的促进作用。这主要是基于三个方面,一是北斗提供的高精度定位授时服务是现代信息社会实现数字化、网络化、智慧化所必不可少的基础信息,可以说,它是基础的基础。据统计,85%以上的信息是与时间和位置有关的。二是新基建也是信息时代提供数字转型、智慧升级、融合创新等服务的一个基础设施体系。北斗系统可以为新基建提供安全可信的基础信息,与之有天然的融合属性。如5G各个基站之间的时间统一系统就会用到北斗技术,工业互联网上的各种生产要素和生产过程,包括企业、厂房、设备、系统、供应链上的生产资料、人员等,也都需要精准的时空信息来支持协同工作。三是北斗系统通过与信息技术的深度融合,可以与新基建的垂直产业实现跨界融合,全面服务于新基建的建设。同时也将为北斗的创新应用、创新发展带来更多机遇。因此,新基建与北斗之间一定是相互促进、共赢发展的关系。北斗产品已覆盖全球一半国家,未来在农业上的应用将大有作为问:北斗有没有可能全面取代GPS?北斗产品的国际竞争力如何?王莉:北斗系统的建成,使我们拥有了独立提供导航定位的服务能力。但在卫星导航领域,北斗系统与GPS等其他卫星导航系统并非是“你死我活”的关系,而是非“零和博弈”的状态。实际上,各大卫星导航系统供应商之间围绕着兼容与互操作开展合作,就是为了让用户能够充分利用各大卫星导航系统的卫星资源,获得更有保障、更好的服务性能。目前世界上已有近一半的国家和地区开始使用北斗产品,北斗产品已经出口到了一百余个国家。实践证明,北斗产品是好用的,它的竞争力与国外同类产品相当。并且,北斗产品在东盟、阿盟和非洲等国家和地区也具有很好的声誉和口碑。但是,毕竟北斗产品刚刚进入国际市场,还需要让更多的用户了解北斗,感知北斗,从而接受北斗,应用北斗。中国卫星导航系统管理办公室也一直非常关注国际用户对北斗的应用体验。为了让国际用户更好地体验北斗,我们也采取了很多措施,如通过在北斗中心内搭建常设的用户体验环境,让用户感受到北斗系统的服务性能、产品和各种解决方案的效能。此外,结合一些重要的国际活动,我们也会在场地允许的条件下搭建一些小型的体验环境。去年4月,在突尼斯举办的第二届中阿北斗合作论坛期间,我们就进行了北斗高精度无人驾驶的农机作业这样一个演示和体验活动,当时惊艳了全场的观众。我简单介绍一下,当天在北斗/GNSS中心(AICTO站)的所在地突尼斯埃尔贾扎拉通信科技园区内,来自一家中国公司的工程师给一辆农用拖拉机现场安装了北斗的自动驾驶设备。在演示过程中,为了直观展示北斗高精度定位的精准度,中方的工程师因地制宜,在拖拉机行进的路线上摆放了两张椅子,椅子靠背间的距离刚好可以通过这台拖拉机。当拖拉机在无人驾驶的条件下,按照预定的路线行驶、拐弯,最后精准的穿过两张椅子的中间时,椅子靠背距离拖拉机轮胎的外延不足两厘米,使得现场的阿拉伯朋友们发出了阵阵惊叹声,纷纷竖起了大拇指表示赞叹。有位观摩者表示,过去他只使用过手机里的导航软件,不曾想中国的导航技术竟能实现农业机械的无人驾驶。为展示北斗系统性能和特色优势,第二届中阿北斗合作论坛期间,中阿双方联合举行北斗系统测试体验活动。还有一位阿方专家也感叹道,我亲眼看到了卫星导航在现代科技农业上的应用,实在令人惊讶。未来,这种高精度水准的无人操控设备,在农作物的耕种收割等方面将大有作为。他非常看好这种技术在阿拉伯地区,特别是非洲地区的应用前景。这说明,我们所开展的这类提升用户的体验活动,能够帮助用户了解北斗、选择北斗、应用北斗。北斗三号全面建成后新功能:国际搜救、星基增强、精密单点定位等问:北斗三号系统全球组网完成后,会有哪些新的特色服务?王莉:北斗三号系统全面建成后,在提供基本的定位、测速、授时服务的基础上,还将会提供很多新的特色服务。比如,短报文通信服务能力将大幅提升。大家都知道,北斗二号系统就有短报文通信功能,主要面向中国和周边地区,它的单次通信容量为120个汉字。北斗三号系统建成后,该区域的短报文通信容量将会极大扩展,单次短报文可发送1000个汉字。同时,还有国际搜救、星基增强、精密单点定位这些新增功能。国际搜救还可以提供返向链路,救援中心收到遇险求救信息,可以通过反向链路告知遇险用户确认收到求救信号,可大大增强用户成功获救信心;有了星基增强功能,将符合国际民航组织标准要求,提供更高精度、更高完好性的服务,精准护航飞机起降;有了精密单点定位服务,可实现动态分米级、事后厘米级的定位服务,为国土测绘、精准农业、自动驾驶等用户通供服务。这些新的服务功能都非常值得期待。北斗未来将朝解决室内、水下、升空等方向努力问:现在信息技术更新较快,竞争异常激烈,中国北斗为未来做了哪些准备?王莉:北斗三号系统组网即将完成,但我们北斗人追求卓越的精神不会变。我们将继续奋斗、不断创新,让北斗服务的触角延伸至室内,拓展到水下,甚至抵达更遥远的太空,把我们无数的想象变为现实。梦想不止于此、创新不止于此、北斗不止于此。在航空领域,北斗通过星基增强系统提供更加安全的服务问:和GPS相比,北斗在航空领域应用中有哪些特点?王莉:针对航空领域,北斗主要通过星基增强系统提供服务。因为航空领域最大的特点是强调安全,要求提供完好性服务。从星基增强系统的特点来看,一是进一步提高定位精度,最关键的是提供系统的完好性服务。所以,北斗三号系统将基于3颗地球静止轨道卫星来提供广域差分和完好性服务。实际上,北斗系统的一大特点是将多种特色服务集成到了同一系统内。北斗三号系统全球组网完成后,将提供国际搜救、星基增强、精密单点定位等新功能。美国的GPS主要还是提供基本的定位、测速和授时服务。它通过另外建立的WAAS星基增强系统来提供广域差分和完好性服务,以保障民航应用需求,特别是为飞机的起降做精准护航。
卫星与网络杂志发表 2020年6期
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5G“赣林通”护江西绿水青山
——江西省5G智慧林业管理创新应用作者:张梦圆张健朱玲红李龙中国联合网络通信有限公司江西省分公司南昌市3300960引言5G“赣林通”平台属于北斗应用、人工智能、大数据分析等多种科技手段高度融合的创新型科技产品,以北斗/GNSS实时精密定位及AI大数据分析结合地理信息等技术手段,整合共享相关业务信息系统成果,以国家和省级系统平台框架为核心基础,建设统分结合、各有侧重、上下联通的林业生态“数治”平台。采用“一朵云、一张图、四平台、N子应用”即(1+1+4+N)的设计模式,构建了“空天地”一体化全面监测体系,对江西全省森林资源“一张图”“一套数”“一体化”进行管理,实现林长制管理范围全覆盖、工作过程全监管、业务信息全支撑等功能。“赣林通”云平台可实时监控记录护林员巡山护林轨迹,便于护林员将发现的破坏森林资源违法事件及时准确上报,实现了涉林违法问题的快速发现、快速处理,提升了对护林员监管的水平,实现了江西林业的数字化治理。1平台建设需求江西省是我国南方重点集体林区和重要生态屏障,自然禀赋良好,到处青山绿水。全省现有林地面积1.62亿亩,占国土面积的64.69%;森林覆盖率63.35%,居全国第2位。2016年和2019年,习近平总书记两次视察江西时均指出:绿色生态是江西最大财富、最大优势、最大品牌,要做好治山理水、显山露水文章,打造美丽中国“江西样板”。以人力巡查为主的林业生态治理形式,难以适应生态文明治理体系数字化、现代化治理的需要。为提升片区森林资源的保护效率,进一步加强源头管理,提升护林工作质量,林长制信息化改革势所必然。另一方面,数字经济是建设现代化经济体系的重要组成部分,构建数字化信息平台,利用北斗、AI、5G、云计算、大数据、空天地遥感等先进技术实现行政、经济与社会治理精准化是大势所趋。江西省政府办公厅印发《江西省数字经济发展三年行动计划(2020-2022年)》,把数字经济发展作为加快江西省新动能培育的“一号工程”。规划提出,加快构建全省数字经济生态体系,促进智慧生态推进工程,实施生态环境大数据项目,逐步实现生态环境要素的实时监控、预测预警、应急指挥,提升生态资源数字化管控能力。江西省委办公厅省政府办公厅发布《关于全面推行林长制的意见》也明确提出:探索建立“互联网+”森林资源实时监控网络,及时掌握森林资源动态变化,逐步建成全省森林资源管理“一张图”“一套数”的动态监测体系。在上述背景下,江西省林业局对林长制与护林工作进行信息化与数字化改革,实现林业生态数字治理是可行且必要的。以广域的移动互联网动态信息为根基,以北斗巡护+AI大数据分析为手段,结合实地巡查,实现“巡林有踪、护林有眼、管林有据”,不断提升护林工作效率,全面助力江西省生态文明建设高质量发展,打造极具特色的生态文明建设“江西样板”。2总体思路总体思路以“林长制管理制度”为基础,以林业生态数字治理为核心,通过与林业信息技术的有机结合,以有效整合森林治理信息、打破地域限制、提高林长工作效率、快速推进林长制工作为目的,最终实现“林长治”目标。依据国家林业和草原局、江西省“林长制”工作开展相关文件要求,在遵循“需求导向、功能实用,统分结合、各有侧重,资源整合、数据共享,方便实用、确保安全”的原则下,充分利用现有林业信息化资源,并根据系统建设实际需要,以北斗/GNSS实时精密定位及AI大数据分析等技术手段,整合共享相关业务信息系统成果,以国家和省级系统平台框架为核心基础,建设统分结合、各有侧重、上下联通的林长制管理信息平台。采用“一朵云、一张图、四平台、N子应用”即(1+1+4+N)的设计模式,构建“空天地”一体化全面监测体系,对全省森林资源“一张图”“一套数”“一体化”进行管理,实现林业生态“数治”工作管理范围全覆盖、工作过程全监管、业务信息全支撑等功能。图1空天地一体化林长制平台建设架构3技术方案3.1技术路线3.1.1严格遵循江西省《关于全面推行林长制的意见》进行平台设计以“互联网+林长制”为设计理念,以“一张图”“一套数”的动态监测为核心,以涉林事件为主线,以各级林长工作内容为导向,以日常巡查和公众监督为抓手,通过“北斗+AI”的深度应用,以移动终端和微信公众号为前端工具,搭建以“云(林业政务云、联通沃云)、端(各种物联传感采集端、智能终端设备、北斗终端、视频监控终端设备)、库(林长制数据库)、网(电子政务外网、互联网)、台(林长制管理信息平台)”为重点的林业生态“数治”基础设施。建设了“移动巡查、公众监督、云端管理”的空天地一体化林长制管理信息平台,提供省、市、县、乡、村五级林长管理的一站式服务,实现林业生态“数治”精细化、现代化。整体框架如图2所示。图2林长制管理信息平台整体框架图3.1.2建设面向林业巡护的GNSS基准站网络和北斗/GNSS高精度数据服务中心按照全省、全市及全林区三级开展GNSS基准站网络的网型设计、站点选址与观测环境测试、基建施工以及设备安装与调试。各站点采用可接收北斗/GPS/GLONASS多系统信号的扼流圈天线以及相应的参考站接收机设备等,站点有稳定电源供电,并保障在-40℃~70℃的环境下可以正常工作。在基准站网络建设的同时,江西省内建设了北斗/GNSS高精度数据服务中心。同时在各重点林区所辖地市构建了3-4个数据服务分中心,其中1-2个并发运行,剩余部分作为备份服务中心。数据服务中心接收各基准站实时观测数据与导航星历,用户使用数据处理中心播发的轨道与钟差数据,可以在任意位置实现高精度实时定位解算。在中心建设中,主要研究内容是国内外基准站数据网络传输延迟控制与数据同步技术,并提出整网数据汇集方案,保证各站平均延时时间在500ms以内,实现林区内定位达到米级(10米以内)精度。3.1.3开发广域实时精密服务软件基于接收的广域GNSS基准站与区域GNSS基准站数据,研究多系统联合精密定轨、轨道钟差预报、电离层DCB生成、基于CORS精细大气误差建模等多项核心技术并实现工程化,开发多系统广域实时精密服务软件,从而实现全球高精度差分定位服务。3.2建设内容建设主要内容包括全省林业各类基础数据建库、智慧林长制管理信息平台信息系统建设、智慧林业感知监测平台三大部分。3.2.1林长制管理信息平台数据库建设按照国家和江西省林业信息化数据库建设相关标准规范及指南,在全面理清现有数据资源基础上,进行科学合理的规划,建设林长制空间数据库、林长制基础数据库、林长制属性数据库和林长制动态数据库,打造形成全省“林业资源一张图”,逐步建成全省林业资源管理“一张图”“一套数”的动态监测体系。按照林长制对象生命周期和属性有效时间设计全时空的数据库结构,保障各种信息历史记录的可追溯性,建立健全森林资源数据更新机制,利用空天地一体化体系获取更为全面且深入的信息,将遥感卫星影像数据、林长制数据、林业资源一张图数据、森林督查数据、空天地监测数据、督导考核数据以及生态评价数据等综合起来,建设江西省林长大数据中心,为林业生态“数治”提供数据支撑与一张图服务。3.2.2林长制管理信息平台信息系统建设以林长制任务为核心,以林业生态治理的数字化、精细化为重点,以社会化参与为补充,结合森林资源管理和林长制实际特点,利用云计算、大数据、物联网、地理信息、卫星应用等新兴技术,开发林长制管理信息平台(包括林长制综合管控平台〔电脑PC端〕、林长制管理系统APP端〔赣林通〕、林长制管理系统微信公众号、林长制大数据综合展示平台),实现森林资源的精细化管理,全面构建发现及时、处理及时、监管透明及可量化的林长制管理保护体系。通过电脑PC端、手机APP和微信公众号三种形式,实现“三端服务”。图3林长制大数据综合展示平台示意图3.2.3智慧林业感知监测平台智慧感知监测平台是北斗技术、物联网技术与互联网技术的综合应用体现,在大数据、云计算的支持下,以其物联、自动的特性而具有自动感知的能力,进而使林业的监控与开发更加智能化。通过“互联网+”、物联传感、红热成像视频监控、无人机巡查等技术,结合卫星遥感、基于北斗/GNSS实时精密定位林业巡护服务系统,自动采集环境参数、气象参数、植物生长参数及图片信息,结合大数据处理方法进行动态感知和智能决策,实现林业生态“数治”的智能监测、病虫害及林火早期预警,为提升巡护人员的监督机制、防止森林病虫害、盗砍盗伐现象的发生、提高森林资源调查效率、完善珍贵物种保护机制、改善林木抚育水平等方面提供支持。图4智慧林业感知监测平台示意图4应用效果5G“赣林通”云平台上线以来,基本实现了林业生态数字化治理,重点满足了林长制信息数据化、可视化以及规范化管理的工作要求,实现了从“林长制”到“林长治”的发展目标,有效支撑了林长制的组织体系、制度体系和责任体系落地,形成了“统一治林平台、行业部门协同、线上线下结合、全民共同参与”的林业生态“数治”新格局。平台应用效果主要包括以下几方面:(1)全国首个省市县乡村五级统一部署的林长制信息化平台:在全省统一标准、制度规范下,通过电脑PC端、手机APP和微信公众号“三端服务”,对全省各地市、区县实现全类别数据的收集、分析、展示,实现上通下联,在统一平台下,注册使用的各级林长、护林员、监管员等用户8万余人;全省每天自动上报、收集的全类别数据达2万余条。全面提高了林长制工作规范化管理水平。表1项目平台辐射情况国内对比表(2)通过5G网络采集传输巡林数据,实现了各级林长巡林AI智能化、标准化管理。巡山护林是林业生态治理工作的重要内容,平台基于先进的北斗技术,以“5G+赣林通APP”为手段,结合AI智能算法,精确助力林长、护林员的巡山护林工作。表2平台应用前后巡护效果对比(3)对我省的森林业生态“数治”提供了全过程、全闭环式的事件管理机制,截至目前全省累计上报涉及森林资源人为破坏、病虫害破坏、森林火灾、林地纠纷等10大类型事件共计27000余起,对保护我省森林资源、及时制止林地破坏起到了积极的作用。表3平台应用前后事件处理效果对比(4)提升了林长制监督服务能力,为全省各级林长提供全面科学的考核数据支撑。省林业局每年基于本项目研发成果,通过平台收集的各类大数据,结合先进的算法,对全省8万余名林长、护林员、监管员进行了全面的考核,有力压实了林业生态治理中各级林长的责任。表4平台应用前后考核效果对比(5)实现了森林资源信息数字化并进行了统一化管理:累计完成数据量超20TB,主要包含全省林地网格化数据、林业专题数据、林长专题数据、基于北斗的巡查数据等。同时,增量数据以每个月约800M-1GB在进行累积。表5项目数据处理量国内对比表(6)实现了林区高精度米级定位:解决了在高遮挡区域,GNSS卫星原始信号飘移或缺失的问题,将人员巡护设备精度提升至了米级,便于人员进入林区后相互协同作业;同时也实现了巡护过程中事件的高精度定位,相关问题的位置信息可以随图片进行保存及回传,为治理人员快速到达现场提供了可能,减少寻找时间及人员在林区的安全隐患。(7)5G“赣林通”云平台在林业巡护和林业生态“数治”中的创新应用推动森林资源保护管理更加精细。表6平台应用前后森林违法数量对比(8)5G“赣林通”云平台在林业巡护和林业生态“数治”中的创新应用推动森林增绿提质步伐明显加快。江西智慧林长平台推广并应用后,全省林业工作人员育林护林的积极性与有效性明显提高。表7平台应用前后森林增绿提质对比(9)5G“赣林通”云平台在林业巡护和林业生态“数治”中的创新应用带动绿色生态红利得到充分释放。表8平台应用前后林下经济产值对比5结束语江西联通5G“赣林通”云平台重点建成了基于5G+北斗技术结合空天地立体化监测的智能管理平台,满足了林长制信息数据化、可视化以及规范化管理的工作要求,基本实现了林业生态“数治”为逐步实现从“林长制”到“林长治”的发展目标,提供了实用、方便、高效的服务管理平台。同时拓展了江西省智慧林业建设,有效支撑了林长制的组织体系、制度体系和责任体系落地,基本形成了“统一治林平台、行业部门协同、线上线下结合、全民共同参与”的新格局。江西通信科技杂志发表 2022年3期
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全国首家“空间地理信息与5G 融合应用试验区”落户鹤壁
7月31日,在鹤壁市自然资源和规划局积极推动下,鹤壁市政府与中国测绘学会、河南理工大学、中国移动上海产业研究院正式签署合作框架协议,共同打造全国首个空间地理信息与5G融合应用试验区,旨在推动传统地理信息产业转型升级,加快测绘科技成果由产品向应用转化。根据合作框架协议,鹤壁市政府与中国测绘学会将在产业集聚、科技成果转化、人才引进培养、政策扶持等方面开展合作,携手打造“一平台、一试验区、一示范区”(测绘空间地理信息“政产学研金”一体创新平台、空间地理信息与5G融合应用试验区、空间地理信息与5G融合应用示范区);与河南理工大学围绕人才、学科、科研建设等方面开展合作,依托现有的河南理工大学鹤壁研究院、鹤壁博士工作站和即将组建的鹤壁空间地理信息大数据产业研究院,为试验区长久健康发展提供人才、科研及技术支撑;与中国移动上海产业研究院在智慧交通、工业互联网、金融科技等领域开展合作,探索构建智慧城市时空大数据云平台;与航天宏图信息技术股份有限公司开展合作,建设集北斗导航、航空摄影、卫星遥感等数据产品的生产、展示、应用于一体的数据中心,打造以北斗导航为引领的空间地理信息和5G融合应用示范区,最终形成集产业集聚、技术领先、人才荟萃、政策完备于一体的区域性空间地理信息与5G融合应用试验区。近年来,鹤壁市自然资源和规划局坚持以国土空间规划试点改革为着力点,编制了全国第一个市级国土空间规划纲要,建设了国土空间规划“一张图”实施监督信息系统,整合、收集来自鹤壁市发改委、自然资源等30个部门70余类空间数据,构建了全面、翔实、准确、权威的数据资源体系,为鹤壁空间地理信息与5G融合应用及相关产业发展注入了强大动力。
资源导刊(信息化测绘)杂志发表 2020年8期
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关于自然资源资产管理与国土空间规划的思考
作者:刘晓城(江西省上饶市玉山县自然资源局,江西上饶334700)1自然资源资产管理与国土空间规划的内在联系及协调融合的必要性1.1自然资源资产管理与国土空间规划的内在联系新时期所开展的国土空间规划工作与以往是不同的,除了要保证人类生活空间、推动城市化进程、实现土地资源合理利用以外,还要对所规划区域的所有自然资源进行有效管理与优化配置,也就是说,国土空间规划工作对自然资源资产管理工作有着重要的促进作用,能够提升不同资源的资产价值。当前全国正在推进国土空间规划刚要编制和“三区三线”划定的试点工作,要求必须坚持以三调为基础,坚持底线、统筹发展与安全,坚持保护优先,坚持节约集约,紧凑发展,因地制宜,基于自然地理格局、城市发展规律规划,全面落实生态红线和耕地保护任务。“三区三线”是指城镇空间、农业空间、生态空间三种类型空间所对应的区域,以及分别对应划定的城镇开发边界、永久基本农田保护红线、生态红线三条控制线,其中“三区”突出主导功能划分,“三线”侧重边界的刚性管控,它是国土空间用途管制的重要内容,也是国土空间用途管制的核心框架。而通过国土空间规划,可以对其进行分类,根据对应用途来使用和管理,从而使资源数量保持稳定,具体来讲,可以对不同区域内的自然要素进行分析,及时调整不合理管理方式,然后基于可持续发展理念实施资产管理(见图1~2),以便减少人类活动对自然资源的影响[1]。图1国土空间规划(1)图2国土空间规划(2)首先,在进行国土空间规划时,要保证生态系统的完好性,将损失和破坏降至最低。这就需要对不同空间的用途进行合理管制,并限制相应的开发和利用活动,避免生态空间受到侵占或者破坏,同时对生态环境进行治理和修复,保证为多样化生物提供安身之所,使生态空间得以存续。与此同时,在进行自然资源资产管理时,要关注特定空间内自然要素的利用价值,同时思考资源开发、保护以及修复需要花费的成本,坚持资源保值与升值理念,以不同指标对相关工作的成果进行量化[2]。其次,在实施国土空间规划时,还应关注区域内的耕地和农田,在保证数量合理的同时,对其实行必要的保护,使之发挥作用,为生态、民生带来更多利益,同时要坚持推进现代化农业技术,结合区域情况发展特色农业经济,以推进城乡发展,使得自然资源得到合理利用。最后,在推进国土空间规划和自然资源资产管理工作的过程中,还要明确“控制线”,对处于重点区域、边界地区的自然资源资产进行针对性管理,避免重复、交叉或者冲突,然后要结合新时期的自然资源资产管理机制,守住自然生态安全边界,贯彻“以水四定”原则,以“双评价”为基础,发挥生态空间和对城市扩张的阻隔作用,从而使得各要素协调统筹,以满足社会经济发展的需求。1.2将自然资源资产管理融入到国土空间规划工作中的必要性在开展国土空间规划工作时,往往需要对所开发地区内蕴含的自然资源进行调研,自然资源资产丰富的地区往往有较大的开发潜力,能够促进不同行业和领域的发展,带动地区经济进步。当前,我国一直强调在国土空间规划工作中对相关的自然资源实施精细化管理,即要求开发部门明确规划区内的资源状况,能够根据现有的资源和未来的发展方向,制定出更加科学、合理的规划方案,使得当地既能获得经济效益,实现长足发展,也能维持特有的生态系统,还要保证区域内的所有自然资源得到最大化利用,即便用不上也应具有保值和升值空间。为此,要想做好空间规划工作,相关部门必须提前勘察相应地区内的自然资源,了解种类、数量、用途以及保存条件等,然后对各自然要素进行协调,按照要求进行开发和利用,同时要遵循保护生态环境的理念,凸显生态文明建设机制,以便双管齐下,促使相关工作顺利开展。2促进自然资源资产管理与国土空间规划协调开展的策略2.1重视宣传教育,增强国土规划工作人员的专业性在具体的工作中,国土规划工作人员的专业素养会影响到后续工作的开展效果,因此,相关部门必须重视前期的宣传和教育,使之了解自然资源资产管理工作的重要性及其与国土空间规划工作互相融合的必要性,然后结合实际,据此开展相应的规划工作,避免造成资源浪费或者生态破坏。为此,相关部门首先可以通过对工作人员进行培训和教育,使之了解相关的政策、法规,能够在实际工作中按照规定办事,也可以引导员工学习一些管理自然资源资产和规划空间的新知识,不断强化其专业素养,辅助其在规划之前做出准确判断,继而根据地区发展需求、自然资源管理需求设计出更加科学的规划方案,同时融入更为和谐的规划观念,有利于提升工作质量,推动开发地区的发展进度。2.2树立全局意识,充分考虑开发格局在实施国土空间规划时,必须要树立全局意识,结合最新要求,按照“现状+管理+增量+流量”的方法预测集中建设区规模,将重点放在所开发空间的生态功能上,即保证规划效果、开发空间的日常用途以外,要关注其生态价值。目前,城镇、农业、生态空间是三种基本的国土空间类型,在具体规划和开发时,要坚持协调发展的原则,关注地区内的自然资源,对其进行合理利用,同时不断优化开发格局,使最终呈现的空间既可以满足人民的生产和生活需要,又能够起到维护生态环境的作用,从而突出自然资源资产管理的成效以及现代国土空间规划的价值。2.3统筹土地资源保护工作的安全与发展在国土空间规划工作中,保护土地资源是最基本的原则,而这也是加强自然资源资产管理的重要举措。具体来讲,相关部门要关注开发区内的耕地,对其数量和质量进行统计,然后结合规划方案、生态发展需求制定相应的保护制度,坚持底线思维,确保粮食安全、生态安全与国土安全,落实最严格的耕地保护制度、生态环境保护制度和节约集约用地制度,按照永久基本农田保护红线、生态保护红线、城镇开发边界的先后顺序,将永久基本农田作为最重要的刚性控制线优先划定,以“可以长期稳定利用耕地总量不减少”为前提,落实到地块、图斑上,在此基础上再合理划定城镇开发边界,同时实现资源管理和生态保护目标,并不断强化国土空间规划工作的科学性和有效性。2.4建立健全国土空间规划系统针对国土空间规划工作,还应建立健全相应的工作体系,为自然资源的利用、保值、升值等创造有利条件,从而推动该项工作更加顺利地开展。例如,国土空间规划部门要以合理利用土地资源为根本目标,以促进城乡协调发展、维护生态文明为基本任务,对规划工作中的各个环节进行梳理,确定对接对象,然后与相关部门随时保持联系,确保具体工作高效率开展,同时要深入基层,与市县、乡镇等机关协作,按照规划的需求和要求下发对应的指标,促进各层级分工合作,为规划工作的全面展开提供便利。具体到江西省内,省级部门首先要明确国家对于国土空间规划的相关要求,明确具体的战略目标,然后为市县分发规划任务,让其结合实际开展工作,对乡镇地区进行合理分配,而乡镇也要立足现实,对相关的规划工作进行细化和分解,通过划定城镇开发边界,避免城市、集镇建设的无序蔓延,同时考虑预留充足的弹性空间,还应避免边界围合面积的大而无当,应当延续“现状+管理+增量+流量”方法,结合本地人口发展趋势,合理预测集中建设区规模,在确保不影响整体的规划进度和质量的前提下,通过层层覆盖,使得该项工作更加有效地推进[3]。2.5坚持用途管制,保证自然资源合理利用不同的空间有不同的用途,所以在具体规划时,应当坚持管制机制,保证所有自然资源得到合理利用。例如,在规划城镇地区的空间时,可以按照混合用地的模式设定相应区域的兼容性,而在边界地区,可以预留空地,以应对后期的发展需求。针对农业和生态空间,则要对用途进行合理管制,明确可以使用和限制使用的标准,同时要注重修复和保护农田,若因建设需求要征用农业用地,还需考虑可行性、是否会对当地的生态环境造成破坏以及是否会造成资源浪费。对于生态空间,要实施分层管理,划定“开发禁区”,且明确要求禁区内不允许开展任何规划和开发活动,而禁区之外则需要按照生态保护的要求进行针对性开发,如森林、草地、沙地的开发要有科学的计划,且要能够物尽其用。当然,在实施用途管制时,要避免单一化,从更加多元的层面入手实施多维度管理,保证全面性、科学性,使得开发区内的自然资源得到最大化利用,同时不破坏原有的生态空间。这样一来,自然资源资产管理与国土空间规划工作才能够协调开展,也有利于促进我国经济的发展与进步,真正落实生态文明建设的战略目标[4]。3结束语在新时期的发展背景下,自然资源资产管理与国土空间规划工作之间仍然需要相关部门深入研究,树立全局意识、坚持科学发展观,以实事求是的原则化解矛盾,推动相关工作有序开展。与此同时,相关部门要在实践探索中准确把握自然资源资产管理与国土空间规划的内在联系,并分别针对二者构建合理的管理体系,确保后续的相关工作得到进一步落实,同时不断提升管理质量,为社会主义生态文明建设增添助益。[ID:013865]
四川建材杂志发表 2022年10期
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脚踏实地才能仰望星空
——辽宁省地理空间成果应用中心工作纪实作者/刘艳秀图/董欣时隔近五年后,神舟载人飞船神舟十二号于6月17日上午送三名航天员再度问天。据了解,此次神舟十二号飞船引入了北斗导航终端系统,导航计算、返回搜救落点报告等都采用了北斗系统定位数据。说起北斗导航系统,其实早在2000年,我们中国有了自行研制的全球卫星导航系统——北斗卫星导航系统,这也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统(简称北斗系统)是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设、独立运行的卫星导航系统,是为全球用户提供全天候、全天时、高精度导航、定位和授时服务的国家重要空间基础设施。而辽宁则早在2012年初就拉开了全省现代测绘基准体系建设的序幕,而要说起辽宁的北斗高精度位置服务,就要讲一讲我们今天故事的“主人公”——辽宁省地理空间成果应用中心。2018年以前,辽宁省地理空间成果应用中心叫辽宁省基础地理信息中心,2018年机构改革以后,与辽宁省测绘基础设施管理中心合并,改名为辽宁省地理空间成果应用中心。据辽宁省地理空间成果应用中心主任胡俊昌介绍,他们中心承担着地理信息公共服务平台(天地图?辽宁)建设与运行维护;编制更新全省行政区划及普通地图(集、册)提供技术支持和服务保障;承担省卫星导航定位基准站系统(CORS)运行与管理维护工作;承担全省地图审查技术服务工作;承担测绘基地基础设施运行维护等工作;国家应急测绘保障地理信息资源共享省区节点数据快速传输网络等工作。对于这个“主人公”的这些职能因为篇幅有限不能一一赘述,那今天我们就要讲讲北斗地基增强系统建设及系统日常维护工作,还有就是“天地图·辽宁”的建设工作,看看他们是如何脚踏实地的努力,才不止是仰望星空。48座省级卫星导航定位基准站升级全部完成!6月中旬,辽宁省地理空间成果应用中心完成48座省级卫星导航定位基准站北斗三号升级工作。从今年年初开始,辽宁省地理空间成果应用中心CORS管理组就已经开始了北斗三号的系统升级工作,虽然受疫情影响,但CORS管理小组的工作人员克服各种困难,在6月初完成了全省48座省级卫星导航定位基准站的升级工作。据该小组负责人罗力介绍,辽宁省北斗地基增强系统基于北斗二号系统建设,采用国产软硬件设备,向社会大众提供实时厘米级精密定位和分米级导航服务。为了全面兼容北斗三号系统,全省北斗地基增强系统也要通过更新软硬件的方式,实现对北斗三号卫星信号的接收与处理。从去年开始,辽宁省地理空间成果应用中心就开始在全国率先开展了卫星导航定位基准站北斗三号升级工作。此次升级是促进北斗产业化服务的重要尝试,将加快推进北斗卫星导航定位系统的应用创新。升级工作全部完成后,将实现空中卫星导航系统、地面软硬件系统全面国产化,打破国外系统在该领域的垄断地位。同时,城区定位的可用性也将得到较大改善,服务将更快捷、更精准、更稳定。2014年-2017年,辽宁省地理空间成果应用中心充分利用辽宁省卫星导航定位基准站系统(LNCORS)现有资源,采用增加北斗三频接收机、信号功分器,共用卫星天线等方法,合理的使用与调配资源,建成了58座基准站和1个数控中心组成的北斗导航系统,形成了覆盖全省域的辽宁省北斗地基增强网,实现支持BDS、GPS、GLONASS等多模卫星信号的接收、存储和处理与网络定位服务。其中,北斗地基增强系统全部采用我国自主知识产权的软硬件产品,由数据处理中心的对卫星数据进行解算并消除误差,通过移动网络(5G)向全省用户终端实时连续播发差分改正信息,提供各种精度级别的智能化位置服务。辽宁省卫星导航定位基准站系统为各行各业提供广泛服务据辽宁省地理空间成果应用中心相关负责人介绍,辽宁省北斗基准站平均站间距达到了60公里,系统全天候连续运行,实时定位精度稳定在3厘米至5厘米。目前,申请入网的用户单位500余家,日在线用户在200个左右,项目成果已应用于气象预报、自然资源调查、测绘、海洋、城市规划、水利工程等领域,为用户提供高精度空间定位服务。该系统也可准确地监测到电离层、对流层变化信息和地壳运动信息,为气象预报、地学研究等领域提供源数据支持。据了解,辽宁省卫星导航定位基准站系统已连续四年向辽宁省气象局推送基准站网GNSS观测数据,作为气象监测的基础信息资源,从而提高了我省气象精细化预报能力,这也是将测绘地理信息成果转化为社会化服务的重要体现。据罗力介绍,当卫星信号穿过大气层中的对流层时,会受到对流层折射影响,卫星信号要发生弯曲和延迟。在GNSS精密定位测量中,大气折射影响被当作误差进行消除,而在气象监测中,就是要利用GNSS数据计算出这部分大气折射量,准确预测未来数小时内的天气变化。在地基气象学中,利用GNSS/MET技术监测大气,计算得到大气折射量,可以探测大气水汽垂直分布情况,准确预测未来数小时内的天气变化,是现代气象监测的有效手段之一。与传统技术相比,GNSS大气探测具有覆盖均匀、运行维持成本低、数据时效性强、探测稳定等优点,对于提供区域天气预报水平具有重要意义。辽宁北斗基准站系统建成后,不仅填补全国基准站网在辽宁地区的空白,实现辽宁与邻省共享基准站空间参考基准的统一,为构建新一代辽宁省现代测绘基准体系及服务系统,为全省国土空间规划、自然资源管理、智能城市建设、生态环境保护、智能交通、精细农业、地震监测、气象预报、公共安全与应急保障等领域提供技术保障服务。在辽宁省地理空间成果应用中心,忙碌不只是CORS管理小组。据中心主任胡俊昌介绍,他们中心还承担了我省地理信息公共服务平台建设与运行维护工作。今天,他就要给记者讲讲他们的“镇馆之宝”——“天地图·辽宁”,我们都知道百度地图、高德地图,那么“天地图”又是怎么回事呢?什么是“天地图·辽宁”呢?《中华人民共和国测绘法》第四十条规定:县级以上人民政府测绘地理信息行政主管部门应当及时获取、处理、更新基础地理信息数据,通过地理信息公共服务平台向社会提供地理信息公共服务,实现地理信息数据开放共享。所谓“天地图”,其实就是测绘地理信息行政主管部门主导建设的网络化地理信息公共服务平台,一个中国区域内基础地理信息数据资源最丰富的互联网地理信息综合服务网站。平台集成了来自国家、省、市(县)各级测绘地理信息部门,以及相关政府部门、企事业单位、社会团体、公众的地理信息公共服务资源,向各类用户提供权威、标准、统一的在线地理信息综合服务。它是“数字中国”的重要组成部分。“天地图”的目的在于促进地理信息资源共享和高效利用,提高测绘地理信息公共服务能力和水平,改进测绘地理信息成果的服务方式,更好地满足国家信息化建设的需要,为社会公众的工作和生活提供方便。“天地图·辽宁”是国家地理信息公共服务平台(天地图)的省级节点,是“数字辽宁”的重要组成部分。其门户网站于2011年8月29日正式开通。“天地图·辽宁”依托互联网、电子政务网,以门户网站和服务接口两种形式向公众、企业、专业部门、政府部门提供24小时不间断“一站式”地理信息服务。目前,平台可对外提供的地理信息服务包括:全省多比例尺、多分辨率的数字线划电子地图、影像地图、三维地形等基本数据服务;全省行政区划与界线数据服务;全省地名地址查询服务;交通、水利、环保、旅游等十几个行业的专题数据服务;80多万条全省餐饮、购物、住宿、出行等15大类兴趣点信息查询服务;全省各城市公交换乘与全省驾车出行路径规划服务。普通用户访问网站,便可实现各种地理信息数据浏览,进行地名搜索定位,规划出行路线、量算距离,标注兴趣点。专业用户可以利用编程接口,调用平台提供的地理信息服务,嵌入到用户已有的地理信息系统中,或快速搭建一个新的GIS应用系统或网站,以平台的空间地理信息服务为支撑开展各类增值服务与应用。获评“五星级”,“天地图·辽宁”牛在哪?“天地图·辽宁”地理信息公共服务平台建设成效显著,近年更是完成了省级节点与国家主节点的“五统一”升级改造,整合融合基础测绘、地理国情监测、行业专题等数据,使平台数据资源更加丰富,功能更加完善,多次被自然资源部评为“五星级”省级节点。“十三五”期间,基于平台提供的地理信息在线服务,为各行业各委办厅局搭建业务系统近20个,有力推动了地理信息资源的开发与共享。天地图的在线服务模式有效缓解了地理信息资源开发利用中技术难度大、建设成本高、动态更新难等突出问题,降低了地理信息的使用门槛,减少了各业务信息系统建设的投入和运维成本。“天地图·辽宁”作为一公益性地图服务网站,那么“天地图·辽宁”与百度地图、高德地图这些商用地图相比有哪些优势呢?据该“天地图·辽宁”项目小组负责人李万辉介绍,“天地图·辽宁”因为有地理测绘行业强大的数据基础,所以它的优势显而易见,比如它采用的是标准的2000国家大地坐标系,方便叠加各行业专业数据,这个是其他商业地图无法达到的,同时“天地图·辽宁”数据信息覆盖范围更广,影像新,特别是对于农村的地理信息更加详实。另外,为保证数据信息的现势性,辽宁省地理空间成果应用中心每年都要对数据进行更新,包括线划、影像、地名地址、兴趣点、路径、行政区划等信息进行及时有效地更新,增强了数据现势性。升级!打造“辽宁人自己的智慧地图”“天地图·辽宁”正为“智慧辽宁”服务。其为辽宁城市规划、建设与管理提供权威、统一、便捷的地理信息空间基础设施,有利于政府部门避免重复建设,实现资源集成与共享。例如在省交通部门,辽宁省交通厅依托“天地图·辽宁”提供的基础地图服务,将全省的高速、国省道的各种信息准确定位显示在地图上,并加载全省路网监测信息,建成了全省公路路况出行系统,方便了公众规划出行,由于公路路况在地图上进行了实时可视化显示,公众就可以一目了然了解到哪段公路不通或限行,是什么原因造成的,什么时间可解除和怎样绕行。省高速公路运营管理公司依托“天地图·辽宁”提供的基础地图服务,建成辽宁高速指挥调度与应急处置系统,在该系统地图上能直观地查看不同的道路、路段、站区的运行状态、交通势态,标注突发事件,研判高速公路交通突发事件发生的可能性、可能发生的事件类型、可能影响的时间、空间范围等,实现“全面监测、主动应急、科学调度、综合展示、智能决策”,从而加强高速公路营运实时监管能力,提高安全事故和突发事件的应急处置和快速反应能力,保障辽宁省高速安全平稳运行及畅通、高效。省交通厅公路管理局还利用天地图提供的地理信息数据,建成数字化公路资产综合管理平台,为交通行业的设计、施工、养护、监测、后评估等管理环节提供数据支撑和决策依据。“天地图·辽宁”投入运行近十年时间里,系统不断升级,其应用范围不断扩大,其成果在我省交通、水利、公安、环境保护、应急等多个行业部门得到广泛应用。而辽宁省地理空间辽宁省地理空间成果应用中心并未就此满足,他们一直在努力为打造智慧辽宁挖掘“天地图·辽宁”的更大的潜力。随着大数据、智慧城市发展迅速,为进一步强化测绘地理信息为智慧城市的服务能力,辽宁正在“天地图·辽宁”的基础上全力推进“智慧辽宁时空大数据与云平台的建设”,力争提供更多的底图产品和地理信息服务,如地理实体、三维倾斜和地图可视化等,集成更多的公共地理空间数据,保障不同场景的应用,持续打造“辽宁人自己的地图”,为智慧辽宁各领域提供更广泛互联、更智能决策以及更灵活服务的地理信息支撑。既要仰望星空,又要脚踏实地,这是辽宁省地理空间成果应用中心一直秉承的初心,从原辽宁省基础地理信息中心到2018年机构改革以后,与辽宁省测绘基础设施管理中心合并,改名为辽宁省地理空间成果应用中心,从北斗地基增强系统建设到“天地图·辽宁”的广泛应用,一路走来,他们满怀着对星空的渴望,对科技的敬畏,对事业的执著与热爱,用铿锵有力的步伐,走出了属于他们自己的一条别具特色的测绘之路。记者手记:初心,就是在人生的起点所许下的梦想,是一生渴望抵达的目标。初心正如一个新生儿面对这个世界一样,永远充满好奇和求知欲,时刻保持一种探索的热情。初心给了人们一种积极进取的状态,给成长的路上带来阳光,初心是一种力量,一种凝聚的力量,它可以让人们朝着一个方向努力、向前!2018年机构改革,他们的名字变了,工作内容变了,职能也变了,但这支队伍的初心从未变。他们开始思考如何将测绘工作与各项业务工作有机融合、深度融合,积极领会新时期测绘地理信息工作的工作重心,明确新的工作内容,适应新的工作方式,让自身技术优势更好地为自然资源事业服务。从2月初接受“讲好辽宁测绘人故事”的采访任务,到如今最后一篇稿子完成,四个月的采访过程中,每个人都有自己的工作,每个人都在讲述着各自的故事,从外业到内业,从北斗三号到“天地图·辽宁”、回味起来,他们分工不同,工作内容不同,工作岗位不同,却至始至终,都是同一个故事,是我们辽宁测绘人的故事,讲述的是辽宁测绘人一路走来不变的初心。脚踏实地才能仰望星空。辽宁自然资源杂志发表 2021年6期
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开启北斗应用新时代
6月23日,随着长征三号乙运载火箭一声轰鸣,北斗三号最后一颗全球组网卫星顺利升空,迎来北斗高光时刻,北斗全球卫星导航系统星座部署完美收官。北斗系统是我国自主建设独立运行的卫星导航系统,旨在为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。北斗三号的全面建成,开启了北斗应用的新时代。北斗系统是我国迄今为止规模最大、覆盖范围最广、性能要求最高的复杂航天系统。经过几代北斗人的不懈努力,完成了从有源定位到无源定位,从服务中国到服务亚太、再到全球组网服务全球的发展历程。北斗系统现已广泛应用于交通运输、公共安全、农林渔业、水文监测、气象预报、通信时统、电力调度、救灾减灾等众多领域。同时,基于北斗的导航服务已融入电子商务、移动智能终端、位置服务等领域,广泛进入大众消费、共享经济和民生领域,深刻改变着人们的生产生活。本期中,《北斗系统在交通运输领域的应用与展望》系统介绍了北斗系统为交通运输各种业务提供安全保障和精准定位服务。《北斗在民用航空器领域的应用和发展》《北斗系统在智慧港口领域的应用》分别介绍了北斗在民用航空器和智慧港口中的应用情况。北斗除了为传统应用领域注入航天科技,还在各类新兴产业中绽放异彩。未来,北斗还将与5G通信、物联网、人工智能技术等领域深度融合,打造基于北斗高精度定位、高精准时间的各种智慧应用。《“北斗+”融合创新与“+北斗”时空应用》提出了北斗与其他新一代信息技术融合,与其他产业领域融合,迎来新时空服务时代;《北斗+5G开启智慧新时代》探讨了两者深度融合后产生的相互赋能,协同发展。北斗全球系统的全面建成,为提供更加优质、更加多样的服务提供了保障;2035年前我国还将建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合定位导航授时体系。卫星导航应用只受人们想象力的限制。中国北斗,服务全球,造福人类,这是我们共同的期望!
卫星应用杂志发表 2020年7期
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关于自然资源资产管理与国土空间规划的思考
【摘要】近年来,我国对自然资源的需求不断增加,自然资源资产管理工作也越来越受到重视。在构建上述规划体系的核心思路下,应当将自然资源纳入现阶段的空间规划管理,依照因地制宜的思路来管理并且分配各种珍贵的自然资源。通过运用空间规划的途径与方式,对于化解现阶段的空间规划冲突并且保护自然资源都能够体现为不可忽视的价值。因此有关部门就要更多关注于重构当前现存的空间规划体系,在拟定基本逻辑的同时给出可行性的空间规划设想。【关键词】自然资源;资产管理;国土空间规划1、自然资源的定义什么是自然资源?野生动植物,农作物与家畜,农产品,农用地,建筑物,建设用地,到底哪些要素是自然资源?自然资源是人可利用、具有价值的自然物质(天然生成物或者作用于其上的人类活动结果)的总称。对照定义,农用地是自然资源,有价值,是天然生成物;建设用地是自然资源,有价值,是天然生成物;建筑物不是自然资源,由人类加工制造(除去人类活动,不能天然生成)。2、国有自然资源资产管理中的问题2.1账面价值与市场价值不一致资产统计和财务管理中应充分保证实物量与价值量的高度统一,但是在管理实践中,国有自然资源的价值与市场价值并不相符。资产管理的范围不够清晰,能够计入国有资产的自然资源也不得而知,计入范围不够明确,因此在自然资源资产负债表中无法反映自然资源资产。当前的核算制度所规定的资产价值核算方式较多,统计口径不统一,标准也具有显著的多样性,无法准确地展现国有自然资源资产的市场价值,不能与经济发展的水平有机结合。2.2多资源类型核算表的整合、统一标准问题“先单项后综合”仅解决编制工作的一般性路径问题,真正的逻辑、技术、法理问题在综合环节才能显现出来。此外,关于负债表的制度周期、负债周期等问题也被提出。制度性周期包括土地管理制度周期、领导干部离任周期等,属于管理利用范畴,还应考虑资源性周期。2.3统计方式和数据不完善自然资源管理部门建立了相对完整的分类自然资源统计报表体系以及监测监管系统,但是管理部门主体具有较强的分散性,资源用途也具有较强的多样性,这也在一定程度上阻碍了资产流向和流量的监测,无法为科学决策提供强大的数据支持。3、完善国有自然资源资产管理的策略3.1增强评估的规范性现阶段,我国自然资源资产评估的标准尚未统一,评价的主观性较强,且国有资产收益也十分有限。出现这一问题主要是受到资产评估管理工作的影响,因此也能够采取有效措施不断完善国有自然资源资产的评估管理工作,进而有效保证各项制度的有效落实。另外,注意加强自然资源资产评估的科学性与合理性,完善评估机构监督管理工作,且高度重视违规机构的失信问题,若发现此类问题,应严肃惩治,避免评估管理中出现违规行为。3.2将自然资源负债表充分衔接到现有核算体系我国在逐步向SNA国际核算体系过渡,可基于现有的宏观统计及计量方式,致力于将自然资产有关资产、负债的核算数据有效对接到统计体系中。由GDP统计体系到试编的国家资产负债表,自然资源的资产、负债情况当应用于显化在实现经济增长过程中的资源及生态环境代价,并且这些生态破坏与环境污染会带来间接或直接的经济损失,通过一定的方法能够得出近似合理的估值。3.3城市设计者的国土空间规划使命我国的城市规划主流思想受前苏联计划经济时期的主动开发规划思想影响,认为必须先划定待开发土地资源,但是这种方式无法科学地预测市场未来的发展和变化,这也被人们称为反规划思想。我国的社会形态发生了较大的变化,因此我们一方面要关注经济增长,另一方面还应关注生态、文化和教育等诸多领域的发展。现阶段,我国城市规划需在思想和实践方面以空间规划转型为主要手段来满足上述社会需求。城市规划中,提高城市发展质量是关键。而城市规划工作不仅要挖掘全新的发展空间,而且还需积极解决建成区当中的生态、环境及交通方面的诸多问题。目前,诸多城市规划人员在城市规划中忽视了城市规划发展中的不足,且制定解决方案时也没有切中要害。未来的发展中,城市规划设计人员应当站在治理社会问题,完善城市发展水平的角度开展国土空间规划工作。3.4以功能用途作为分类依据,服务自然资源资产化管理自然资源资产化管理是生态文明建设的重要内容。构建的分类标准,以功能用途作为自然资源分类最主要的依据,对接自然资源的市场化运作模式,服务自然资源资产价值评估,为加快推进自然资源资产化管理创造条件。3.5始终坚持国土综合整治的原则,积极恢复和完善国土功能对于经济快速发展以及局部地区国土空间功能退化的问题,可采取多种有效的控制措施,积极开展综合整治,进而修复受损的生态环境及功能。国土综合整治主要以城市化地区、农村地区、重点生态功能区和矿产资源开发集中區为重点区域,城市化地区必须高度重视城市低效用地的开发以及人居环境的综合整治,且农村地区应将田、水、路、林、村的综合整治和高质量农田建设工程作为主要环节。3.6高度关注不同区域的个性化和差异化保护对于不同地区的国土空间开发特征,需充分结合自然生态的实际、具体的功能定位和空间开发导向来确定不同的资源环境保护主题以及保护等级,正确认识分类保护的重点内容。此外,坚持以点带面的保护原则,扩大保护的范围。一方面要正确认识国土空间价值体系,另一方面还需积极实现国土的全方位保护。然后以此为基础,国土开发利用保护的范围较广,每个区域都设有保护任务,且不同区域的保护任务不同,程度差异明显。结语:综上,自然资源资产管理与国土空间规划日益受到人们的关注,为了促进二者的协调发展,需在做好管理和规划工作的同时,采取有效措施平衡二者发展,以此为我国国土资源的合理开发和科学利用奠定坚实的基础。参考文献:[1]董祚继.统筹自然资源资产管理和自然生态监管体制改革[J].中国土地,2017(12).[2]范振林.新时代下国有自然资源资产管理概况[J].国土资源情报,2018(05).作者简介:章思嘉(1981年-),汉族,安徽省黄山市人,本科,中级房地产经济师,研究方向:自然资源资产管理与国土空间规划。
中国房地产业杂志·上旬刊发表 2020年4期
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共建时空云端 智享城市未来
——智慧柳州时空信息云平台试点建设小记●作者:潘正伟,通讯员李金亮 每年柳州市紫荆花盛开的时候,全国各地赏花的游客都会蜂拥而至。2021年4月,广州市的拍花客何如初第二次来到柳州市,他在手机上打开“龙城市民云”APP,便可以轻松地跟着紫荆花观赏指南,游园拍花,尽情尽兴。这是智慧柳州时空信息云平台建设的缩影。人们感觉到,柳州这座城市变得更聪明、更有智慧了。自然资源部智慧城市时空云平台建设试点启动以来,全国共有59个城市申请成为试点城市,广西柳州市位列其中。柳州市以试点建设为契机,打造地理空间全类型、全覆盖、全空间、全过程的数字底盘,建成了智慧柳州时空信息云平台。该平台可服务于国土空间规划、平安柳州、食品安全、智慧卫生、城市应急等多个领域。柳州市打造的智慧柳州时空信息云平台,形成了独具特色的技术体系、运行机制、标准规范和应用服务模式,有效促进了数据资源的共建共享,为推动广西数字城市向智慧城市升级转型提供经验,生动地诠释了城市高质量发展和自然资源需要的“双赢”。整合数据,28个部门签订共建共享协议智慧柳州时空信息云平台为其他信息在三维空间和时间交织构成的环境中提供了时空基础。它是广西目前唯一的时空信息云平台,也是柳州各行业空间信息资源交换共享与协同应用的数字底盘。2013年,柳州市人民政府发布的《柳州市政府部门应用地理信息管理暂行规定》明确,智慧柳州时空信息云平台中所有地理信息资源统一纳入政务整合一体化平台,基于平台提供的服务接口开展各行业应用系统的建设,已建或者新建的地理信息应用系统要充分利用云平台的数据资源,实现数据共建共享。围绕经济发展、政府服务、城市管理、生态文明、绿色发展等核心领域,柳州市不断更新和扩充地理空间框架,依托市政务云平台,统一管理、维护和共享柳州市的基础地理信息和专题地理信息。以时空大数据为基础,市县一体化建设模式带动了柳州市数字县域地理空间框架的建设。柳州市形成了各区县、各部门地理信息数据共享交换的“统一入口”和“统一出口”,政务业务数据实现了融合和空间化管理,为云平台建设过程中全市域全行业应用提供了地理信息支撑。柳州市融合、承载、补充城市大数据,赋能城市规划、建设、管理与服务全过程,共同推进空间信息资源整合共享。2008—2015年是智慧柳州时空信息云平台数字城市建设期,柳州市完成了框架国家试点验收。按照平台服务和数据共享机制,柳州市自然资源和规划局与柳州市发展和改革委员会、柳州市住房和城乡建设局、柳州市人力资源和社会保障局等28个部门签订了共建共享协议,累计支撑应用系统建设约60个,节省了约5亿元的建设成本。智慧柳州时空信息云平台整合了时序化的基础地形数据,形成多比例的矢量电子地图。云平台发布了2006—2020年柳州市多时相的高精度影像数据,通过历年的影像对比,可以从宏观层面上了解柳州市中心城区的建设发展方向,也可以从微观层面上了解单个工程项目的建设历程。城市三维数据包括建成区230平方千米的精细模型和547平方千米的倾斜摄影模型数据,实现了物理世界的孪生再造。同时,云平台还整合了精细地名地址160万条、全市域1.8万平方千米的三维地形数据,发布了行政区划、建筑物、道路、水系、绿地和区划等地理实体数据,基于实体汇聚人口、基础设施、公共服务设施以及社会经济等现状的数据,基于数字化的城市地理环境整合数据。云平台共汇集了28个部门1362个公共专题图层,形成了约870个资源服务模块,数据总量达20TB;接入水量监测、雨量监测、自然资源执法监察实时视频等物联网实时数据,利用手机和互联网实时位置服务等功能,实现数据智能感知分享;集成示范区室内模型和中心城区地下管线模型数据,构建了历史与现状、地上与地下、室内与室外、静态与动态、二维与三维一体化的全空间模型数据。智慧柳州时空信息云平台建成包括“1个门户、4个中心、2个数据管理系统和2个服务引擎”,提供包括数据汇聚、处理、建库、分析、发布、服务和应用一体化的平台,统一对外提供地理信息数据服务、地图服务、地址空间化服务和高精度位置服务,满足各行业智慧应用。积极推广,打造时空信息云平台新标杆随着新一代信息技术和测绘地理信息技术的发展,新型基础测绘技术已成为测绘产业发展的必然趋势。柳州市先后发布了《柳州市基础地理信息数据建库规范》《柳州市政务地理信息资源目录》《时空云平台应用程序接口规范》《智慧柳州时空信息云平台运行管理办法》等12项系列地方标准和技术规程,从建库到应用实现全流程覆盖。<<<云平台中集成的城市地图<<<通过云平台可以便捷地分析各项数据2019—2020年,柳州市自然资源和规划局结合自然资源机构改革,积极探索新型测绘技术应用,围绕“两服务、两支撑”,融合国土空间规划、不动产登记、自然资源调查、地政、矿政、土地开发整理等自然资源业务数据,整合了包含400万户籍人口、50万企业、40类城市公共服务设施、80类市政基础设施等信息在内的城市基础数据,形成了数据说话、数据决策、数据管理、数据创新的工作新格局,奠定了自然资源有效管理的基础。基于云平台,“天地图·柳州”对接了8个专题到“龙城市民云”APP,包括紫荆花观赏指南、柳州古八景、网红打卡点、教育学区查询、应急避难场所等。“龙城市民云”APP上的专题访问量总计超过40万次,用户数19万人,其中访问最多的是教育学区查询,累计访问量超24万次,用户数超10万人。智慧柳州时空信息云平台建设先后荣获2018年中国地理信息产业优秀工程金奖和2020年广西优质测绘地理信息工程金奖。具有柳州特色的云平台在业界树立了新标杆,起到了重要的示范作用,为广西智慧城市建设提供了经验借鉴。在2020年中国地理信息产业大会上,柳州市自然资源和规划局介绍的智慧柳州时空信息云平台得到了相关地理信息平台建设单位的认可。截至2021年4月,全国先后总共有17个省级或市级单位赴柳州考察智慧城市建设,柳州品牌影响力大大提升。随着5G、区块链、微服务、大数据、人工智能、卫星遥感等先进信息技术逐渐应用到各个领域,柳州市对智慧应用建设提出了更高的需求。现有平台虽然足以支撑智慧柳州各类应用的建设,但在互联网服务、应用服务接口等多个层面还有进一步提升的空间。主动服务,做好城市地理信息服务管家2021年4月,记者来到柳州市城市管理信息中心,切身体会云平台带来的巨大便利。在数字化城市管理系统展示屏上,记者看到巡查员上报了一起生活垃圾乱丢乱放案件,从报案到结案仅用了10分钟的时间。柳州市城市管理信息中心正是运用了智慧柳州时空信息云平台提供的地图服务,有效提升了城市管理问题的处理时效。城市治理是国家治理现代化的重要基点,从数字化到智能化再到智慧化,以智慧架构推动城市管理手段、管理模式、管理理念创新,是推动城市治理体系和治理能力现代化的必由之路。智慧柳州时空信息云平台是提升城市治理能力的重要手段,是广西基础测绘转型升级的重要任务。依托柳州市政务云平台及自然资源和规划局的运行环境,智慧柳州时空信息云平台已经构建了自然资源专网、政务外网、互联网3个网络的应用环境。云平台不但可以主动服务部门信息化建设,还支持用户单位直接在线访问,支持零费用云端快速搭建和空间数据在线管理,并通过系统云端定制和托管数据。智慧柳州时空信息云平台提供多样化的云服务模式,建立了地理信息服务超市。用户可根据自身的需求,自选“商品”并能快速应用于业务工作中,实现简易迅速的应用共享,初步构建柳州智慧应用生态圈。目前,云平台已向柳州市公安局、柳州市大数据发展局、柳州市应急管理局等20个应用系统提供标准服务接口,有效地减少了地理信息系统的投入成本。基于时空信息云平台的空间化能力,柳州市将非空间数据化的政务大数据空间化,将地理信息数据与政务数据进行融合,为政务服务提供更深层次的空间化服务。在服务城市治理方面,柳州市建立了市级数字化管理平台、区县级网格化管理平台和社区精细化管理系统,实现了市、区县、社区3级联动的城市管理和社会服务新模式。同时,云平台还为城市建设项目全流程管理提供地图服务支撑。云平台以地理对象为基础,将业务数据协同办理,把建设进度直观地反映给决策部门,节约会商时间。智慧柳州时空信息云平台还搭建了统一的城市物联网监测平台。监测平台可以获取城市智能感知的实时动态数据,利用大数据技术实现数据分布式存储和快速读取,将动态数据空间化,提供可视化表达,实时感知城市变化。在公众服务方面,“天地图·柳州”平台结合政务公开专题,可以提供教育学区查询、柳州大桥路况查询、15分钟生活圈等切合市民需求的个性化专题应用服务。在服务数字县域方面,柳州市采用市县一体化建设模式,建成5个县域平台,实现“1市5县”全覆盖,支撑县级应用。市民可以更好地触摸城市脉搏、感受城市温度、享受城市服务;城市管理者可以合理配置公共资源,做出科学决策,提高城市运行管理效能。柳州市自然资源和规划局综合所有数据资源,快速搭建“三维立体自然资源一张图”,开展双评估和双评价,为分析现状公共服务设施布局情况提供丰富的数据基础,辅助规划编制。工作人员可以根据定期的调查成果,结合三维实景数据,对比不同时期的三维实景模型,及时发现新建、超高的疑似违法建筑。这一功能可以为自然资源执法监察提供参考依据。下一步,柳州市自然资源和规划局将在智慧柳州时空信息云平台一、二期成果的基础上,根据自然资源部2019年1月修订的《智慧城市时空大数据平台建设技术大纲》和面向智慧柳州“融合、善政、惠民、兴业、宜居”的要求,采用IoT、时空大数据、微服务、云计算等技术,整合全市各委办局的数据资源,建立空间地理、人口、法人等城市空间基础数据库,根据业务开展融合治理,提升数据质量和数据鲜活度,提升云平台的可靠度,提高云平台的服务质量,为各行业智慧应用建设提供基础地理数据支撑,为公众提供更丰富有效的地理信息服务。同时,联合柳州市大数据发展局,做好推广和服务工作,扩大云平台的应用范围,提升云平台的价值,切实做到“能用、易用、好用”。“我们将以应用需求为牵引开展建设,在第三期项目中努力提高云平台的可靠性和灵活性,拓展应用服务的深度和广度。”柳州市自然资源和规划局副局长唐振琼说。南方自然资源杂志发表 2021年5期
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自然资源三维立体“一张图”建设思路探讨
作者:邓颂平,周俊杰,范延平,姚敏,李治君,赵越(自然资源部信息中心,北京100830)0背景2018年,自然资源部提出自然资源相关业务系统要由二维系统向三维系统转变。2019年,在“十四五”基础测绘规划编制工作启动时提出将“实景三维中国建设”纳入自然资源部“十四五”基础测绘重点工作。《自然资源部信息化建设总体方案》要求,全面增强自然资源三维动态监测与态势感知能力,提升地上、地下自然资源管理的一体化、精细化和智能化水平,形成地上地下、陆海相连、集成融合、可持续更新的自然资源三维立体“一张图”大数据体系。加快推进各类自然资源、国土空间各类要素的三维实景数据获取,开展物理空间实体对象的单体化和对象化的仿真建模,建立二三维一体化的自然资源和国土空间三维实景数据库,实现客观世界的大场景三维动态可视化管理,并努力实现动态实时实景可视化,提升自然资源治理能力和治理现代化[2]。2020年,《自然资源部网络安全与信息化工作要点》明确提出,构建自然资源三维立体“一张图”[3],通过国土空间基础信息平台对自然资源三维立体“一张图”数据进行统一管理与应用,实现自然资源管理与服务的精准化和高效化。1建设目标按照《自然资源部信息化建设总体方案》的整体部署,自然资源三维立体“一张图”建设遵循“一张网”“一张图”“一平台”和“三大应用体系”[2]原则。通过建立安全高效的自然资源“一张网”、全国统一“地上地下、陆海相连”的自然资源三维立体“一张图”、完善的分布式国土空间基础信息平台、不断满足新业务要求的“三大应用体系”等,形成自然资源三维立体“一张图”数据资源管理体系与应用服务支撑信息化机制,为建立国土空间规划体系、用途管制和生态修复、自然资源确权登记等新时代国土空间开发利用保护格局提供数据支撑和技术支撑,为国家各部门信息共享和业务协同提供支持,保障国家战略有效实施、促进国家治理体系和治理能力现代化。2总体框架自然资源三维立体“一张图”建设以统一的标准规范和安全运行体系为保障,以统一的自然资源信息化基础设施和数据为基础,遵循国土空间基础信息平台总体架构[1],通过国土空间基础信息平台进行管理并提供满足自然资源管理需求的国土空间规划、自然资源调查监测、耕地保护、生态修复、矿产资源管理、土地管理等多种三维应用。国土空间基础信息平台三维扩展框架如图1所示。图1国土空间基础信息平台三维扩展框架3主要建设内容3.1数据标准制定3.1.1三维数据生产建设指南依据自然资源信息化业务域的实际应用场景需求,提出三维数据生产建设指南规范,约定倾斜摄影、激光点云、精细模型、BIM等主流三维模型数据的一种或多种主要交换格式及主要生产技术指标。3.1.2通用三维数据交换格式标准除兼容主流的三维数据格式外,针对多源三维空间数据服务发布与共享,建立开放的三维空间数据交换格式,通过一种高效、易扩展、可协作的数据规范,满足用户在不同终端(移动、浏览器、桌面)三维数据传输和解析方面的需求。3.1.3三维数据汇交与更新技术规范在建立数据格式标准规范的基础上,保证数据的现势性,建立行业三维模型数据汇交与更新技术规范。3.1.4三维数据共享服务规范根据不同部门对三维数据服务的不同需求,从三维信息服务共享的范围、内容、权限、时效和更新频率等方面制定数据共享与安全等技术标准。3.2三维实景数据库建设(1)三维地形数据库。建立全国地形库,利用已有或收集的全国更高精度DEM、DSM地形数据,经过拼接融合、降噪等处理后,形成三维地形数据库,并将地形数据生成缓存文件后发布服务。三维地形数据库将作为自然资源“一张图”大场景三维实景展示的主要底板。(2)三维自然资源确权登记与不动产登记数据库。应用自然资源确权登记成果及不动产登记数据,构建自然资源与不动产登记一体化的三维实景数据库。(3)三维探明储量矿产资源数据库。利用钻孔、剖面图、水平投影图等地质勘查资料,构建三维矿体模型,形成三维探明储量矿产资源数据库。(4)三维地质环境数据库。收集和整理各类地质勘查资料,利用钻孔资料、地质图、地形图、剖面图等多元信息进行多源数据整合与三维建模,建立钻孔实体模型、三维地质结构模型、三维地质属性模型等。(5)三维海洋观(监)测数据库。整合通过海洋站、海洋雷达站、浮标、海底观测、标准海洋断面、海洋生态监测点、卫星海洋观(监)测、漂流浮标和海洋机动观(监)测等方式采集的数据,以海底地形数据为底板,建立海洋三维立体观(监)测数据库。(6)三维城市精细模型数据库。基于3DMax、MAYA等软件建立模型数据,通过制作建筑物框架,采用现场拍摄的纹理,并辅以光影的效果建立精细模型数据,可有效真实还原城市综合体的复杂构造。3.3二三维多源数据获取与融合针对现状、规划管控、管理、社会经济、倾斜摄影建模和BIM、3DMax建筑物模型、地质体等数据,开展二三维多源数据融合,形成自然资源三维立体“一张图”。对现状、规划管控、管理、社会经济数据统一空间参考,开展三维自然资源场景制作,生成缓存文件,发布二三维数据服务。对倾斜摄影建模数据进行单体化,对BIM、3DMax建筑物模型、地质体等数据进行格式转换,生成缓存文件,发布地图服务。二三维多源数据获取与融合流程如图2所示。图2二三维多源数据获取与融合流程3.4国土空间基础信息平台三维可视化与分析能力扩展国土空间基础信息平台三维扩展功能如图3所示,包括大场景多源异构数据二三维一体可视化、三维基础分析、三维专业分析、自然资源空间分析、查询与统计全面三维场景化、三维专题数据产品、二三维一体化数据存储与发布管理等。图3国土空间基础信息平台三维扩展功能3.4.1三维数据管理能力对倾斜摄影、激光点云、手工建模等各类三维模型数据提供统一的存储、更新与资源目录管理能力。支持模型的文件型、数据库型存储方式,支持数据服务和地图服务的发布与管理,支持模型缓存数据的管理。3.4.2三维可视化能力通过三维符号化技术,实现点、线、面要素在三维场景中的快速构建与可视化表达。应用三维可视化特效,真实再现国土空间分布。3.4.3三维基础应用服务能力提供坡度坡向分析、等高线分析、通视分析、可视域分析、日志分析、阴影率统计分析、天际线分析、剖面线分析、限高分析等功能,三维体间的交、差、并等三维空间分析服务,基于三维场景的合规性分析、项目选址分析等通用基础分析服务。3.4.4三维数据共享服务能力对三维数据服务、地图服务、应用服务等提供安全可靠的共享服务机制与技术实现路线,实现三维数据能力满足国家发展和改革委员会、生态环境部、住房和城乡建设部、交通运输部、水利部、农业农村部等部门信息共享需求,服务业务协同部门。3.4.5三维专题数据产品制作在提供三维基础数据服务的基础上,按照实际工作和各部门需求,开展特定专题三维产品定制与服务,将成熟的产品接入平台,通过平台为广大的用户提供服务。4建设模式自然资源三维立体“一张图”按照“各负其责、分布式管理”和“集成整合、共建共享”的原则进行建设,如图4所示。采用分布式构架,实现物理上分散、逻辑上集中。面向自然资源部,基于内网为项目审批、日常监管、分析决策、国土空间规划编制、“三区三线”划定等工作提供数据和技术支撑。面向其他相关部委,基于国家电子政务内网提供国土空间“底数”“底线”数据服务,同时提供专项规划、审批项目的套合比对分析等功能。面向社会组织和公众,对相关数据进行加工处理,提供基于互联网的数据服务。图4自然资源三维立体“一张图”建设模式5主要进展5.1标准体系建设《国土空间基础信息平台建设规范》《自然资源三维立体“一张图”数据标准》《基于国土空间基础信息平台开展城市信息模型集成和应用指南》等相关标准规范建设正在开展,部分标准已形成征求意见稿。5.2数据资源体系建设整个自然资源三维立体空间被划分为地下资源层、地表基质层、基底层、地表覆盖层、规划管控层、管理层、社会经济层。(1)地下资源层包括矿产资源调查、地下空间利用调查、陆地地质调查、海洋地质调查、地质灾害调查数据。(2)地表基质层包括岩石、砾石、沙和土壤等调查数据,海底基质调查数据。(3)基底层包括多时相遥感影像数据、陆地三维模型、海底地形三维模型、城市三维数据、陆地地形地貌等基础地理、海洋基础地理数据。(4)地表覆盖层包括重点区域、地下水、海洋资源、生态状况等监测、应急数据,森林、草原、水、湿地、海域海岛等专项调查数据,第三次全国国土调查及变更调查、地理国情普查和监测数据。(5)规划管控层包括生态保护红线、永久基本农田控制线、城镇开发边界等重要控制线,“五级三类”国土空间规划数据。(6)管理层包括地政、矿政、海政、测政等日常审批和监督业务数据,自然资源确权和不动产登记、自然资源资产数据。(7)社会经济层包括互联网信息数据,社会、经济、人口数据。5.3三维数据库建设5.3.1三维矿产资源储量数据库为推动全国矿产资源储量的三维管理水平,2020年9月2日,自然资源部印发《矿产资源国情调查技术要求》,要求大中型矿区建立矿产资源储量估算空间范围立体图,立体图由矿体(含油气层)、地层、构造、钻孔等内容组成,有条件的矿区可开展地质建模,无条件的矿区可开展矿体建模。5.3.2三维时空数据库自然资源三维立体时空数据库是自然资源三维立体“一张图”的重要内容,是国土空间基础信息平台的数据支撑,由1个主库、9个分库组成,涉及土地、矿产、森林、草原、湿地、水、海域海岛7类自然资源[4]。5.3.3三维海洋观(监)测数据库海洋生态预警监测是自然资源调查监测体系的重要组成部分,是自然资源管理的基础支撑和管理手段。各类监测数据成果逐级汇交、集成至海洋生态预警监测信息化平台,实现海洋生态信息的集中管理与共享服务,支撑监管督察、资源环境承载力监测预警、城市体检评估等工作。相关成果纳入自然资源三维立体“一张图”[5]。5.3.4三维全国森林资源调查监测数据库全国森林资源调查监测是一项重大的基础性自然资源调查工作,其目的是掌握全国森林资源分布、种类、数量、质量、结构和生态状况以及变化情况。各级成果经逐级检查验收后纳入全国森林资源调查监测数据库,由国家统一汇总,并纳入自然资源三维立体时空数据库[6]。5.4国土空间基础信息平台三维数据接入和调用技术要求在国土空间基础信息平台数据接入和调用技术要求基础上,对接入或汇集到国土空间基础信息平台三维数据的数学基础、数据格式或服务类型,以及调用国土空间基础信息平台三维数据的数学基础、服务类型、服务地址等内容给出明确要求,如表1所示。表1国土空间基础信息平台部分三维数据服务格式5.5国土空间基础信息平台三维功能扩充基本实现国土空间基础信息平台的坡度坡向分析、等高线分析、通视分析、可视域分析、日志分析、阴影率统计分析、天际线分析、剖面线分析、限高分析等三维基础分析功能已基本实现。6应用展望在技术方面,三维GIS技术经过近10年的发展,逐步解决了空间全要素数据表达模型、多源数据融合、三维数据标准体系建设、真三维模型分析运算及大数据量的模型管理等方面的问题。在三维数据生产成本方面,单位面积的生产成本逐年降低,数据生产的软件厂商越来越多,技术手段也越来越丰富。在应用效果方面,基本解决了三维GIS从“好看”到“好用”的问题,为三维GIS面向实际业务应用场景提供了技术支撑。(1)在矿产资源管理方面,通过DEM、DOM建立地表三维模型;利用钻孔、剖面图、水平投影图等地质勘查资料构建三维矿体模型;采用激光点云结合虚拟全景技术,对地下巷道空间建立地下采掘空间模型;实现三维空间可视化,达到矿产资源储量自动计算、扣减核销等应用效果。(2)在三维地质环境与防灾减灾方面,利用钻孔资料、地质图、地形图、剖面图、地质环境监测等多元信息进行多源数据整合三维建模,通过地质灾害发生前后的三维地形对比分析、力学仿真分析等功能,实现三维地质灾害管理、分析与监测。(3)在国土空间规划编制实施与监测评估方面,以基础地形与影像数据为基底,整合已有的城市精细模型或倾斜摄影数据,整合各类现状、规划、管理等数据资源底板,搭建国土空间规划三维辅助编制平台,利用实景三维场景,完整、真实地还原国土空间分布,为“三线”划定、空间规划分区划定、城市设计等提供更直观的辅助设计依据。扩充国土空间规划“一张图”实施监督信息系统中的规划实施阶段项目辅助选址、项目合规性审查、规划冲突检查的三维场景应用。(4)在海洋管理三维应用方面,集成地形数据,港口、导航物、航行物数据,海洋测量点数据,二维电子海图数据,洋流、潮汐、大气等各种动态场信息,实现三维场景下的动态监管,对规模动态标量场、向量场及复杂属性信息数据进行高质量的实时可视分析。
自然资源信息化杂志发表 2022年2期
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自然资源信息化标准体系框架研究
作者:耿雯,高仁胜,李慧,王贵和,胡玥,刘天羽,任卉,刘志刚(自然资源部信息中心,北京100830)0引言2018年3月,自然资源部成立,履行统一行使全民所有自然资源资产所有者职责、统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复职责(简称“两统一”职责),建立了山、水、林、田、湖、草等全民所有自然资源资产统一管理的工作新格局。自然资源信息化建设顺应管理职能转变,已进入快速发展轨道。《自然资源部信息化建设总体方案》(以下简称《方案》)明确指出,建设自然资源“一张网”“一张图”“一个平台”,并以此为基础构建自然资源调查监测评价、自然资源监管决策、“互联网+自然资源政务服务”三大应用体系[2-3]。为更加规范、高效实现信息化建设目标,《方案》对信息化标准管理提出了明确要求,遵循标准先行的原则,将自然资源信息化标准规范体系建设和应用贯穿数据采集、数据建库、应用系统开发、数据共享和数据服务等自然资源信息化建设的全过程[1]。然而,原土地、地质、矿产、海洋、测绘地理信息等领域信息化标准体系缺少有机衔接,不同专业的信息化标准不协调、不一致,制约了自然资源信息化建设步伐。面对新形势与新需求,自然资源相关部门亟需在原有分散的标准体系基础上,围绕自然资源管理改革、标准化改革及信息化建设要求,构建自然资源领域全覆盖框架下的自然资源信息化标准体系。在自然资源信息化建设中,标准化发挥着基础性、引导性作用[4]。自然资源信息化标准体系是标准制定、修订的基本依据,按照“统一底图、统一标准、统一规划、统一平台”的要求,将为推动全系统信息化领域的跨部门协同、业务衔接和资源共享,消除信息孤岛,推进自然资源管理决策和社会化服务综合应用,实现自然资源信息资源高效整合和共享服务提供重要的技术支撑。1建设目标自然资源信息化标准体系建设以服务自然资源部“两统一”职责为中心,围绕自然资源信息化发展的新形势与新要求,遵循自然资源信息化建设原则,充分吸收国内外先进经验,在现有的国家标准和行业标准基础上,参考国际同类先进标准,与试点示范相结合[5],开展自然资源信息化标准化顶层设计,加快构建自然资源信息化标准体系,助推自然资源信息化标准管理高质量发展。紧密围绕党中央、国务院对标准化改革和自然资源管理工作提出的新要求[6],坚持“贯穿于数据采集建库、平台建设与接口开发、数据共享服务等自然资源信息化建设始终”的目标,在现有标准、规程、规范基础上,提出信息获取、处理、存储、交换、共享、管理、应用等方面的关键技术标准需求,推动制定支撑自然资源业务全覆盖、贯穿管理全流程、监管全方位的统一信息化系列标准,形成“数据标准一致、保障网络互联、业务应用协同、跨行业共享通用”的自然资源信息化标准体系。建立自然资源信息化标准管理机制,满足自然资源所有者权益管理、调查监测评价、统一确权登记、合理开发利用,国土空间用途管制、规划实施和生态修复等领域信息化工作的实际需要,为全面实现自然资源管理工作的一体化、精细化、智能化提供重要的技术标准支撑。2建设原则2.1统一性原则遵循与自然资源信息化建设相适应、相融合的统一标准体系框架的指导思想,将以往分散在土地、地质、矿产、海洋、测绘地理信息等领域的信息化标准共性内容作为统一的标准化对象,构建自然资源信息化标准体系。这不仅要求所有标准在适用范围内的约束内容和效力高度一致,而且要求标准体系内部的结构完整、层次严密、体例一致,形成一个完善统一的有机整体。2.2系统性原则自然资源信息化标准体系框架,既要体现自然资源信息化建设中的数据采集、数据建库、应用系统开发、数据共享和应用服务等工作程序之间的关联和界限,又要体现每个信息化工作环节所对应的调查、评价、规划、监测、确权登记、开发利用、用途管制、保护与修复等自然资源管理业务内容。同时,框架内的各类标准应体现相互依赖、衔接的配套关系,形成一个严密、科学的标准体系[7]。2.3先进性原则自然资源信息化标准体系框架按照“自上而下”的层级划分方法,采用层次结构表达行业、专业、门类、细分门类与具体标准各层级之间的关系,上下层表示共性标准与个性标准之间的继承关系或整体与部分之间的聚合关系[7]。首先,明确指导标准;然后,在指导标准下划分下一层级的门类标准;最后,在门类标准层级下再设置细分门类标准层。在框架中,各层形成不断细化的独立封闭系统,每个门类标准内部构成严密的系统,相邻门类标准之间互不影响。2.4可扩展性原则自然资源信息化标准体系既考虑现阶段土地、地质、矿产、海洋、测绘地理信息等领域信息化标准基础,同时兼顾自然资源所有者权益管理、调查监测评价、统一确权登记、合理开发利用、国土空间用途管制、规划实施和生态修复、耕地保护、地质矿产管理与防灾减灾、海洋管理、测绘地理信息管理、执法监督、综合管理等业务领域对信息化标准的需求,也要对未来的发展趋势有所预见。充分体现自然资源信息化领域的发展方向,充分考虑标准体系的可扩展性,使标准体系随着自然资源领域业务的发展及信息技术的更新不断扩展和完善。3总体框架3.1范围界定自然资源信息化标准体系是行业内标准按其内在联系形成的科学有机整体,按照行业、专业或门类等标准化活动性质的同一性原则,确定标准体系的范围和边界。自然资源信息化标准体系整合土地、地质、矿产、海洋、测绘地理信息等领域现有的信息化标准,包括全行业数据生产与管理、网络基础设施、系统开发、应用服务、信息安全保密等各项标准,按照标准层次、标准领域和标准类别,分析标准之间的逻辑关系,界定标准范围,形成贯穿自然资源管理决策和社会化服务信息化建设全过程、统一的标准体系,为支撑自然资源管理网络互联、数据互通、系统协同奠定基础[8]。3.2层级划分按照《标准体系构建原则和要求》(GB/T13016—2018),标准体系结构应具有恰当的层次,且层次不宜太多[9]。标准体系内各标准应按照一定的结构进行逻辑组合,按照适用范围安排在恰当的层次。结合自然资源信息化全流程和主要领域工作内容,按照自然资源信息化标准体系建设目标,对标准体系进行分析,确定标准体系的结构关系,构建形成自然资源信息化指导标准、门类标准、细分门类标准、具体标准四级层次结构[10]。3.3体系框架自然资源信息化标准体系框架由指导标准和自然资源网络与信息安全、自然资源数据体系建设、国土空间基础信息平台、自然资源业务信息化体系建设、共享与服务5个门类标准组成,标准体系框架如图1所示。图1自然资源信息化标准体系框架3.3.1指导标准指导标准包括术语标准、参考模型标准、专用标准指南和质量控制标准。其中,术语标准用于统一自然资源信息化相关概念,为其他标准的制定提供支撑;参考模型标准用于阐述标准化的总体需求,标准的组成、结构、相互关系及制定与应用的基本原则;专用标准指南是专用标准制定应遵循的规则与方法,规定专用标准的目的和内容以及与基础标准的关系等;质量控制标准用于指导自然资源信息化建设活动过程中的质量监督、质量控制与验收等。3.3.2门类标准(1)自然资源网络与信息安全门类标准。细分门类标准主要包括基础环境建设与管理、网络资源建设与管理、机房运行与管理、安全保密等标准。具体标准主要包括土地、地质、矿产、海洋、测绘地理信息等领域多节点的网络、基础设施、云平台等设计、建设与运行标准,计算资源、存储资源、服务支撑等集约利用管理规定,以及基础设施安全保障、信息安全防护、应用系统建设与运行安全管理等标准。(2)自然资源数据体系建设门类标准。细分门类标准主要包括元数据、数据分类与编码、数据资源目录、数据库建设、数据汇交、数据集成以及数据生产和数据管理等标准。其中,元数据标准用于指导自然资源元数据集的建立,为数据集编目提供基础依据[11];数据分类与编码标准用于规定自然资源信息的总体分类体系框架及其编码方案,便于数据交换的信息识别与分析;数据资源目录标准用于统一建立覆盖自然资源全行业的总体数据资源目录编制体系,为数据资源组织、共享交换、开发利用提供基础依据。具体标准主要包括数据分类与命名规则,数据库设计与建设规范,数据质量检查与评价规程,数据储存介质要求,数据更新与维护规范,数据汇交、数据集成、数据交换、数据安全与保密等相关标准,自然资源各类观测、监测、调查数据生产标准,以及自然资源规划管控和管理的数据内容管理与开发利用等标准。(3)国土空间基础信息平台门类标准。细分门类标准主要包括平台分布式开发、部署与集成,平台可视化与图示图例,平台接入、交互与接口,平台应用与服务,平台分布式运行与维护等标准。具体标准主要包括国土空间基础信息平台建设、国土空间基础信息平台目录编制、国土空间基础信息平台数据分类与编码、国土空间基础信息平台大数据资源池入池、国土空间基础信息平台数据管理、国土空间基础信息平台信息交互与接口、国土空间基础信息平台分布式运行与维护、国土空间基础信息平台电子地图数据规范、国土空间基础信息平台电子地图配图等标准。(4)自然资源业务信息化体系建设门类标准。细分门类标准主要包括业务信息模型、业务应用模型与算法、业务应用系统设计开发与建设、应用系统支撑与管理,以及自然资源调查监测评价、自然资源监管决策、自然资源政务服务3类业务应用信息化等标准。具体标准主要包括国土空间规划与用途管制、国土空间生态修复、耕地保护、地质矿产管理与防灾减灾、海洋管理、测绘地理信息管理、执法监督、综合管理等领域各种业务应用系统开发等标准。(5)共享与服务门类标准。细分门类标准主要包括数据产品制作、发布与服务,数据共享与开发,数据增值服务,信息交换与接口,应用系统产品发布与服务,应用系统评价与反馈等标准。具体标准包括基础地理信息、综合行政办公信息、“互联网+自然资源和不动产登记”、自然资源大数据产品等数据共享开放与应用系统产品服务,以及电子证照、电子凭证、数字档案等标准。4对策与建议4.1构建自然资源信息化标准体系表自然资源信息化标准体系表是在标准体系策划、建立、实施、评价和改进中发挥重要作用的一种标准体系模型,包括现有、应有和预计制定标准的蓝图,是标准体系构建的首要工作[9]。自然资源信息化标准体系表应考虑收录三个方面的标准:①自然资源领域现行有效的信息化标准,包括土地、地质、矿产、海洋、测绘地理信息等领域信息化国家标准和行业标准;②支撑自然资源部“两统一”职责的信息技术应用规范;③自然资源信息化建设重点领域且五年内启动制修订任务的标准。4.2推进重要标准制修订以“统一底图、统一标准、统一规划、统一平台”推进自然资源信息化标准统一管理,加快重点领域信息化标准制修订。①统一国土调查监测、国土空间规划编制、“三条红线”划定等数据资源标准,如数据资源目录、分类与编码、数据模型等通用标准。②统一自然资源评价数据管理标准,如支撑分等定级、适应性、集约度、潜力和承载力等工作的数据汇交、验收与质量控制等通用标准。③统一自然资源监测监管主体业务的基础平台与接口标准,如国土空间规划“一张图”实施监督信息系统技术规范、国土空间基础信息平台建设规范等。4.3健全标准体系管理机制推进完善自然资源信息化标准管理体制,充分发挥自然资源信息化标准分技术委员会的作用,在全国地理信息标准化技术委员会的指导下,开展信息化标准建设、规划、管理等各项工作。运用行业准入、认证认可、行政执法、监督检查等手段[6],贯穿标准的立项、审查、实施、复审和修订全过程,对标准实施进行监督管理;开通标准实施效果反馈渠道,发挥标准实施社会化监督作用。此外,组织好标准培训、宣传贯彻、实施情况评估以及国际化研究等各项工作,全面系统推进标准化管理。4.4加强标准人才队伍建设自然资源信息化标准化是一项系统工程,需要培养一批既具备自然资源专业技术能力,又熟悉标准化知识的复合型人才,建立一支精业务、高素质的自然资源信息化标准人才队伍[12]。构建培训体系、健全激励机制,鼓励科研人员重视和参与标准化工作,提升标准化能力[13]。探索将标准制修订与实施纳入单位年度绩效考核指标体系,强化标准意识和责任观念,促进标准管理与业务建设的融合发展。5结语当前和今后一个时期,加快推动建设高质量发展的标准体系是标准化工作的重中之重[13]。通过开展自然资源信息化标准化顶层设计、标准体系建设、体系框架构建,推动实施一批指导和规范自然资源信息化管理的国家和行业标准,发挥标准先行、标准引领的作用,为自然资源信息化“一张底版、一套数据和一个平台”建设提供重要的技术支撑,有效助推生态文明制度体系建设,促进自然资源高效利用,全面提升自然资源社会化服务水平。
自然资源信息化杂志发表 2022年1期
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北斗版智慧城市任重道远
核心提示:得益于国家智慧城市规划建设,北斗产业将在智慧交通、物流等领域迎来大规模应用。但由于一些主客观因素,北斗融入智慧城市可谓任重道远。《支点》记者倪伟杰每到上下班高峰期,城市就变成了“堵城”,着实让急着上下班的市民变得无比心焦。作为美好生活的向往,城市不仅没有使生活变得更美好,反而让生活变得更焦虑。市民们纷纷幻想着这样的智慧城市:在准备外出前,用手机登录“智能交通云”平台,可实时查询公交车到站信息、出租车位置信息、所在位置附近的车位信息以及实时路况等综合交通信息,从而提前规划出行方式和出行路线,跟“堵城”说再见。这些幻想正在逐步变为现实。得益于卫星导航系统融入通信网络中,天上的卫星、地面的接收站、车辆上的终端设备以及市民们手中的智能手机之间形成信息交互。智慧城市的应用前景,为中国自主研发的北斗卫星导航系统带来了发展机遇。北斗卫星导航系统总工程师孙家栋院士对北斗充满希望:“北斗系统不仅要在天上发挥作用,地面也要开发出更多应用,造福于民。”起步晚,用户少与美国GPS相比,中国的北斗卫星导航系统起步较晚。上世纪90年代,中国开始自主研发北斗卫星,彼时,美国已完成GPS建设,可面向全球提供定位导航服务。2000年,两颗北斗试验卫星发射升空。2003年又发射一颗试验卫星。这些试验卫星与地面基站一起,组成了“北斗一代”导航系统,初步提供区域性的卫星导航和定位服务。2004年,中国开始布局具有全球导航和定位能力的“北斗二代”导航系统。2007年,在发射了一颗试验卫星以后,第一颗北斗导航卫星正式升空。随后几年,又有15颗北斗导航卫星陆续发射升空。到2012年,共有16颗北斗导航卫星为整个亚太地区提供定位、导航、授时和短报文通讯服务。预计到2020年,“北斗二代”导航系统将基本建设完毕,届时将有5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星在轨,服务将覆盖全球。“北斗卫星导航系统的建设不是一蹴而就的。研制和发射这35颗卫星需要时间,发射以后,保障卫星与卫星之间、卫星与地面之间的联系的基础设施需要建设。各种地面基础设施和地面安全设施也要配套建设,这都需要时间和资金。”武汉光谷北斗地球空间信息产业股份有限公司(以下简称“光谷北斗”)副董事长何炎祥对《支点》记者说。2013年,北斗卫星导航系统向民用开放,大众可通过各种北斗终端产品享受北斗卫星导航系统服务。但事实上,当前北斗终端产品并没有普及,民用市场上北斗用户稀少。“由于北斗起步较晚,目前整个体系只建了一半。基础设施的不完善导致北斗应用开发较少,终端产品和服务也很少,市场占有率相对较低。”何炎祥解释道。不过何炎祥注意到未来北斗产业会在智慧城市建设中得到长足发展,“随着北斗基础设施不断建设完善,北斗智慧城市应用不断增多,未来10-15年,北斗产业在国内外都会大规模发展,市场占有率将会显著提高。”何炎祥对北斗的未来充满信心。智慧城市建设带来商机目前全球卫星导航产业呈现出新的趋势,即“从单一GPS应用向多系统兼容应用转变;从以导航应用为主向导航与移动通信、互联网等融合应用转变;从终端应用为主向产品与服务并重转变”,《国家卫星导航产业中长期发展规划》(以下简称《规划》)明确指出了这一趋势。研判这一趋势,《支点》记者发现,北斗导航系统将在城市交通运输、通信、电力、金融、气象、水文监测方面都能得到广泛应用。而这些应用恰是建设“智慧城市”的重要内容。随着我国城镇化的进一步推进,大量人口涌入城市,城市资源和生态环境压力日益增加,政府公共管理与人民大众需求之间的矛盾也会越来越突出。如何有效管理城市在很大程度上考验着政府的管理智慧。在此大环境下,智慧城市概念应运而生。智慧城市是信息时代的城市发展新形态。智慧,最明显的特征是信息交互,而时空信息又是其中最重要的信息。人们日常生活当中有80%-90%的各类信息都与位置和时间有关,而北斗卫星导航系统的定位导航和授时服务恰恰能提供这类信息,所以北斗系统天然地与智慧城市建设相契合,智慧城市也更加充分地体现出位置服务的作用和价值。比如智慧养老服务。基于北斗导航系统的物联网可动态跟踪老人的位置信息,再借助科技手段,在老人与服务中心、医院、急救等社会资源形成联动,提供个性化服务,使老人获得实时的关怀和帮助体验。对北斗卫星导航系统在城市交通、物流、无人驾驶等领域内的应用前景,武汉智慧城市研究院副院长汪凡充满期待,车联网就使用了北斗系统的导航和定位功能。目前武汉智慧城市研究院正在从事车联网研发,车联网是智能交通的重要组成部分。“所谓车联网,是人、车和路之间互联互通的物联网。”汪凡对《支点》记者说,“信息技术构建起一个‘智慧大脑’,即交通指挥中心,对人、车、路之间的信息进行接受和运算处理,从而为人提供行车建议。”如果没有信息的交互和处理,就不会有智能交通。随着北斗向民用市场开放,越来越多的汽车装备了北斗导航仪,比如东风日产启辰北斗导航版已正式上市。北斗导航还有一项独门绝技,这项绝技是GPS、伽利略和格洛纳斯都不具备的。“那就是北斗所特有的短报文通信功能。”何炎祥介绍说,“一般来讲,其他卫星导航系统只是告诉时间和地理信息,而北斗卫星导航系统除了让你知道自己在什么时间、什么地方之外,还可以将你的位置信息发送出去,使你想告知的其他人获知你的情况。”在全部通信网络都遭破坏的情况下,北斗用户可以发送140个字符以内的短消息给外界。北斗的这一功能在救灾减灾方面有着巨大的作用,曾在汶川地震和鲁甸地震中立下过汗马功劳。打造“国际化样板间”受益于智慧城市建设,当前正是北斗大规模发展的好时代。国家通过出台一系列政策对北斗卫星导航系统在智慧城市建设中的应用进行大力扶持。2014年8月,国家发改委、工信部等八部委联合印发了《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》,指出“建设交通诱导、出行信息服务、公共交通、综合客运枢纽、综合运行协调指挥等智能系统,推进北斗导航卫星地基增强系统建设,发展差异化交通信息增值服务。”这其实意在推进北斗导航在智慧交通中的应用。《规划》对北斗卫星导航系统在扩大大众应用也有较高期望:“重点推动卫星导航功能成为车载导航和智能手机终端的标准配置,促进其在社会服务、旅游出行、弱势群体关爱、智慧城市等方面的多元化应用,推动大众应用规模化发展。”随着国家政策的持续支持,社会对北斗融入智慧城市的理解加深,许多城市都在争相建设基于北斗卫星导航系统的智慧城市,湖北省黄石市就是其中之一。2014年1月,黄石市与光谷北斗合作建设“中国-东盟北斗示范城”和“北斗科技城”。此前,黄石被列为全国资源枯竭城市(产业)转型试点城市。黄石此举意在借发展北斗产业的契机实现华丽转身。何炎祥介绍,光谷北斗在“中国-东盟北斗示范城”项目上规划了“1+4”战略。所谓的“1”是指北斗地面基础设施建设,主要是地基增强站;所谓的“4”则指智慧农业、智慧医疗、智慧交通、智慧矿山等四大应用。黄石矿山众多,以前需要24小时不间断人力巡查,即便如此,可能依然会发生事故,而北斗卫星则能测量任何微小的变化,比如滑坡、震动所导致的裂缝。基于北斗导航的智慧矿山系统会全天候地监测矿山地质环境,可对老矿区尾矿资源、坍塌风险、岩层位移等进行适时监控、预警。“我们的理想是把黄石打造成北斗应用国际化的‘样板间’,推进黄石产业转型和城市全方位转型。”何炎祥说。光谷北斗不仅在国内助推北斗智慧城市建设,更将北斗领出了国门。2013年,中泰双方签署了《泰国地球空间灾害监测、评估与预测系统合作协议书》等地球空间产业相关合作协议,建设总投资超过100亿元。“最终我们要把北斗导航的基础设施、产品、应用与服务都落地泰国,为泰国在交通、农业、防灾减灾等方面提供北斗服务。”何炎祥说。规模化应用任重道远尽管北斗的前景光明,但其融入智慧城市可谓任重道远。智慧城市建设中,基于个人位置信息的服务,需要北斗系统提供高精度的导航定位服务,而高精度的定位导航服务需要北斗地面增强系统的建设。然而,直到2013年3月22日,中国北斗导航地面增强系统首个示范项目才在湖北通过验收。根据之前确定的基本方案,在全国范围内将建150座地面增强站,这需要很长一段时间。另一方面,作为接收卫星数据和处理数据的“大脑”,在终端设备中处于核心地位的芯片则是北斗的一大痛点。湖北省北斗产业技术创新战略联盟秘书长邹鋆弢介绍,现在我国生产的北斗芯片个头大、成本高。而高通等国外一些芯片制造商,可以把北斗功能模块加入到其生产的芯片当中,成本几乎为零,而它生产的芯片遍及各种手机终端。“如果没有政府的资金扶持,在与国外芯片制造商的竞争中,我们自己的北斗芯片在市场中生存很艰难。”邹鋆弢坦言。北斗还面临着GPS这一强劲对手的阻击。目前GPS产业链已很成熟,从卫星运营到终端设备制造再到应用服务,无一不处于较高水平。国内基于地理位置信息服务的市场90%以上是由GPS垄断的。打开手机定位功能,通过百度地图等APP搜寻自己所处位置附近的酒店、银行、电影院,在大众点评上评价美食,在微信上搜索朋友,这些基于GPS的位置服务已经深入到我们的日常生活中。在GPS面前,北斗就是一个后来者,能否后来居上,要看其能否实现大规模应用。智慧城市建设无疑是北斗产业规模化发展的良好契机,但北斗产业的发展也不能完全指望智慧城市建设。就像汪凡所说,武汉智慧城市研究院只是将北斗卫星导航系统作为智慧城市解决方案的技术手段之一,而不是全部。“北斗只是智慧城市系统当中一种数据采集形式。如果北斗成本很高,精度又不高,那我们就会用其他技术手段。”汪凡如是说。(支点杂志2015年2月刊)
支点杂志发表 2015年2期
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基于IRS辅助的北斗+5G融合定位
尚立,李毅超,蔡硕,李保罡基于IRS辅助的北斗+5G融合定位尚立1,李毅超1,蔡硕1,李保罡2(1.国网河北省电力有限公司信息通信分公司,河北石家庄050000;2.华北电力大学电子与通信工程系,河北保定071000)在变电站、发电厂等电力场景中,保障输配电线路及其设备安全尤为重要。为方便调度指挥更好地应对电力突发事件,需要知道终端的精准位置信息,从而获取对巡检周边电力设施或设备状态的实时数据。基于此,提出一种基于智能反射表面(intelligentreflectingsurface,IRS)辅助的北斗+5G融合定位算法。在通过北斗定位进行位置监测的基础上,采用由IRS辅助的5G网络进行信息传输以降低时延,同时在加强直射径信号功率的基础上解决了基站数目不足、非直射径引起的信号衰减等问题。在捕获北斗卫星阶段,提出利用改进的鸡群优化(chickenswarmoptimization,CSO)算法快速准确搜索整周模糊度,从而获得准确的差分信号;在利用基站和IRS传输差分信息时,提出了一种改进的基于凸优化的精准位置估计算法。仿真结果证明了所提方法能够实现对目标的精准定位。融合定位;RTK;智能反射表面;凸优化0引言当前,电力环境复杂多变,为确保电力系统安全、稳定运行,需要建立高效的电力巡检系统。无论是传统人工巡检还是智能机器人巡检,为方便调度指挥和更好地应对电力突发事件,需要知道终端的精准位置信息,从而获取对巡检周边电力设施或设备状态的实时数据[1-4]。目前,基于实时动态(realtimekinematic,RTK)载波相位差分技术在北斗定位系统日渐成熟并广泛使用。随着第五代移动通信(5th-generationmobilecommunication,5G)时代的到来,部分学者开展了关于北斗与5G结合的研究[5-7]。例如:文献[8]提出了北斗+5G的联合定位模型,通过将定位数据融合处理提高定位精度,同时解决了卫星信号衰减严重的问题。文献[9]利用5G边缘云将计算任务迁移到边缘服务器,减少核心网络的负担。文献[10]对北斗+5G室内外融合定位进行了展望,讨论了协同定位关键技术。北斗和5G的结合使定位精度和效率得到显著提升,但在基站分布不均匀或林立的障碍物遮挡的情况下,无法解决由于非直射径引起的信号严重衰减问题[11],使得终端获取基准站差分数据出现严重延时,影响差分定位精度。智能反射表面(intelligentreconfigurablesurface,IRS)的突出优势是能实现无线信道定制,当信号传输路径被阻挡时,可通过设置IRS单元的相位或幅度参数,在收发节点和智能反射表面之间建立一条反射路径,从而保障信息的及时可靠传输,实现视距遮挡情况下的目标定位。即使在开阔环境下,通过IRS建立的反射路径也能提高信道增益,进而增强系统的信息传输能力和提高参数估计的精度[12-14]。基于此,提出了IRS辅助下的北斗+5G定位系统架构。RTK基准站与网络边缘计算服务器结合,将RTK差分信号端对端地传输给MEC服务器,MEC通过5G网络,利用基站和IRS向区域内的终端广播差分信息。同时,引入将IRS作为虚拟基站,在5G网络传输时,通过合理布设IRS减少基站数量,用IRS代替基站进行信号传输。因此,在节约成本和减少时延的同时,保证了RTK信息的安全传输,减少了RTK基准站下发的差分信号和流动站的时延,提高了定位信息的安全保密性。1系统定位模型在变电站、发电厂等电力场景中,为方便调度指挥更好地应对电力突发事件,需要获取对巡检周边电力设施或设备状态的实时位置数据[15-17]。在经过MEC解算后的差分信息传输过程中,现有的目标定位算法往往假设目标和基站存在视距路径。然而在复杂环境下目标节点和基站之间可能存在高大建筑、树木和电力设施等障碍物,使得视距路径的信号严重衰减,导致视距信号缺失。智能反射表面可以为目标节点和基站之间定制一条反射路径,从而为解决视距路径缺失条件下的目标定位问题提供了新的途径[18]。基于IRS辅助的北斗+5G定位模型如图1所示,在北斗+5G定位中引入IRS进行辅助,使移动终端通过基站和障碍物处设置的IRS与MEC建立连接,从对应的RTK基准站获取差分数据进行精准定位。通过引入IRS辅助定位,不仅可以将虚拟基站引入实际应用减少基站数量,而且能有效解决因障碍物引起的非直射径定位精度问题,主要过程如下。阶段一:将北斗卫星捕获的信号传输到基准站,利用RTK处理获得差分信号,进而以端对端的方式传输给MEC服务器。阶段二:将虚拟基站的思想通过IRS实现以解决基站数量不够的问题,同时在障碍物等遮挡处引入IRS减少非直射径引起的误差问题,使得传输时延降低进一步提高基准站辅助的差分定位精度。因此移动终端可以接收基站和经IRS传输的信号,通过基站和IRS与MEC节点建立通信连接后向MEC节点发送北斗差分定位请求,MEC节点接收到移动终端发送的请求后将RTK基准站的差分数据信息发送给移动终端,移动终端根据自身得到的北斗定位信息,结合收到的差分数据信息进行差分定位。图1基于IRS辅助的北斗+5G模型2算法2.1基于RTK的差分信息获取RTK利用基准站和流动站观测到的载波相位求差进行定位。MEC将密集型计算任务迁移到附近的网络边缘服务器,能够实时准确获取基站ID、用户位置相关的信息,结合5G移动网络,降低核心网络和传输网的拥塞与负担,减缓网络带宽压力,实现低时延,优化了卫星导航的使用体验[19-20]。在RTK定位中,由于载波相位的周期性,接收机只能观测到相位的小数部分,而相位的整数部分未知,想要得到真实的相位,关键在于整周模糊度的求解[21]。主要过程可以分为3部分:构建载波相位观测模型;求出对应的整数周模糊度,包含求解浮点解和固定解;得到整周模糊度固定解后,更新双差模型,经过基站传输给终端。Step1:建立双差模型载波相位双差能消除卫星钟差等系统误差,削弱对流层等延时误差,因此在RTK定位中采用载波相位双差模型[22-23],其中基准站A和流动站B之间的相位表示为Step2:确定模糊度的搜索空间考虑到卡尔曼滤波算法中要满足线性条件,因此利用扩展卡尔曼滤波算法求取整周模糊度的浮点解及其协方差矩阵,经过降相关处理后得到一个新的搜索空间,要搜索得到整数模糊度,使目标函数值最小,即Step3:求取固定解确定好模糊度的搜索空间后,考虑到接下来求解固定解,传统鸡群优化[25](chickenswarmoptimization,CSO)算法易陷入局部最值的情况,提出在CSO的基础上引入柯西变异和自反馈因子。对应第只小鸡在+1时刻的位置为2.2基于凸优化的智能反射表面辅助直接定位算法针对目标节点和基站不存在视距路径的定位问题,利用智能反射表面可以提供额外信道的优势,提出了一种改进的基于凸优化的智能反射表面辅助直接定位算法,所提算法共包含3个阶段:第1阶段为相位控制矩阵的设计,用于获取接收信号;第2阶段为目标区域的估计,用来获取目标所处的区域范围;第3阶段为建立函数的凸优化进行迭代求解,最终获取目标的精确位置,IRS定位模型如图2所示。图2IRS定位模型Step1相位控制矩阵的设计虽然此时的相位控制矩阵不是理想的,但是接收信号仍然包含目标节点的位置参数信息,所以采用此时的接收信号作为后续的数据进行处理是合理可行的[26]。在实际的信号传输过程中,既有直射径,也有因大楼等障碍物遮挡的非直射径[27],因此在考虑两种可能并存的情况下进行分析求取接收信号,假设信号经过预编码后经过IRS的接收信号模型为由反射面传输至BS的信号如式(15)所示。最终,第个子载波流经过直射径和非直径的传输信号如式(16)所示。所以传输到终端的下行接收信号为Step2估计信号的大致区域Step3利用改进的凸优化进行精准位置估计建立凸优化问题如式(22)所示。基于上述操作,所提出的算法最终可以实现目标位置的精确定位。3仿真验证3.1搜索整周模糊度解的仿真对比在利用RTK进行北斗精准定位进而求取整周模糊度的固定解时,分别对CSO和改进的CSO算法搜索最优解。图3和图4分别是传统CSO和改进算法对应得到的目标函数值。观察可知,传统CSO在第24次迭代时陷入局部最小,当大约第54次迭代时跳出,但还没有达到最优解。而改进的CSO,当迭代次数为10时,目标函数值已经达到最小,搜索的可靠性、有效性明显优于传统的CSO。因此,改进的CSO可以使MEC端更精准地解算出差分信息,有利于巡检调度指挥工作中对设备和人员的精准定位。图3传统CSO算法解算过程图4改进的CSO算法解算过程3.2基于IRS辅助的北斗+5G定位系统误差仿真3.2.1均方根误差随噪声均值的影响从图5可以看出,均方根误差随噪声均值的增大而增大。北斗定位的性能最差,而基于IRS辅助的5G+北斗定位的性能最好、定位精度最高,相比于其他方法有明显的改进。图5均方根误差与噪声均值的关系3.2.2系统定位误差定位误差如图6所示,采用北斗时进行分析,观察可知,对于东、北、垂直这3个方向,东方向上的位置误差大约在0与0.4m浮动,北方向上位置误差大约在0与0.5cm之间浮动,垂直方向上的位置误差大约在0与1.2m浮动,可以实现精准定位。因此,引进IRS辅助北斗+5G系统进行定位,不仅可以有效减少基站数量,更有利于实现障碍物遮挡情况下巡检调度指挥安全工作的进行。图6定位误差4 总结为方便在变电站、发电厂等场景中更好地指挥应对电力突发事件,需要获取对巡检周边电力设施或设备状态的实时数据感知。基于此,提出一种基于IRS辅助的北斗+5G融合定位算法,利用改进的鸡群优化算法、改进的基于凸优化的精准位置估计算法实现精准定位,不仅将虚拟基站的概念推广应用到IRS上,而且解决了基站数目不足以及非直射径引起的信号衰减等问题。[1]邬蓉蓉,黎大健,覃剑,等.变电站室内柔索驱动巡检机器人系统设计与运动学分析[J].电力系统保护与控制,2021,49(10):89-97.WURongrong,LIDajian,TANJian,etal.Systemdesignofanindoorinspectionrobotdrivenbyaflexiblecableinasubstation[J].PowerSystemProtectionandControl,2021,49(10):89-97.[2]谢石木林.基于5G的变电站电气设备智能巡检技术研究与应用[J].电力信息与通信技术,2021,19(12):109-116.XIEShimulin.Researchandapplicationofintelligentinspectiontechnologyforsubstationelectricalequipmentbasedon5G[J].ElectricPowerInformationandCommunicationTechnology,2021,19(12):109-116.[3]董诗绘,牛彩雯,戴琨.基于深度强化学习的变电站巡检机器人自动化控制方法研究[J].高压电器,2021,57(2):172-177.DONGShihui,NIUCaiwen,DAIKun.Studyonautomaticcontrolmethodofsubstationinspectionrobotbasedondeepreinforcementlearning[J].HighVoltageApparatus,2021,57(2):172-177.[4]李博,方彤.北斗卫星导航系统(BDS)在智能电网的应用与展望[J].中国电力,2020,53(8):107-116.LIBo,FANGTong.ApplicationandprospectofBeidounavigationsatellitesystem(BDS)insmartgrid[J].ElectricPower,2020,53(8):107-116.[5]张赢,魏文震,李江,等.基于北斗授时的μPMU测量误差综合分析[J].电力系统保护与控制,2021,49(8):83-91.ZHANGYing,WEIWenzhen,LIJiang,etal.ComprehensivemeasurementerroranalysisofμPMUbasedonBeidoutimeservice[J].PowerSystemProtectionandControl,2021,49(8):83-91.[6]何奉禄,陈佳琦,李钦豪,等.智能电网中的物联网技术应用与发展[J].电力系统保护与控制,2020,48(3):58-69.HEFenglu,CHENJiaqi,LIQinhao,etal.Applicationanddevelopmentofinternetofthingstechnologyinsmartgrid[J].PowerSystemProtectionandControl,2020,48(3):58-69.[7]张婕,曾国辉,赵晋斌,等.基于改进冒泡排序的模块化多电平换流器电容电压均衡策略[J].电力系统保护与控制,2020,48(6):92-99.ZHANGJie,ZENGGuohui,ZHAOJinbin,etal.Modularmultilevelconvertercapacitorvoltagebalancingstrategybasedonimprovedbubblesorting[J].PowerSystemProtectionandControl,2020,48(6):92-99.[8]徐颖章.基于RTK的高精度无人机定位导航技术研究[D].南京:南京航空航天大学,2018.XUYingzhang.Researchonhigh-precisionpositioningandnavigationsystemofUAVbasedonRTK[D].Nanjing:NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,2018.[9]王腾辉.北斗与5G联合定位方法研究[D].北京:中国科学院大学(中国科学院国家授时中心),2021.WANGTenghui.ResearchonthejointpositioningmethodofBeidouand5G[D].Beijing:UniversityofChineseAcademyofSciences(NationalTimeServiceCenterinChineseAcademyofSciences),2021.[10]李金柱.一种基于5G+北斗的高精度定位系统[J].信息通信,2020(1):85-86.[11]昌飞.北斗+5G室内外融合定位技术的应用展望[J].集成电路应用,2021,38(1):24-25.CHANGFei.ProspectofBeidou+5GindoorandoutdoorfusionpositioningTechnology[J].ApplicationsofIC,2021,38(1):24-25.[12]饶文利.室内三维定位分类、方法、技术综述[J].测绘与空间地理信息,2021,44(3):164-169.RAOWenli.Overviewofindoor3Dpositioningclassification,methodsandtechniques[J].Geomatics&SpatialInformationTechnology,2021,44(3):164-169.[13]杨伟敏,周文俊,李良,等.变电站非视距环境移动目标实时精准定位方法[J].电测与仪表,2020,57(22):46-54.YANGWeimin,ZHOUWenjun,LILiang,etal.Real-timeprecisepositioningalgorithmformovingtargetsinnon-line-of-sightenvironmentofsubstation[J].ElectricalMeasurement&Instrumentation,2020,57(22):46-54.[14]曾纪钧,沈桂泉,张金波.基于UWB定位技术的作业风险管控智能终端设备研究[J/OL].电测与仪表:1-9[2022-03-24].http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1202.TH.20210506.1018.004.html.ZENGJijun,SHENGuiquan,ZHANGJinbo.ResearchonintelligentterminalequipmentforoperationriskmanagementandcontrolbasedonUWBpositioningtechnology[J/OL].ElectricalMeasurement&Instrumentation:1-9[2022-03-24].http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1202.TH.20210506.1018.004.html.[15]ZHANGHaobo,ZHANGHongliang,DIBoya,etal.Towardsubiquitouspositioningbyleveragingreconfigurableintelligentsurface[J].IEEECommunicationsLetters:APublicationoftheIEEECommunicationsSociety,2021,25(1):284-288.[16]HEJiguang,WYMEERSCHH,SANGUANPUAKT,etal.AdaptivebeamformingdesignformmwaveRIS-aidedjointlocalizationandcommunication[C]//2020IEEEWirelessCommunicationsandNetworkingConferenceWorkshops(WCNCW),April6-9,2020,Seoul,Korea(South):1-6.[17]尹康涌,梁伟,杨吉斌,等.电力作业场景中一种高效的UWB和IMU融合定位算法[J].中国电力,2021,54(8):83-90.YINKangyong,LIANGWei,YANGJibin,etal.AnefficientpositioningalgorithmbasedonUWBandIMUfusioninelectricpoweroperationscenes[J].ElectricPower,2021,54(8):83-90.[18]周金龙,孙永荣,吴玲,等.GPS移动基准站差分定位算法[J].导航与控制,2020,19(6):44-49,43.ZHOUJinlong,SUNYongrong,WULing,etal.DifferentialpositioningalgorithmforGPSmovingbasestation[J].NavigationandControl,2020,19(6):44-49,43.[19]唐娴.一种基于改进Kalman滤波的多传感器室内定位方案[J].计算机应用与软件,2021,38(7):113-119.TANGXian.Amulti-sensorindoorpositioningschemebasedonimprovedKalmanfilter[J].ComputerApplicationsandSoftware,2021,38(7):113-119.[20]白杰,李志峰,白巍,等.面向智能巡检业务的移动边缘计算定价卸载技术研究[J].电力信息与通信技术,2021,19(1):105-110.BAIJie,LIZhifeng,BAIWei,etal.Researchonmobileedgecomputingpricingandoffloadingtechnologyforintelligentinspectionservice[J].ElectricPowerInformationandCommunicationTechnology,2021,19(1):105-110.[21]ULLAHI,QIANSiyu,DENGZhixiang,etal.ExtendedKalmanfilter-basedlocalizationalgorithmbyedgecomputinginwirelesssensornetworks[J].DigitalCommunicationsandNetworks,2021,7(2):187-195.[22]欧阳利,黄采伦.基于ICSO的DGPS整周模糊度的求解方法[J].全球定位系统,2020,45(3):41-47,62.OUYANGLi,HUANGCailun.SolutionmethodofDGPSintegerambiguitybasedonICSO[J].GNSSWorldofChina,2020,45(3):41-47,62.[23]赵威,王强,商可易,等.基于北斗导航的电力行业精准时空服务网[J].电力信息与通信技术,2021,19(7):75-82.ZHAOWei,WANGQiang,SHANGKeyi,etal.Electricpowerindustryprecise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电力系统保护与控制杂志发表 2022年24期
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国土领域中智慧城市信息化建设探索
摘要:从旧有的原始部落到现如今的城市化建设,创新探寻的脚步从未停歇,让其发展成当下主要的理论和推行基石。而智慧城市建设是国家大力推行建造的实质。信息化是建造城市化基准之一,依据国务院颁发的文件中对城市化建造的要旨,推动具有信息化的智慧城市是必须具备云端操作的渠道,大力实践数据化的服务,力将呈现出信息同享的高效城市。关键词:大数据;城市化;智慧;国土领域引言人们的消费离不开经济;民族的兴邦离不开文化;人类的生活离不开政治,而这一切都可以依附于城市,城市建设是否高效完全可以从人们生活的方方面面中体现出来。18世纪中叶的产业文化给人类的发展提供了巨大的物质资源,也给人们的生活带来了其他问题,社会的进步是一把双刃剑。现如今我们所面临着环境问题,出行交通问题,社会安全问题等,因此必须进行改造,用智慧的方式体现出城市的绿色,用可持续发展的眼光处理日渐激化的矛盾。一、智慧城市信息化建设的布景强化国土领域城市智慧化,信息化的首要任务是将时间和空间融合,将其信息化,通过云服务平台传输资源和获取资源,高效打造城市的建造,有利于提高人们的生活水准以及民生安全。在“十三五”规划纲要中,城市智慧化,信息化的建设已被着重关注,像现如今的一线城市由于资源丰富,人们生活消费水平较高,但也到来了交通拥挤,环境污染,公共秩序混乱等问题,因此这是一项迫在眉睫的工作任务。早在2012年国家测绘地理信息局颁布了智慧化建设的纲要,明确指出利用云端这一平台给广大的人民供应共有的时空定位基准,将过去,当下,未来的准确数据按照不同领域进行分类,再其通过云端技术的整理,给公众呈现出有效,准确的地理讯息。自网络进入家家户户,它变得非常平常,而现在正处于大数据互联网时代,人们可以第一时间接受到来自全球的不同领域的资源,这也为云计算的发展提供的相当大的推动力。而提出以国土领域为基础来发展智慧城市的要求,是一个契机也是一个挑战,也是对地理讯息的整合有着更高的要求。二、智慧化城市建设的必需性(一)国土领域中地理讯息推广大数据下智慧化的城市建设基于大数据互联网时代下,信息共享显得尤为重要。鉴于地理讯息的整合完整度能够大力推行智慧化的城市建造,它能够依据数据的支撑,加快建设速度,城市的综合能力提供有力的资源保障;为大众服务提供资源分析;为社会的公众秩序提供安全监视。2013年开始全国就开始开展信息化的城市建造,为未来的发展提供了大批的技术人才和众多的讯息数据,而由于当时打下了坚实的基础,所保留下来的数据具有有效,完整,现势三大特征,为智慧化的建造供应了全方位的支持。(二)城市建设以云计算为主要关注点云计算的发展离不开数据的支持,而数字城市的建造主要是将经济,文化,政治,服务,人口等全面的进行共享化,数字化和透明化,利用互联网技术和地理讯息技术以及现实虚拟技术来整理归档。这些技术的运用则会使得和各领域的讯息和基础设备加速完成,从而形成更加有效,庞大的云端数据,而又在日渐庞大的云服务下,为物联网的讯息技术注入了催化剂,也使得国土的资源拥有更大的创造力。(三)提升国土讯息大众服务质量智慧化,信息化的信息建设离不开地理讯息的支撑与服务,其内容面向的人群层次众多,提供的资源具有权威和准确性,而以资源时效性的原则更为广大的受众提供了参考文献:,而这些内容的逐步完善和发展为公共服务的提升做出了巨大的贡献,为当下的资源矛盾提供了科学的解决途径和平台,给予各层次,各领域,不同身份的受众的需要。因此提升国土讯息大众服务质量的同时还为城市的建造注入了新的机遇,提高了智慧化,信息化城市的竞争力以及为企业,个人,社会的结构起到了调整作用。三、信息化的智慧城市建造内容(一)融合评判标准2012年全国开始推行信息化的智慧城市建造,按照年限来说时间不长,因此国内对于认识水准,环境内容,推行理论等方面的发展不够资源统一。面对资源丰富的城市会出现城市建设的重复,导致浪费,面对资源匮乏的区域会发生资源不足导致产业无法发展的困境。因此需要将资源和信息平均化,设立统一的评判体系满足各地区的进展。(二)建设云端数据体系利用大数据互联网时代的契机,设立各地域的地理讯息资源,以此强化云端的公众服务。将不同地区的地理讯息资源统一到信息化的智慧城市体系中,将可以应有云计算实践公众服务,其目的是融合资源进行整理再其将高效的运用在实际情况中,提高公众的服务。(三)创新云平台的时间空间渠道利用目前的地理讯息体系和互联网数据结构体系,塑造国土领域信息化的智慧城市的结构体系,通过云平台将资源合二为一,实现资源的统一化,进而建设综合统一的广大受众服务和国土领域资源。实现安全储蓄,公共应用,讯息资源管理等方面的管制,为创新云平台的时空渠道提供了可能性。多样性的时空渠道包含企业,政府,互联网同步推行,以广大受众的需要为主要方向,同时发展,同时建造,同时实践。利用好当下体现出来的价值来充分的实践以此达到系统的规范。四、结束语综合而言,在国土讯息的领域下发展信息化的智慧城市除了要依据云端服务和大数据的优势之外,还需要根据国家政府出台的相对应的法律法规和相关文件,智慧城市已成为主流,应当走好发展的每一步。参考文献:[1]韩少平.新型城镇化进程中的智慧城市建设[J].电子技术与软件工程.2017(07)[2]智慧城市需与五大发展理念有机融合[J].中国标准化.2016(11)[3]张广军.智慧城市建设与城市發展[J].智慧中国.2016(06)[4]张小娟,张振刚.中国城市社会来临背景下智慧城市的建设与发展对策[J].科技管理研究.2017(18)[5]胡凡,陆建猷.国家中心城市建设与新型城镇化推进[J].河南社会科学.2017(04)[6]王仁伟.新型城镇化建设质量问题及提升策略研究[J].农业经济.2017(06)作者简介:梁钰松(1988—04),男,汉族,籍贯:山东省菏泽市郓城县人,毕业学校:菏泽学院,工作单位:山东省菏泽市郓城县自然资源和规划局信息中心,职称:助理工程师,大学专业:计算机与信息技术,研究方向:信息化管理(作者单位:郓城县自然资源和规划局)
科学导报杂志·学术刊发表 2019年18期
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成都加快布局北斗+5G产业集群
作者:杨蓉 近日,第十一届中国卫星导航年会在成都举行,据介绍,到2030年成都将实现卫星导航相关产业营收规模3000亿元,形成具有影响力的产业集群。其中,上游的火箭、卫星研制及发射180亿元,中游芯片、零部件及终端集成420亿元,下游应用服务600亿元……作为中国卫星导航领域最具权威性的年度盛会,这是北斗三号全球卫星导航系统建成开通后,我国首次举办的大型卫星导航交流盛会。会上,交通部交通通信信息中心与海格通信签订战略合作协议,将共同开展北斗系统在道路运输领域应用的深度合作。包括率先配合交通通信信息中心实现北斗三号首次在交通运输领域的验证应用,为北斗三号在交通领域规模化应用奠定了基础。2020年7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式宣布开通,我国成为世界上第3个独立拥有全球卫星导航系统的国家。伴随着北斗三号的定位精度和通信能力的大幅度提升,交通应用将变得更加智能化、精准化,与北斗相关的车载导航等产业规模也将进入高速发展期。在交通领域,海格通信将利用北斗全产業链布局的优势,基于交通通信信息中心全国交通大数据资源,响应交通强国建设纲要中“推进北斗卫星导航系统应用”的号召。针对交通运输行业服务和监管能力提升的需求,打造新一代基于北斗三号系统、人工智能和大数据分析的交通运输服务监管整体解决方案,共同拓展道路运输终端及服务市场。同时,此次展会期间海格通信还集中发布了国内首批支持北斗三号双模的芯片解决方案、模块及“北斗+5G”的智慧应用方案等技术成果。据了解,北斗相关产品已经出口120余个国家和地区,向亿级以上用户提供服务。我国加速开展“北斗+5G”产业升级的关键成果转化已有了阶段性成果。
计算机与网络杂志发表 2020年23期
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北斗让旅游更智慧
·作者|西安航天恒星科技实业(集团)公司郭保稳 北斗让旅游更智慧·文|西安航天恒星科技实业(集团)公司郭保稳面向北斗导航产业大众消费市场的规模化拓展需求,顺应国内外智慧旅游建设热潮,构建基于北斗导航技术的智慧旅游综合服务系统,形成包括综合信息服务平台、公众应用系统和北斗终端在内的完整智慧旅游总体架构,通过以第三方企业为实施主体的创新商业模式打造适应旅游产业与北斗产业、信息产业融合发展的生态圈。最终通过立足西安的系统建设与运营,放大文化旅游对西部经济带的推动作用,促进我国智慧旅游产业的发展,实现智慧旅游的信息化、服务的智能化。一、北斗智慧旅游发展背景随着旅游者的增加和对旅游体验的深入需求,旅游者对信息服务的需求在逐渐增加,尤其旅游是在开放性的、不同空间之间的流动,旅游过程具有很大的不确定性和不可预见性,实时实地、随时随地获取信息是提高旅游体验质量的重要方式。在这样的背景下,结合旅游产业的快速发展与全球信息化浪潮,催生了智慧旅游的概念。智慧旅游是指应用云计算、物联网、3G、三网融合等智能技术,主动感知旅游资源、旅游经济、旅游活动、旅游者等方面的信息,并将其及时发布,从而进行旅游服务与管理创新,实现旅游活动全历程、旅游经营全流程和旅游产业全链条智能化应用的现代化工程。从而达到对各类旅游信息的智能感知、方便利用各类旅游信息资源的效果。目前国内外的旅游信息化正向纵深发展,结合位置服务的旅游应用模式不成熟,使得旅游信息化呈现出对基于信息综合服务平台、实现旅游信息的精确采集、旅游信息资源化等的丰富应用提出更高要求。因此,智慧旅游领域是拓展面向公众的北斗智慧应用的最佳切入点。从智慧旅游的升级过程看,旅游信息化进程从以满足单一需求为主逐步向更加综合化、精细化、泛在化演进,过去电子政务、网络营销与游客途中管理等信息化应用逐渐无法满足游客与景区等各方需求,智慧旅游服务体系将以平台为中心,实现市场驱动下以人为本的全面升级。从国内智慧旅游发展来看,在《国务院关于加快旅游业发展的意见》中提出要把旅游业培育成国民经济战略性支柱产业和人民群众更加满意的现代服务业,而加快推进旅游业与信息产业的融合发展,充分利用信息技术的新成果来引导旅游消费、提升旅游产业素质,被公认为把旅游业培育成现代服务业的关键。现在国内的智慧旅游主要是结合物联网的概念,在政府引导下快速发展起来的。北斗卫星导航的位置服务、通信功能没能有效地引入到中国的“智慧旅游”中。与此同时,国家旅游局将2014年确定为“智慧旅游年”,以智慧旅游为主题,引导智慧旅游城市、景区等旅游目的地建设,尤其要在智慧服务、智慧管理和智慧营销三方面加强旅游资源和产品的开发和整合,促进以信息化带动旅游业向现代服务业转变,努力提升旅行社、旅游景区(点)、旅游酒店等旅游企业的现代科技管理水平和服务水平,创新发展模式,推动我国旅游业又好又快发展。二、北斗智慧旅游综合服务系统方案在上述背景下,北斗智慧旅游综合服务系统示范应用从西安的旅游市场发展的实际需求出发,结合陕西省的文化旅游特色,以及西安作为起点的背景,基于北斗导航技术,重点关注智慧旅游平台的建设及旅游专用北斗终端的研制和推广应用,同时建立开放平台以形成北斗智慧旅游开放应用生态圈。如图1所示,实现智慧旅游领域内对景区、游客、政府管理部门、商家企业等的综合性专业服务,促进社会化信息消费。图1北斗智慧旅游综合服务系统服务旅游产业示意图1.总体架构根据上述建设目标,面向区域大众旅游消费市场,围绕西安市旅游的位置服务需求,重点突破北斗导航应用共性关键技术,建设综合运营服务平台,研制系列北斗智能终端,搭建智慧旅游应用示范系统,形成区域北斗导航的服务平台及应用系列标准,推进百万级区域重大应用示范。如图2所示。图2北斗智慧旅游综合服务系统总体架构示意图从项目实施过程看,主要包括综合服务平台、公众应用系统(包括系统功能模块)以及终端设备(包括虚拟终端与实体终端)三大部分。2.综合信息服务平台综合信息服务平台是整合信息资源与服务能力的关键,其中,信息资源的价值发掘与运营对于现代旅游业的转型与发展起到至关重要的作用。同时,云计算等新一代信息技术的发展,为信息资源的整合应用提供了更为有效的手段,基于云基础设施架构,通过跨部门、跨行业、跨区域的广泛的信息集聚和共享,形成围绕一个核心引擎的八个子平台,具体包括:①形成具有高性能、低成本、可弹性的持续计算能力和存储服务的数据中心;②面向北斗旅游终端的设备管理平台;③服务景区运营管理人员的景区服务平台;④承载面向大众游客的电子票务、虚拟游等业务功能的大众服务平台以及在此基础上的移动化子平台;⑤微信公众服务平台;⑥移动端APP;⑦为更广泛的产业链企业提供开放合作接口和有效管理的第三方开放服务平台;⑧承载面向政府相关管理机构的信息发布等业务功能的政府应用系统平台。服务平台能够使广泛的信息资源更好地服务于景区与景区旅游业的发展,实现景区、文化信息与游客之间更高效的信息交互。3.公众应用系统公众应用系统主要由一系列基于综合信息服务平台、利用信息资源满足不同用户实际需求的信息化应用服务功能组成。智慧旅游的应用系统主要可分为面向景区、面向游客、面向政府、面向商家四种服务对象,不同服务对象中涉及的常见应用功能如图3所示。图3智慧旅游公众应用系统示例4.北斗终端结合智慧旅游行业应用领域,北斗实体智能终端设备在智慧旅游应用方面主要分为以下四种:北斗智能导游终端:使用的北斗卫星的位置服务功能,结合北斗智慧旅游和信息管理服务平台的双向数据互动,实现文化旅游示范景区自助导游、导览、导购、导航的智慧旅游四大基本功能。目前北斗智能导游终端已经完成三代终端产品迭代。北斗智能应急救援终端:使用北斗卫星短报文通信功能,结合北斗指挥型用户机应急指挥功能,实现户外爱好者自助游和驴友探险游的应急通信保障,也提升了政府管理部门应急救援能力。北斗智能车载导航终端:使用北斗导航和位置服务功能,实现自驾游导航和位置服务,以及景区车辆和旅行社旅游大巴的位置服务调度管理。北斗智能位移监控终端:使用北斗卫星的高精度定位功能,结合北斗智慧旅游和信息管理服务平台的实时监测,实现了景区安全与生态环境监控及预警。如图4所示。图4北斗旅游终端除实体终端外,伴随着高端智能手机用户的规模化增长,以移动APP与微信公众服务为代表的基于智能手机的虚拟终端交互方式也在快速发展。在移动互联网的类似移动旅行、移动票务类市场的催化下,部分游客已经形成了一定使用习惯;因此,作为实体终端的补充,北斗智慧旅游综合服务系统将从西安旅游业的需求出发,实现北斗智慧旅游虚拟终端的开发。三、试点成果1.北斗旅游终端试点成果目前,北斗智慧旅游综合服务系统中以曲江文化旅游为主的智能导讲系统已经落地实施,前期试点工作已经在曲江文旅管辖的景区实现落地,楼观台、财神庙、大唐芙蓉园景区都已经实现了基于北斗位置功能的自助导游、导览功能,系统平台的初始架构已经搭建完成,项目在曲江文旅景区内的导讲功能已经实现良好的落地工作,各项后期的推进工作正在有序进行中。北斗智能导游终端(I代)已经研发成功,并已经在楼观台、财神庙、大唐芙蓉园景区推广、试运行;其中,楼观台道教文化景区投入设备1200台套,财神庙景区投入设备400台套,大唐芙蓉园景区投入设备1400台套,共计投入3000台套北斗终端设备。北斗智能导游终端(II代)正在试运行过程中,该款终端实时通过北斗定位、通过北斗位置实时导航、导讲、导购,通过景区的WiFi/3G实现与信息服务平台系统的数据交互。2.综合服务平台试点成果目前,综合服务平台已在智慧普陀山中展开一期建设,基于智慧旅游综合服务平台与智能导游终端(虚拟终端),以云数据平台为扩展核心,以三维GIS平台为交互手段,以终端APP为服务方式,整合已有应用系统,升级改造重点系统,分布实施全新系统,全面提高景区的智慧管理水平。基于普陀山云数据平台的智能手机服务APP示意如图5所示。图5基于云服务平台的智慧普陀山移动APP应用示意图四、市场前景分析与展望1.立足陕西,借力丰富资源发展智慧旅游陕西省是中国旅游资源最富集的省份之一,资源品位高、存量大、种类多、文化积淀深厚,地上地下文物遗存极为丰富,被誉为“天然的历史博物馆”。全省现有各类文物点3.58万处、博物馆151座、馆藏各类文物90万件(组),文物点密度之大、数量之多、等级之高,均居全国首位。从陕西省旅游相关统计数据分析可知,陕西省拥有丰富的人文历史、自然景观的旅游资源,并且旅游人数在全国名列前茅,智慧旅游的业务开展具备较好的基础条件。通过在西安市文化旅游景区的示范应用的推广,逐步实现陕西省内区域北斗智慧文化旅游信息服务系统的建设。发挥文化旅游对经济带的推动作用,促进我国智慧旅游产业的发展,实现智慧旅游的信息化、服务的智能化。2.实现北斗产业普适化,促进文化旅游产业的发展项目的实施将以北斗终端的产业化平台为基础,突破规模化制造与测试技术,在完备的终端研发、设计定型、测试和批量化生产能力支撑下,完成规模化的北斗终端研发、生产,并在过程中突破相关关键技术。研制由北斗导航应用交互技术与设备、融合数据传输技术、海量高速处理系统支撑平台、服务资源池等组成的北斗智慧文化旅游信息服务系统,并建设基于北斗技术的旅游信息服务应用示范,形成面向游客、景区、商家、旅游局的带动创新应用,为北斗应用技术的推广进行开拓和示范。并在旅游应用的基础上,探索积累智能位置服务的规模化应用业务体系,为北斗应用技术在智能交通、物流管理、医疗救护、重要设施安全监测等领域的规模化应用形成参考、奠定基础。项目实施将融合北斗卫星导航、物联网、云计算等战略性新兴技术,通过规模化的应用示范,形成导航终端、应用终端等卫星导航应用的关键设备,带动北斗终端和核心组件的应用和技术验证,并带动产业链上下游企业聚合,推动卫星应用产业整体发展。
卫星应用杂志发表 2014年11期
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让城市更美好 让生活更便利
——自然资源部国土空间规划局负责人谈城市体检评估工作近日,自然资源部发布行业标准《国土空间规划城市体检评估规程》。日前,记者就相关问题采访了自然资源部国土空间规划局负责人。问:近来,城市体检评估成为规划管理领域一个热词,能简单介绍一下这项工作的来龙去脉吗?答:党中央、国务院对城市体检评估工作高度重视。2015年12月,习近平总书记在中央城市工作会议上要求,强化规划监督检查,保障规划意图实现。2017年2月,习近平总书记视察北京市城市规划建设工作时指出,城市规划在城市发展中起着重要引领作用;同时也强调,城市规划建设做得好不好,最终要用人民群众满意度来衡量;要求坚决维护总体规划的权威性,健全规划实时监测、定期评估、动态维护制度,建立城市体检评估机制。2017年9月,在《中共中央国务院关于对的批复》“坚决维护规划的严肃性和权威性”部分明确要求,“建立城市体检评估机制,完善规划公开制度,加强规划实施的监督考核问责”。由此,北京市在全国率先探索建立“一年一体检、五年一评估”的城市体检评估机制。2018年党和国家机构改革决定,城乡规划管理职责划入自然资源部。2019年5月,《中共中央国务院关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》进一步提出“建立国土空间规划定期评估制度”“依托国土空间基础信息平台,建立健全国土空间规划动态监测评估预警和实施监管机制”。2020年1月1日施行的新《土地管理法》规定“国家建立国土空间规划体系”“已经编制国土空间规划的,不再编制土地利用总体规划和城乡规划”。由此,正式确立了国土空间规划体系的法定地位;作为国土空间规划实施管理的配套举措,自然资源部组织开展的城市体检评估工作亦明确了其法定性和权威性,正式全面推开。按照首都规划建设委员会要求,自然资源部指导北京市规划和自然资源部门完成了2018、2019年度城市体检报告。2019年,自然资源部组织北京、上海、重庆、长春、哈尔滨、青岛、武汉、广州、深圳、银川等10个城市开展了两轮体检评估先行先试工作。2020年,自然资源部在现行国务院审批规划的107个城市部署开展了城市体检评估工作,并形成了相关报告成果。通过多轮试点不断总结经验,自然资源部与北京等先行先试城市进一步加强合作,制定形成了本次发布的《国土空间规划城市体检评估规程》(以下简称《规程》)。问:请问自然资源部开展的城市体检评估工作的特点是什么?答:一是以党中央精神为引领。我们始终坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,立足新发展阶段,贯彻新发展理念,服务构建新发展格局,紧紧围绕“5个坚持”的工作原则,推进城市体检评估制度设计及实施,即:坚持以人民为中心的发展思想,推动建设人民城市;坚持新发展理念,统筹发展和安全,促进城市高质量发展;坚持目标导向、问题导向和结果导向相结合,提高城市治理现代化水平;坚持一张蓝图干到底,实施全生命周期管理;坚持一切从实际出发,注重科学简明可操作。目标是更好地发挥规划的引领和约束作用,加快推动各地建设安全韧性、绿色低碳、开放协调、创新智慧、包容共享并独具魅力的美好城市。二是以法定规划为依据。将主体功能区规划、土地利用规划、城乡规划等空间规划融合为统一的国土空间规划,实现“多规合一”,是党中央、国务院作出的重大决策部署。自然资源部将城市体检评估工作作为建立国土空间规划体系并监督实施的关键性举措,加强规划实施的监督考核问责,促进规划动态调整完善,提升国土空间治理体系和治理能力现代化水平,努力让“多规合一”改革成果惠及人民群众。三是以权威可靠的数据为基础。自然资源部以第三次全国国土调查成果为统一底版,整合年度国土变更调查、基础测绘、地理国情普查及监测、航空航天遥感影像等国土空间现状数据,各级国土空间规划数据,以及用地用海审批、土地确权、执法督察等管理数据,形成覆盖全域、权威统一的国土空间数据资源体系,以此支撑开展城市体检评估工作,既能发挥自然资源部门国土空间数据优势,保证评估结果客观准确;又立足于日常工作,注重简便易操作,减轻基层负担。四是以统一的技术标准为支撑。自然资源部联合国家标准委制定国土空间规划技术标准体系建设指南,陆续发布了统一的《国土空间调查、规划、用途管制用地用海分类指南》《省级国土空间规划编制指南》《市级国土空间总体规划编制指南》《国土空间规划“一张图”实施监督信息系统技术规范》《城区范围确定规程》等技术标准,为开展全国范围的城市体检评估工作提供了一把“标准尺”,使得城市体检评估成果可测量、可比较、可考核。五是以信息平台为依托。自然资源部正按照党中央“统一底图、统一标准、统一规划、统一平台”要求,加快建设国家、省、市、县四级联通的国土空间规划“一张图”实施监督信息系统。目前,已初步具备动态监测评估功能,可以更加便捷、智能地开展城市体检评估工作。后续还将丰富关联管理数据,研发完善算法、模型,提升体检评估工作智能化水平和工作效能。六是以全生命周期管理职能为保障。机构改革后,党中央赋予自然资源部“统一行使全民所有自然资源资产所有者职责,统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复职责”的“两统一”职责,从国土空间的调查监测一直延伸到空间规划、确权登记、用地用海、执法督察等,可以对陆海全域国土空间的开发保护行为进行全面、立体、综合的全流程管理。结合这些工作开展城市体检评估,并将体检评估成果与相关业务管理措施挂钩,可以更好地发现问题,也能更有效推动问题解决,更好落实习近平总书记“把全生命周期管理理念贯穿城市规划、建设、管理全过程各环节”要求。七是以基层实践和群众感受来检验。目前,北京、山西、安徽、山东、广东等省级自然资源部门已发文部署在省域全面开展城市体检评估工作,其他省份也将陆续部署,各城市特别是北京、厦门、广州、大连等城市自然资源部门已经在城市体检评估方面积累了不少经验。我们将加大对各地经验做法的总结推广力度,广泛听取群众意见,进一步加强与相关部门及专业机构合作,推动城市体检评估制度在全国落地过程中逐步完善,真正成为服务国家重大战略落地、城市治理水平提升和人民生活品质改善的有力制度抓手。问:评估指标体系是城市体检评估工作的重要抓手,此次《规程》评估指标体系的突出特点是什么?答:《规程》评估指标体系最突出的是“科学、简明、可操作”三个特点。一是讲科学。《规程》在设置指标体系时,以贯彻落实新发展理念和国家总体安全观为出发点,坚持统筹发展和安全,从安全、创新、协调、绿色、开放、共享6个维度设置一级类别。在此基础上,又进一步划分为23个二级类别,直接对应市级国土空间总体规划确定的规划目标,分门别类予以考核。比如,“安全”维度下设粮食安全、生态安全、文化安全、水安全、城市韧性、规划管控等二级类别,分别设置“永久基本农田保护面积”“耕地保有量”“生态保护红线面积”“历史文化保护线面积”“地下水水位”“城市内涝积水点数量”“人均应急避难场所面积”“违法违规调整规划用地用海等事件数量”等底线指标,加强动态监测、及时预警,坚决守住安全底线。二是求简明。《规程》精心选择了33项基本指标作为“必选动作”,对应规划编制实施的基础性、普遍性管控要求,各地均需完成评估。同时允许“自选动作”,设计89项推荐指标供各地结合不同发展阶段和实际需要选用,并鼓励地方另行增设特色指标,从而兼顾了体检评估的统一性和差异性,使《规程》对各类型城市具有较好的适应性。比如,在碳达峰碳中和方面,我们既设置了“森林覆盖率”“森林蓄积量”等基本指标,又设置了“分布式清洁能源设施覆盖面积”“绿色交通出行比例”等推荐指标,引导城市在减碳、增汇方面加大工作力度。三是可操作。《规程》以低成本、高效率为导向,从更多融入自然资源日常管理工作、更多运用自然资源部门自掌握数据入手来构建指标体系,着力确保数据来源客观、指标计算简便、评估符合实际。比如,在城市竞争力方面,我们设置了“存量土地供应比例”“新增城市更新改造用地面积”“城区建筑密度”“城乡居住用地占城乡建设用地的比例”“城乡职住用地比例”“超高层建筑数量”“每万元GDP地耗”等指标,充分运用自然资源部门日常管理数据开展体检评估,引导城市空间、结构品质和利用效率的优化提升。问:《规程》将“坚持以人民为中心的发展思想,建设人民城市”作为体检评估工作首要原则,能谈谈体检评估如何服务为民吗?答:2019年11月,习近平总书记在上海考察时强调“人民城市人民建,人民城市为人民”,既为深入推进新时代人民城市建设提供了科学指引,也是城市体检评估工作的根本遵循。在贯彻“人民城市”重要理念时,我们重点把握两个方面:一是查找人民群众最关心最直接最现实的城市突出问题。我们紧密围绕“宜业、宜居、宜乐、宜游”,从老百姓日常最基本的需求出发,设置了反映社区安全、医疗、教育、养老、文化、体育、商服、公园等设施覆盖情况的“15分钟社区生活圈覆盖率”“人均公园绿地面积”“每万人拥有幼儿园班数”“社区小学步行10分钟覆盖率”“社区中学步行15分钟覆盖率”“社区养老设施步行5分钟覆盖率”“菜市场(生鲜超市)步行10分钟覆盖率”“足球场地设施步行15分钟覆盖率”等指标,意在通过城市体检评估,推动人民群众身边“急难愁盼”问题得到解决,逐步提高人民群众在城市里生活的舒适度和便利度。二是为人民群众有序参与城市治理提供平台。《规程》要求城市开展“规划实施社会满意度评价”,了解人民群众对规划实施和城市工作的心声,并通过数据库长期建设,跟踪记录人民群众满意度变化脉络。同时,鼓励城市探索开发实时感知群众体验的“幸福测量仪”等App,让人民群众更加积极主动参与城市体检评估,用人民群众满意度来衡量城市空间治理水平。问:《规程》里多次提到“城区范围”,请问为什么要划定“城区范围”,解决的是什么问题?答:我国目前存在统计部门及原城乡规划、原国土资源部门使用的“城区”“建成区”“城市”等相关概念,但缺乏统一的空间划定标准和空间数据,客观性和可比性不足,导致长期以来国内城市间、国内外城市间无法横向比较。因此,自然资源部充分发挥“两统一”和“多规合一”的职能优势,研制统一的行业标准《城区范围确定规程》,解决了客观性和可比性不足的问题。主要从以下三方面做到统一:一是统一概念内涵。自然资源部这次同时还发布了《城区范围确定规程》行业标准,遵循《国务院关于调整城市规模划分标准的通知》(国发〔2014〕51号)对城区的定义、《城市规划基本术语标准》对建成区的定义以及第三次全国国土调查对“城市(201)”数据的定义,综合给出了城区范围的基本概念,统一了将城区实际建成的空间范围落地的内涵与方法。二是统一数据基础。城区范围的划定和更新均基于国土调查数据。首次确定时以第三次全国国土调查数据为基底,利用其中各类土地利用数据及城镇村用地数据等划定城区范围。此后根据最新的国土调查数据作更新,数据具有较强的连续性和可比性。三是统一划定方法。《城区范围确定规程》充分利用测绘、规划、地理等多学科融合技术方法,采用连接条件判断、市政公用设施和公共服务设施条件判断等方法,提出一套科学合理、客观真实、全国通用的城区范围确定技术方法。先后在115个城市进行4轮试划,反复验证,充分讨论,经过多轮技术迭代完善,形成了目前发布的《城区范围确定规程》。经实践验证,技术路线科学简明,可操作性强,我们将继续跟踪总结,推动技术路线持续完善。问:能否谈一谈近期在城市体检评估工作方面准备重点推哪些工作?答:一是向各省(区、市)自然资源部门印发《规程》,要求各地严格按照《规程》要求,抓紧部署全面开展国土空间规划城市体检评估工作,并结合当地实际,不断探索完善配套政策制度体系。同时,将体检评估成果作为本轮市县国土空间规划编制审批的重要参考。二是把组织开展好城市体检评估工作作为党史学习教育“我为群众办实事”实践活动的重要内容,要求各地认真践行“人民城市”重要理念,坚持以人民为中心,突出“宜业、宜居、宜乐、宜游”等方面指标的评价,切实推动人民群众最关心最直接最现实问题得到解决,让人民群众实实在在感受到城市空间品质的改善提升,增强人民群众的获得感、幸福感、安全感。三是以《规程》33个基本指标为基础,以《城区范围确定规程》统一划定的重点城市城区范围为底版,应用国土三调、地理国情监测、卫星遥感等部权威数据,结合手机人口信令、POI兴趣点等大数据,围绕国家战略落实、城市治理经验短板、民生关切等方面综合形成全国重点城市体检评估报告,适时向社会公开发布。四是抓紧完善国土空间规划“一张图”实施监督信息系统,在有条件的城市加快构建城市实景三维空间模型,并部署探索“幸福测量仪”等新方法,为快速、便捷、准确开展城市体检评估提供数字化支撑,以“智慧评估”带动“智慧规划”,促进“智慧城市”和“智慧国土”建设。(i自然全媒体)辽宁自然资源杂志发表 2021年7期
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浅析自然资源新形势下的国土调查技术
作者:李彩芬 山省烟台市莱阳市城厢自然资源和规划所 我国第二次全国土地调查工作是由以往的国土资源系统负责并交由以往的测绘地理信息局实施,但土地调查工作本身涉及到林业、水利、农业等多个部门,导致第二次全国土地调查工作中不同部门对于不同自然资源的认定标准不统一,最终出现第二次全国土地调查成果应用效果不佳的问题。第三次国土调查工作的开展则充分吸收了我国第二次全国土地调查工作的经验,通过对国家自然资源部门的改革要求国家自然资源部门统一开展国土调查工作,规范国土调查中各个项目的结果标准,提升国土调查中调查内容的全面性。因此,在自然资源新形势下我国第三次国土调查工作相较以往发生了诸多变化,在科技发展背景下所应用的国土调查技术也更加先进和发达。本文将以山东省烟台市莱阳市国土资源局第三次国土调查项目的实际开展情况,针对自然资源新形势下国土调查工作中使用的先进技术进行分析总结。一、自然资源新形势下国土调查工作的技术流程第三次国土调查工作在开展过程中要求各级部门必须以国家下发的影响内容为基础组成内容,参照以往年度国家土地变更的调查数据成果,以细化已有内容、更新变化内容、增加缺少内容为调查原则,以省级内业预判、地方外业调核为工作模式,以互联网+技术以及一体化先进技术为调查技术,全面查实查清当前国家土地的利用基础数据。结合山东省烟台市莱阳市国土资源局第三次国土调查项目的实际开展情况来看,其技术流程主要包括工作准备、数据准备、外业调查、内业建库、质量检验、成果总结六个阶段。在工作准备中,山东省烟台市莱阳市国土资源局需要做好方案编制工作、人员设备准备、数据收集工作三项内容;在数据准备工作中,山东省烟台市莱阳市国土资源局需要针对城镇村用地、农村土地的各项影像、数据成果进行收集记录,接收国家下发影像数据成果与山东省下发的初始数据成果,进而对外业数据的举证成果进行整理;在外业调查工作中山东省烟台市莱阳市国土资源局需要对外业举证数据进行区划分配,针对外业实地应用情况进行调查举证;在内业建库工作中山东省烟台市莱阳市国土资源局需要对外业调查成果进行整理核实;在质量检验工作中则需要对县级、市级的数据成果进行质量检验,同时上交上级部门进行省级、国家级的核查检验;在成果总结工作中山东省烟台市莱阳市国土资源局需要对所有的数据成果进行汇总整理并编制成册,进行最终验收。二、自然资源新形势下国土调查工作的先进技术(一)互联网+技术在外业调查工作中的应用山东省烟台市莱阳市国土资源局在外业调查工作开展过程中充分利用各项互联网+技术,要求外业调查工作人员在具体工作中必须使用具有GPS定位功能、数据可视化功能的手持平板,对当前自身所分配的数据包中的图斑进行拍照举证,拍摄内容包括当前图斑实地的卫星定位坐标、拍摄方位角度、拍摄实时时间、实地照片成果等,确保数据成果存储至指定位置并通过统一软件对外业调查结果进行内业质量检验,筛选出其中不符合拍照质量要求、图斑轨迹要求的数据成果,交由外业调查工作人员进行重新调查。(二)无人机技术在外业调查工作中的应用基于我国第三次全国国土调查工作的全面性、细致性以及深入性要求,外业调查工作人员在工作开展过程中不可避免的会深入到各种不同区域,进而遭遇到道路不够畅通等诸多问题。也正因此,受限于地方自然条件的影响,部分较为复杂的地方区域在实地调查拍照过程中可以使用无人机技术。无人机技术在山东省烟台市莱阳市国土资源局国土调查工作中的应用主要适用于外业调查工作范围中,其能够有效解决国土调查工作中人力无法到达而导致无法拍照的问题,对提升外业调查工作的效率和质量均有非常积极地所用。山东省烟台市莱阳市国土资源局在外业调查工作中所使用的的无人机技术可以使用专用APP进行有效控制,拍摄至少包括目标图斑正上方位置、目标图斑侧向位置的两张有效照片,最终获得的图斑照片无需近景远景特征,拍照质量亦能有效达到国家第三次国土调查工作中对于外业调查工作质量的要求。(三)数据处理技术在内业建库工作中的应用第三次全国国土调查工作内容相较以往更加全面和深入的同时,也产生了更多需要处理的成果数据。虽然根据国家要求各地各级国土资源部门在国土调查工作中都必须应用统一标准,但仍然有巨量需要处理的成果数据。因此山东省烟台市莱阳市国土资源局结合自身实际工作需求采取针对性数据处理技术,在内业建库工作中依托计算机系统将影响成果进行分层处理,获取待检测特征值并与国家统一标准进行比较,对于提升成果数据的处理效率发挥了非常积极的作用。三、结语综上所述,第三次全国国土调查工作作为调查核查我国各类自然资源范围内土地实际利用情况、贯彻党中央生态文明体制改革战略的一项重要工作内容,各地各级部门在国土调查工作中必须保持严谨的工作态度和严肃的责任要求,充分利用各项先进技术以保证国土调查结果数据的全面性和准确性,确保国土调查工作的质量和效率能够得到有效提升。
消费导刊杂志发表 2021年11期
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北斗系统在智慧城轨中的应用与展望
蔺陆洲,李宇杰,邓平科,李俊,杨军,4(1.全图通位置网络有限公司,北京100176;2.北京市地铁运营有限公司,北京100044;3.中国科学院微电子研究所,北京100029;4.中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院,北京100083)1引言时间与空间是国家的重要战略资源,时间与位置信息已成为以万物互联、人工智能和大数据应用为特征的智慧城轨建设的核心和基础。据统计,人们80%以上的时间在建筑物、移动载具、地下等非暴露空间中度过[1]。城市轨道交通(以下简称“城轨”)作为非暴露空间的典型场景,是城市的动脉和最核心的公共区域,也是“新基建”的重点建设领域。长期以来,非暴露空间中的定位、导航、授时和通信一直是世界性的技术难题,也是制约智慧城轨发展的瓶颈。北斗卫星导航系统(以下简称“北斗系统”)作为提供时间和空间信息的全球系统,是由我国自主建设运行的重要空间基础设施,目前已经完成系统建设,正在各行业开展应用推广。通过应用北斗系统,建设以其为基础的高精度定位网、高精度时间同步网、高通量通信网和空间数字化平台,可以对智慧城轨的建设起到基础性的支撑作用。由于北斗系统的应用具有基础性、创新性、渗透性和带动性,因此其可对城轨的发展形态、发展理念、发展模式和运营模式产生重大影响,从而促进“北斗+城轨”运营管理新模式的形成,满足乘客、企业和政府等多元主体的各类需求,建成更加安全可靠、便捷舒适、经济高效、绿色节能的智慧城轨系统。2北斗系统的建设与发展2.1北斗系统的建设成就卫星导航系统为用户提供的时间与空间信息是所有信息系统运行的基础。北斗系统是我国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设、独立运行的卫星导航系统,能够为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。北斗系统按照“先区域、后全球,先有源、后无源”的建设思路,实施了“三步走”战略:①2000年底,建成北斗一号系统,采用有源定位体制,向中国国内用户提供定位、测速、授时、广域差分和短报文通信服务;②2012年底,建成北斗二号系统,增加无源定位体制,向亚太地区用户提供服务;③2020年,建成北斗三号系统,向全球提供基本导航、星基增强、短报文通信、国际搜救、精密定位五大服务。在系统建设过程中,卫星定轨组网、星载原子钟、激光星间链路、新型信号体制等100余项关键技术陆续被突破[2]。北斗系统是我国迄今为止规模最大、覆盖范围最广、服务性能要求最高、与百姓生活关联最紧密的巨型复杂航天系统,也是我国第一个面向全球提供公共服务的重大空间基础设施。它使国家掌握了自主可控的时间与空间基准,并极大地提升了国家的科技水平。2.2北斗系统的应用发展目前,北斗系统在国防安全、交通运输、海洋渔业、气象水文、电力调度和救灾减灾等领域得到广泛应用,产生了显著的社会效益和经济效益;尤其在交通运输方面,已大量应用于车辆定位、运输过程监控管理和基础设施安全监控等领域。在此基础上,北斗系统应用还有进一步扩展的空间。例如,从应用的空间环境上看,在能够直接接收卫星导航系统信号的室外暴露空间环境(以下简称“暴露空间”)中,用户可以直接利用北斗系统提供的时空信息;然而,在不能接收卫星导航系统信号的非暴露空间环境(以下简称“非暴露空间”)中,如地铁、地下停车场、商业综合体中及高架桥下等区域,受到建筑物遮挡和多径效应的影响,卫星定位精度急剧降低,无法满足非暴露空间位置服务的需要。由于人们80%的时间处于建筑物、移动载具等非暴露空间中,因此,解决非暴露空间中的导航定位问题是北斗系统应用发展的重要方向。目前,国家正在建设以北斗系统为基础的综合定位、导航与授时(Positioning, Navigation and Timing,PNT)体系,该体系可利用基于不同原理的多种PNT信息源,经过云平台控制、多传感器高度集成和多源数据融合,生成时空基准统一且具有抗干扰、防欺骗、稳健、可用、连续、可靠等优点的PNT服务信息[3],实现对室内、水下、深空等领域的覆盖。2.3北斗系统与智慧城轨的融合发展近年来,随着建设速度的加快及运营里程的持续增长,城轨面临着网络化运营、降本增效、快捷服务、低碳环保、可持续发展等一系列的挑战,智慧城轨的概念由此产生。交通的实质就是提供位移,即根据需要通过运输工具实现人员和物资的位置移动。作为一种公共交通系统,智慧城轨发展的核心目标是在保障安全的前提下实现最低成本、最大范围覆盖的位置移动,其手段是在信息技术的支持下实现城轨服务过程中所有环节的智能化,即“位移+”[4],因此需要充分利用先进的信息通信、人工智能、物联网、大数据、机器人等技术,以自主感知、自主学习、自主决策和自主控制为核心处理流程,在对设备设施进行优化管控的基础上,为乘客提供高效精准、个性化的位移服务,从而建设更加安全、高效、舒适、绿色的新一代城轨系统[5]。时间和空间位置信息是实现智慧城轨系统自主运行、精准管理和全时程个性化服务的基础,因此智慧城轨的建设需要与提供时空信息的北斗系统实现融合发展。城轨的未来发展趋势是以“位移+”的方式推动安全、便捷、经济、高效、绿色的智能运输[6];而北斗系统的发展趋势是以“+北斗”(即以北斗技术为赋能手段,以时空信息为应用方式,与其他产业原有技术、原有业务相结合或替代传统应用方案)的方式赋能轨道交通行业,以促进其转型升级。“位移+北斗”作为北斗系统与智慧城轨融合发展的核心理念,将进一步丰富城轨与北斗系统的技术应用与产业生态体系,促进两者全面发展,从而推进国家战略的实施(图1)。3智慧城轨对北斗系统的需求3.1时空基准智慧城轨作为典型的复杂信息物理系统,涉及列车自动控制(ATC)、自动售检票(AFC)、供电系统管理自动化(SCADA)、环境监控(BAS)、火灾报警(FAS)等种类繁多的信息系统。为实现其自主运行,必须集成这些复杂的信息系统,进行海量时间、空间信息的感知、处理、决策和控制[7],因此更加需要建立统一的时空基准,以避免发生时空信息冲突的风险,危及城轨的安全运营。应用北斗系统,利用其提供定位导航服务的CGCS2000坐标系(我国目前最新的国家大地坐标系),城轨系统可以获取统一的、自主可控的时空基准[8]。此外,城轨所处的空间环境非常复杂,暴露空间和非暴露空间并存,单纯依靠卫星导航系统不能满足当前的应用需求。通过将北斗系统的绝对时空基准引入城轨非暴露空间内并进行动态维持,一方面可以实现非暴露空间相对位置与暴露空间绝对位置的统一,并以绝对坐标系的方式对城轨内非暴露空间的位置进行展示和应用;另一方面能够统一时间,实现非暴露空间内的时间同步。3.2空间数字化图1北斗系统与智慧地铁的融合发展由于城轨的空间环境复杂,因此掌握丰富、准确的地理信息是智慧城轨建设和运营的基础。空间数字化,即构建数字化的地理信息空间数据框架(Digital Geospatial Data Framework,DSDF),是测绘技术、地理信息技术及其他现代信息技术发展融合的产物。随着技术手段的进步,测绘技术正在向信息采集、数据处理和成果应用的三维数字化、网络化、实时化、可视化方向发展,出现了以三维实景建模为核心的空间数字化应用需求[9]。在智慧城轨建设中,需要基于北斗系统的时空基准,利用架站式、推扫式、背包式、手持式等测绘工具和地理信息数据采集设备,对城轨地下和地上空间的机房、站厅、区间、车辆段、仓库等场所,围绕空间结构、设备设施、耗材物品等要素,进行三维激光点云数据的采集,并辅以现场摄影和纹理等数据信息,创建一套全要素的精细实景三维模型,以实现城轨的空间数字化。利用上述数据,相关工作人员可以生成高精度地图,梳理空间资源,掌握城轨的空间结构及设施设备情况,为智慧城轨的规划、建设、改造和维护提供精确、全面的地理信息,为空间的利用和精细化管理提供重要的基础资料和技术支撑。空间数字化作为北斗技术在时空体系下的新场景应用,为智慧城轨的发展注入了新的活力。3.3高精度定位与授时高精度的空间与时间信息是建设智慧城轨的基础。交通数据是典型的时空数据,不仅具有时间维度属性,还对空间结构有着较强的依赖性[10]。随着不同轨道交通信息系统之间的融合发展,对定位精度和时间同步精度的要求不断提高。而目前,北斗系统无法直接满足智慧城轨对于高精度定位与授时的要求,其原因如下。(1)接受卫星信号困难。城轨非暴露空间内,由于墙体(尤其是钢筋混凝土)的遮蔽,卫星定位信号穿过建筑物后会明显变弱,定位精度将大幅降低,甚至出现无法接收到信号的情况。(2)多障碍物与多干扰源。城轨内存在立柱、电梯、扶梯、设备、屏蔽门、行人等各类障碍物,而且布局不同,加上行人和车辆时刻在移动,信号会被多次反射,这些众多的不确定性干扰使得城轨环境异常复杂。在地铁中,这种情况尤为突出,因为地铁环境相对封闭,无线电信号、声音、光线、温度等复杂环境干扰都会对定位设备传感器的精度造成不良影响。(3)高程定位困难。在地铁环境中,不仅要考虑二维平面的位置,对于多层建筑物还要考虑地上和地下的楼层位置和高度问题[7]。(4)应用终端研制困难。城轨需要小型化、个性化、组合化应用终端,并解决组件优化设计、材料优选、精密制造、组件深度集成、传感器实时标校、传感器输出信息自适应融合等方面的问题[11]。研究人员应从以上4个方面出发,进行有针对性的研究,解决上述问题,从而为智慧城轨的建设和运营提供高精度的空间与时间信息,保障其顺利推进。4北斗系统在智慧城轨中的应用展望4.1时空体系网络的建设智慧城轨必须建设一套自主可控的时空体系网络。针对北斗系统导航定位在非暴露空间无法使用、高通量通信手段缺乏、全要素地理信息缺失等问题,应综合应用“北斗+5G+空间数字化”技术,构建由高精度定位网、高精度时间同步网、高通量通信网和空间数字化平台组成的“三网一平台”时空体系网络,形成城轨时空基准信息网络,并将其作为智慧城轨建设和运营的基础设施(图2),为城轨提供统一、连续的空间与时间信息,以及定位、授时、通信服务,从而实现在非暴露空间中对北斗系统应用的补充、增强和备份,从而打破城轨暴露空间与非暴露空间之间的壁垒。4.2需突破的关键技术建设智慧城轨时空体系网络,需要重点突破室内外一体化高精度连续定位、基于通用网络协议的大范围高精度时频传递、基于5G的高通量无线通信应用等关键技术。在定位方面,需要在统一的空间基准上,以超宽带(Ultra Wide Band,UWB)定位技术为主导,以多种定位技术为补充和增强,通过导航定位软件与算法的融合,实现在暴露空间和非暴露空间中的连续定位;通过国家投资建设的综合PNT体系和小型化、个性化、组合化服务终端研制的微PNT体系,提供高精度的位置服务[12]。在时间方面,需要在统一的时间基准上,以IEEE 1588V2网络测量和控制系统的精密时钟同步协议(也称为精确时间同步协议(PTP))为基础,结合同步以太网(Synchronous Ethernet,SyncE)技术和白兔(White Rabbit,WR)时间同步方法,实现城际范围内整个网络节点的动态时间同步,以提供高精度的授时服务。在通信方面,需要开展城轨室内分布系统与面向地铁业务的时间切片算法的开发,以实现高通量通信的应用。除此之外,随着系统建设的开展,还必须突破北斗系统在智慧城轨中应用的一系列关键技术。4.3应用服务应用是北斗系统与智慧城轨融合发展的出发点和落脚点。北斗系统将在智能运行、智能维修、智能客服等方面赋予城轨新的能力和手段,为城轨业务提供有效支撑,协助构建管理精细、运行高效、效益最大化的智慧城轨系统。(1)在智能运行方面,通过北斗系统,可获取站务、管理及施工人员的实时高精度位置信息,在此基础上可通过构建电子围栏、电子点名签到、绩效考核分析等方式,对城轨工作人员进行精准管理;列车定位是城轨列车安全和高效运行的保障,利用北斗系统可使列车定位精度更高,冗余更充分,自主化更强,集成更深,联动更高效[13]。(2)在智能维修方面,城轨的设施设备错综复杂、自动化程度高、资产规模庞大,其维保和管理直接关系到城轨运行的安全可靠程度[14]。通过北斗系统获取设施设备的准确位置,可在资产管理系统中实现对资产设备基于精准位置的自动盘点,打造状态监测、故障诊断、风险预警、维修评价和资产管理的闭环链条。(3)在智能客服方面,利用北斗系统,乘客可对城轨站内外的自助售票机、自助售货机、洗手间等服务设施进行快速查找和路径规划;还可以基于多维、多层次的数字地图,实现自助导航、智能移动终端与机器人引导服务等功能[15],从而能够以乘客出行需求为核心,为乘客提供全时程、个性化的出行服务。图2智慧城轨时空体系网络的建设5结语时间与空间信息已经成为现代生产与生活中的基础信息。卫星导航定位系统的发展彻底改变了人们的生活方式,也改变了社会和企业的管理模式。随着北斗系统的建成与应用推广,我国智慧城轨的建设与发展对时空基准、空间数字化、高精度定位与授时提出了更高的要求。未来,北斗系统与智慧城轨具有广阔的融合空间和潜力,其核心是根据城轨应用场景定义其PNT体系,突破关键技术,建设“三网一平台”时空体系网络。北斗系统的应用推广将为城轨的智慧化转型创造最优的基础条件。
现代城市轨道交通杂志发表 2021年4期
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丈量中原大地 开辟智慧时空
——河南测绘地理信息事业发展掠影本刊记者王敏中原经纬书锦绣。从首测嵩山高程,到制作全国首张铁路用图;从组建中原地区唯一的国家卫星测绘应用分中心,到正式启动论证首颗“河南一号”商业卫星项目;从服务“中国天眼”,到建成国际先进、国内站点数量最多、密度最大的河南省卫星导航定位基准服务系统……一项项成就的背后,离不开一代代河南测绘人的倾情奉献。老一代河南测绘人的无私奉献与坚守精神,在持续传承发展。河南省测绘工程院的前身国测地形一队,与全国测绘战线上的英雄群体国测一大队是“姊妹队”,闪耀着精神之光,激励着一代代测绘人。多年来,他们“只步为尺测乾坤,丹心一片绘社稷”,肩负起“服务大局、服务社会、服务民生”的神圣使命,为重大战略实施、重大工程建设、生态环境保护、防灾减灾、脱贫攻坚等提供了及时可靠的测绘保障,持续书写着测绘地理信息事业发展新华章。本期《特别关注》栏目特撷取新时代河南测绘人服务国家和全省经济社会发展、生态文明建设的精彩片段,与大家一起感受河南测绘地理信息事业发展的时代脉动。测绘援疆河南省时空地理信息院士工作站揭牌全国测绘法宣传日活动为帮扶村捐建爱心超市璀璨北斗照亮中原——建成全国密度最大卫星导航定位基准站网2015年7月,习近平总书记在给国测一大队老队员老党员的回信中充分肯定了他们爱国报国、勇攀高峰的感人事迹和崇高精神,激励着广大测绘干部职工。建成全国密度最大卫星导航定位基准站网,可谓是近年来河南测绘人攀登的另一座“高峰”,为快速发展的河南省测绘地理信息事业画上了浓墨重彩的一笔。2018年12月,河南省卫星导航定位基准服务系统正式启用。河南建成的这一重大基础设施,被誉为目前我国建站技术标准最高、站点数量最多、密度最大、完全自主可控并且整体水平达到国际先进水平的省级北斗地基增强系统,标志着全省北斗卫星导航定位应用进入高精度实时定位和快速服务的新阶段。站在由56个站点组成的原河南省导航卫星连续运行参考站系统的“肩膀”上,原河南省国土资源厅与河南省测绘地理信息局统筹组织,河南省测绘工程院建设指导,构建了247座北斗卫星导航定位基准站,升级了数据解算与服务平台,部署了安全防护装备,最终形成了河南省卫星导航定位基准服务系统。这247个地面基准站点对我国北斗、美国GPS、俄罗斯格洛纳斯和欧洲的伽利略系统四个卫星导航信号增强修正,实现了包括西部山区等原来信号薄弱地区的全省覆盖;接收北斗等导航卫星发射的初始导航信号,经通信网络传输至河南省测绘工程院管理的数据综合处理中心,处理后产生修正信号,然后通过互联网实时播发。有了修正信号,大大提高了定位精度,从而实现实时动态米级、分米级、厘米级和静态毫米级高精度定位服务,车辆精准导航,耕地、宅基地边界等自然资源确权登记,轨道交通、大坝变形监测等应用将变得更方便快捷。而且,用户定位更快、应用范围更广、应用效率更高。过去测量一个坐标点需要1小时才能达到厘米级的精度,而现在通过卫星导航定位基准服务系统仅需1分钟。精准定位每个扶贫村、贫困户的位置,迅速掌握贫困户情况;精准定位污染源的位置,通过与遥感影像结合,及时发现垃圾、黑臭水体和污水口的位置;准确定位山水林田湖草需要检测的重点领域,通过对比分析,监测自然生态环境的变化……目前,河南省卫星导航定位基准服务系统已在自然资源管理、智慧城市、智能交通、智慧物流、智慧农业、智慧旅游、防灾减灾、环境保护、信息消费、精准扶贫等领域开展了应用示范。未来,基于这一重大基础设施的高精度位置服务,将衍生更多贴近经济社会的导航定位产品和服务。基准站验收危急时刻勇担当——形成“空天地一体化”应急测绘保障体系2016年7月,一场自有气象记录以来最强降雨袭击河南安阳,全市降雨量超百年一遇标准,一天就下了一年的雨量。由于道路塌方,电力、通信中断,安阳县都里镇的3个村庄连续多日与外界失联。河南省测绘地理信息局迅速启动应急预案,紧急从局属单位河南省测绘工程院、河南省遥感测绘院、河南省基础地理信息中心、河南省地图院抽调精干力量,组成应急测绘服务队,赶赴灾区。服务队过沟壑、走河滩,徒步8小时到达失联村,经过4昼夜的连续奋战,顺利完成了受灾区域总面积约253.8平方公里的航飞任务,统计了2个滞洪区的水淹面积和庄稼受损面积,制作了灾前地理国情普查数据、灾区部分高分影像数据和几乎覆盖全部灾区的灾后正射影像图,为应急救援决策部署、灾情损失评估、灾后重建规划提供了最新的地理信息数据支撑。安阳特大洪灾应急测绘只是河南应急测绘保障服务的一个缩影。近年来,河南省测绘地理信息局秉承“应急救灾,测绘先行”的理念,积极探索服务应急管理工作新模式,整合全省测绘地理信息资源,凝聚全省测绘地理信息力量,在体制机制、应急装备等方面发力,编制了《河南省测绘应急保障预案》,成立了河南省应急测绘保障服务中心,建立了无人机集群灾情地理信息获取系统,形成了较为完备的“空天地一体化”应急测绘保障体系,有了一支测绘地理信息行业应付突发灾害的“轻骑兵”,哪里有险情他们就奔赴哪里,哪里有应急任务他们就出现在哪里:在小麦倒伏的田地,为精确评估受灾面积,他们放飞无人机,获取灾情的第一手影像资料;在黄河滩区的夜幕中,为解决边界纠纷,他们彻夜忙碌勘测,洒下辛苦的汗水;在月光洒满大街小巷的夜晚,他们为领导调研紧急制作工作用图,以累累硕果诠释着测绘精神的内涵……缩千里入尺幅之间,呈万象于几案之上。在应急测绘保障工作中,地图亦发挥着不可或缺的作用。2017年5月8日至9日,中共中央政治局常委、国务院总理李克强到河南自贸试验区郑州、开封、洛阳片区,黄河下游滩区等地考察。5月5日,河南省地图院与河南省基础地理信息中心紧急制作了河南自贸区图,郑州、开封、洛阳片区图,河南黄河滩区示意图15幅,河南省地图以及开封、郑州、新乡市城区图12幅,为总理的河南之行提供了有力的应急测绘保障。多年来,在河南省测绘地理信息局的正确领导下,河南省地图院高度重视应急地图保障服务工作,特别制定了《河南省地图院测绘应急保障预案》,根据响应级别,统一领导、指挥、协调应急测绘保障工作。凭借出色的应急反应组织能力和专业的地图编制能力,河南省地图院多次为各级政府部门应对突发自然灾害、事故灾难、公共卫生、社会安全事件提供了应急地图保障服务,先后为汶川地震、冰雪灾害、黄河滩地界线纠纷等突发事件提供应急保障服务图件500余幅。由于应急测绘保障成绩突出,河南省地图院被评为“全国测绘应急保障服务先进集体”。看遍全省“山水林田湖草”——开展地理国情监测和应用2017年,我省圆满完成了第一次全国地理国情普查任务,摸清了河南地理国情“家底”。历时3年,我省投入财政资金1.74亿元,组织全省19家资质单位的1300名技术人员,获取了近800万个图斑构成的多要素、全覆盖的地理国情数据,建成了河南首个地理国情信息数据库及管理系统,为各级政府提供了重要的地理国情信息支撑。按照“边普查、边监测、边应用”的工作要求,河南省测绘地理信息局按年度实施基础性地理国情监测,围绕国家重大部署、生态文明体制改革等重点领域,开展专题性地理国情监测,在自然资源资产离任审计、空间规划、生态文明建设等方面开展了一批地理国情监测试点示范项目。参加河南省防汛应急测绘演习为“三块地”改革开展航飞自然资源资产离任审计,是一项创新举措,审什么?怎么审?河南测绘人用实际行动蹚出了一条自然资源资产离任审计的巧路子——收集数据、统一坐标、对比分析、相互印证、图上查疑、现场核准。2017年,河南省遥感测绘院协助省审计厅,抽调多名技术骨干,在巩义、周口等地开展自然资源资产离任审计,以地理国情普查与监测为基础,收集土地、矿产、森林等行业专题数据,统一数据格式和坐标,对领导干部任职前后的数据进行对比印证;套合遥感影像查找疑点,对土地资源虚报耕地保护指标、毁林毁草开发等问题进行筛查和确认,对矿产资源中违规、越界开采等问题进行查证,对森林资源年度造林面积、采伐面积、林地征占用等进行把握和确认,确定领导干部任职前后两个时间节点间的自然资源资产变化区域,为审计部门提供审计线索;最后,运用测绘地理信息的3S技术,对发现的疑点、线索,进行实地现场核查。让土地资源变资产,成为乡村振兴的“源头活水”。河南省测绘地理信息局利用地理国情普查与监测成果、高分辨率遥感影像、数字高程模型等地理信息数据,结合国土资源管理“批、供、用、补、查”、地籍及确权登记等业务数据,运用3S、物联网、大数据等测绘技术,开展城镇规划区内建设用地开发利用潜力调查、农村耕地提质增量潜力调查、乡村建设用地整治复垦潜力调查,摸清家底,掌握其数量、质量、分布、现状、权属,挖掘出可开发利用、提质增量和复垦的指标,辅助算好经济账和生态账。以固始县为“三块地”改革试点,河南省测绘地理信息局还研发了专业比对分析应用系统,挖掘出可开发利用、提质增量和复垦的指标,辅助算好经济账和生态账。此外,河南省测绘地理信息局还开展了南水北调中线工程水源地环境动态监测、郑州市湿地资源遥感监测与演化分析、全国地级以上城市空间格局变化监测、郑汴洛新城市带重点大气颗粒物污染源空间分布监测、郑州市47年间城市发展与棚户区改造动态监测等地理国情监测试点示范项目,编制了我国首部省级地理国情蓝皮书《河南省地理国情蓝皮书》,与中国测绘科学研究院、河南省科学院共同组建了“地理国情监测中原中心”,打造地理国情监测新平台,让地理国情监测数据在服务政府决策、经济发展和生态文明建设中的作用不断彰显。把每一寸土地规划得清清楚楚——建设空间规划信息平台拉项目时,不用带着投资商满世界找地方;规划道路时,不用担心是否侵占生态红线;项目审批时,也不用一个部门一个部门交材料……只要点一下鼠标,这些事儿都可以实现。这有赖于近年来建设的河南省空间规划信息管理平台,它是河南省测绘地理信息局服务省级空间规划试点工作的一大亮点。2016年12月27日,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《省级空间规划试点方案》,明确将河南省作为9个试点省份之一,这标志着河南省空间规划试点工作正式启动。在这片省级空间规划试验田上,经过近一年的努力,2017年底,河南省测绘地理信息局从局属各单位抽调技术骨干,由河南省基础地理信息中心牵头完成了河南省空间规划信息平台建设工作,编制了涵盖数据标准、接口标准、技术规程和管理制度的标准规范体系,形成了标准统一的数据服务体系。平台囊括了发改、国土、环保、住建等9个部门的规划数据,涵盖空间规划时空大数据库管理系统等6个信息系统,基本满足规划编制、并联审批、政府决策、监测监管等业务工作需要。为了让各部门相互“看得懂图,对得上话”,项目利用地理国情普查与监测成果,汇集全省各类规划数据,研发了2000国家大地坐标系转换软件,为700多个空间规划数据图层进行了坐标转换,消除了空间差异,让不同尺度、不同部门的规划数据在统一坐标下能够“叠到一起,套得起来”,使各部门信息可以互联互通和共建共享,形成引领全省建设发展的“一张蓝图”,也为实现“多规合一”探索经验。基于统一的平台框架,还同步开展了鹤壁、洛阳、许昌三个试点市的数据整合处理,辅助专题研究与规划编制,建立了规划综合数据库,开发了市级空间规划信息管理平台。调研河南省空间规划信息平台建设在原有鹤壁市空间规划信息平台基础上,河南省遥感测绘院充分利用大数据、云计算、地理信息系统等新技术,全力搭建鹤壁市国土空间规划“一张图”实施监督信息系统。项目收集了来自发改委、自然资源和规划、住建、生态环境、林业等30个委办局的各类空间数据800余G,形成了以2000国家大地坐标系和1985国家高程基准为统一空间基准,以鹤壁市第三次全国国土调查初步成果为基础的现状、规划、管理及社会经济四大类数据成果,建设了国土空间规划一张图应用、国土空间规划分析评价、国土空间规划成果审查与管理等7个子系统,完成了坐标一致、边界吻合、上下贯通的一张底图建设,实现了各类空间数据的统一管理与共享,可服务于覆盖规划编制、审批、实施、监测、评估、预警的全流程管理。智慧城市让生活更美好——加快从数字城市向智慧城市转变不断提升城市信息化水平,让生活更美好。自2007年以来,我省数字河南建设启动。目前,全省所有省辖市、30多个县(区)开展了数字城市地理空间框架建设,累计开发示范应用系统150余个。在数字城市基础上,我省近年来加快了智慧城市建设步伐。智慧郑州、智慧平顶山、智慧宝丰已经建设,智慧济源、智慧开封、智慧商丘启动试点申报工作。目前,智慧平顶山时空信息云平台国家试点项目取得了引人注目的成果,一座智慧的“新鹰城”正在冉冉升起。老旧小区历史房产信息坐标缺失,统一登记时出现房产落地难的问题,一直困扰着登记部门。将“智慧平顶山”项目成果中的老城区60余平方公里高清航空影像推送至当地办证大厅窗口,一个路灯、一个井盖都看得清清楚楚,工作人员足不出户就可以查看不动产坐落、现状影像等,获取宗地界址、楼基点坐标等数据,快速准确生成宗地上土地、房屋等的不动产单元代码,办事群众也可以直观辨认自己房产所属的街道、楼房等信息。经过近三年的攻坚克难,项目技术支持单位河南省遥感测绘院与平顶山市测绘地理信息局团结协作,研制了空间数据目录及数据交换体系,建设了10座高精度北斗卫星导航定位基准站,建成覆盖全市域范围七大类10个年份400余小类、横跨13个部门的时空大数据资源池,接入公交、水利、环保等十多类物联网数据,空间化法人单位等各类数据23余万条,引入旅游、气象、房价等十多类互联网大数据,进一步创新完善了时空大数据更新体系,确保平台“活数据”的流动;以时空大数据为支撑,建设了智慧平顶山时空信息云平台通用版及公众版、国土空间基础信息平台(一期)、政务空间信息惠民服务等多个专题云平台,开展了自然资源综合服务系统、智慧水利防汛抗旱系统、领导会商决策三维“一张图”系统等多个系统建设,分别面向自然资源、政府决策、社会公众提供时空信息服务,成功打造了值得参考和借鉴的智慧城市“平顶山模式”。2019年12月16日,智慧平顶山时空信息云平台建设国家试点项目顺利通过自然资源部专家组的验收,成为河南省首个通过国家验收的智慧城市时空信息云平台项目。激活地理信息产业——加快释放发展活力作为基础性、战略性信息资源,当前各行业对地理信息的需求还在不断增长,地理信息产业迅速发展。正是看到这一趋势,河南省测绘地理信息局认真贯彻落实“放管服”改革的各项决策部署,持续深化行政审批制度改革,取消全部非行政许可审批事项,涉及行政审批的3项中介服务事项,以及1项行政审批事项;将部分地图审核权,乙、丙、丁级测绘资质认定初审等下放至各省辖市测绘地理信息主管部门,推进“电子证照”改革;全面梳理规范全省审批服务事项,将全局除涉密事项外所有审批服务事项接入河南政务服务网,同时简化申请材料,减少审批环节,缩短审批时限,实现了“在线申报、网上受理、信息流转、审核批准、反馈告知”等全流程网上办理,真正实现让群众办事“最多跑一次”。与此同时,加强事中事后监管,开展全省“双随机一公开”综合执法检查,强化地理信息安全监管和涉密测绘成果管理;进一步开放我省公益性地理信息资源,推进地理信息社会化应用;积极开展示范项目建设,开展地理信息应用示范园区建设,扶持培育地理信息龙头企业。一系列行之有效的简政放权措施,激发了市场活力,降低了测绘行业准入门槛,推动河南省测绘地理信息产业进一步发展壮大。目前,河南省从事地理信息获取、处理、应用服务及系统研发、遥感、卫星导航与位置服务、设备制造等方面的企事业单位近2000家,其中具有测绘资质的单位超过1000家,3家企业入选2018全国测绘地理信息行业百强企业,11家地理信息企业在资本市场上市,全省从业人员超过5万人。据测算,2018年,我省地理信息产业总产值突破120亿元。郑州联合大宗商品现货交易中心、河南省农业大数据产业技术研究院等一批应用项目加快推进。历史年轮转动,留下了一行行时代的足迹——1959年,河南省测绘管理处成立。1974年,河南省设立测绘局,承担全省地形外业、航测内业和制图印刷相关工作。1980年,河南省革命委员会测绘局更名为河南省测绘局,开始由系统管理向行业管理转变,服务领域逐步拓宽,测绘市场开始孕育。1985年,《河南省测绘管理条例》颁布。1995年,测绘生产从模拟到数字化转变。2000年,河南省测绘局获得省政府正式授权,行使全省测绘管理职能,改由省国土资源厅管理。2010年,河南省测绘局开始参照《公务员法》管理,省、市、县三级管理机制陆续建立,形成新的事业运行机制。2012年,河南省测绘局更名为河南省测绘地理信息局,职能进一步充实,随后各市陆续更名、明确职责,全省测绘地理信息管理体制机制更加完善。2015年,全省测绘地理信息事业转型发展进入“快车道”,各市、县认真履行行政职责,加快推进地理信息服务应用、产业发展,测绘地理信息由“幕后”走向“台前”,主动融入经济社会发展主战场。2018年,按照国务院机构改革部署,作为相对独立承担职能的测绘地理信息局完成历史使命,迎来了全面融入自然资源管理大格局的新机遇,担负起服务自然资源“两统一”职责的新任务。砥砺奋进新征程,扬帆起航再出发。站在崭新的历史起点,肩负新的历史使命,河南省测绘地理信息局党委书记、局长刘济宝表示,河南测绘人将“不忘初心、牢记使命”,把握测绘地理信息服务的新需求、新方向、新定位,丰富地理信息资源的广度和深度,以高质量的测绘地理信息服务助推全省自然资源高质量发展,奋力谱写中原更加出彩的绚丽篇章。首测嵩山高程资源导刊(信息化测绘)杂志发表 2019年12期
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国土空间规划的诗意与远方
●作者 徐仁海《广西壮族自治区国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出:优化国土空间开发保护,立足资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价,科学有序布局生产空间,形成主体功能明显、优化互补、高质量发展的国土空间开发保护新格局。国土空间作为美丽中国生态文明建设的载体,其开发保护应顺应时代要求,不断调整和优化。生态文明建设,不仅可以满足人民日益增长的优美生态环境需要,而且可以推动实现更高质量、更有效率、更加公平、更可持续、更为安全的发展,成为高质量发展的底色和支撑。生态文明建设是“一盘大棋”,国土空间规划是“一朝落子满盘活”。国土空间规划,既是当务之急,也是长远所需。应运用设计思维,借助形态组织和环境营造方法,依托规划传导和政策推动,实现空间布局结构优化、功能组织活力有序、生态系统健康持续、风貌特色引导控制、历史文脉传承发展和公共空间系统建设。推动国土空间开发保护“多规合一”,守护好八桂大地的绿水青山,国土空间规划是先行者!自然资源主管部门根植自然资源、构绘规划蓝图,在红线与蓝线的构图中彰显国土空间规划的责任担当和生态情怀。自然资源主管部门坚持发展保护相协调,守护环境,普惠民生,铺就绿色发展道路,在绿色发展中,展现广西的绿色担当和生态作为;不断强化“但存方寸地,留与子孙耕”的忧患意识,牢牢守住18亿亩耕地红线!在国土空间规划中,优化布局,严守耕地红线,节约集约用地,坚持保护优先,盘活存量土地。国土空间规划的诗意在于“宜耕则耕,宜林则林,宜草则草”的国土空间生态布局。在乡村层面,尊重自然、传承文化、以人为本,营造富有地域特色的“田水路林村”景观格局,给绿色留空间,延续当地空间特色,运用本土化材料展现独特的乡村风貌,为乡村添活力。从管控的角度看,红线和蓝线是两个矛盾体,但从人与自然和谐共处的角度看,它们又是一个相互依存共生共荣的联合体。国土空间规划,是构建生态文明制度体系的重要组成部分。各地应积极探索,加快现代化信息技术应用,建设完善空间规划网络感知系统,推行网格化、宏观化管理,实施动态监测,开启国土空间规划事业新篇章!远方不远,路在脚下!
南方自然资源杂志发表 2021年8期
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推动5G在智慧港航产业深度应用的几点思考
作者:蔡磊,赵毅(1.中远海运发展股份有限公司,上海200127;2.中国远洋海运集团有限公司研究咨询中心,上海200127)0引言目前,5G在智慧港航产业应用的创新发展和推广已对港航产业的基础设施、运输组织、商业管理和安全治理等产生深远的影响。《国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要》指出,要构建基于5G的应用场景和产业生态,在智能交通、智慧物流、智慧能源和智慧医疗等重点领域开展试点示范。自5G商用以来,我国已凭借在该领域取得的先发优势加速推进智慧港航产业建设,但在此过程中暴露出来了一些深层次的问题,需予以高度关注。本文结合行业实践,分析5G在港航产业应用的现状和存在的问题,提出推动5G在港航产业深度应用的建议。15G在港航产业应用的现状1)沿海港口5G网络已基本覆盖,内河港航5G正在加快布局。作为连接海上运输与内陆运输的重要物流枢纽节点,港口自动化的本质是在5G等新技术的驱动下,实现港口生产作业、管理流程和商业模式的深度变革及重构。2020年5月11日,中远海运集团有限公司联合中国移动通信集团有限公司和东风汽车集团有限公司在厦门远海码头推出了首个5G全场景应用智慧港口;2021年4月17日,三方宣布在无人驾驶领域达成战略合作,联合打造5G智慧港口无人驾驶整体解决方案。未来,中远海运集团有限公司将在天津港、上海港和海南港等港口积极推进5G智慧港口无人驾驶整体解决方案。5G智慧港口无人驾驶是目前全球智慧港口发展的新趋势,具有诸多优点。根据测算,采用5G智慧港口无人驾驶方案,港口的整体作业效率能提升近20%,综合运营成本能下降近10%,单箱能耗能下降近20%,人工成本能下降近60%。此外,我国的上海、宁波、青岛和广州等沿海港口已基本实现5G网络全覆盖,并率先开展了智慧港口的试点示范,取得了良好效果。例如,宁波舟山港的6台5G远控轮胎式龙门吊投入使用之后,人力成本下降50%以上,设备改造成本下降20%以上。5G技术在沿海港口的成功应用加快了其在内河港口和航道智能建设中的应用。例如,湖北花山港、江苏淮安港、长江内河航道和珠江内河航道等纷纷启动了港航自动化和数字化改造。5G作为新一代信息基础设施,能有效助力智慧港航建设,并由沿海向内陆高质量拓展,构建沿海与内陆双循环、相互促进的发展格局(见图1)。图1我国5G智慧港航发展态势2)5G智慧港航的应用场景已基本明确,重点是提升港口自动化的渗透率。港口物理空间独立,作业流程基本明确,监管各方之间的关系清晰。总体上看,智慧港航的重点之一是作业码头的自动化升级改造,其中涉及的多数业务场景都高度依赖通信网络的实时需求,这与5G低延时、高可靠性和大带宽的特性非常匹配。目前5G在港口作业流程中的承载能力已得到规模化验证,比如5G港机远控、5G水平运输、5G智能理货和5G船舶动态监管等。随着港航业对5G的普遍接受,加上5G港航应用研究的逐步深入,智慧港航的“5G时代”已经来临。根据预测,2021—2025年,智慧港口5G自动化改造的渗透率分别为10%、30%、45%、60%和75%(见图2),呈逐年提升的趋势。为此,中远海运集团有限公司等港航龙头企业积极推进5G应用与数字化转型的融合,纷纷与通信运营商构建合作、合资等联盟,开展智慧港航方面的技术攻关,争先打造基于5G的智慧港航样板。图22021—2025年智慧港口5G自动化改造渗透率预测3)5G催生与多种新技术的融合创新,探索智能航运产业应用。5G不仅包含无线技术和网络技术方面的多项技术创新,而且催生了与北斗、人工智能、物联网和区块链等多种新技术的融合创新。目前,我国5G智慧港口亮点频出,但5G智慧航运尚处于起步阶段。我国的港航产业龙头企业和通信运营商正在抓紧布局,积极开展智慧航运产业的技术理论与产业应用研究。例如,基于5G与北斗短报文的融合通信服务平台可充分利用5G的大带宽、低时延和广连接等特点,以及北斗短报文的广覆盖和高可靠性等特点,为全球航运企业提供即时通信服务,目前以中国移动通信有限公司为代表的通信运营商正积极开展相关研究。未来将在融合通信服务平台的基础上,进一步搭载船载多模智能终端,实现船舶在港口或沿岸等内陆场景下的海量数据传输,在近洋或远洋等海洋场景下的报文信息交互,进一步为智慧航运中的自主驾驶、远程控制、智能能效、智能航行、智能机舱和智能船体等应用场景(见表1)提供高质量的即时通信服务。表15G智慧航运应用场景4)5G智慧港航应用已逐步铺开,降低推广成本是重点关切。5G的应用为港航产业的带宽、时延和安全性等带来了飞跃式提升,通信运营商由原来的单一网络保障服务模式转变成了按不同业务需求等级提供针对性的通信服务模式,全面提升了运营服务水平。在5G智慧港航应用逐步向产业场景铺开的过程中,港航企业更加关注5G在常态化对接港口和航运业务时的可靠性、稳定性。对此,国内各大通信运营商正在积极推进港口和航运等重点领域的5G虚拟专网建设,提升5G网络侧的供给能力。同时,5G在港航业应用推广的成本也成为港航企业关注的重点。以终端模组终端价格为例,华为技术有限公司预测5G模组的成本将持续下降,预计到2023年,单个5G模组的价格将下降到20美元(见图3)。由此推断,5G终端成本将随之下降。如何尽快突破模组和芯片设计等核心技术壁垒,降低5G终端成本,已成为5G在港航产业规模化应用的重要课题之一。图32020—2023年5G模组价格预测25G在港航产业深度应用面临的问题对于港航产业而言,5G将具有革命性的颠覆作用。近年来,5G已在组网、场景、创新和成本等方面得到探索实践,取得了宝贵经验,但在港航产业的深度应用和助推行业向数字化、智能化方向转型方面仍面临政策标准、磨合时间和行业生态等方面的一些问题。1)缺乏配套政策和行业标准,引领效应有待提升。当前,我国港航产业的5G应用仍以龙头企业试点示范为主,尚未实现由政策引导向规模化应用的转化。5G在港航产业融合应用的顶层设计仍需完善。5G融合应用刚刚起步,亟需从国家层面进行顶层设计,规划战略路径,明确发展目标,匹配项目资金。此外,目前港航产业尚未制定完善的5G智慧港航建设标准,各项交付指标尚不明确,项目在推进标准化复制方面仍存在诸多困难,导致一些港航企业持观望态度,龙头项目的引领效应较弱,产业聚集效应不足。2)融合应用的磨合时间不够,导致推进效率不高。5G在港航产业融合应用过程中会出现一些新问题,如港航企业业务需求的多样性、控制类业务的可靠性和核心数据的安全性等方面的问题成为了关注的重点。这些问题仅依靠优化5G网络很难得到有效解决,需基于实际业务场景,结合5G网络的特点进行业务的适配和优化。目前,因缺少磨合时间而导致项目建设进度缓慢的情况时有出现,这会带来对5G技术的质疑。5G在港航产业的规模化应用不仅需要通信运营商打破行业壁垒,而且需要港航产业进行整体业务流程的优化和性能的提升,共同促进5G在港航产业的融合应用。3)产业传统封闭,智慧港航的行业生态亟需建立。5G在港航产业的推广应用和发展需要一个过程,随着跨界交叉合作逐渐增多,多方竞合博弈凸显,需要产业链各方共同探索合作模式和产业生态。目前,基于5G的智慧港航产业生态尚未完全形成。通信运营商、设备制造商、互联网企业、解决方案提供商、港航企业和监管机构等多方竞合博弈,港航传统信息化产业链生态平衡被打破,产业格局和生态体系存在诸多不确定性。需确定各方的角色定位,建立5G智慧港航产业生态,形成健康有序的智慧港航产业链。3几点建议针对上述5G在港航产业深度应用面临的问题,提出以下几点应对建议。1)加强顶层设计,完善智慧港航基础设施的配套政策。建议工信部等相关部委明确“十四五”期间我国5G智慧港航发展的目标,充分发挥政策引导作用,加快制定支持5G垂直应用发展的政策,建立有效的激励机制,营造良好的支持5G应用发展的政策环境。鉴于5G应用资金投入较多,建议推动设立5G智慧港航专项发展基金,给予重点示范项目资金补助,支持符合智慧港航发展方向、具有市场发展前景的科技成果的转化,并根据科技成果转化应用和投入情况按比例给予资金支持。2)探索央企联合科改示范,发挥典型样板的引领作用。建议国资委支持、指导港航企业与通信运营商等国有科技型企业开展“科改示范活动”,探索成立5G智慧港航合资企业,推行股权激励、分红激励和员工持股等激励方式,加快推进合资企业在科创板上市。依托5G应用产业方阵,以科技创新的成熟经验促进港航产业链的自主性、稳定性、竞争力和现代化水平的全面提升,减少港航产业升级中的供需对接环节,带动产业技术革新,实现产业间知识共享,促进智慧港航生态培育,推动港航产业的数字化和智能化转型。3)支持龙头企业先行先试,加快产业规模化推广应用。建议结合交通强国重点工程推进示范试点,发挥港航产业龙头企业和通信运营商的引领作用,发挥技术、人才和资金优势,深挖行业痛点和需求。鼓励港航产业链上的重点企业、科研院所和通信运营商等联合开展5G智慧港航示范应用及产品研发,丰富行业技术研发与测试验证场景,以试点突破带动全局发展。深入挖掘应用潜力,打造示范标杆项目,加快5G在港航产业的规模化推广应用。4)组建智慧港航产业联盟,构建多方共赢的产业生态。鼓励港航龙头企业牵头组建智慧港航产业创新发展联盟,加强港航复合型人才培养,推动跨领域、全产业的技术交流和项目合作,合力突破5G智慧港航核心技术的发展障碍。通过新技术与港航产业的深度融合,提升智慧港航产业的生产运营效率,扩大智慧港航产业的业务范围,促进智慧港航产业生态加快成型。整合创新资源,集中力量开展产品研发、标准统一和模式创新等工作,加快推进5G共性技术研发和测试试验,为解决应用发展瓶颈问题提供关键技术支撑。4结语5G与港航产业的深度融合是行业发展的新趋势。当前我国港航产业中的5G应用仍以龙头企业开展试点示范为主,尚未实现由政策引导向规模化应用的转化。我国港航企业必须思考如何加快推动5G在港航产业的深度应用,实现港航产业数字化和智能化的转型升级。
上海船舶运输科学研究所学报发表 2021年3期
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厚植人才沃土 激活发展动能
——广西自然资源遥感院人才与科技工作侧记作者:潘正伟 2022年4月13日,广西自然资源遥感院印发了《广西壮族自治区自然资源遥感院高层次人才认定办法(试行)》,明确了高层次人才认定相关政策、范围、条件、程序,让敢于求新、勇于求变、善于求质的人才脱颖而出,让一流的人才享受一流的待遇。这是人才建设的福音,也是事业发展的推动器。发展是第一要务,人才是第一资源,创新是第一动力。近年来,广西自然资源遥感院着眼于人、着力于人、投资于人,不断提升人才吸引力、承载力、竞争力,持续增强人才效能,稳步增强人才比较优势,锻造了一支规模适度、结构合理、素质优良的人才队伍,为加快转型升级、高质发展注入关键力量。柔性引进,打造高素质人才队伍广西自然资源遥感院是自然资源广西卫星应用技术中心、高分辨率对地观测系统广西数据与应用中心、中国—东盟卫星遥感应用重点实验室的建设单位,2020年获批广西自治区级新型研发机构,列入落实“广西科改33条”“百千万”行动实施名单。2017年,该院进行了一次机构调整,确定以创新驱动事业发展的转型之路。2019年,自治区机构改革把该院纳入自然资源厅直属单位序列,明确提出由生产型单位转型为研究应用型事业单位。转型后的广西自然资源遥感院设立了研发中心、监测中心等7个服务机构,主要从事遥感数据获取、处理、研发、应用业务,为服务自然资源事业发展提供坚实的技术支撑。如何实现单位事业转型发展?人才是关键。广西自然资源遥感院增强做好人才工作的政治自觉、思想自觉、行动自觉,紧紧围绕“两支撑、一提升”工作定位,支撑全面履行自然资源“两统一”职责,让人才“第一资源”更好地激活“第一动力”、引领发展“第一要务”。据该院人事科相关负责人介绍,该院已经形成了人才工作“三个坚持”原则:一是坚持党管干部原则,严格落实党的干部路线方针政策,严格按原则按政策按规矩按程序办事,任用政治上靠得住、工作上有本事、作风上过得硬的人才,为单位发展创造优良的工作环境;二是坚持树立正确的选人用人标准,增强选人用人的科学性、准确性、公信度,“一把手”抓人才工作,使人才用当其时、用当其位;三是坚持加强组织领导,成立人事人才工作领导小组,加强统筹协调,选出德才兼备的人才。2018年7月,广西自然资源遥感院到武汉开展人才招聘工作,通过协议模式引进1名优秀实景三维平台研发人才,主要负责广西实景三维平台研发应用。得益于多个创新平台和良好的研发环境,应用研究分院技术骨干陈家兴充分发挥专业技能,先后参与多项软件开发,目前已经取得了3项发明专利。2019年,该院通过合同的方式引进高级工程师、注册规划师陆挺,现任空间信息分院分院长。陆挺负责的河池市宜州区刘三姐镇小龙村规划试点项目,入选自然资源部国土空间规划75个优秀案例。目前他主要承担国土空间规划实景三维智能可视化分析平台以及30多个村庄规划编制项目。“给人才足够的发展空间,才能增强单位发展活力。”陆挺说。<<<广西卫星中心工作人员利用系统模拟运行轨道广西自然资源遥感院供图体制顺则人才聚,人才聚则事业兴。2021年,该院通过柔性引进机制,聘任中国科学院院士、中国工程院院士李德仁为首席顾问。引进博士后1人,高等院校人才20多名,与2名博士研究生及18名本科、硕士研究生签订三方协议。全年20人获得教授级高级工程师、高级工程师等职称,88人调整晋升岗位。选拔任用13名正、副科级干部,选派17名优秀技术人才到有关单位挂职、跟班学习,培养20名“90后”成为单位技术精英。该院通过完善人才认定、引进、评聘机制,充分挖掘内部人才资源,不断优化人才结构,逐步形成一支规模适度、结构合理、素质优良的人才队伍。该院相关负责人表示,下一步,将通过建设高端人才智库、引进高层次人才、大力培养国际交流人才等多渠道改善专业技术人员结构,提升人才队伍整体实力,不断营造尊重人才、培养人才的氛围。完善平台,成就事业发展栽好梧桐树,引得凤凰栖。广西自然资源遥感院聚焦主责主业,厚植人才发展沃土,围绕自然资源广西卫星应用技术中心、高分辨率对地观测系统广西数据与应用中心、中国—东盟卫星遥感应用重点实验室等6大平台建设工作,打造吸引人才、造就人才、成就人才的平台体系,为自然资源管理提供人才支撑和技术保障,最大限度激发人才创新创业活力。2021年,该院充分发挥平台集聚效应、遥感应用技术优势和科技人才效能,开展多项重点工作得到国务院、自然资源部、自治区、广西自然资源厅的肯定。全区重点河流自然资源统一确权登记工作,获得国务院督查激励通报表扬;承担的清理规范林权确权登记历史遗留问题国家级和自治区级试点、新型基础测绘体系建设试点获得广西自然资源厅的高度肯定。据不完全统计,该院2021年新增国家发明专利2项、自然资源部科技成果登记1项、软件著作权10项、广西科技成果登记9项、科技成果转化5项,新增提交发明专利申请2项,提交外观设计专利申请1项等。其中,立体空间产权登记关键技术与应用创新、超大规模特色自然资源智能化数据共享关键技术与应用项目分别获中国商业联合会科学技术三等奖、八桂人工智能科学技术奖科技进步特等奖。GXRS多源遥感智能监测平台获全国测绘地理信息自主创新产品认定。该院自主研发的“译快查”平台实现了全区范围优于2米分辨率遥感影像变化图斑动态提取、实时交办。2021年该院利用该项技术发现变化图斑8万多个,识别疑似问题图斑3.3万个,面积9.45万公顷,为执法监管、重大项目推进、建设用地批后实施、耕地保护、节约集约用地等工作提供有力支撑。未来,该院将围绕中国共产党广西壮族自治区第十二次代表大会提出的“1+1+4+3+N”目标任务体系,坚持“政策为大、项目为王、环境为本、创新为要”,完善平台建设,打造“近者悦、远者来”的人才发展环境,让人才安身、安心、安业。一是扎实推进卫星遥感高新技术研究成果的业务化和工程化应用,初步构建“技术研究—产品研发—产业化应用”一体化的科技创新链条;二是实现卫星中心市级分中心全覆盖,升级改造广西遥感综合服务平台,支撑市级分中心管理横向到边、纵向到底;三是提升高分卫星中心数据保障应用能力和东盟地区卫星影像获取能力,打造广西自然资源遥感监测示范基地和卫星遥感应用创新基地;四是加快推进产业化创新平台建设,打造高新企业和新型研发机构,形成平台品牌效应。依托科技人才,突破三大关键技术广西自然资源遥感院充分发挥科技创新、遥感应用、基础测绘优势,积极搭建平台打通产业链,初步形成“技术研发—产业化应用”一体化的科创链条,2021年该院生产服务总值达2.22亿元,在服务全区经济社会发展中发挥了重要作用。该院2022年工作会议明确提出,聚焦地理国情监测、自然资源统一确权登记、卫片执法、国土空间规划等工作,依托强大的科技人才队伍,构建卫星遥感综合服务技术体系,突破影像快速处理、智能识别、实景三维三大关键技术,提升单位遥感应用支撑能力,实现科技成果产业化应用达亿元产值。提升遥感影像快速处理技术。该院先后构建了广西和东盟多尺度参考影像基准,研发了基于参考基准的快速处理技术、面向东盟的卫星遥感无控高精度测图技术,开展了多源遥感融合处理技术等影像快速处理技术攻关研究,初步建立遥感综合服务平台框架。强化遥感智能识别技术。该院开展卫星遥感立体监测技术研究,探索利用高光谱、SAR等新型遥感数据辅助开展自然资源监测,提升耕地“非粮化”监测能力,以及综合监测智能识别能力,更好地服务于自然资源综合监测监管。突破数字孪生实景三维技术。该院围绕新一代三维引擎开展数字孪生三维平台研发,构建了室内外、地上下、陆水一体化建模技术和高逼真环境仿真模拟技术,加大国土空间规划、智慧园区、疫情防控等专题性三维可视化系统研发的建设力度,形成通用性强、应用性广、实用性高、可复制的基础平台,可为自然资源、数字广西、军民融合、跨界应用和公众服务提供系列应用解决方案。2022年,基于广西自然资源综合监测与土地执法监管工作的需求,该院将充分运用AI人工智能技术和多源卫星遥感影像数据,形成天基遥感即时观测感知体系,确保基础数据获取的及时性和准确性;加快形成国土空间规划“智能模式”,为全区提供可复制、可推广的经验;围绕智慧园区建设中新基建支撑需求,利用数字孪生三维重建、时空大数据融合、智能化分析等技术手段,提炼智慧园区新型信息化建设范式,搭建通用基础服务平台。同时,该院针对自治区政府疫情防控工作需求,做好测绘地理信息应用服务,通过航天航空遥感快速建模、三维可视化、时空统计分析,构建时空大数据疫情防控指挥地理信息服务系统。人才成就事业,事业造就人才。未来,广西自然资源遥感院将不断提升人才吸引力、承载力、竞争力,在思路上再明确、措施上再精准、路径上再细化,培养一批科技创新人才,以更加出色、出彩、出众的强劲步伐,全面转型成科创有品牌、服务有亮点、平台有成效、人才有力量的研发应用型单位。南方自然资源杂志发表 2022年4期
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北斗+5G 室内外融合定位技术的运用分析
作者:陈爽,徐兰霞(1.上海创远仪器技术股份有限公司,上海201600;2.湖南卫导信息科技有限公司,湖南长沙410000)引言北斗系统全称为北斗卫星导航系统,是由我国自主研发,且自主运行,并为全球提供全天候导航服务的卫星系统。2020年7月31日,北斗三号系统建成并成功开通。北斗系统可以实现在室外的准确定位,而且定位精度已经相当精确。但是在室内,卫星导航的信号很难覆盖全面,而且部分环境也会干扰到信号强弱,尤其是一些比较隐蔽的地方,都很难覆盖到位,影响导航的质量。从现有的室内定位发展来看,其导航系统整体较为复杂,且导航的成本也偏高,很难实现大范围的推广。5G系统具有密集组网大宽带、多天线等特点,其信号定位精准、且宽带资源丰富,很难受到干扰,具有十分明显的定位优势。因此,北斗+5G融合的定位技术开始应运而生,不仅能实现在室外的有效定位,而且还能实现在室内的有效定位,满足人们对定位服务的品质需求[1-2]。1北斗+5G室内外融合定位技术发展现状1.1实现网络融合5G接入网络与北斗高精度定位所需的地基,要实现全方位部署,并做好相应维护工作。但是目前不同区域的差距较为明显,需要从以下两个方面入手。1)部署层面。从目前来看,国内已经完成的4G基站相当丰富,总基站数不低于500万个,且单站覆盖的半径也较为广阔,大约1~2km。但是从总体上来看,处于地基增强系统范围内,大部分情况下,大气模型之间的参数不会存在较大差别,单站所覆盖半径就可以划定为30~50km的范围,而且距离基站越远,其定位精度也就越低。2)设备方面。5G基站主要包括以下两个部分:一是基带处理单元,这部分基础设施,通常都是置于机房内,且基础设施完善。二是射频收发单元,这部分通常置于室外,且整体环境较为开阔。通常情况下,基准站主要包括卫星导航信号接收机以及高性能3D扼流圈天线这两个部分。为了能够有效保证定位精度,在选择区域的时候,就要充分考虑地质情况,例如:地质结构是否稳定等。稳定的地质结构是基站稳定的基础,有利于保持基准站天线位置的准确度。1.2实现能力融合1.2.1定位能力融合北斗系统与地基增强系统相结合,可以有效提高其定位精确度,所覆盖的区域相对广泛,但是仍然存在着一定的盲区,例如:高架桥、大树下等,这类遮挡明显的区域。而密集化部署的5G基站不仅可以实现对室外盲区的有效覆盖,而且还可以保证室内区域得到全面覆盖。由此可见,5G与北斗的融合在定位服务方面的优势十分明显。在5G网络中,采用了大规模天线阵列等较为新型的通信技术,有效提升了网络容量和传输速率,在一定程度上也提升了5G定位技术的精确度。一般来说,测距信号本身的精确性与码片长度之间呈现出正比关系,精确度得到很大提高,测距信号本身的带宽与多路径效应造成的频率选择性衰落状况也会呈现出正比关系。5G网络采用的传输带宽更大,对抗多径更加有效。但是从实际来看,5G毫米波频段的波束更窄,其实际指向性也就更强,如果增加使用大规模天线阵列与波束赋形技术的融合,也能够有效提高定位精确度。1.2.2数据播发融合北斗高精度定位技术,需要将基准站网络的卫星观测数据传回平台,其中一个网格单位,需要以4个距离较近的基准站进行划分。在对基准站网络进行匹配时,要以定位终端所上传的概率信息作为依据,经过网格的差分改正模型之后,将信息传输回到终端系统之中,再进行相应的计算。通常情况下,在几十公里的区域内,大气层之中的改正模型并不会发生太大变化,由此可见,在这一网格的范围内,终端所接收到的数据也会存在一定的差别。而且当定位终端数量较少的时候,对于移动资源的需求不高,但是在目前5G和北斗导航相结合的定位系统之中,对资源的需求量会明显增加[3-4]。为了能够在降低成本的基础上,实现5G和北斗网络的有机融合,在对数据进行播发的过程中,可以采用移动通信信令方式对其进行定位。基于控制面板广播服务流程如图1所示,通过基准站网络对高精度定位平台的相关数据进行观测。生成各种网格区域的差分,对模型进行一定的纠正,并利用网格区域与基站之间的映射关系,将辅助信息发送到相应的基站之中,再发送到基站所覆盖范围内的终端,进行广播。由于RTK信息采用RTCM数据格式,3GPP网元对其格式不可读,因此可考虑将RTCM格式编码的数据转换为使用ASN.1编码的数据,通过LPP协议在3GPP网络中传输。1.2.3终端融合从现有的发展来看,高精度定位终端一般都是以地理信息及测绘行业作为基础,而且在此基础上所拓展的领域也愈加广泛。但是从实际来看,地理信息行业的规模也受到明显局限,按照2018年所统计的相关数据,全年对55万台卫星导航终端进行计算,其行业成本均摊方面存在明显不足,而且市场拓展费用也越来越高,在营业额之中占据的比重越来越大,已经超过了25%的比重。目前移动通信产业发展已经越来越成熟,据相关数据可知,5G终端在2020年已经开始上市。可以看出,移动通信终端发展更加迅速。2北斗+5G室内外融合定位技术应用2.1移动智能终端北斗定位应用从总体上来看,移动通信的受众范围相对较广,而且用户群体较为庞大,当前全球的移动通信用户和终端数量已经达到了几十亿。在北斗系统实现过程中,北斗移动通信是其中的关键部分,我国对此十分重视。根据中国信息通信研究院发布的《国内手机产品通信特性与技术能力监测报告》可以知道,在2021年的第一个季度,有86款申请进网的手机具有定位功能,其中有68款手机使用并支持北斗定位,总占比大约为79.09%,因此,北斗导航系统在手机之中的渗透率也得到十分明显的提升。2.24G蜂窝定位技术应用从目前的发展来看,对于4G蜂窝定位网络的应用,主要是以运营商所建设的网络作为定位的参考点,移动网络也只是目前更为普及的一个部分。由此可见,4G无线通信网的定位系统本身就容易推广,而且具有普适性。从目前来看,4G无线通信网定位系统定位的精度以及其定位参考基站本身的部署密度,这二者与无线环境等相关参数有着十分紧密的联系。从目前来看,大部分室外4G通用基站的站间部署密度约为300~1500m,考虑定位算法的不同,因此,通用基站的网络定位精确度不低于50m,一般也只能作为GNSS定位系统的补充而存在。2.3多体制协同的室内外无缝定位技术的应用从目前的发展来看,北斗导航与5G定位技术的共同协调,已经成为未来导航系统的主要发展方向,这种室内和室外协同定位的方式,可以为用户提供更加优质的服务。当前用户可以通过手机等,进行相应的定位,而且还可以实现在线定位,也可以实现离线定位,二者有机结合,能够进行实时定位,优化用户的体验效果[5-7]。2.4北斗+5G融合定位技术应用欧洲航天局于2021年3月召开了GINTO5G项目线上研讨会,介绍了相应的项目研究成果。该项目属于欧洲航天局卫星导航研究与创新框架计划,融入并使用了德国在慕尼黑的移动通信网络,并与诺瓦泰公司的卫星导航设备和差分数据修正服务进行较为紧密的结合,对其进行相应的定位测试,较为全面、充分、直观地展示出其定位潜力。而且在同一时间,苏州移动公司与华为联合,在苏州地铁测试5G室内定位能力,并对其加以验证。经过测试可以知道,目前5G室内定位导航的精确度高达99%,可以实现3~5m的定位。3结论在当前的物联网产业之中,5G网络、北斗和大数据共同构成了物联网产业的三大基础设施。由于5G网络较为稳定,物联网的终端设备也主要是依赖于5G网络来实现数据的传输。本文对5G与北斗的融合发展进行分析,北斗5G精准定位融合,这对于万物智联发展有着很大的促进作用,同时也能够通过终端融合进一步推动我国智能化社会的发展。
现代工业经济和信息化杂志发表 2022年6期
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基于5G和北斗系统的高楼清洁机器人的设计和研究
作者:龙鑫,袁练,荣忆宁,邓仕明,陈艳(湖南信息学院,湖南长沙410151)0引言本文旨在设计一个城市高层建筑的机器人自动清洁系统,替代高风险的人工作业和成本高昂的自动擦窗机作业,并大幅提高清洁效率。目前,壁面清洁机器人在发展过程中受到多种因素的制约,如不具备针对各类壁面的通用性、研发周期长以及建筑物壁面环境复杂恶劣等。因此,以北斗定位导航作为机器人的导引系统,将北斗系统、机器人、物联网、智能控制以及机器视觉等技术结合起来,打造一款高楼清洁机器人,以高效安全地管理和处理区域卫生,对解决现实问题有着深刻的意义。1机器整体介绍此次设计的是一种攀爬机器人,包括机器人主体、顶盖以及攀爬机械臂。机器人主体的内部中心处设有水箱,水箱的前侧从左至右依次设有控制机构和真空机构,后侧安装有驱动机构,底部两侧设有防跌落传感器,另贴近水箱的底部安装有清洗盘。清洗盘的底部开设有喷孔,且安装有清洁刷。整体装置可实现幕墙清洗和检测等高空作业[1]。攀爬机械臂的设计保证了机器人使用的方便和灵活,增强了使用的安全性,可替换风险程度较高的高空蜘蛛人清洁作业。由于具有较高的稳定性和实用性,因此它具有一定的推广价值。2机器运动过程使用机器人时,通过控制机构接收外部控制端的控制信号。北斗为机器人提供实时的位置信息和导航信息,由机器人主体内部的驱动机构驱动攀爬机械臂实现攀爬行走动作[2]。攀爬机械臂底端的真空吸盘与真空机构之间通过导气管连接。真空机构具有自动探测补偿吸附力,实时监控气压状况,利用真空吸盘的真空吸附原理吸附在玻璃幕墙表面。机器人主体前侧的监控窗口可以观察玻璃幕墙的细节,便于远程遥控控制机器人主体清洁盘底部的喷孔,配合清洁刷清洗玻璃幕墙[3]。此外,防跌落传感器可以有效感知幕墙边缘,牵引挂环可以连接安全吊具,防止机器人高空攀爬时的意外脱落。3机器主要功能设计实现和分析机器人按照规划区位路线进行规律运行时,具有对物体的辨别、判断、处理以及执行的动作能力,具有发现目标并执行动作的操作能力,还具有远程集中管理等系列集成功能。机器运动中央管控可视化界面,如图1所示。图1机器运动中央管控可视化界面3.1电机动作系统分析根据机器人要达到的运动控制功能可知,系统的主要控制对象是动力驱动电机、吸盘电吸电机、方向控制电机、气压泵、伸缩气压控制阀以及抓手气压控制阀。驱动电机为小车提供前后距离方向运动的动力;吸盘电吸电机是参考吸尘器的原理所设计的吸盘的动力源;方向控制电机是小车机器人的转盘控制动力源;气压泵为机器人提供整体执行动作驱动执行逻辑,包括吸盘臂管的伸缩和吸盘顶部的抓手动作等,均采取气压驱动。3.2传感检测系统传感检测系统对于机器人而言相当于人的感观,是机器人获取外界数据信息的直接介质。本机器人系统将采用贝加莱集成机器视觉,应用其智能传感器实现机器视觉。通过多核处理器和集成的FPGA图像预处理,可实现多功能的智能校对和识别。此外,对前进路线障碍与目标的识取采用红外光幕+贝加莱机器视觉实现,同时对目标的判断、识别、校对以及智能路线规划将大量运用机器智能视觉和AI处理。智能传感通过红外光幕获取目标,通过智能视觉对比对象并与机器库中的历史对象对比,判断目标是否为清扫对象[4]。例如,机器人通过红外光幕大范围地对外部工作环境进行扫描判断,发现类似目标时通过机器视觉进行确认,然后进行运动并触发执行机构的操作。3.3吸盘与机器爪驱动功能分析本设计对于垃圾物体的拾取收拢采取吸盘和机械爪二元制。轻小垃圾通过吸盘吸取,同时吸盘顶部装取三爪机器手,以抓取收拢较大较重的垃圾。吸盘的伸缩和机械爪的动作都通过气压传动实现。因为气压传动只需空气压缩机就可以源源不断地汲取大气,因此无论从机身重量、经济还是能源获取方面而言,都是较优的选择。3.4整体机身结构设计的机器人拥有类似小车一样的架构作为机身底盘,同时拥有智能控制系统、智能传感检测系统、气压传动执行系统、吸盘机械爪执行机构、收纳箱以及伺服电机驱动系统等。3.5远程集中在线管理控制系统正常状态下,机器被布置在设定区域,根据定义在规划区域巡回运转,并通过实时追踪定位和实时检测反馈机体运行状态信息。而本次设计的系统采取人机界面(HMI)、数据采集以及监视平台进行远程集中在线管理,即通过SCADA系统集中监控管理区域各个工作机器的工作状态、运行状况以及机身各处的状态,从而实现对各工作机器的实时跟踪管理、实时在线检故运维以及实时调节规划和诊断[5]。4机器人控制与监视实现攀爬机器人自主根据AI控制刷洗镜面。为保障它的安全可靠,需实现对机器人实时状态的监控及运行数据的交互,包括机器人的能量、动作、控制输入输出以及机器保护等状态信息。同时,操作员通过机身相机可清晰观察检验机器人刷洗的洁净度,实现全方位机器运行、机器保护以及任务进度状况的监控。这种功能主要依靠人机界面和SCADA数据采集与监视控制系统实现,即对嵌入式AI控制器进行监视控制,同时通过控制器实现对机器人机体的监控。设计采用具有高可靠、低延时以及海量机器通信不断线特性的5G无线网络进行传输。当机器启动时,智能网关实时采集数据并通过移动通信传输至云端,用户通过PC人机界面实时监控机器。人机界面集控端采用组态软件,开启DHCP设置和ETH设置。DefaultGateway为网关路由,IP为192.168.1.117且DNS为ON时,可实现人机界面实时无线监控机器系统。由于系统对网络速度的要求较高,因此采用5G技术为物联环境提供一条高速通路[6]。机器实时无线监控管理如图2所示。图2机器实时无线监控管理5机器设计与创新设置攀爬机械臂和驱动机构,由驱动机构驱动攀爬机械臂实现攀爬行走动作,保证了本机器人使用的方便灵活,可替换风险程度较高的高空蜘蛛人清洁作业。真空吸盘与真空机构之间通过导气管连接,而真空机构具有自动探测补偿吸附力,利用真空吸盘的真空吸附原理可吸附在玻璃幕墙表面,从而实现对幕墙清洗、检测等高空作业。通过设置监控窗口可以观察玻璃幕墙的细节,便于远程遥控控制机器人清洁盘底部的喷孔,并配合清洁刷对玻璃幕墙进行精细的清洁。此外,该机器人设置了防跌落传感器和牵引挂环。防跌落传感器可以有效感知幕墙边缘,牵引挂环可以连接安全吊具,防止机器人高空攀爬时意外脱落,增强使用的安全性。6结论设计紧密结合北斗、5G等技术,致力于为高楼提供一种智能化清洁方案。北斗和5G等越来越多的高科技产物的加入,使得现代化城市的建设越来越智能化和科技化。通过北斗时空实时规划三维定点城市,有助于实现城市的数字化治理。5G的应用则为智慧城市建设提供了一个万物互联的生态圈,实现了实时的数据传输管理。可见,北斗时空+5G生态圈将为智慧城市的建设开启全新的时代。
通信电源技术杂志发表 2020年15期
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基于第三次国土调查的自然资源调查研究
作者:郑宗强 摘要:在现如今生态文明理念逐渐盛行的背景下,第三次国土调查工作的开展显得极为重要,自然资源作为生态文明建设工作的基础条件,在国土调查工作中具有举足轻重的地位,以第三次国土调查结果作为基础开展自然资源调查研究工作,能够从根本上提升自然资源整体利用效率,为后续我国全面发展奠定基础保障。关键词:第三次国土调查;自然资源;调查研究引言:本文主要通过自然资源调查研究相关概述、自然资源调查研究工作的基本原则以及基于第三次国土调查的自然资源调查要点,三部分进行论述提出笔者自己的一些想法与思考,希望能够给予相关调查部门以及工作人员一些切实可行的建议。1自然资源调查研究相关概述1.1自然资源概念分析一般来说,自然资源主要就是指源于大自然的相关产物,是大自然各式各样的表现,是地球通过不同时期、不同形式演变后可以被人们所利用的一种资源。我国相关法律法规明确规定,不同的自然资源需要以物权法为基础开展相应的确权登记工作,从而明确相关自然资源的实际归属以及责权内容。自然资源主要可以分为无形自然资源以及有形自然资源两类,无形自然资源主要是指空气、水、阳关以及热能源等等;有形资源主要是指水流、礦产、草原以及荒地等等。自然资源调查的主要内容便是通过现有的科学技术手段对上述这些资源进行测量、计算以及登记。1.2开展自然资源调查工作的重要性自然资源作为我国国有公共资源的一种,对现有自然资源的相关数据进行精准测量以及掌握能够对我国耕地林业用地、交通运输以及水域水利等工作的全局规划以及整体调控提供保障,调查的相关数据是现如今资源利用现状的体现也是未来全面规划的依据,开展自然资源调查工作将现有的自然资源进行分类,能够明确各类资源所对应的责任部门,开展分级分类的调查工作能够从根本上提升相关数据的准确度以及真实度。自然资源作为大自然在不断发展过程中对人类的馈赠,也是人们赖以生存以及发展的基本,对现有的自然资源进行全面细致的调查工作能够为后续人均自然资源的合理分配提供基础保障。开展、全面的自然资源调查工作对我国后续的农业、林业以及水利等行业的发展具有极重要的意义,是开展生态改善工作最需要掌握的数据资料。2自然资源调查研究工作的基本原则2.1数据采集的真实性原则自然资源数据采集的真实性原则不但体现在相关数据的采集工作中,同时也体现在对数据进行及时更新中,因此相关的调查人员要调查的结果充分体现在相关数据中,注重提升数据的时效性,将现有数据与最新的调查结果保持一致。随着我国相关科学技术的不断进步与发展,现阶段数据采集工作逐渐开始运用更为智能化现代化的数据统计整理系统,系统能够根据最新调查结果对数据进行及时更新与统计,因此在未来的数据采集环节中人力干预工作会逐渐变少,但是实际操作过程中为了减少相关程序出现故障的可能,还是需要安排相关的专业技术人员进行实时监督与管理,从根本上提升数据的真实性。2.2数据采集的专业性原则相关数据的采集应该体现科学的合理性以及严谨性,因此在数据搜索过程中应该配备足够的专业人员以及设备,以不同种类的权责以及调查结果作为前提,开展具有专业性的自然资源调查工作。在传统以往的数据采集工作中,存在极大一部分工作人员其自身并不具备良好的专业素养以及职业技能,导致在开展性格自然资源数据采集工作中极易出现各种问题。但是随着现如今数据采集工作竹专业化程度的不断提升,导致现有的工作人员并不能满足相关工作对于其整体专业能力的需求,因此需要定期开展专业培训活动,从而提高工作团队整体专业能力。在未来,该工作的执行人员一定要具备足够的信息技能以及专业技能,才能与未来自然资源数据的采集工作相匹配,由此可见,定期或不定期开展专业培训工作对于提高数据采集工作的专业性具有极好的推动作用。2.3数据采集的规范性原则自然资源调查工作的规范性原则主要体现在对相关权籍调查规范的执行力度上,要对农民集体用地以及国家土地的边界、各级政府以及机关部门的权责边界进行明确的划分。以往的自然资源调查工作存在边界不清、管理混乱的问题,导致自然资源调查工作效率迟迟不能提升,因此想要提升自然调查工作整体效率,必须不断规范自然资源相关数据采集统计工作的整体规范性。3基于第三次国土调查的自然资源调查要点3.1注重要素编码以及分类工作要素编码以及分类工作作为自然资源调查工作的基本环节,想要提升自然资源调查工作整体效率以及准确性就必须重视要素编码以及分类。以现阶段应用现状进行分析,二级分类体系为现阶段自然资源分类工作中最常用的标准,此种分类体系将现有的自然资源分为八个一级类别(包括:耕地类、林地类、湿地类以及草地类等等)以及三十五个二级类别。为有效提高自然资源分析最终结果的实用性,相关部门在开展数据分析工作中也会引用此项分类体系,对其中不符合的内容进行适时清除(例如:应在前期将国土资源体系中的农用设施用地以及工业建设用地等等进行剔除,并更换位其他应用内容),后续在进行对其进行处理,从而提高分类体系中相关内容的整体性。在开展编码处理工作中可以直接借助国土资源中的相关标记编码,进行一类以及二类编码的筛选工作,从根本上提升相关分析结果的实效性。3.2注重数据资源差异分析工作对于已经采集完成的数据资源应该开展高效的差异性分析工作,首先开展采集精度分析工作以及相关自然资源采集分配工作,结合实际情况运用不同类型的测绘方法开展基础数据的采集。一般情况下采集的数据具有极大的精度差异,因此相关工作人员在对数据资料进行整理过程中需要对数据的精度差异进行实时纠偏,以保障相关数据能够以统一的标准进行分析,从根本上提升相关数据资源的使用价值。其次,在开展数据调查工作过程中存在时点差异,在对自然资源的相关数据进行分析涉及的相关内容大多是以静态数据为主,但是自然资源的数据属于典型的动态化信息,其会随着时间的不断改变为改变,因此对时点的冲突进行处理时数据资源差异分析工作中重点关注的一个环节。3.3注重自然资源要素的提取工作在对资源要素内容的差异性进行明确后,后续要进入的便是自然资源要素的提取工作,首先要以第三次国土资源调查结果作为基础对现有自然资源区块内容的可行性进行分析,主要以遥感影像的相关内容作为参考,对以采集的信息与所需区块内容进行对比,从而明确数据自身应用价值,提升相关数据融合程度。其次对耕地以及种植园区等用地进行要去提取工作时,在前期调查区间需要将相关的耕地内容进行细化,明确耕地应用等级,对现有的资源进行整合汇总,对相关的调查数据以及结果进行梳理,从根本上满足相关的应用需求。最后,在进行整合过程中,如若出现冲突问题(例如:矿产资源与其位置上的冲突),需要在调查前期做好相应的处理工作,以便能够充分满足统一整理的需求,提高自然资源整理工作的有效性。结语综上所述,国土自然资源调查与建立作为一项极具系统性的工程,随着我国现代化以及城市化进程的不断推进,重视自然资源的调查与研究工作对于我国后续的发展是极有必要的。基于第三次国土调查背景下开展自然资源调查研究,结合数据采集基本原则开展具有针对性的自然资源整理工作,能够有效提升分析数据真实性以及准确性,提高自然资源整体应用价值。参考文献:[1]官渊博.基于第三次全国国土调查的自然资源调查研究[J].住宅与房地产,2020(27):245-246.(江苏中天吉奥信息技术股份有限公司,江苏徐州221000)
装备维修技术杂志发表 2020年30期
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全国自然资源与国土空间规划标准化技术委员会成立
7月28日,全国自然资源与国土空间规划标准化技术委员会成立大会暨第一次工作会议在京召开。据介绍,全国自然资源与国土空间规划标准化技术委员会是自然资源部负责指导的4个全国标准化专业技术委员会之一,秘书处依托中国自然资源经济研究院;标委会下设8个分技委,覆盖了自然资源调查、监测、评价评估、确权登记、保护、资产管理和合理开发利用全流程,涉及国土空间规划、用途管制、生态修复全链条,涵盖地灾防治、勘查技术与实验测试等多个专业领域,应用于管理、技术和服务各个方面,是自然资源领域非常重要的标准化技术力量,发挥着“中流砥柱”的支撑作用。自然资源部总规划师、全国自然资源与国土空间规划标准化技术委员会主任庄少勤在会上指出,标委会要从三个方面主动作为,一是进一步提高认识,增强标准化工作的使命感、责任感,适应生态文明新时代、高质量发展和国家治理现代化的新要求;二是坚持问题导向和实践特色,在标准供求关系,部门协调,中央与地方、政府与市场的关系和标准国际化等方面,抓住关键问题,以标准引领发展;三是创新工作机制,提高工作实效。各分技委以及支撐单位要进一步细化工作方案、完善工作机制,加强组织保障、做好技术支撑,强化自身本领、主动担当作为,做好新时期自然资源与国土空间规划标准化工作,推进自然资源治理体系和治理能力现代化。
资源导刊杂志发表 2020年8期
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自然资源“十四五”规划如何编制?
“十四五”时期是我国全面建成小康社会、实现第一个百年奋斗目标之后,乘势而上开启全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军的第一个五年。“十四五”规划是党的十九大后编制实施的第一个发展规划,也是中国特色社会主义进入新时期新时代后编制实施的第一个发展规划。按照中央部署,自然资源部立足本职,于2019年启动了自然资源“十四五”规划编制工作。自然资源“十四五”规划编制应该遵循哪些原则?作为自然资源部的咨询研究机构如何发挥作用?9月2日上午,自然资源部咨询研究中心举办“线上+线下”专题研讨会,深入学习领会习近平总书记对“十四五”规划编制工作作出的重要指示精神,结合已经开展的“十三五”规划实施监测评估工作实践,为自然资源“十四五”规划编制实施建言献策。用好新发展理念这根“指挥棒”7月30日,习近平总书记主持召开中央政治局会议时强调,推动“十四五”时期我国经济社会发展,必须把新发展理念贯穿发展全过程和各领域,实现更高质量、更有效率、更加公平、更可持续、更为安全的发展。咨询委员刘随臣认为,聚焦新发展理念,自然资源“十四五”规划应把生态保护放在突出位置。要加快组织实施全国重要生态系统保护和修复重大工程总体规划;探索建立生态保护补偿制度、国土空间生态保护修复投入的市场化机制、生态产品价值实现机制;加快建立以国家公园为主体的自然保护地体系;加强海洋生态环境保护,坚持陆海统筹,减少陆源污染入海,加强滨海湿地修复;在国土空间规划编制中,要更加注重自然地理格局和生态系统稳定前提下的“多规合一”;在耕地保护中统筹耕地数量、质量和生态保护并重。同时,大力推进资源节约集约利用。人口众多、资源相对不足是我国的基本国情。我国人均耕地面积不到世界平均水平的1/2,水资源量为世界平均水平的1/4,油气、铁、铜等大宗矿产人均储量远低于世界平均水平。与此同时,我国资源利用总体粗放,利用效率不高的问题依然突出。“十四五”时期,虽然我国经济增速将有所放缓,但资源需求总量仍将维持在高位运行,资源保护和开发利用之间的矛盾依然尖锐。刘随臣指出,发展的势头和人均占有水平的客观条件要求我们必须全面建立资源高效利用制度,坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主的方针,推动资源利用方式的根本转变,全面提高土地、矿产、水、海洋、森林、草原等重要资源利用效率。研究员王凌云认为,新发展理念科学回答了我们需要什么样的发展、如何实现发展的问题,是管全局、管根本、管长远的战略思想。在这一理念的指引下,我国“十三五”期间在复杂严峻的变化变局中,经济和社会发展始终保持了正确的航向,经受了风浪挑战。面向未来,最根本的是坚定不移把新发展理念作为推进经济社会高质量发展的指挥棒。同时,认真对照新发展理念去检视存在问题,更加科学地认识问题,更加准确地把握问题,更加有效地解决问题,更好地推动高质量发展。自然资源“十四五”规划将是一个全新的综合性规划。咨询委员徐建新认为,自然资源“十四五”规划较之国土资源“十三五”规划,除面临的新情况、新问题外,在规划范围和内容上具有更广泛的拓展,其目标及指标体系涵盖了城乡、林草、矿产、海陆等国土空间、生态环境和测绘领域等方方面面。因此,她建议在目标衔接上,既要考虑以五年为主,又应预测2035年基本实现社会主义现代化的各项目标,以及全面建成社会主义现代化国家的战略安排。同时,也要对各项规划目标进行细化和量化,科学制定控制性约束指标和预期性指导指标,合理确定年度与规划期的指标值,明确不同阶段目标的基本内涵,确保目标通过努力可以实现,细化逐年目标完成的任务安排,确保规划实施效果。咨询委员高向军认为,应准确把握自然资源管理面临的新形势新要求,坚持在服务大局中找准位置。他建议,“十四五”规划应围绕自然资源安全保障有力、国土空间格局均衡优化、维护权益更加全面充分、资源利用更加节约集约、保护修复更加系统有效、治理能力显著提升等七个方面的发展目标部署任务。同时,建议“十四五”规划就新增建设用地面积、耕地保有量、自然保护地面积、森林覆盖率、草原综合植被盖度、湿地保有量等方面设置重点指标。聚焦新发展格局筑牢“安全”底线一方面,把满足国内需求作为推动高质量发展的出发点和落脚点,在促进自然资源合理利用和保护、提升自然资源对国民经济和社会发展保障能力上下功夫。#另一方面,在发展中增强“安全”底线的战略选择。围绕粮食安全、资源安全、生态安全等重大战略性问题,部署谋划一批重大工程,做好时空安排、应对预案、政策研究和战略储备。今年多个高层会议强调,要加快形成“双循环”新发展格局。习近平总书记在7月21日召开的企业家座谈会上强调,以国内大循环为主体,绝不是关起门来封闭运行,而是通过发挥内需潜力,使国内市场和国际市场更好联通,更好利用国际国内两个市场、两种资源,实现更强劲可持续的发展。“加快形成以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局,这是以习近平同志为核心的党中央科学把握国内外大势,根据我国发展阶段、环境、条件变化,着眼我国经济中长期发展作出的重大战略部署。要全面把握加快形成新发展格局的重大意义、时代背景和丰富内涵,并将相关精神实质落实到自然资源‘十四五’规划编制中。”研究员徐小黎说。大家认为,编制自然资源“十四五”规划,一方面,要把探索形成新发展格局的有效路径作为重要抓手,遵循扩大内需这个战略基点,把满足国内需求作为推动高质量发展的出发点和落脚点,在促进自然资源合理利用和保护、提升自然资源对国民经济和社会发展保障能力上下功夫。另一方面,也应看到新发展格局战略部署是在发展中增强“安全”底线的战略选择。总书记在中共中央政治局会议上强调“实现发展规模、速度、质量、结构、效益、安全相统一”,要求我们在研判形势、设定目标时要增强战略思维、底线思维和辩证思维。同时,我们也将依然面临着诸多风险挑战。比如,全球粮食市场供给充满不确定性,耕地保护压力持续加大;国内重要矿产资源增储潜力降低,我国能源资源综合进口依存度仍呈上升趋势,而海外资源能源供应稳定性不足,推动高质量发展的资源保障任务更加繁重。“面对严峻复杂的形势,必须坚持底线思维,做好较长时间应对外部环境变化的思想准备和工作准备,在‘十四五’规划编制过程中,建议从底线思维、防患于未然的角度出发,围绕粮食安全、资源安全、生态安全等重大战略性问题,部署谋划一批重大工程,做好时空安排、应对预案、政策研究和战略储备。”刘随臣说。对于资源安全,咨询委员张大伟认为,我国既是短缺资源的进口大国,也是优势资源的出口大国,极高的对外依存度、极低的国内保障能力,增加了矿产资源保障压力。分析我国矿产资源面临的形势,未来应以国家安全为底线,确定战略性矿产规划目标,建设一批新型国家能源矿产基地和示范工程;实施若干个战略性矿产大型找矿工程、深部找矿工程、优化开发工程、智能矿山开发工程;要建立和完善矿业资本市场,全面对接国际矿业通用规则,研究制定促进我国矿业与资本市场融合发展的政策措施,建立服务于矿业资本市场、与国际互联互通的矿产资源信息披露规则和矿产资源储量市场服务体系;要坚持生态环境保护与矿产勘查开采协同发展,根据生态环境现状和恢复能力将生态保护红线或生态环境区域分类划分为不同的区域,因地制宜,科学制定不同生态区域战略性矿产勘查开采的政策。对于粮食安全,刘随臣认为,国内粮食生产成本刚性提升,受国际粮价“天花板”效应影响,容易形成价格倒挂。要确保谷物基本自给,口粮绝对安全,必须坚持最严格的耕地保护制度,探索建立“口粮田”保护制度,坚决守住口粮绝对安全这个最大的底线,在更大范围建立和推广耕地补偿制度;增减挂钩要在耕地质量上下功夫,严格加强监管,确保耕地数量不减少、质量有提高。对于生态安全,大家一致认为,自然资源的有效利用为发展提供强大的物质原料,良好的生态环境为人们提供优美的生产和生活空间,应践行习近平生态文明思想,坚持“两山”理念,两手都要抓。要以土地综合整治和绿色矿山建设为抓手,配合国家山水林田湖草重大工程,开展山川再造、美丽中国行动。要探索建立自然资源安全指标体系、预警预测标准和处置办法,建立空间规划许可制度,做实耕地占补平衡制度,探索生态用地占补平衡制度等,全面提升国土空间治理水平,以自然资源的安全保障促进国家经济安全,推进高质量发展。全方位创新促进高质量发展以空间格局优化构建经济高质量发展的良好基底,通过资源配置和政策供给,实现空间治理现代化,打造新增长点和新亮点。在区域一体化国土空间用途管制制度、多元主体参与的空间治理模式、资源利用的约束和激励机制等方面加大创新力度,通过有效制度供给提高自然资源管理效率。步入新时代,我国社会的主要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需要与不平衡不充分的发展之间的矛盾。“十四五”规划编制明确,以“高质量发展、高品质生活、现代化建设”为要求,从经济建设、政治建设、文化建设、社会建设、生态文明建设等方面全方位规划,系统谋划,确保为全面建设社会主义现代化强国开好局。“这就要求我们坚持问题导向,大胆创新,充分考虑我国自然资源区域禀赋、发展基础的差异性,发展阶段的不同步,以‘补短板、强弱项、提质量’作为解决发展不平衡、不协调问题的抓手,因地施策,满足高质量、精细化的管理需求,以全方位创新引领高质量发展。”徐小黎说。高质量发展如何实现?大家认为,应以空间格局优化构建经济高质量发展的良好基底。首先,在国土空间规划中划定“三区三线”,完善“三条控制线”的划定管理办法,严控“三条控制线”调整、准入和建设项目审批程序要求,落实我国经济发展、粮食安全和生态安全的基本格局。其次,围绕党的十八大以来党中央、国务院确定的区域战略,重点推动落实京津冀协同发展、长江经济带和长三角一体化、粤港澳大湾区、黄河流域生态保护和高质量发展等重大区域战略。而这一切都需要大胆的理念创新,通过资源配置和政策供给,实现空间治理现代化,打造我国新增长点和新亮点。在资源配置上,优化建设用地在不同区域的配置;在政策供给上,在主体功能区政策基础上,叠加不同区域的规划准入和利用准入政策,形成空间治理的政策库,并不断提高存量时代资源利用政策的灵活性和适应性。徐小黎认为,高质量发展应以创新制度供给提升社会经济发展活力。建议“十四五”时期,更多关注制度改革和创新,在区域一体化的国土空间用途管制制度、多元主体参与的空间治理模式、资源利用的约束和激励机制等方面加大创新力度,通过有效制度供给提高自然资源管理效率,提升空间治理现代化能力,释放经济发展主体的活力。徐建新认为,自然资源“十四五”规划编制过程中,要注重打破常规思维与路径依赖,积极探索自然资源制度改革,加快完善要素市场,将规划编制过程作为创新思维、优化制度、凝聚共识的过程,力争在粮食安全、生态安全、自然资源安全保障、城乡融合发展、国土空间规划和用途管制、自然资源节约集约利用、自然资源资产管理和生态修复治理等方面有所创新突破。同时,规划编制应强化技术融合创新和信息化支撑。充分利用大数据、云计算、人工智能等现代科学技术,构建自然资源规划信息平台,将各类规划信息纳入统一管理,实现指引目标设定、目标指标测算、供求关系分析和规划决策、政策效果评估等全过程信息化、智能化,定期跟踪监测规划编制和实施进程,提高规划监控和管理的科学性。除此之外,咨询委员们建议,应加强规划立法及体系建设。以自然资源“十四五”规划编制为契机,以“多规合一”为基础,进一步加强规划立法研究,注重规划间的衔接、理顺规划间的关系、统筹规划管理,强化政策协同。特别要突出国民经济和社会发展规划的统领地位,统筹发展规划与空间规划的衔接,充分发挥国土空间规划的基础作用,进一步强化专项规划和区域规划的支撑作用,注重规划的针对性、指导性和可操作性,构建制度健全、统一规范、运行有效的规划治理体系。
辽宁自然资源杂志发表 2020年9期
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测绘技术在自然资源确权登记工作中的应用
作者:韩亚彬【摘 要】随着我国自然资源确权登记工作的有序开展,通过利用测绘技术不仅可以提高自然资源确权登记工作质量,而且还可以实现对自然资源的动态监管。随着大数据技术的应用发展,测绘技术在自然资源确权登记中的应用价值越来越高,因此,论文立足于工作实践,以测绘技术在自然资源确权登记中应用的重要性作为切入点,详细论述测绘技术在自然资源确权登记中的具体应用。【Abstract】WiththeorderlydevelopmentofnaturalresourcesrightconfirmationandregistrationinChina,theuseofsurveyingandmappingtechnologycannotonlyimprovethequalityofnaturalresourcesrightconfirmationandregistration,butalsorealizethedynamicsupervisionofnaturalresources.Withtheapplicationanddevelopmentofbigdatatechnology,theapplicationvalueofsurveyingandmappingtechnologyinnaturalresourcesrightconfirmationandregistrationisgettinghigherandhigher.Therefore,basedontheworkpractice,thispapertakestheimportanceofsurveyingandmappingtechnologyintheapplicationofnaturalresourcesrightconfirmationandregistrationastheentrypoint,anddiscussesthespecificapplicationofsurveyingandmappingtechnologyinthenaturalresourcesrightconfirmationandregistrationindetail.【关键词】测绘技术;自然资源;确权登记;大数据【Keywords】surveyingandmappingtechnology;naturalresources;rightconfirmationandregistration;bigdata【中图分类号】F205;P208 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069(2020)09-0186-021引言2019年国务院发布《关于统筹推进自然资源资产产权制度改革的指导意见》明确提出要加快自然资源统一确权登记,充分利用现有相关自然资源调查成果。由于自然资源确权登记属于一项复杂的工作,所涉及的方面比较多,因此,基于不动产登记工作的要求,尤其是大数据中心数据库的建设标志着测绘技术在自然资源确权登记中具有广泛的应用价值。2测绘技术在自然资源确权登记中应用的重要性测绘技术是以计算机技术、网络通讯技术、空间科学以及信息科学为基础,以GIS、RS等技术为核心,选取地面已有的特征点和界线并通过测量手段获得反映地面现状的图形和位置信息。中国工程院刘先林院士对于测绘技术的概述为:“测绘技术就是把地球‘搬回家”。通过对地球更加精确的测绘,加上其他技术的互联互通、信息共享,才能让城市真正“活”起来。随着我国北斗卫星导航系统的应用,测绘技术在自然资源确权登记中的应用价值越来越凸显:首先,测绘技术在自然资源确权登记中的应用是不动产管理的重要内容。为不动产登记提供新技术支撑、科学手段和决策依据是不动产管理部门的重要职能,陆昊部长多次强调,要利用技术测绘力量、发挥测绘基础性作用。我国自然资源种类繁多、分布比较广,因此,确权登记工作必须要依赖于完善的测绘技术,通过测绘技术将自然资源的具体情况信息准确反映出来。其次,测绘技术的应用能够提升自然资源确权登记的精准度。根据调查在自然资源确权登记过程中容易出现信息遗漏等问题,尤其是基于年限的制约导致相关材料丢失,而测绘技术的应用则可以提升自然资源确权登记的精准性。例如,利用地球空间网格可通过统一空间参考框架,有效关联多源、多维、多尺度信息,充分体现自然资源要素实体在立体空间上的独占性,消除数据间的不一致,避免矛盾和冲突情况。3测绘技术在自然资源确权登记中的具体应用根据调查,目前我国测绘技术的种类比较多,如GIS测绘技术、GPS技术、RS以及CORS技术等。利用测绘技术进行自然资源产权登记的思路就是在满足调查工作流程的基础上,进行规范化处理形成自然资源测绘要素数据集,依次实现内业自动成图、自动数据质检、图形关联匹配、批量成果输出、成果建库等要求。本文以三位一体在自然资源确权登记中的应用为例进行分析。三位一体测绘技术是当前不动产登记测量中较为常用的方式,例如,河北省第二测绘院探索的常规测量方法与三维扫描技术就属于三位一体测绘技术的范畴。三维立体调查登记平台所具有的空间表现力、分析力强等优势,三维技术可实现在三维空间对自然资源资产的精细化管理,并构建国土空间全要素真实三维模型,解决了二维空间下调查确权登记存在的不足。三位一体测绘技术主要包括四个部分:一是自然資源数据整合与管理系统。其主要包括自然资源数据的浏览、查询、分析、更新、编辑、渲染、落宗、出图等功能。二是自然资源登记管理系统。在三维不动产数据的支撑下,完成自然资源登记和不动产登记的整个流程,系统利用三维数据的优势。三是自然资源登记客户端APP,公众可以通过手机端申请不动产登记业务,查询不动产信息,并可在三维场景中定位。四是三维数据整理。基于项目区范围的倾斜摄影数据等进行三维实体化,构建三维自然资源数据库。三位一体测绘系统实现的关键技术包括:①三维倾斜摄影模型数据管理技术。倾斜摄影测量技术是现代测绘常用的技术,其主要是通过高效的数据采集装备及数据处理流程生成的数据成果反映自然资源的外观、位置以及高度等属性,以此提供测绘级数据资料。②多尺度二三维一体化数据整合与处理技术。在自然资源产权登记的过程中,需要将自然资源的所有信息纳入数据库中,大尺度主要展现的是自然资源的三维形态,小尺度则是展现自然资源的具体权属及登记情况。③基于分层分户图的三维自动化建模。在自然资源确权登记的过程中,需要对自然资源进行细化分类,例如,在林业登记中需要对林区进行产权划分,针对林业分层的单体化,我们通过倾斜摄影模型与三维模型(三维地理实体模型)进行叠加来实现,满足不动产登记业务中的房屋分层分户查询、分析与精细化管理。④立体动态渲染技术。三维自然资源管理系统采用LOD技术、渲染动态调度技术等,实现三维不动产数据的高效调用。当然基于北斗导航系统的应用,未来基于北斗导航系统的测绘技术将在自然资源确权登记中得到更广泛的应用。4提高测绘技术在自然资源确权登记应用的质量测绘技术在自然资源确权登记中具有重要的应用作用,尤其是2020年我国北斗卫星导航系统的应用标志着我国测绘技术将迈入新的台阶,因此,基于自然资源确权登记工作的新要求,我国必须要发挥测绘技术的优势,提升自然资源确权登记质量。4.1加大科技创新,提高北斗导航系统应用能力随着我国北斗导航系统的应用,北斗导航系统在测绘中的作用越来越突出,因此,我国要加大科技创新力度,提高对北斗导航系统的应用能力:一方面,我国不动产登记部门要加强技术创新的能力,结合本区域自然资源分布情况及不动产登记任务要求,加快推进不动产登记系统的性能。例如,基于立体三维技术的发展,我国各个地方都在构建三维基础地理信息数据库的建设,因此,在具体的工作中必须要加强核心技术创新,努力实现三维基础地理信息数据库在不动产登记中的应用。另一方面,要加快北斗系统的应用,构建符合北斗系统的测绘系统,实现对自然资源确权登记的精准化。4.2健全和完善自然资源测绘标准体系,优化测绘应用流程测绘技术在自然资源确权登记中具有巨大的应用作用,因此,基于我国测绘技术种类繁多的现状,为了提高自然资源确权登记数据系统的稳定性与安全性,我国必须要建立完善的测绘标准体系,优化测绘技术应用流程:一是要我国测绘部门及时针对测绘技术在不动产确权登记中的应用现状出台规范化的标准体系,强化测绘技术的实效应用性;二是要优化测绘技术的应用流程,细化测绘技术的应用环节。例如,鼓励社会测绘机构积极参与到自然资源确权登记调查中,促进我国测绘行业的发展。同时国家还要进一步降低测绘准入门槛,强化对申请单位的监管,确保国家地理信息安全。4.3加强人员教育培训,提高不动产登记系统操作技能基于测绘技术在自然资源确权登记中的应用,其无疑会增加自然资源确权登记的工作难度。例如,部分不动产管理人员可能对不动产登记系统不熟悉,导致不能准确地对相关数据进行分析。因此,基于测绘技术的发展,我国必须要加强对相关人员的教育培训,提高他们的专业素养:一是要定期组织教育培训,尤其是对自然资源确權登记管理人员进行动态化的教育培训。例如,基于北斗导航系统的应用,相关部门要组织不动产登记人员进行学习,以此尽快掌握北斗导航系统的应用技能。二是要增强大数据思维意识和团结合作的精神。测绘技术在自然资源确权登记中的应用,要求整合所有资源数据,因此,作为工作人员必须要具备大数据应用意识和协作精神,用于打破部门、岗位的限制,提升自然资源数据信息的共享性。5结语总之,基于我国不动产登记工作的新要求,充分发挥测绘技术的优势作用服务于自然资源确权登记工作中具有重要的现实意义。针对不动产大数据系统性能,我国要积极依托北斗导航系统构建三位一体的自然资源确权登记体系,以此提高自然资源确权登记的工作质量。【参考文献】【1】刘绍英.国土测绘中CORS系统的应用探讨[J].冶金与材料,2020(02):183-184.【2】桂德竹,张成成.测绘地理信息服务自然资源管理的思考[J].测绘与空间地理信息,2019(07):19-21【3】李龙.基于CORS的农村集体土地确权应用研究[J].山西农经,2020(03):72-73.
中小企业管理与科技杂志·上旬刊发表 2020年9期
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5G BBU机房GPS/北斗共享解决方案研究
作者:罗金花中国铁塔股份有限公司江西分公司南昌市3300010引言5G属于TDD双工的基站同步系统,对时间同步有更严格要求。一是要求时延小,5G为满足uRLLC应用场景对超低时延的需求,提出业务端到端时延小于10ms,3GPP规范要求5G基站空口时延小于1ms。二是同步精度更高,受限于无线空口帧长度,5G的空口帧长度1ms比4G空口帧10ms小10倍,单节点时钟精度要满足ns级精度要求。5G在采用核心网UPF下沉、CU/DU分离、MEC边缘计算等网络架构的基础上,同样需要基站侧采用GPS/北斗进行授时同步,以满足无线帧同步、小区切换、多点协同、异网漫游、网络及业务正常运营。5G无线网将采用C-RAN云化架构,以BBU集中设置、AAU/RRU拉远为主要建站模式,将大规模进行BBU集中设置。根据某省5G规划分析,平均每BBU机房需设置20多台BBU,有的机房将多达80台BBU;带来单个综合机房的GPS/北斗授时天线数量激增。然而,现有3G/4G基站已安装众多GPS天线,易出现天面空间受限、天线无处安装、馈线布放困难、物业协调难的问题。另外,BBU综合机房一般设置在楼底,而GPS/北斗天线安装在楼顶,易出现馈线路由长、信号衰减大等问题。本文将针对天面受限无法安装、拉远受限信号太弱两大问题,全面深入研究5GBBU机房GPS/北斗工程建设解决方案。1天面受限时GPS/北斗解决方案1.1单路无源功分器解决方案对于接入网、基站机房等BBU集中数量较少的场景,当规划BBU数量不超过8个、且天面空间不足或馈线难布放时,可采用传统的1∶2、1∶4或1∶8的单路GPS/北斗无源功分器方案,低成本快速地实现将1路GPS/北斗信号平均功分成多路给4/5GBBU用;若天面空间足够且馈线易布放,也可以每个BBU独立安装GPS/北斗天线,以提高安全性。图1GPS/北斗单路无源功分器组网方案示意图在实际工程应用中,要注意在选用不同类型馈线和功分器时的GPS/北斗天线的拉远距离,确保信号强度能有效满足BBU主控板的GPS接收机对接收灵敏度的要求。下面通过链路预算进行具体分析,先计算不考虑功分,为满足BBU接收机对GPS/北斗信号强度(≥-110dBm)要求时馈线最大允许的损耗值为11.90dB,详见下表:表1馈线最大允许的损耗值计算(无源功分器方案)再根据不同类型馈线在GPS/北斗工作频段1.5GHz上的每百米损耗测量值,可以估算出在采用不同无源功分器时,馈线(即BBU至GPS天线)的最大布放距离,详见表2。在工程应用中,GPS/北斗天线一般采用1/2"馈线,不功分时馈线长度一般不超过100米,二功分时不超过70米,四功分时不超过50米,八功分时不超过20米。当BBU至GPS天线的布放距离很近时,可采用1/4"馈线,节省成本;当BBU至GPS天线的布放距离很远时,可采用7/8"馈线,弥补损耗、延长距离。表2采用不同功分时各类馈线最大布放距离计算1.2双路有源共享器解决方案GPS/北斗单路无源功分器方案是BBU集中数量较少场景下的一种省时省力省钱的工程方案,但该方案可共享接入BBU较少,同时还需要考虑GPS天线供电、端口开路等,且因只有1路GPS/北斗信号输入,一旦天馈系统出现故障,将出现所带BBU基站失去同步问题,存在安全风险。对于一般机楼、综合业务机房等BBU集中数量较多的场景,当规划BBU数量超过8个、且天面空间不足或馈线难布放时,可采用双路GPS/北斗有源共享器方案。该方案需引入两路GPS/北斗授时天线(一主一备),可采用一级结构,直接用主机单元给BBU分配信号;也可采用二级结构,第一级为主机单元,第二级为从机单元,主/从机均可给BBU分配信号。图2GPS/北斗双路有源共享器组网方案示意图主机单元:用于时钟同步授时系统的信号分配,并给授时天线提供DC5V供电,具备双天线同时输入能力,当一路天线链路出现故障,可自动快速切换到另一路,仍可提供准确授时并告警提示后台及时处理;同时具备8路以上端口输出能力。从机单元:当BBU集中数量大于主机单元输出端口数量时,主机单元可以级联下挂从机单元,将一路主机单元输出信号馈入从机单元,从机单元再次分配输出,具备8路以上端口输出能力。在实际工程应用中,双路有源共享器的主机单元具有信号再生放大能力,一般具有30dB信号增益,可弥补馈线损耗的影响,与无源功分器相比,其馈线的最大布放距离可以更远,可同时满足GPS/北斗的共享和拉远需求。其链路预算过程及结果见下表:表3馈线最大允许的损耗值及布放距离计算(有源共享器方案)?2拉远受限时GPS/北斗解决方案随着5G网络规模建设,BBU集中部署是大势所趋。在实际工程中,BBU综合接入机房往往选择在较低的楼层(有的甚至在一楼车库、地下室),而GPS/北斗授时天线为了方便搜星却要求安装于建筑物楼顶,这样GPS馈线超长、损耗过大的情况将时有发生。解决拉远受限有以下两个方案:(1)采用GPS/北斗信号无源放大器:直接在馈线中串联1个或多个无源信号放大器,一般有25dB左右的放大增益,从而可以不更换更粗馈线而延长GPS/北斗天线的拉远距离,具体数据见下表:表4采用无源信号放大器后各类馈线最大布放距离计算(2)采用GPS/北斗信号有源放大器:实际上就是上述的双路有源共享器方案,主机单元可对接收的信号进行有源再生、整形、放大,从而可实现延长GPS/北斗天线的拉远距离,此处不再赘述。在实际工程应用中,需要根据GPS/北斗天线与BBU间的拉远距离来选择相应的馈线类型及拉远方案。当拉远距离≤30米时,可选用1/4“馈线;当拉远距离≤70米时,可选用1/2”馈线;当拉远距离≥100米且BBU集中较少时,可选用1/2“馈线+无源放大器;当拉远距离≥100米且BBU集中较多时,可选用1/2”馈线+有源放大器;但一般要求馈线的拉远距离不超过300米。3结束语GPS/北斗授时天线虽小,但对5G网络影响却很大。随着5G无线网云化、BBU集中设置的大规模应用,GPS/北斗共享解决方案将成为5G基站授时的最主要建设方式,工程建设和方案设计需要综合考虑BBU机房的BBU集中度、天面安装空间、馈线布放路由、天线拉远距离、投资成本等因素,选择技术可行、经济合理的最优解决方案。
江西通信科技杂志发表 2020年2期
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对钦州市自然资源综合监测监管体系建设的思考
●作者:陆海川,陈远宣(作者单位:钦州市自然资源局)近年来,自然资源监测技术和手段日趋先进,但基层的技术还比较薄弱,且基层事务繁多、人手不足,对违法违规行为监测不及时、处置滞后。如何建立一套早发现、早制止、源头严防、过程严管、后果严惩的监测监管机制(以下简称“双早”机制),成为各地亟需解决的问题。研究小组在分析钦州市自然资源监测管理体系现状的基础上,对于如何完善该项工作进行初探。一、钦州市自然资源监测监管工作现状(一)遥感影像等基础数据钦州市已建成覆盖全市的卫星导航定位基准站网,2021年自然资源广西卫星应用技术中心钦州分中心挂牌成立,“数字钦州”和所辖两县“数字县域”地理空间框架已建设完成,建成了基础地理信息数据库和多个应用平台。目前,分辨率为0.2~2.5米的航空、遥感影像覆盖整个钦州市;2017年至今,1米的影像数据实现了年度覆盖,2米的影像数据实现了季度覆盖,钦州市主城区范围内1∶500及1∶2000地形图实现全覆盖;2020年以来,结合新型基础测绘体系建设试点,完成1600平方千米地理实体建库,开展了市区0.02米实景三维建模及局部单体化建设,为“三维管理”打下基础。(二)监测监管工作1.调查监测。钦州市森林、海洋等自然资源尚未全部纳入统一调查监测评价中,全市的调查监测大多以服务外包方式委托专业队伍开展。近年来钦州市采取载人直升机搭载激光雷达+倾斜摄影仪技术开展1∶500低空航飞调查,获取了主城区最新高精度的二、三维影像数据。2.耕地保护监督。2020年末钦州市耕地面积为17.56万公顷,水田占70%,坡度2°以下耕地占61%。全市主要通过耕地保护责任目标考核机制进行耕地保护监督,通过开展年度耕地质量评价更新对耕地质量进行监测,使用耕地占补平衡动态监管和永久基本农田监管系统辅助进行日常监管。钦州市目前已建成耕地质量监测点30个,全市耕地平均利用等别从2016年的7.5984等稳步提升至2019年的7.5926等,耕地质量等级从2016年的5.47等稳步提升至2020年的5.28等。3.执法督察。2016年建立了国土资源执法综合信息系统,但因技术更新不到位,目前无法正常使用。4.地质灾害及生态修复。钦州市地质灾害隐患点2020年有1620个、2021年降为1000个。2020年建成钦州市地质灾害监测预警系统,包括1个室内监测预警平台和7处地质灾害专业监测站点(视频实时监控、雨量监控);2021年初增加70处专业地质灾害监测站点,监测仪有倾角计、雨量计、含水率、报警装置4种,可以实现形变监测和临灾预警。5.空间规划。2020年底编制完成市级国土空间总体规划并取得初步成果,但国土空间规划“一张图”及实施监督系统尚未建设。6.批后实施监管。主要应用自然资源部建立的土地市场动态监测与监管系统,但因批、征、执法等部门各有自己的系统,加上现场监测能力不足,批后监管工作总体上比较滞后、覆盖面不足。二、钦州市自然资源综合监测监管体系建设存在的难点(一)专业人才少,人手不足目前,钦州市自然资源综合监测监管缺少调查监测、综合监管相关的人才,尤其是缺少既熟悉政策又了解业务的人才;人手不足,调查监测科股室只有1~2名人员,难以应对繁杂的监测监管任务。(二)高新技术装备不足监测监管的技术手段不够先进,主要靠人力巡查,缺少信息系统支撑,职能科股室基本没有现代化的监测监管设备;市测绘地理信息中心虽然具有甲级测绘资质,拥有全站仪、无人机、倾斜摄影仪等测量设备80多台(套),但大规模调查监测及应急测绘能力有限,尤其是快速获取高现势性的高清影像的能力非常有限;对海量数据的自动提取与处理能力不足,监测监管试点任务清单处置进度较慢。(三)监管系统不完善,监测监管未形成体系目前,钦州市自然资源综合监测监管调查数据分析与共享平台的历史时空数据不足,系统分析、预警功能单一,缺少模型库及分析指标体系;耕地类和批后实施监管系统存在市级权限不足、监管对象单一、系统功能少等问题,无法对非法占用耕地和基本农田情况进行监管,需要大量人工介入;执法监管体系存在薄弱环节,日常巡查难落实,“网格化”管理制度不健全,未能充分发挥村委一级巡查的作用。针对上述问题,研究小组在总结分析湖南、山东、江浙、重庆、宁波等地自然资源调查监测体系构建试点的成功做法与经验的基础上,提出钦州市自然资源综合监测监管的总体解决思路为:以卫星遥感和无人机航测为导向,以第三次全国国土调查数据库为底板,依托国土空间基础地理数据库,构建自然资源综合监测监管平台,具有遥感影像快速处理、图斑智能提取、自动筛查分析、业务统筹分发等功能,可实现早发现、早制止,全过程管控和协同高效、结果精准的目标。三、建议(一)加强队伍建设,打造本领过硬的专业人才队伍一是加强队伍建设,大幅增配专业技术人员,通过引进人才或调配等方式充实现有调查监测队伍并进行系统培训学习;二是与广西自然资源调查监测院、广西遥感院等技术单位合作,通过服务外包、挂职锻炼或人才交流、建立顾问咨询制度或创建技术创新联盟等方式充分利用其专业能力;三是充分发挥钦州卫星分中心、测绘地理信息中心、执法监察支队以及镇村建设综合服务中心(综合执法队)的作用,形成高效协同的分工模式;四是充分调动社会资源和基层力量,发挥测绘单位和村干在主动发现、实地核查中的作用,构建全民参与的监测监管队伍体系。(二)强化技术,提高效率1.整合数据资源,夯实数据底板。一是依托卫星分中心,确保全市2米分辨率影像季度覆盖,亚米级分辨率影像年度覆盖,重点区域、举报问题图斑实现动态0.2米分辨率影像全覆盖;二是整合全市遥感影像、地形和“三调”等数据,形成自然资源“一张图”底版,逐步将空间规划、生态红线、耕地保护、耕地质量分类与等级评价、农民建房、房地一体登记、矿产资源、地质灾害、生态修复等管理数据和历年变更调查数据整理融合进来,搭建时空数据雏形。2.注重技术创新,构建综合监管系统。一是开发执法随手拍公众有奖参与APP,激发全员监管热情;二是对相关平台进行功能调整或架构整合,搭建统一的综合监测监管平台并纳入全区自然资源综合监管网络,有机对接或无缝连接现有各业务(监管)系统,建成业务贯通、多库合一、三维立体、时空一致、纵横覆盖的综合集成监测监管系统(平台),进而通过监测监管平台利用“中间库”“预变更”等方法将变更调查“每年一变”模式变为“季变”或“月变”,甚至实时变更,形成“早发现”机制;三是增配监测监管设备,包括托管服务器、存储、手持RTK或雷达扫描仪、外调Pad、小型无人机、全天候监控摄像头和GNSS位移监测仪等各种实时传感设备,提高日常监测监管快速发现的能力和数据采集、举证复核的效能;四是将人工智能、大数据分析、海量数据管理等技术充分运用到监测中,提升遥感影像获取保障能力和智能提取分析能力。(三)整合职能,完善相关机制1.整合职能,理顺职责。一是理顺管理职责,通过系统平台进行虚拟业务重构,将原分散的监管职能转化为系统角色予以对应;二是调整充实调查监测部门职能,市测绘地理信息中心可拓展调查监测业务范围,具体承担调查监测和综合监管的技术性事务。2.制定和细化标准。以国家颁布的调查监测、行业监管等方面的法律法规、技术标准、规程规范等为依据,制定和细化自治区和钦州市的监测监管标准,包括各种评价指标(体系)、分析模型(库)、预警阈值或条件(集)、考核指标等,便于自动化处理和统一执行。3.统筹监测需求,明确监管对象。围绕生态文明建设和自然资源“两统一”职责要求,深入调研各科室、县(区)自然资源局的监测监管需求并进行分析整合,按轻重缓急依次推进,最终实现全要素覆盖。根据工作重点可先将耕地(含“非粮化”及新增耕地管护)、永久基本农田、生态保护红线、城镇开发边界、设施农用地、农民建房、露天违法采矿、违法用地、地质灾害及生态修复等9项定为首批监测对象,后期动态调整。4.梳理监测业务,优化监测流程。结合管理需要,梳理各类监测监管工作,明确综合监测监管工作流程,总体上可分为7步:影像采集、采购与制作;收集或调用各类管理矢量数据和基础资料;国家、自治区或市监测部门内业提取变化图斑;由市测绘地理信息中心或外聘专业队伍开展外业调查核实;根据外业调查核实情况,形成问题和任务清单,通过系统平台推送给相关科室或县(区)自然资源局;相关科室或县(区)自然资源局提出处置意见、进行分类处置并将任务落实情况报市自然资源局汇总;更新相关平台数据库、编制监测分析报告。5.完善配套机制,提高监测精度。建立或整合工作机制,制定钦州市遥感影像及地理信息数据开放共享实施细则,优化全市测绘地理信息数据汇交制度,构建一整套有利于综合监测监管的机制。下一步应将自然资源统一监测监管融入智慧钦州大框架中,对分析共享平台和监测监管平台进行整合优化升级,即以人工智能理论为支撑,以智能化技术为引领,以自动化、流程化为目标,通过各种无缝对接和系统集成技术,建设平台软件系统体系,建立创新、协调、开放、共享的时空大数据平台,提升钦州市时空信息资源的开发利用程度和信息化水平,为全面提升政府执政效能,实现节约型、服务型政府提供技术支撑。
南方自然资源杂志发表 2021年12期
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省测绘地理信息局推进地信与5G 融合应用
本刊记者关寒冰为加快推动河南省自然资源厅、中国移动通信集团河南有限公司与鹤壁市人民政府签署的地理信息成果与5G融合应用战略合作协议落地实施,7月24日,省测绘地理信息局组织召开会议,围绕鹤壁市地理信息与5G融合应用以及智慧城市建设广泛征求建议。省自然资源厅党组成员,省测绘地理信息局党委书记、局长刘济宝主持座谈。会上,省自然资源厅、省测绘地理信息局、鹤壁市自然资源和规划局、省测绘工程院、省遥感测绘院、省基础地理信息中心、河南大学智慧城市研究院以及鹤壁市有关企业相关负责同志进行了深入的交流探讨。刘济宝表示,推动测绘地理信息与5G、大数据等新技术的融合,是新时代地理信息产业发展的重要探索,将为鹤壁市经济社会高质量发展创造新契机、新变革、新动力。下一步,省测绘地理信息局将发挥技术优势,深挖应用需求,不断创新实践,努力为鹤壁市地理信息与5G融合应用提供优坚实保障,并与鹤壁市淇滨区、鹤壁市自然资源和规划局及相关企业形成合力,力争在鹤壁率先建成“5G+精准定位+智慧城市”标杆,为全省经济社会发展提供可推广的鹤壁经验。会议指出,与会各方要进一步畅通沟通渠道,深入对接思路,积极寻找工作的结合点和突破口,找准应用场景,全力推动鹤壁信息化发展进程。与会人员围绕打造5G新基建、新场景、新模式,推动卫星遥感数据民用化、商业化,5G+智慧城市核心技术及其应用产品研发等进行了广泛交流,为鹤壁市地理信息与5G融合应用建言献策,并观看了省卫星导航定位基准服务系统、省国土空间基础信息平台等建设成果演示,实地参观了省自然资源卫星应用技术中心和空间大数据应用中心。
资源导刊(信息化测绘)杂志发表 2020年8期
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5G技术在智慧靠泊场景的应用探索
作者:柳晶晶 摘 要:船舶靠泊过程中产生碰撞事故主要原因在于船岸通信不及时、船舶定位不准确、驾驶员或引航员等视觉盲区。解决这些问题可借助5G、AI、北斗高精度定位等技术,通过技术手段解决由于通信、实时定位和视觉盲区等导致的船舶靠泊故障问题,实现智慧靠泊。关键词:5G,智慧靠泊,辅助靠泊1.引言全球贸易的发展以及科技的进步,使得船舶向着大型化、自动化、智能化方向不断发展。近几年,由于有经验船员数量的减少,船舶靠泊操作过程中事故问题频发,如今年4月13900TEU集装箱船MilanoBridge号在釜山新港发生碰撞事故,6月名为MSCROSAM的超大型集装箱船舶在靠泊过程中与NSICT码头的岸桥发生碰撞……随着贸易的不断发展,船舶货运周期缩短,在港口挂靠次数增多,港内船舶通航密度提高,大大增加了船舶靠离泊的风险[1]。据克拉克森统计,2019年全球港口挂靠量为380万次,中国约占7%,為26.6万次。EMSA2019年发布的海上伤亡年度审查报告中显示,EMPIC在过去5年中记录的事故数据中,平均每年发生的海上伤亡或事件为3239起,70%的事故是由于船舶驾驶员操作问题导致的[2]。船舶靠泊过程中容易导致靠泊事故产生的主要人为事故原因包括驾驶员或者引航员视觉盲区、操作失误等,除此之外,船舶靠泊还会受到航速、风速、靠泊水域情况等情况的影响。在实际的靠泊作业中,船舶驾驶员依靠引航员和拖轮协助靠泊,而引航员和驾驶员的视觉盲区,或者靠泊过程中由于驾驶员操作失误,或引航员经验不足,或者由于船舶惯性问题也会产生靠泊过程当中的碰撞问题。因此,通过技术手段消除视觉盲区辅助船舶靠泊具有重要的意义。近年来,随着5G、AI、物联网、大数据等高新技术的不断发展,通过技术手段对船舶位置实时定位,并将船舶周围情况水域情况实时反馈至驾驶室或者引航员手中进行辅助靠泊,可以实现船舶的智慧靠泊。2.现状分析2.15G技术发展现状5G即第五代移动通信技术,是数字经济时代的一种通用技术,主要有eMBB(大流量移动宽带)业务、mMTC(大规模物联网)、uRLLC(低延时高可靠连接)业务三大应用场景。从指标角度看,5G在峰值速率、流量密度、传输时延等均优于4G。5G将人与人、物与物、人与物的距离拉近,开启了万物互联的新时代。2019年我国5G商用全面启动。2019年6月,工业和信息化部正式向中国移动、中国电信、中国联通和中国广电发放5G商用牌照,标志着中国正式进入5G商用元年。2019年10月,中国国际信息通信展览会上,中国移动、中国联通、中国电信正式公布了5G套餐。2019年11月,我国成功举办“首届世界5G大会”,围绕5G前沿技术、产业趋势、创新应用等开展交流与讨论。据工信部发布的《2019年通信业统计公报》显示,截至2019年底,全国已建成5G基站超13万个。国内运营商利用其5G技术优势,已将5G技术成功应用于智慧城市的各个场景,如智慧港口、智慧医疗、智慧教育等。2020年5月11日,中国移动、中远海运、东风汽车等在背景、上海、厦门等六地举行“5G+无人驾驶赋能智慧港口”云发布会,截止5月,厦门港已实现5G网络连续覆盖,全区域5G综合覆盖率达98.89%。港区内开展5G边缘计算与切片专网建设,实现了驾驶行为分析、AGV远程控制、自动驾驶、港机远控等5G场景应用,大幅提升了港区的作业效率和作业安全[3]。2.2船舶靠泊现状船舶大型化的不断发展,使得船舶驾驶员或者船长操纵船舶难度加大,尤其增加了船舶靠泊过程中操纵风险,该风险一方面来自船舶过大影响船舶驾驶员/船长或者引航员在靠泊过程当中视觉观察情况,造成视觉盲区,容易产生碰撞风险;另一方面,船舶信息化设备部署情况也会对船舶在靠泊过程当中各单位、各方面的交流产生一定的影响,给船舶靠泊增加一定的风险。船舶靠泊过程中是一个非常复杂的过程,需要船岸协同作业实现。在船舶进入锚地前,船长通过VHF或其他通信设备与港口调度联系,确定进港时间和卸货事宜以及港口水域情况等;船长通过通信设备就抵港情况通知驾驶、轮机及事务部门;船舶进入航道后,码头调度员实时跟踪船舶航行情况(船位、航速、通航环境等),若有异常及时协调处理;并在靠泊前半小时,码头调度员提前通知港池水域内船只避让,通知有关部门清理水下障碍物等。船舶进入锚地后,引航员登船,通过GPS、AIS、雷达等确定船首、船尾与岸边距离;并通过对讲设备将操作指令传达驾驶员和拖轮,协助船舶完成靠泊。在船舶靠泊过程中,驾驶员或引航员主要靠瞭望判断船舶停靠位置,船舶位置定位不准,容易导致平行停靠不精准,增加靠泊难度,且停靠效率较低;而且通过瞭望判断有时候容易因为船舶过大无法看清周围情况,产生视觉盲区;除此之外,在靠泊的过程中,船岸交互主要依赖于传统的对讲通讯设备,通信设备信号会影响船舶靠泊指令的传达,由于船舶惯性,产生碰撞事故,造成不可挽回的后果。3.5G在智慧靠泊场景中的应用3.15G助力船岸通信依托中国移动等运营商在港口部署的港口5G专网,为船舶靠泊过程中船岸通讯信息传输、相关终端设备通信需求等提供5G专网。借助港口5G专网,依托5G技术高传输速率、超低时延以及超大带宽为船岸通信以及相关智能化作业提供协同联动保障,助力船舶驾驶员、引航员、拖轮等及时获得靠泊过程中相关音视频信息,降低在靠泊过程中因为通信不通畅而导致的操作故障,进而提高靠泊作业效率。目前,中国移动可发挥2.6GHz和4.9GHz双频资源优势,为客户灵活搭建4G/5G行业专网,提供可靠性高、性能强、方便部署的4G/5G专网服务,满足客户专网定制化需求[4]。3.25G助力实时定位借助中国移动5G和北斗高精度定位技术,通过将雷达、AIS等多源数据进行融合,测定船舶船首、船尾离岸边的距离,精准测定船舶角度,拖轮位置等,同时借助港口5G专网,将位置信息传递给船舶驾驶员、引航员、岸边监控中心等,实现靠泊过程中定位信息的实时传递,解决船舶平行靠泊不精准的问题,降低靠泊事故风险。3.35G助力消除视觉盲区通過将5G技术与AI技术进行融合,通过在船身、岸边、拖轮上安装定制的AI摄像头,对船舶进行360度全方位可视化实时监控,对船舶周围状况,包括作业船只、浮标等海面物体进行监控识别,并将识别到的高清视频画面回传给船舶驾驶员、引航员、拖轮等终端设备,可以辅助消除视觉盲区,减少船舶靠泊过程当中碰撞等事故的产生。利用5G+AI技术,通过定制化的AI摄像头和终端设备的方案还可以应用于雾天、夜晚等可见度比较低的作业环境,降低靠泊过程当中的碰撞风险问题。4.5G智慧靠泊应用展望随着5G、AI等技术的不断成熟,目前已成功应用于智慧城市、智慧交通的多个应用场景当中,如智慧港口相关港机设备的远程控制、智能理货、自动驾驶、智慧航道、智慧海事等场景。在船舶靠泊场景中的风险点主要是船岸通信影响、船舶定位情况以及视觉盲区等,通过5G技术赋能船舶靠泊场景,可借助5G等相关技术的优势,减少船舶在靠泊过程中产生的事故问题,实现智慧靠泊。参考文献[1] 李日岭.大型船舶自主靠泊方法的研究[D].大连:大连海事大学,2012.[2] AHMEDYA,HASEGAWAK.Implementationofautomaticshipberthingusingartificialneuralnetworkforfreerunningexperiment[C]//The9thInternationalFederationofAutomaticControl(IFAC)ConferenceonControlApplicationsinMarineSystems(CAMS).Oxford,UK:IFAC-ElsevierLtd,2013:25-30.[3] 中远海运港口有限公司,中远海运科技股份有限公司,中移(上海)信息通信科技有限公司等.5G智慧港口全业务场景落地白皮书,2020.[4] 华为,上海振华重工,中国移动,沃达丰.5G智慧港口白皮书,2019.
科学导报·学术杂志发表 2020年33期
北斗融合5G车联网还要“踩”几脚油门?高超随着北斗三号全球卫星导航系统正式开通,中国5G车联网行业迎来了一位强有力的助手。据《2020中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》提供的数据,2019年,我国卫星导航与位置服务产业总体产值达3450亿元,其中与卫星导航技术研发和应用直接相关的产业核心产值为1166亿元,在总产值中占比为33.8%。中国卫星导航定位协会会长于贤成认为,随着“北斗+”和“+北斗”应用的深入推进,汽车、移动通信、交通物流、互联网服务等领域的骨干企业,主动“+北斗”发展,逐步开拓形成企业新增业务,成为产业新生力量,从而极大促进了我国卫星导航与位置服务产业的整体发展,对总体产值的贡献正在显著提高。据GSA预计,2019—2029年全球卫星导航市场累计营收将达到25250亿欧元,其中,交通场景占比达到55%,主要营收来自于车内导航系统(IVS)和先进的驾驶辅助系统(ADAS)。显而易见,5G车联网市场将是卫星导航行业最大的收入来源,发展北斗+5G车联网,有助于北斗导航系统的商业化。助力5G车联网北斗三号具备导航定位和通信数传两大功能,可提供定位导航授时、精密单点定位等7类服务,是功能强大的全球卫星导航系统。其中,高精度是其最大的优势之一。8月3日,在国务院新闻办公室新闻发布会上,中国卫星导航系统管理办公室主任、北斗卫星导航系统新闻发言人冉承其表示,全球范围定位精度优于10米、测速精度优于0.2米/秒、授时精度优于20纳秒、服务可用性优于99%,亚太地区性能更优。此外,地基增强、精密单点定位还能提供最高厘米级定位服务。基于其诸多优势,北斗卫星导航系统与5G具有天然融合性。对此,冉承其解释说,随着5G的到来,对时间和位置就会提出更高要求。在目前可以认知的未来,只有卫星导航系统能够提供更高精度的位置和时间信息。特别是,在车联网领域,随着5G的商用,业内企业正在加速推进自动驾驶应用的发展。按照业内的标准,车辆自动化等级共分为5级(L1—L5),目前中国智能汽车产业发展已进入了L2阶段,正在向L3和L4阶段发展。而自动化等级越高,对网络时延、速率的要求越高,同时对位置定位的精度要求也逐级提升。比如,L3以上级别的定位精度要达到1.5米甚至1米以内。据悉,北斗导航结合RTK技术能够实现静态毫米级,动态厘米级的定位。不仅如此,高精度的全球导航卫星系统(GNSS)定位不受环境影响,不管是雨雪天气还是雾霾天气,不管有无车道线,甚至在沙漠、草原等其他定位传感器无法工作的场景下,都能正常工作。此外,高精度GNSS定位与高精度地图结合,还能实现智能驾驶辅助等方面的能力,比如提醒司机前方有急转弯道、坡道、交叉路口,还有一些已知的事故点,为司机带来更好的驾驶体验。因此,在5G车联网应用中,北斗系统能够为其提供高精度、全天候的导航及定位服务。挑战与机遇并存随着自动驾驶技术的发展,5G车联网对高精度导航系统需求不断增长,使得北斗系统在车联网市场拥有较好的发展前景。在政策层面,国家已经制定了一系列扶持政策,推动北斗导航在车联网领域的普及。例如,自2017年起,中国强制“四危一客”车辆安装汽车导航设备。同一年,交通运输部、中央军委装备发展部印发的《北斗卫星导航系统交通运输行业应用专项规划(公开版)》提出,到2020年,重点运输车辆北斗兼容终端应用率不低于80%,城市地面公共交通北斗兼容终端应用率不低于80%,行业在售终端全部支持北斗定位模式,建成相应的应用管理与服务平台。在國家政策的扶持下,以及产业链企业多年耕耘,北斗+5G车联网产业链逐步得到发展,且随着北斗三号系统的正式开通,产业链成熟度将快速提升。在上游,北斗星通、杭州中科微、华大北斗在北斗芯片、模组、板卡方面具有较强的研发实力,其中北斗星通的一款北斗三号双频多系统高精度SoC芯片,采取22nm工艺、车规级设计,可以用于车载以及对功耗和尺寸要求更高的可穿戴产品以及其他物联网智能终端产品当中。在中游,华测导航、司南导航、北斗星等企业开发的车载终端、定位定向仪、汽车行驶记录仪、组合导航系统等产品已广泛应用于自动驾驶等领域。特别是司南导航与上汽合作,推出了量产版L3级自动驾驶乘用车、5G+L4级智能重卡等新产品,在全球排名前列。在下游,高德地图、四维图新等与整车厂合作提供电子地图服务,而千寻位置则提供精准定位及延展服务。尽管拥有较好的发展前景,但是北斗系统仍将面临较多挑战。一是与GPS系统争夺市场。在导航及位置服务市场上,除了北斗系统之外,GPS是应用最广泛的卫星导航系统。据GSA提供的数据,截至目前,GPS在GNSS设备中的份额是100%,伽利略导航约为32%,GLONASS约55%,北斗占比约25%。主要原因在于,GPS投入应用时间早,应用广泛,品牌深入人心,已经成为卫星导航专属代言词。二是受汽车销量下滑影响,车载导航终端市场出现了萎缩迹象。据中国汽车工业协会数据,2019年中国汽车产销量分别是2572.1万辆和2576.9万辆,分别较2018年下挫7.5%和8.2%。受此影响,据前瞻产业研究院估算,2019年中国汽车导航终端销量约782万台,较2018年下挫8%。事实上,中国汽车产销量以及汽车导航终端销量在2017年达到高峰之后,就一直呈下降趋势。三是汽车导航终端普及率普遍偏低。与智能终端市场不同的是,预装车载导航系统的车辆占汽车总销量的比重较低。根据上述数据换算,2019年汽车导航终端的普及率约为30.3%。不过,未来随着车联网概念深入和汽车产业回暖,汽车导航终端仍有较大的上升空间。据华安证券预测,中国汽车市场在未来5—10年仍然会保持每年2000万以上的新增,北斗在存量场景中依然有着可观的市场规模。受此影响,中国车载导航电子地图市场也将规模维持中高速发展。根据前瞻产业研究院预测,预计到2024年,中国车载地图市场规模将达到77.6亿元。此外,新的应用场景也在不断涌现。比如,新能源汽车充电桩服务也会用到导航和定位技术。显然,在国家政策的推动下,随着产业链的共同努力,北斗系统在5G+车联网领域将有更好的发展前景。通信产业报期刊发表 2020年28期
自然资源数据资源目录编制研究作者:刘皓宇,吴洪涛,周俊杰,张子平,贾萍,周舟(1.自然资源部国土空间大数据工程技术创新中心,北京100812;2.自然资源部信息中心,北京100812)0引言近年来,国家相继印发《促进大数据发展行动纲要》《政务信息资源共享管理暂行办法》《政务信息系统整合共享实施方案》《政务信息资源目录编制指南(试行)》等文件,明确要求大力推动大数据发展和应用,建立政府数据目录体系,推进政府数据的归集、共享与应用。2021年12月,中央网络安全和信息化委员会印发《“十四五”国家信息化规划》,提出建立高效利用的数据要素资源体系,提升数据资源开发利用水平,加快各行业各领域数据全过程应用。2022年6月,国务院印发《国务院关于加强数字政府建设的指导意见》,提出构建开放共享的数据资源体系,建立全国标准统一、动态管理的政务数据目录,实行“一数一源一标准”,实现数据资源清单化管理[1-6]。土地、地质、矿产、森林、草原、湿地、水、海洋等自然资源数据资源作为国家基础数据资源的重要组成部分,加强引导其合理、有序的共享开放应用,对推动实施国家大数据战略、实现政府数据资源共享开放具有重要意义。随着数字信息技术和信息系统在各级自然资源主管部门的广泛应用,自然资源行业积累了内容丰富、海量的数据资源。然而,当前各类自然资源数据存在来源和管理分散、格式多样、数据集成度低、开发利用难度大、共享能力不足的问题,行业数据资源家底不清,覆盖自然资源全行业的统一数据资源目录尚未形成。为切实提高行业数据资源开放共享和开发利用水平,推进自然资源大数据应用发展,迫切需要按照统一的标准规范,对分散在各级、各地区的自然资源数据资源进行分类整理,建立覆盖国家、省、市、县四级内容标准统一的自然资源数据资源目录体系,形成自然资源数据共建、共享、共用的索引,加快实现以统一的数据资源目录管理数据资产。实现行业数据资源能够“找得着、用得上、管得了”,促进自然资源数据的充分共享、有序开放和高效利用,有效支撑自然资源“两统一”职责履行和自然资源事业高质量发展,自然资源行业的数据资源目录编制工作势在必行。1自然资源数据资源现状与分类研究本文所指的自然资源数据资源,产生于自然资源调查、规划、管理、保护和开发利用等工作,是以电子化方式或其他方式存放、存储的各类数据资源,包括国家、省、市、县级自然资源主管部门及其直属单位履行职责时直接或组织第三方产生的各类数据,社会机构、企业和个人从事自然资源保护与开发利用所产生的各类数据,其他有关的自然资源数据。1.1数据资源现状自然资源数据内容涵盖地上地下、陆地海洋,从微观到宏观,涉及土地、地质、矿产、不动产、基础测绘、海洋、林草等多种类型,具有多源性、时空动态性、多尺度性、数据海量、覆盖面广等复杂特点,包括栅格、矢量、文本、表格和数据库等数据形式。长期以来,自然资源基础调查、专项调查、地理国情监测、国土空间规划编制等专项工作以及自然资源日常审批、监测监管工作,形成了地下、地表、地上自然资源和国土空间各类要素的长期动态观测成果,积累了海量的空间数据。在基础地理方面,相关部门积累了全国最新的数字高程模型(digitalelevationmodel,DEM)、地形、行政区划、地名、交通、水系、地表覆盖、地理实体等基础地理及三维实景数据;在卫星影像方面,积累了全国多时相遥感卫星影像数据;在地质矿产方面,积累了全国基础地质、能源矿产、地下水、地质环境、地质灾害、地质遗迹、地质公园、古生物化石、地下空间等数据;在土地资源方面,聚集了全国历年的土地、林、草、水、湿地、耕地、建设用地等国土调查(土地调查)数据;在海洋资源方面,积累了海底地形、海洋水文、海洋气象、海洋生物、海洋化学、海洋灾害、潮汐潮流预报、海洋经济、海域海岛等数据;在自然资源管理方面,积累了国土空间规划、不动产登记、耕地保护、建设用地项目、土地市场、矿业权市场、永久基本农田等管理类数据。数据最大比例尺为1:500,具体到每一个地块,覆盖全国陆地和海洋,数据量近100PB。面对海量的数据资源,统一的自然资源数据资源目录体系亟须建立,实现数据的统一组织、管理和服务。1.2数据分类现状由于自然资源的多样性和复杂性,目前,相关部门尚未形成一套完整、适用的自然资源数据资源分类标准体系。本文从分类对象、适用范围和分类体系3个方面对自然资源领域现行数据分类的主要技术标准进行分析,总结以下特点:(1)现有技术标准的分类对象分为要素类和数据集,多数分类对象为要素类。(2)现有技术标准的适用范围分为空间地理信息、自然资源系统、相关专业领域。(3)现有技术标准的分类体系基本相同,采用多层次设计,规定高位类的划分,设置低位类为扩展类,根据实际需求进行扩展细分。现有自然资源领域各专项标准中的分类对象、适用范围不能完全满足自然资源全门类各要素数据资源的分类需求,相关分类方法作为本文自然资源数据资源分类的参考。2目录编制方法本文的自然资源数据资源目录,是指按照一定的分类方法对自然资源数据资源进行排序和编码的一组数据资源信息,用于描述各个自然资源数据资源的特征,以便对自然资源数据资源进行分类管理、快速检索、精准定位、便捷获取与及时更新[7]。2.1数据资源分类自然资源数据资源分类是自然资源数据资源组织管理、数据资源调查和目录编制的重要基础。自然资源数据资源分类体系既要符合使用习惯,又要与自然资源各领域已有分类规范不冲突、较好衔接。2.1.1分类原则(1)科学性原则。分类规则应符合自然资源数据资源的基本组织规则。分类视角选择在满足自然资源数据资源调查需要的同时,充分兼顾各领域传统的分类体系。分类体系应涵盖各层次、各领域的数据资源。(2)系统性原则。分类体系结构应正确反映数据资源纵向、横向的体系结构。分类、分级的层次应清晰合理,对于分类对象的同级分类应采用相同的视角。(3)稳定性原则。分类体系以各数据资源最稳定的特征为基础,确保数据资源在较长时间内不发生重大变更。(4)可扩展性原则。设置收容类目,确保增加新的类别时,不打乱已建立的分类体系,同时,应为下级类目在本分类体系基础上延拓细化创造条件。(5)适用性原则。分类名称尽量沿用习惯名称,避免概念混淆。2.1.2分类思路本文以建立一种覆盖自然资源数据全集、符合自然资源数据分类习惯、兼容现有分类体系、统筹现有数据和历史数据、让每条数据资源都能找到唯一适合位置的数据分类为目的,在分析借鉴现有综合分类法和自然资源各领域学科专项分类标准规范的基础上,以自然资源数据集为数据目录的编目对象,从自然资源数据特有的自然属性特征出发,依据自然资源部“三定规定”和“两统一”职责,采用线分类法,对自然资源数据资源分类体系进行设计和梳理,构建形成大类、中类、小类三级的自然资源数据资源分类体系。2.1.3具体分类本文将自然资源数据资源分为空间基础地理、自然资源调查监测、国土空间规划和自然资源管理4个大类,又将4个大类细分36个中类。空间基础地理大类分为基础地理、遥感影像和其他3个中类。自然资源调查监测大类分为土地、地质矿产、森林资源、草原资源、湿地资源、荒漠资源、水资源、海洋、海域海岛、南北极、国情监测和其他12个中类。国土空间规划大类分为总体规划、详细规划、专项规划和其他4个中类。自然资源管理大类分为国土空间规划管理、国土空间用途管制、自然资源资产管理、耕地保护管理、国土空间生态保护修复管理、自然资源开发利用管理、矿产资源管理、海洋管理、测绘地理信息管理、地质勘查与地质灾害管理、自然资源与不动产登记管理、督察管理、执法管理、综合管理、标准规范管理、自然资源统计和其他17个中类。同时,将其他类目设置为收容类目。根据各领域已有分类体系和实际应用需求进行细分小类。自然资源数据资源分类如表1所示[8-11]。表1自然资源数据资源分类2.2数据资源编码基于上述数据资源分类,本文制定了自然资源数据资源的编码规范,旨在为所有数据资源贴上唯一不变的“标签”。自然资源数据资源编码由4部分组成,采用8位数字层次码。其中,第1位为大类码,采用1位数字码;第2位、第3位为中类码,采用2位数字码;第4位、第5位为小类码,采用2位数字码;第6位、第7位、第8位为扩展位,采用3位数字码,可根据需要进行扩展。大类码、中类码、小类码和扩展位按从属关系顺序编码,自然资源数据资源编码如图1所示。图1自然资源数据资源编码第6位、第7位、第8位扩展原则如下。码位不应扩充,大类、中类、小类不得重新定义,小类以下可依据编码规则按顺序进行补充。扩充类型与代码应符合分类编码规则,已有代码不得重新定义。数据资源顺序码,原则上以“1”为起始、以“9”为结束,采用连续的阿拉伯数字表示,位数不足以“0”补位,如“区域地质”小类的编码为“20201000”。要素类如含有“其他”类,则根据该要素集所在类目,将该类代码直接设为“99”或“9999”或“99999”,如中类“地质矿产”要素类中的小类“其他”编码为“20299000”。若某要素类内容为空,则该要素类所在类目编码以“0”补位,数据资源目录编码使用该要素类所在上一级类目编码,如中类“自然资源统计”暂无小类,则该类目编码按中类编码即可。2.3数据资源目录模板自然资源数据资源目录元数据是数据资源调查的重要内容,也是建立数据资源目录的核心依据。本文的自然资源数据资源目录元数据制定在《政务信息资源目录编制指南(试行)》要求的基础上,既考虑国家政务信息资源目录对接需要,又结合自然资源行业数据特点进行了扩展和完善。确定了表征自然资源数据资源目录元数据的57项核心元数据,如表2所示。表2自然资源数据资源目录核心元数据项续表3结语与展望在国家大数据战略和建立政府数据目录体系的实施背景下,结合自然资源部“两统一”职责和新时期自然资源事业高发展的新形势和新需求,本文对自然资源数据资源分类及目录编制进行设计研究,为各级自然资源部门和单位开展自然资源数据资源调查和目录编制工作提供借鉴。促进行业加快形成完整统一的自然资源数据资源目录,理清自然资源数据“家底”,建立自然资源数据资源“总账本”,为实现以统一的自然资源数据资源目录管理自然资源数据资产奠定基础。自然资源信息化杂志发表 2022年5期
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自然资源统一管理下水资源调查监测需求分析
作者:王泉,杨建锋,吕承训,王尧,余韵(中国地质调查局发展研究中心,北京100037)历史上,我国侧重于水资源价值的开发,以需定供的特点突出,对水生态、水环境、水安全的重视程度不够。随着生态文明建设步伐的加快,水资源管理开始统筹考虑水环境、水生态、水资源、水安全等方面。水资源调查监测工作也需要适应新的变化。在自然资源统一管理框架中,自然资源调查监测是所有工作的重要基础。根据2020年初自然资源部发布的《自然资源调查监测体系构建总体方案》,自然资源调查分为基础调查和专项调查。水资源调查属于专项调查,主要目的是查清地表水与地下水资源量、水资源总量、水资源质量、河流径流量、湖泊水库蓄水状况、地下水水位变化等。自然资源监测分为常规监测、专题监测和应急监测,地下水监测属于专题监测,目的是摸清地下水水位、水质动态变化。深入分析自然资源统一管理对水资源调查监测工作的需求,是开展水资源调查、监测和评价工作的前提和基础。1自然资源统一管理框架下水资源管理理念与目标2015年中共中央、国务院印发的《生态文明体制改革总体方案》明确了生态文明体制改革需要树立新的理念:尊重自然、顺应自然、保护自然;发展和保护相统一;绿水青山就是金山银山;自然价值和自然资本;空间均衡;山水林田湖是一个生命共同体等,共同形成了自然资源统一管理工作的理论基础,需要在水资源管理各个环节和全过程贯彻落实。在自然资源统一管理框架下,水资源管理理念与目标有如下3方面变化。1.1水与自然的整体性水资源管理对象从着眼于水转变为着眼于山水林田湖草生命共同体。水是生态系统的重要组成要素,是山水林田湖草生命共同体不可分割的一部分。水与山、林、田、草等生态要素共同组成了具有一定功能的有机整体,各要素之间是相依共生的关系,其中,一种要素发生变化,都可能会影响到其他要素和整个生态系统。例如,原来的森林由于拓荒改变为耕地会显著改变区域水循环过程,从而引起河水流量变化;人工大量开采地下水会引起地下水水位大幅下降,从而改变依靠地下水维系的生态系统。以往水资源管理偏向就水论水,强调满足经济社会对水资源的需求,而忽视了水与其他要素的共生性和生态系统的整体性。自然资源统一管理要统筹山水林田湖草治理,以保护整个生态系统功能为目标,推进水资源开发、利用与保护。1.2水与经济布局的空间均衡性水资源开发要从着眼于满足需求转变为着眼于供需匹配[1]。水是保障经济社会发展的战略性经济资源。水资源与经济布局、国土空间开发的匹配程度直接影响着经济社会的可持续发展。由于气候、地理等自然条件的差异,水资源空间分布是有限且不均衡的。近几十年来,我国水资源开发的主要目标是满足经济社会发展日益增长的水资源需求量,导致很多地区出现河流断流、湿地萎缩、地下水水位持续下降等诸多问题。自然资源统一管理要考虑生态系统的水资源承载能力,由以需定供转变为以供定需,在保障生态系统稳定的前提下,推动土地开发、矿产开发、城镇建设等国土空间开发活动与水资源分布匹配,实现空间均衡。1.3水的资源、经济与生态价值的一体性水的资源、经济与生态价值的一体性,即水资源利用要从着眼于资源和经济价值转变为统筹考虑资源、经济和生态价值[2]。水既是维持人类基本生产生活的基础性自然资源,又是保障经济社会持续发展的战略性经济资源,还是保持生态系统稳定的不可或缺的生态资源。一个地方水资源是有限的,某一方面用水多了,就会挤占其他方面的用水。在我国快速工业化城镇化发展阶段,水资源管理的主要目标是保障快速工业化城镇化的用水需求,导致很多地区水资源过度开发利用,供需矛盾加剧,引发了各种生态问题。自然资源统一管理的主要目的之一就是服务经济社会发展和民众福祉,在不损害自然资本的前提下最大程度地发挥其经济效用。水资源管理要统筹考虑水的资源属性、经济属性和生态属性,追求水的生态-经济服务价值最大化。2自然资源统一管理对水资源基础信息的需求分析为推进自然资源统一管理,水资源管理的新理念统筹考虑了水资源、水生态、水环境、水安全等多方面需求,并融入具体管理工作内容中,包括自然资源确权登记、资产管理、开发利用、国土空间规划、用途管制、生态修复、地质灾害防治[3](表1)。表1自然资源统一管理主要环节对水资源基础信息需求2.1自然资源确权登记自然资源确权登记是建立自然资源资产产权制度的基础[4]。根据《自然资源统一确权登记暂行办法》,河流、湖泊、水库等水流确权登记要依据水资源专项调查成果,所需要的水资源基础信息包括水流类型、河流起讫点、河流长度、水面面积、径流量、水质、蓄水量等。2.2自然资源资产管理自然资源资产管理是促进自然资源开发利用的重要制度。自然资源资产管理需要对包括水资源在内的自然资源资产进行评估与核算[5]。水资源资产评估与核算是将水资源作为一种资产来管理和计量,推动区域水资源优化配置,提高水资源利用效率。水资源资产评估与核算需要的水资源信息,包括水资源量、水质、人工开采量、用水量,以及一定时期内的变化量。2.3自然资源开发利用管理自然资源开发利用管理的目的是促进自然资源资产集约开发利用。水资源开发利用管理需要根据流域生态环境特征和经济社会发展需求,确定合理的开发利用管控目标,实施对流域水资源、水能资源开发利用的统一监管。实施水资源开发利用管理,一是需要了解水资源开发状况,包括开采基础设施的分布和地下水开采量、地表水取水量等;二是需要了解所开采的水资源在经济社会中的利用状况,包括农业、工业、生活、生态等的用水量;三是需要了解水资源的开发利用程度和对流域生态环境的影响。2.4国土空间规划国土空间规划通过对国土空间开发保护做出安排,推进形成合理的生产、生活、生态空间格局。国土空间规划以资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价(“双评价”)为基础。水资源与水环境承载能力评价是“双评价”的重要内容。根据自然资源部《资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价指南(试行)》,开展“双评价”工作,需要了解水资源的禀赋,包括水资源量、时空分布和水环境状况;需要了解水资源和水环境的承载能力,包括水资源最大允许开采量、水体纳污容量等数据;需要了解水资源、水环境现有承载状况,包括水资源开采量、污水排放量等数据;需要了解气候变化、技术进步、重大基础设施建设等对水资源的影响。2.5国土空间用途管制国土空间用途管制是统筹考虑自然生态各要素,确定耕地、林地、草地、河流、湖泊、湿地等所有国土空间用途,实现整体保护、系统修复和综合治理。确定生态空间用途、权属与分布,需要基于自然资源调查成果。在生态空间用途确定之后,对生态空间实行承载力控制,防止过度垦殖、取水等对生态功能造成损害[6]。对于重要水体,需要开展水功能区划,加强水体保护。由此可见,落实国土空间用途、实施用途转用,特别是落实与水相关的生态空间用途,需要有水资源相关信息予以支撑[7]。具体包括:水资源专项调查数据,水资源开发利用数据,河流、湖泊、湿地等生态需水量。2.6国土空间生态修复国土空间生态修复,通过采取各种措施,推进国土空间综合整治、土地整理复垦、矿山地质环境恢复治理、海洋生态、海域海岸带和海岛等的修复[8]。水土流失、湿地退化、水环境污染、河流恢复等生态问题往往与水系统的变化有关。例如,引起湿地退化的原因包括水量补给不足、农业开发、水污染、水体连通性的人为阻断等。因此,河流、湖泊、湿地等生态系统的修复治理需要相关的水资源基础信息予以支持,包括生态需水量、地表水和地下水水质、水平衡状况等。2.7地质灾害防治地质灾害防治是自然资源管理工作的重要内容。滑坡、崩塌、泥石流等突发性地质灾害防治,地面沉降,地裂缝等缓变型地质灾害防治,地下水过量开采管理等都涉及生态系统中水的变化过程[9]。地下水过量开采以及所引发的地面沉降等问题管理,需要了解地下水水位变化、地下水资源量与开采量的变化、含水层的组成与结构等。滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的监测预警,需要了解土壤含水量、降水量、地下水水位等相关信息。3水资源调查监测需求分析从自然资源与国土空间管理主要环节对水资源基础信息的需求来看,自然资源统一管理需要系统、持续、深入的水资源调查监测工作来支撑。管理的对象是整个“山水林田湖草生命共同体”。水资源调查监测工作需要查清水在这个共同体中的赋存、分布、运移、变化与作用过程,大体上可划分为三个大的方面:一是自然水循环,是水通过蒸发、蒸腾、冷凝、沉淀、径流、渗透和渗滤等过程,发生相态转换和周而复始运动[10];二是社会水循环,是受人类影响的水在经济社会系统及其相关区域的生命和新陈代谢过程[11];三是人-水-自然共生关系,水与人类、其他生态要素相互关系与影响(图1)。因此,这种水资源调查监测工作既是对以往调查监测工作的继承,又是全新的、升级的、发展的自然资源管理基础性工作。图1水资源调查监测需求框架分析示意图3.1夯实水资源管理自然基础,需要查明自然水循环状况水赋存在“山水林田湖草生命共同体”之中,并在其中运移、转化、循环。无论是水流确权、资产管理、开发利用,还是承载能力评价、生态保护修复,都需要查明自然水循环状况。3.1.1开展水文调查查明地表水分布、水量、暴雨、洪水等状况。通过调查,了解区域地形、地质、土壤、植被等下垫面,确定水流活动空间;补充水文站资料,获得降水、蒸发、地表水资源、地下水资源、总水资源量、水质等基础数据。3.1.2开展水文地质调查查明含水层、补给径流排泄条件和地下水数量、质量变化特征。通过调查,了解地下水赋存和运移的含水层空间结构、地下水系统边界,获得地下水动态、地下水补给资源量、地下水可开采资源量、地下水水质等基础数据。3.1.3开展水循环研究查明大气水、土壤水、地表水、地下水循环转化规律。自然水循环由降水-坡面-河道-地下等基本循环环节组成,大气过程、地表过程、土壤过程、地下过程构成了自然水循环过程。流域下垫面和土地利用方式改变,会导致水分蒸发、径流、下渗等水文特性参数发生改变,从而引起水循环发生改变。3.2夯实水资源开发管理基础,需要查明社会水循环状况水通过取水工程自生态系统进入到经济社会,供给工业、农业、居民等使用,然后又通过各种途径从经济社会排放到生态系统,构成了社会水循环(图1)。社会水循环包括供水、用水、排水与回用4个过程。3.2.1开展供水调查查明各种供水设施分布与供水数量。供水是将自然水循环引入经济社会的起始端,供水规模的大小决定着经济社会对水资源的开发程度。通过调查,了解地表水源地、地下水源地、泵站、塘坝、地下水取水井等供水基础设施的分布,获取地表水、地下水供水量和水质基础数据。3.2.2开展用水调查查明各种水资源用户及其用水数量。用水是社会水循环的核心,是获取水的各种价值的过程。用水量是指包括输水损失量在内的分配给用户的总用水量。我国一般将用水部门分为农业、工商业、生活和生态环境[12]。通过调查,了解用水部门及相关产业的分布状况,获得农业、工业、生活和生态环境用水量和相关产业用水量基础数据。3.2.3开展排水调查查明各种水资源用户向生态系统排放的水量与质量状况。排水是社会水循环与自然水循环的联结节点,排水数量和质量对生态系统具有重要影响。通过调查,了解农业、工商业、生活、生态环境用水部门的排水状况,获得排水数量、水质、污染组分等基础数据。3.2.4开展污水处理与回用调查查明再生水的数量、质量与利用状况。污水回用是对排放的污水进行收集、再生与供水的过程,通过处理,恢复水的利用价值。通过调查,了解污水处理设施的分布与处理能力,获得再生水数量、水质、利用量等基础数据。3.3夯实水生态空间管理基础,需要查明人-水-自然共生关系水资源维系着人类生存,又通过对生态系统的影响间接决定着地区发展程度、居民生活质量;人类活动可以通过调配水资源,推动实现水资源的经济价值和生态价值;山林田湖草会改变水循环的速度和过程,对人类的生存发展产生影响。保持整个生态系统功能稳定与推进自然资源合理开发,需要研究人-水-自然之间的共生关系。水是生态系统中最活跃的生态要素,将其他生态要素有机地联系在一起。以水为核心,开展水与人、水与其他要素之间的共生关系研究,是保持生态系统稳定的重要基础。3.3.1开展生态需水调查查明生态系统功能与水资源之间的关系。植被生态修复、退耕还林还草、水土流失防治、河湖生态修复、湿地恢复重建、农业生态保护[13]等生态问题的解决,都需要对生态水文过程进行调查研究,获得生态需水量、蒸散量、碳氮量等基础数据。水生态保护,需要了解生态系统的水源涵养、水土保持、土壤净化等功能[14];了解水资源在各类生态系统中的循环速度、循环量和水质变化情况;了解水生态对地区工商业、农业、居民活动的调配影响程度。3.3.2开展多种资源综合分析自然资源管理需要权衡各种资源的潜在影响,综合社会、经济、生态功能与资源价值等相关关系做出决策,统筹推进资源开发、利用与保护。针对这种管理需求,国外探索提出了景观尺度分析方法[15]和多资源分析方法。水资源调查需要以生态系统为单元,在主体功能的约束下,研究水、土地、矿产、湿地等资源开发的影响与生态效应,评价多种资源开发的综合效益。3.3.3开展水-能源-粮食的纽带关系研究水、能源、粮食三种资源开发利用之间的关系日益密切,其纽带关系目前是国际研究的热点之一。几乎所有的能源开发利用方式都离不开水,在很大程度上也受到水的影响。水资源的运输、提取和利用都必须以能源作为动力。粮食资源的形成正是建立在水资源和能源资源的消耗上。水、能源和粮食安全之间存在明显的传导性,某一因素的恶化会在三者间产生连锁反应[16]。加强水、能源、粮食的综合研究,可以为水资源安全、能源安全和粮食安全提供基础依据。3.3.4开展水与灾害关系的调查研究水作为重要的自然营力,具有强大的自然改造能力。一方面是过度的开发利用会导致水源枯竭,造成干旱灾害,地下水过量开采等也会引发地面沉降等灾害。另一方面,极端降水会引起水生态突变,造成山体滑坡、洪灾。需要加强水与灾害关系调查,获得降水强度,水库蓄水量、泄洪量,地面沉降量等基础数据。4结论(1)随着我国自然资源统一管理工作的推进与完善,水资源管理理念与目标发生了重大变化。主要体现在水资源管理应充分考虑水与自然的整体性,水与经济布局的空间均衡性,水的资源、经济与生态价值的一体性等。(2)在自然资源统一管理工作中,各管理工作环节均需要水资源基础信息的支撑。调查监测需要扩展内容,调查与水资源、水生态、水环境、水安全相关的基础信息,以实现水资源管理下生态-经济服务价值最大化。(3)水资源调查监测要在继承以往工作的基础上升级和发展。主要需求体现在:夯实水资源管理自然基础,需要查明水的自然循环状况;夯实水资源开发管理基础,需要查明水的社会循环状况;夯实水生态空间管理基础,需要查明人-水-自然共生关系。
自然资源情报杂志发表 2022年8期
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研究自然资源信息化建设趋势
作者:张继明 兰磊(1.萍乡市国土资源信息档案室,江西萍乡337000;2.萍乡市规划勘察设计院,江西萍乡337000)0前言从国家整体资源结构来讲,国有自然资源湿地资产体系属于我家国有资产的重要组成分支资源体系,主要资源包括天然湿地资源、森林资源、沙漠资源、和海岸滩涂湿地资源等。进入21世纪后,传统化的国有自然资源国有资产经营管理已经变得无法完全适应信息时代的发展趋势,也不能完全满足发达国家对自然资源的日益需求,对此,必须充分借助现代信息化管理技术,以全面深入加强传统国有自然资源国有资产经营管理行业信息化体系建设,为资源合理化利用和可持续发展做出巨大贡献,以保障社会的稳定发展。1自然资源信息化成就1.1数字化的调查评价技术体系初步建立持续努力开展覆盖全国区域范围内的数字遥感土地监测,实现了全国遥感土地监测数据和全国土地地质调查应用数据的全年度实时更新;基本建成了一个覆盖重要城市地区的重点城市住宅地价数据动态信息监测服务网络;开展数字野外地质监测调查应用系统在涉及全国1000多家大型地质、煤炭企业、高校教学科研单位和矿业公司广泛应用;成功开展了基于我国北斗观测卫星的野外数字地质调查应用系统关键技术产品研发。初步实现了自然资源调查资源数据采集和分析处理的全方位数字化和信息流程化,自然资源调查数据采集获取的信息全面性和数据时效性不断稳步增强。1.2自然资源用地综合利用监管服务平台基本设施建成并广泛应用31个试点省(自治区、市)、部分县级市辖区自然资源行政主管部门基本建成土地综合利用监管服务平台,监管服务范围基本覆盖农村土地、矿产资源用地开发综合利用主要关键环节。自然资源管理执法监察管理系统、在线公用土地执法督察管理系统全面投入应用,初步基本实现了公用土地和国有矿产资源综合开发和可利用用地全程执法监管和土地动态全程跟踪。建立了一个面向开展地质环境灾害、地下水防灾业务的国家地质环境灾害信息综合服务平台,应急抢险处置救灾能力显著逐步增强。1.3办公和行政审批基本功能实现网上远程运行全部省(直辖区、市)、大多数直辖市、县三级自然资源行政主管部门主要审批业务网点实现网上系统运行和电子数据交换,所有省级以上自然资源行政主管部门办公自动化管理系统全部上线集成运行,基本健全形成了一个贯穿四级、协同管理办公的网上政务办公、网上业务审批管理新模式,管理水平进一步提高。各省的自然资源部的官网也基本构建完成,官网不仅仅更有助于群众对官方文件的查询,还有方便群众对资源的汇报,更有助于实现自然资源管理一体化,进而会使自然资源的利用更加合理化、高效化。2指导思想和主要目标2.1指导思想深入贯彻学习落实贯彻习近平和习总书记今年系列重要讲话指示精神,紧密深入围绕实施国家资源信息化产业发展重大战略,牢固坚定树立国家创新、协调、绿色、开放、共享的新时代发展战略理念,以国家信息化创新驱动全市自然资源综合治理技术体系和环境治理技术能力和以现代化建设为技术主线,通过不断强化技术创新、全面资源整合和不断深化技术应用,构建以“自然资源云”为技术核心的资源信息治理技术支撑体系,着力不断提高全市自然资源治理监测信息监管治理能力,着力不断提升全市自然资源治理公共服务治理能力,着力不断增强全市自然资源治理信息化产业发展创新能力,优化全市自然资源综合开发与环境保护治理格局,加强对自然资源的治理统一规划管理,提供更加坚实的治理信息技术支撑和治理技术能力保障[1]。2.2主要目标在今年,全面推动基本建成以“自然资源云”为基础和核心的自然资源信息技术服务体系,基本建成基于土地大数据和“互联网+”的对自然资源的管理决策与信息化服务体系。在有效确保了自然资源管理网络和自然资源信息管理系统安全的前提下,全面实现了自然资源的监管、决策与管理服务的网络化和信息智能化的应用,有效推进了支撑“三深一土”的科技和创新能力的建设和提升,大幅提高了自然资源综合治理的能力和现代化的水平。3保障措施3.1加强组织领导与统筹协调协调小组对于全国网络和自然资源互联网和信息化建设工作的集中统一组织领导,统筹协调自然资源信息化建设发展过程中的重大突出问题。网信办要始终坚持业务管理和技术部门具体提出的需求、网信办业务部门组织协调和自然资源技术监督管理部门具体实施的多方协同的自然资源信息化服务体系建设和管理模式。网信办业务部门统筹本级自然资源信息化的工作,避免了分散与重复的建设;网信办业务管理和技术部门要强化自然资源信息系统的建设与应用,保障自然资源数据的信息准确性与数据的及时性;自然资源技术监督管理部门也要切实做好信息技术的支撑与安全保障。3.2健全信息化制度进一步建立健全自然资源信息数据汇交、信息资源整合、信息管理与更新、信息资源共享、信息服务、信息安全、信息服务系统的管理与应用和信息运行与维护等方面的信息管理制度。按照“谁产生、谁负责”的数据责任追究机制,加强自然资源数据的汇交、管理与综合综合应用,确保汇交自然资源信息数据的完整性、准确性和应用的及时性[2]。3.3强化技术创新与驱动各级以上自然资源信息化主管部门和政府要把开展技术创新活动作为保障和提升智慧城市自然资源管理与信息化建设总体水平的重要推动力和手段。有关部门要充分依托重大自然资源信息化建设工程和重大科技创新行动计划,加强深空地一体化数据处理与信息化技术、智慧城市自然信息化关键技术、三维一体化自然空间管理建模信息化技术、“自然资源云”安全与防护信息化技术等自然资源关键领域核心技术的研究攻关与应用研发。3.4加强信息化人才培养建立复合型人才的激励机制,培养一批具有多学科知识的复合型跨界技术和复合型专业技术人才,建设一支培养规模适当、结构合理、符合不同层次企业发展需要的高素质人才队伍。进一步加强对相关行业信息化管理人员和企业基层信息化业务人员的对信息化基础知识与业务技能的培训,提高对信息化技术应用的能力。加强对人才的利用,实现人才合理化和高效化。4结语综上所述,加强了国有自然资源对资产的管理业务体系信息化的建设,提升了国有自然资源对资产信息管理的效果,国有自然资源对资产的管理机构在工作上应谨遵党中央和国务院的政策指导与适应时代的发展需求,充分地借助自然资源信息化的技术,构建了国有自然资源对资产的管理与信息化的平台,改良自然资源资产信息管理的登记制度,优化自然资源对资产的核算管理体系,加强自然资源对资产的管理监督制度,实现自然资源资产所有者和管理人员的离任与审计,做好了综合资源资产评价与数据汇总的工作,优化自然资产决策与支持资产管理体系。
建材与装饰杂志发表 2020年18期
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北斗系统应用趋势分析
作者|张奋贾小林姬剑锋王龙1.西安测绘研究所2.地理信息工程国家重点实验室一、前言2020年6月23日,北斗三号最后一颗组网卫星成功发射。2020年7月31日,北斗三号建成暨开通仪式举行,北斗三号全球卫星导航系统正式开通,标志着我国北斗系统迎来全球服务时代,提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。实际上,从2012年起,北斗系统便开始正式提供亚太区域服务。2020年,我国以北斗应用发展为核心的卫星导航与位置服务产业总体产值已达到4033亿元,与2019年相比增长约16.9%,预计到2025年,北斗产业总值将达到1万亿元。据统计,2021年第一季度,在中国入网的智能手机,有79%以上提供北斗定位服务;共享单车配装北斗终端实现精细管理;牧民在家就能通过北斗项圈放牧牛羊;支持北斗系统的手表、手环、学生卡,让人们日常生活更加便利;在新冠疫情阻击战中,北斗的贡献有目共睹;全国各地数十万台北斗终端进入物流行业。北斗系统广泛应用于智能交通、应急救援、精准农业、农林水利、海洋开发、智慧物流、测绘勘探、电力系统等多个行业,并且逐渐向智能手机、智能穿戴设备等智能化、小型化领域发展。本文在阐述北斗系统行业应用现状及存在问题基础上,分析其应用趋势并对未来发展提出建议,为进一步推动北斗系统多领域应用、带动“北斗+”和“+北斗”融合创新应用发展提供参考,促进北斗卫星导航产业持续稳定增长,加快北斗服务世界的进程。二、北斗系统发展历程及服务类型1.北斗系统发展进程北斗系统是我国重要基础设施之一,按照“三步走”战略建设发展。北斗一号系统1994年启动建设。2000年,发射2颗地球静止轨道卫星(GEO)并投入使用,为国内用户提供定位、授时、广域差分和短报文通信服务。北斗二号系统2004年启动建设,2012年完成14颗卫星组网并投入使用,为亚太地区用户提供定位、导航、授时和短报文通信服务。北斗三号系统2009年启动建设,在北斗二号系统基础上,进一步提升性能、扩展功能,2020年6月完成30颗卫星组网,为全球用户提供导航定位和通信数传于一体的高品质服务。目前,北斗系统服务由北斗二号系统和北斗三号系统共同提供,2020年后将平稳过渡为北斗三号系统为主提供。2.北斗系统服务类型北斗系统采用了三种轨道的混合星座设计,采用独立的双向时间同步观测体制,支持星间链路观测,具备导航定位和通信数传两大功能,提供七种北斗系统应用服务,具体包括:面向全球范围,提供定位导航授时、全球短报文通信和国际搜救三种服务;在中国及周边地区,提供星基增强、地基增强、精密单点定位和区域短报文通信四种服务。其中短报文通信服务进行了升级拓展,区域通信能力达到每次14000比特(约1000汉字),支持文字、语音和图片等数据类型,全球通信能力支持每次560比特(约40个汉字);星基增强服务具备一类垂直引导进近(APV-I)能力,填补我国星基增强服务空白;国际搜救服务检测概率优于99%,具备返向链路确认特色能力,显著增强遇险人员求生信心;地基增强、精密单点定位可提供最高厘米级定位服务。三、北斗系统行业应用现状及发展趋势分析1.北斗系统行业应用分析在北斗系统支撑下,我国北斗产业链已形成了完整的内循环(图1):上游基础部件是产业自主可控的关键环节,主要由基带芯片、射频芯片、板卡、天线等构成;中游主要包括终端集成和系统集成,是产业发展的重点;下游的解决方案和运维服务提供众多行业应用。北斗工程首任总设计师孙家栋院士曾说过“北斗的应用只受人类想象力的限制”。北斗系统已在交通运输、农业渔业、水文监测、气象预报、救灾减灾、公共安全等行业领域得到广泛应用,本文将重点针对交通、海洋、航空、防灾救灾、大众应用等几个行业领域的北斗应用展开讨论和分析研究。图1北斗系统行业应用总体架构(1)“北斗+交通”交通运输行业是北斗系统最大的应用行业之一。据统计,每年中国道路运输客运量达百亿人次,公路货物周转量达万亿吨。北斗系统广泛应用于重点运输过程监控、公路基础设施安全监控等领域。2011年,第一个交通领域民用应用示范工程“重点运输过程监控管理服务示范系统工程”率先推动北斗系统应用于我国道路运输安全管理,降低了道路运输事故发生风险。截至目前,我国有超过700万辆道路营运车辆、3.63万辆邮政和快递车辆、约1400艘公务船舶、约350架通用飞行器应用北斗系统,建成全球最大的营运车辆动态监管系统,提升了我国综合交通管理效率和运输安全水平。(2)“北斗+海洋”海洋和河道是当今世界上应用最广泛的运输方式,效率、安全和最优化是海洋与河道运输的重点。北斗系统在海洋应用主要包括渔业管理、航海救援、港口运作、船舶监管、海洋渔业、海洋风暴预警、海洋测绘与环境监测等。北斗技术的应用有效解决了最小航行交通冲突,保障了航行安全,提高了海洋应用效能。海洋渔业现已成为北斗海洋民用市场规模较大的行业,北斗海洋应用中融合北斗短报文、手机短信、互联网等多种通信信息技术手段,实现北斗短报文与手机短信的互联互通,具有遇险报警、搜救协调通信、现场寻位、海上安全信息播放、常规公众业务通信等功能。目前全国7万艘渔船和执法船安装了北斗终端,累计救助1万余人。(3)“北斗+航空”全球卫星导航系统(GNSS)是现代空中航行系统的重要基础,是提升全球空中航行安全水平和服务质量的重要手段。北斗系统提供全球服务是民航行业高质量发展的有力保证和重要技术支撑,能够提供精确完好、安全可靠的导航定位授时服务,为空中交通服务提供全空域监视服务,能够全面提升民航安全水平,空域容量、运营效率和服务能力,为新时代民航强国发展提供强大技术支撑。北斗在航空领域中的应用包括飞机导航、航路划定、导弹制导、飞行监控和控制等。2019年12月,民航局正式发布《中国民航北斗卫星导航系统应用实施路线图》,提出要大力推进系统应用,积极构建以北斗为核心、兼容多个星座的GNSS技术应用体系,逐步实现北斗系统、民航行业应用全覆盖可替代,为运输、通用航空及无人驾驶航空器飞行,提供精确完好、安全可靠的导航服务。(4)“北斗+防灾救灾”在地震监测、森林防火、山体滑坡监测、泥石流监测、桥梁变形监测等应用中,北斗系统能够提供实时位置监测、实时救灾指挥调度、救灾物资管理与调运、应急通信、灾情信息快速上报与共享等服务,显著提高灾害预警、灾害应急救援等防灾减灾的快速反应能力和决策能力。2008年汶川地震中,第一条汇报来自于北斗短报文;2010年玉树地震,北斗系统在搜救中也发挥了重要作用;2020年新冠疫情防控中北斗系统大显身手,基于北斗系统的高精度定位设备在武汉火神山、雷神山医院建设中完成精准放线测量,北斗系统还为防疫物资、医护人员等抗疫一线提供精准时空体系精准服务。目前,我国已建成北斗综合减灾救灾应用系统,实现全国应急救援“一张图”有效动态远程监控,按“部、省、市(县)”三级平台部署,已在全国10多个省开展规模化建设应用,推广北斗终端超过4.5万台。(5)“北斗+大众应用”北斗系统大众服务发展前景广阔。基于北斗的导航服务已被电子商务、移动智能终端制造、位置服务等厂商采用,广泛进入中国大众消费、共享经济和民生领域,随着5G商用时代的到来,北斗正在与新一代移动通信、区块链、人工智能等新技术加速融合,北斗应用的新模式、新业态、新经济不断涌现,深刻改变着人们的生产生活方式。2018年1月,工业和信息化部电子信息司组织完成北斗在智能手机中的应用推广。国内外主流芯片厂商均推出兼容北斗的通导一体化芯片。随着5G时代的到来,在人工智能的催生下,很多智能手机具有地图导航、智能停车等智能出行精准导航服务,为用户提供了更安全、更高效、更省心的出行指导。在电子商务领域,国内多家电子商务企业的物流货车及配送员,应用北斗车载终端和手环,实现了车、人、货信息的实时调度。智能穿戴领域,多款支持北斗系统的手表、手环等智能穿戴设备,以及学生卡、老人卡等特殊人群关爱产品不断涌现,得到广泛应用。第一,为提高员工工作绩效,应注重对员工谦虚沉稳态度的培养;第二,从企业长期发展、不断创造最大化经济效益的角度出发,注重对员工感恩奉献精神的培养;第三,为激发员工积极进取、提升自身综合能力,应培养员工尊敬礼让的良好品质;第四,通过提升员工包容宽恕的态度,为促进员工工作绩效的提升奠定良好基础。2.存在问题分析尽管卫星导航系统行业应用甚广,但是卫星导航系统天然存在的诸多缺陷也频繁暴露出来。首先,北斗系统与其他卫星导航系统一样具有天然的脆弱性,易被干扰和欺骗。以美国GPS为参考,GPS欺骗、干扰或服务中断事件已经从早期的国家黑客或电子战部队蔓延至船运、航空等民用领域。据美国海岸警卫队全球GPS事件状态报告,2019年GPS攻击事件严重威胁人员生命财产和交通运输安全。北斗系统应用存在潜在威胁。其次,卫星定位可靠性和精度问题。目前,尚无任何技术可以宣称绝对安全可靠,北斗系统亦是如此。在定位精度方面,卫星定位技术受到信号功率、带宽和传播时延的限制,精度很难进一步提高。此外,电磁信号易受到大气电离层和对流层干扰,精度很难保证,在城市、山区等复杂环境下,由于建筑物、树木、地形的遮蔽作用,信号存在非直线传播,导致不同环境下的定位效果存在较大差异,无法保证导航定位授时服务的连续性和可靠性。再者,受限于信号的传播条件,在地下、水下、隧道、室内等环境中,卫星定位信号无法穿透地面、水、建筑物等实体,无法进行定位。这些问题的现实存在,导致北斗系统在实时高精度定位、地下水下导航等领域和区域应用存在一定的限制和约束。3.北斗系统应用趋势国家综合PNT(导航、定位、授时)体系的提出和建立将有效破解北斗系统扩大应用所面临的问题和困境。随着5G基站建设、大数据中心、人工智能、工业互联网等方面国家政策的陆续出台,国家将进一步加大力度对相关产业建设和发展的政策支持,北斗系统将与新一代5G通信、物联网人工智能、大数据等新技术深度融合,不断催生智能交通、精细农业、精准物流、自动驾驶等北斗行业应用的新模式、新业态,让北斗服务无处不在、无时不有。未来北斗系统应用形态和发展方向将体现在以下几个方面。(1)融合化进一步推动创新高效的融合机制建立,实现北斗、GPS、格洛纳斯、伽利略等GNSS多系统融合,北斗定位、视觉导航、惯性导航等多技术融合,在融技术、融数据、融网络、融平台的联动互通催生下,真正实现以北斗为核心的时空信息服务高效互联互通共享,并具备抗干扰、防欺骗、连续、稳定和高可靠性,促使北斗系统在智慧城市、智慧交通、精准物流等多个行业跨界融合应用。(2)泛在化北斗与5G通信、位置服务、GIS(地理信息系统)相结合,突破5G融合北斗与位置服务的室内外无缝定位技术,持续提升室外到室内、地面到地下、海底到深空的无缝连接时空信息服务。在大众应用领域,突破实时动态高精度导航地图,构建多样化出行服务体系,打通时空信息“最后一公里”服务,以重点行业应用为牵引,通过创新社会治理模式、深化大众生活位置服务应用等,推动大众消费的规模化应用,形成从智能终端到平台再到行业应用完整链路的泛在、智能、连续可靠的北斗时空信息服务。(3)小型化(4)网络化北斗与物联网、5G通信的结合,将大力促进北斗智能终端、北斗应用系统互联互通互操作的实现。突破结合窄带物联网协议的系列低功耗北斗技术,以及利用北斗B2a信号宽带特性进行多路径检测和消除技术,大幅提升复杂场景的定位精度,形成“北斗+物联网+5G”的通导一体化解决方案,实现在智慧城市、智能物流、安防监控、智慧农业、资产监管、环境监测等领域的规模应用,真正实现北斗应用万物互联。(5)智能化北斗与人工智能、5G、云计算、大数据结合,突破北斗芯片与陀螺仪、里程计等多传感器融合定位技术,全面提升PNT服务的定位精度、可用性和抗多路径能力,突破适用无人系统的高性能、高精度、小型化并符合汽车电子系统通用标准的多模多频北斗/GNSS芯片,实现以北斗为核心的时空信息智能感知、智能处理和智能服务,形成北斗高精度技术在智能网联汽车、无人机、小型机器人、智能穿戴设备等领域深度应用,大幅提升北斗智能化应用水平。四、结束语北斗系统是国家战略性新兴产业,是我国重要信息基础设施之一,也是我国信息化建设的重要保证,为促进和推动经济社会发展提供了强大动力。北斗系统的全面建成进一步确立和巩固了我国在卫星导航领域的国际地位,促进了全球导航系统的竞争与合作,推动了系统共同发展,对提升我国航天能力,推动航天强国建设意义重大。为了更好地应用北斗,我国应进一步加大北斗应用政策支持力度,促进北斗在行业领域应用的法规标准建立,在深度融合的框架下,不断扩大北斗融合应用广度和深度,同时加大全源导航、通导一体等核心技术研发,不断促进北斗行业应用和产业化发展,推动“北斗+”和“+北斗”融合创新应用发展。同时可考虑实行更多积极开放的多边合作和国际合作,开辟更广阔的北斗应用空间。
卫星应用杂志发表 2021年8期
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基于北斗云技术的实时滑坡监测预警技术研究
作者:杜文学 彭亮 田浩(1.青海省水文地质及地热地质重点实验室,青海西宁810008;2青海省水文地质工程地质环境地质调查院,青海西宁810008)该文从北斗云滑坡实时监测系统设计的流程和要求出发,对其系统性能进行了测试分析,确保系统的设计和应用能够达到较高水平。1北斗云滑坡实时监测系统的设计1.1数据采集数据采集是实时滑坡监测系统工作基本组成部分,传统的GNSS监测接收机包括基带信号处理和导航位置解算2个组成部分。该设备不仅价格高,而且在实际工作中受环境因素的影响较为明显,不具有推广价值。基于无线传输系统运行的云存储实时监测接收机,能够去除原有系统中较为冗余的功能,性能更加稳定,同时保留必要扩展功能,能够将生产和运行成本降到最低[1]。数据采集模块的设计包括经过系统改良的GNSS接收机、高精度GNSS天线、信号处理和原始数据采集系统、云传输设备、服务器等。在目前的设计中,网络信号传输主要是依赖于4G传输模式,在未来的发展过程中,5G技术将会成为主要的应用方向。1.2数据传输和管理GNSS实时数据传输技术,在实际应用过程中具有多方面的特征,基于Ntrip协议进行格式数据流处理的软件设计,能够将接收、存储和转发等功能系统的结合在一起,并通过人机界面操作,为用户提供便利的操作。数据流接收模块的主要功能是同步接收多个站点的数据信息,并对系统的连接状态进行监视。存储模块是对原始数据进行接收和处理,将数据转换为服务程序能够进行处理和应用的数据类型。转发模块主要是对客户端的请求进行接收和拒绝处理,在验证了用户身份的情形下,将指定的数据流及时转发出去。数据传输和管理系统在设计的过程中,多是基于Socket服务器程序运行的,在确保安全性的基础上,具有可操作和数据处理等多方面的优势。数据管理是基于解算和分析软件完成的,在相应数据处理质量不断提升的情形下,能够达到毫米级精度的监测,并且能对数据异常现象进行反馈。1.3数据处理数据处理是基于北斗云技术进行滑坡监测的核心处理部分,其由数学模型建立和算法实现2个部分组成。在建立数学模型时,由于北斗系统本身能够与GPS系统高度兼容,因此能够采用相同的数学模型,取得需要的定位结果。数学模型的建立和计算包括最小二乘估计、恢复模糊度参数整数特性、经过约束和修正后得到坐标参数固定解3个步骤。算法实现的过程较为复杂,不同学者在这些方面都开展了较为深入的研究,该文在研究中,简单地对BDS单系统算法的实现进行了说明。系统运行的首要条件是通过对观测数据和广播星历的读入,对数据进行预处理。其次是实现伪距观测值粗差探测和载波相位观测值周跳探测。再次是对周跳探测结果进行处理,确保后续计算结果能够顺利完成。最后是完成数据处理的全部流程。基于北斗云技术的滑坡实时监测预警平台,在布置10个监测点的场景下,综合运营成本一般在1万元左右,相对于传统的预警监测平台具有较高的经济效益。1.4结果显示结果显示主要是基于人机操作界面而实现的,除基本的操作功能设计之外,其显示内容主要包括2个方面。1)软件运行位移时间序列界面图。2)软件运行的卫星星空界面图。同时,能够根据监测和研究的需要,通过后台程序的设置,实时得出各种运行曲线,从而为监测预警的开展提供更加有力的技术支持。1.5青海省地质灾害监测及预警设计该文以“青海省西宁市张家湾H2、H3滑坡防治工程详细勘查”项目为依据,从地质灾害的致灾机理和外部诱因出发,综合考虑地形地貌、岩土体条件、地震、人类工程活动等影响因素,基于视频监测、降雨监测、裂缝监测、地表位移监测和深部位移监测数据,建立地质灾害预警及险情上报机制,实现地质灾害的监测自动化。设定预警阀值,见表1。当系统发出预警信号后,项目组应立即核对信息、确定预警等级,并及时将预警信息以电话、短信、微信等方式同时上报至青海省应急管理厅、青海省自然资源厅、西宁市城西区国土资源局和青海省地质矿产勘查开发局,由政府权威部门发布或取消预警信号,见表2和图1。表1预警阀值设计一览表表2预警处置由图1监测预警流程图可以看出,监测预警系统的运行涉及7个层面,其中基础监测层面包括雨量、裂缝、地表位移、深部位移和视频监测几个方面的数据,而其测定是需要相应的设备来完成。在某一方面数据测定出现超出设定范围要求时,就会在系统中进行报警。针对报警情况由工作人员同步开展现场检查和复测工作,在完成监测状况检查的基础上,向应急管理部门、自然资源管理厅、国土资源局和地矿局等上报准确信息并由相关部门发布或者取消预警信息。2系统性能分析2.1BDS模式下系统监测精度分析为了测试基于北斗云滑坡监测预警系统的精度和可靠性,需要在对应的位置搭建实地监测平台,对实测数据监测结果进行分析。在实验过程中,需要根据测试需要设置必要数量的监测站,并且将其中一个站点设置为主监测点。测站位置设置要求机构稳定,具有开阔的视野。对比分析方案包括BDS单系统监测定位、GPS单系统监测定位、2种方式组合监测定位[2]。在相关实验中发现,观测卫星的数量对监测精度具有直接的影响,在卫星数目较多并且周边障碍物影响较小时,BDS单系统的精度优于GPS系统,但是相对于2种方式组合监测定位还有些差距,但是已经完全能够满足滑坡实时监测精度的要求,在成本投入具有明显优势的情形下,具有良好的推广价值。图1监测预警流程图2.2实时监测系统性能分析在监测精度满足系统运行需求的情形下,需要对系统的实时监测性能进行分析,从而确保滑坡监测的可靠性。实时监测系统的性能分析是在监测精度分析的基础上,借助原本设置的监测点和基准点进行长期观测。在观测期间,需要采取注水的方式,人为制造位移现象,从而达到较好的监测结果。通过相关数据实验发现,基于北斗云技术的实时滑坡监测预警系统能够在高程和水平2个方向上达到毫米级的监测精度。目前我国相关部门自主研发并配置的软硬件系统,能够较为准确的测定滑坡现象,从而为地质灾害监测和预警提供应有的技术支撑。3智能化地质灾害监测与预警前景分析虽然基于北斗云技术的实时滑坡监测预警技术已经达到了较高的研究水平,在实际应用中也发挥了应有的作用。但是在国家相关部门的指导下,强化智能化技术在地质灾害监测系统中的应用,建立高度智能化和系统性的自然灾害监测预警信息化工程,将滑坡监测作为自然灾害预警的基本组成部分,提升自然灾害抵抗能力,是未来的重要工作[3]。对于监测选点来说,应当将削坡建房、历史发生滑坡较为频繁的居民区、交通要道和城镇人口密集区等重点区域作为监测的重点。在后台系统建立和完善的过程中,应当将大数据分析和智能化技术处理作为建设的重点,从而更好地提高系统分析水平,尽量缩短响应时间。
中国新技术新产品杂志发表 2020年5期
在国土空间高效释放自然资源红利
文︳扈万泰党的二十大报告指出,从现在起,中国共产党的中心任务就是团结带领全国各族人民全面建成社会主义现代化强国、实现第二个百年奋斗目标,以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴。这为我们扎实做好现代化建设各项工作提供了根本遵循和行动指南。规划和自然资源部门工作与经济社会发展、群众生产生活、生态保护修复等息息相关,是推动及落实中国式现代化的重要力量。全面学习贯彻党的二十大精神,全力推进中国式现代化,要坚持党的全面领导,坚定拥护“两个确立”,坚决做到“两个维护”,紧紧围绕党的二十大报告提出的中心任务,结合全市实际情况,坚持从全局谋划一域、以一域服务全局,强化国土空间规划和自然资源要素支撑,为奋力书写重庆全面建设社会主义现代化新篇章贡献力量。聚焦高起点规划,科学优化国土空间发展格局党的二十大报告强调,要“构建优势互补、高质量发展的区域经济布局和国土空间体系”。要深刻领会“多规合一”的国土空间规划的内涵和职责要求,进一步优化国土空间结构布局,高起点编制国土空间规划,全力构建优势互补、高质量发展的国土空间体系。要坚持国土空间的唯一性,深化完善全市国土空间规划体系,发挥好国土空间规划在用途管制中的核心作用,科学做好“三区三线”管控等约束指标分解落地。要坚持以成渝地区双城经济圈建设为引领,大力推动“一区两群”协调发展,立足差异化的区位优势、资源禀赋和功能定位,积极推动主城都市区同城化发展、渝东北三峡库区城镇群生态优先绿色发展、渝东南武陵山区城镇群文旅融合发展。要进一步深化完善全市各区县国土空间总体规划(分区规划),做好与专项规划的协同,加强与详细规划的衔接,重点推进近期规划有序编制,统筹做好未来发展不确定因素应对,大力提升规划编制质量和水平。聚焦高质量发展,全力做好自然资源要素保障党的二十大报告指出,高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务。要结合重庆“大城市、大农村、大山区、大库区”的特点,落实全面节约战略,突出内涵式发展理念,在严格控制新增建设用地总量和加强国土规划管控的基础上,全力保障高质量发展中的自然资源要素需求。要因时因势优化完善自然资源要素供给政策及措施,促进有效投资重大项目尽快落地见效。要坚持“项目跟着规划走、要素跟着项目走”,强化主动对接、提前介入,全过程、全流程做好重大项目用地保障服务。要进一步优化工业用地政策,持续深化“标准地”改革,全力支持实体经济发展。要围绕多主体供给、多渠道保障、租购并举的住房制度,强化住宅用地政策支持,全力保障人民群众多样化住房需求。要持续优化矿产资源勘查开发布局,扎实推进新一轮找矿行动,以建设绿色矿山为抓手,加大对页岩气等战略性矿产和地热等优势矿产资源的勘查开发力度,做好建筑砂石等材料稳产保供,提高矿产资源保障能力。聚焦高品质生活,扎实深入推动城乡融合发展党的二十大报告强调,必须坚持在发展中保障和改善民生,鼓励共同奋斗创造美好生活,不断实现人民对美好生活的向往。要加快构建城乡融合发展新格局,努力实现城市让生活更美好、乡村让人们更向往。城市和乡村是人民群众美好幸福生活的两大载体,我们要围绕城市提升和乡村振兴两大基本面,大力推动城乡融合发展。要统筹推动巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接,切实做好“三师”(首席规划师、下乡规划师、社区规划师)下乡帮扶活动,科学合理编制实用性村庄规划,优化乡村生产、生活、生态布局。要稳妥审慎推动农村土地制度改革,进一步激活资源要素活力,促进城乡资源要素有序流动,增加人民群众财产性收入。要推进以区县城市为重要载体的城镇化建设,促进分工协作,推动形成城乡融合的城市空间格局和创新特色。要树立“精明增长”“紧凑城市”理念,以城市功能品质提升为目标,以城市更新提升为抓手,统筹人口规模、用地规模、建设规模总量等,围绕交通、市政、教育、医疗卫生等,进一步优化城市空间布局,增强城市布局的合理性。聚焦高颜值魅力,积极打造“山水之城·美丽之地”党的二十大报告指出,尊重自然、顺应自然、保护自然,是全面建设社会主义现代化国家的内在要求。重庆具有好山好水的自然基础,生态资源丰富,生态地位重要,生态责任重大。规划和自然资源部门是践行习近平生态文明思想、推动人与自然和谐共生的重要部门,肩负守护巴山渝水的重任,要积极推动彰显“山水之城·美丽之地”独特魅力。要坚持把保护和修复长江生态环境摆在压倒性位置,围绕提升生态系统多样性、稳定性、持续性,深化完善生态安全格局,大力构筑“一核四片”(“一核”,即三峡库区核心区生态涵养区,“四片”则是大巴山生态屏障区、武陵山生态屏障区、大娄山生态屏障区和丘陵谷地生态品质提升区)生态系统修复格局。要突出安全功能、生态功能,兼顾景观功能的次序,科学编制实施国土空间生态保护修复规划。要统筹生态建设布局,健全完善自然保护地体系,以三峡库区、自然保护地等为重点,积极推进三峡库区腹心地带等重大生态保护修复项目实施,加强森林草原湿地保护修复,大力开展历史遗留废弃矿山修复治理,全面提升重庆山水“颜值”。聚焦高效能治理,坚决筑牢规划和自然资源底线党的二十大报告要求,推进国家安全体系和能力现代化,坚决维护国家安全和社会稳定。统筹发展与安全,走好中国式现代化道路,安全不仅是题中之意,也考验着我们的现代化治理水平和能力。规划和自然资源部门承担着耕地保护、地质灾害防治等重要职责,要强化底线思维,做到守土有责、守土负责、守土尽责。要牢记“国之大者”,从维护国家粮食安全的高度,深刻认识做好耕地保护工作的重要性。要坚持最严格的耕地保护制度,深化耕地保有量任务落实,压实耕地保护责任,形成“齐抓共管”良好局面。要深入完善“占补平衡”和“进出平衡”工作机制,严格督察执法,从严管控“非农化”和“非粮化”问题。针对重庆汛期地质灾害多发、易发、频发的特点,要坚持人民至上、生命至上,持续夯实“四重”(地质灾害群测群防员、片区负责人、驻守地质队员、区县技术管理员)网格化防灾体系,加强“点、线、面”防控机制落实,强化灾险情预警和处置,大力推动搬迁避让和综合治理,扎实做好汛期地质灾害防治工作,全力以赴保护人民群众生命财产安全。当代党员杂志发表 2022年22期
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北斗与高分融合的数字孪生地球
作者:刘光明,胡煜,沙峰,谢国钧,成伟(1.中科星图空间技术有限公司,西安710100;2.陕西省军民融合信息中心,西安710100)0前言随着航天航空对地观测技术的迅猛发展,海量地球时空大数据与多领域用户之间存在着越来越高的信息壁垒和技术门槛,数字地球应运而生.1998年,美国副总统戈尔在加利福尼亚科学中心开幕典礼上做了题为“数字地球:认识二十一世纪我们所居住的星球”的演讲,首次系统地阐述了数字地球的概念.数字地球是对时空大数据和数据操作的整体封装,是连接多领域用户与多源地球信息的桥梁.数字地球高度集成了航空航天对地观测系统、全球卫星导航系统(GNSS)、地理信息系统、计算机、互联网、通信,以及多媒体等信息技术,并与地球科学、空间科学、信息科学等学科深度融合,是定量研究地球、深度认识地球、科学分析地球、系统改造地球的有力工具.最具代表性的数字地球产品是美国谷歌公司的“GoogleEarth”.当前,欧盟、俄罗斯以及我国都在积极研制数字地球,数字地球的实现如图1所示.图1数字地球的实现“北斗+高分”是导航与遥感技术融合的典型代表.随着北斗全球化服务的正式启动和高分系列卫星观测成果的广泛应用,北斗与高分共同构筑了我国的时空高边疆.“北斗+高分”是我国自主可控的、最具发展潜力的时空基础设施,也是数字孪生地球高效采集海量时空大数据的主要技术手段.高分为数字地球提供了全息镜像.北斗为数字地球传递时空基准,实现了虚实地球间的精准映射.另外,北斗和高分也是实现时空态势感知的主要技术.陈述彭[1-3]介绍了建设数字地球的战略意义,推动了数字地球国产化.承继成[4-5]从理论、技术、建设到应用,对数字地球进行了系统地研究和推广.李德仁等[6]提出了数字地球的智慧化.龚健雅[7]研究了数字地球的三维化.邵宗有[8]提出以“构建北斗为体高分为象的数字孪生地球”的技术发展蓝图.安世亚太科技股份有限公司[9]详细介绍了数字孪生技术的概念和框架.中国信息通信研究院[10-12]详细论述了数字孪生城市的总体架构与关键技术,介绍了数字孪生城市的典型场景、应用案例与发展趋势.中国电子技术标准化研究院[13]介绍了数字孪生技术的应用和标准化工作的现状与发展,分析了在技术、管理和商业方面存在的挑战.中国卫星导航定位协会[14]对北斗技术在时空信息领域的融合创新前景做出了前瞻性的论述.自然资源部科技发展司[15]详细介绍了国内遥感产品生态链的全貌,阐述了遥感技术在数字中国等领域的创新应用.陈锐志等[16]从应用领域进行分类,全面地介绍了导航与遥感技术的融合.李文[17]提出了北斗、铱星和遥感系统的融合方式,并详细分析了融合系统的性能.1数字孪生地球的概念“数字化”是将真实世界的时空、几何、物理、自然和社会等属性信息,在计算机虚拟世界进行描述、存储和表达的技术.“孪生”的概念起源于美国国家航空航天局的“阿波罗计划”,即构建两个相同的航天飞行器,将其中一个发射到太空执行任务,另一个留在地球上用于反映太空中航天器在任务期间的工作状态,从而辅助工程师分析处理太空中出现的紧急事件.这两个航天器都是真实存在的物理实体.不同行业对数字孪生的定义不同,结合时空信息领域的特点,我们认为“数字孪生”是在数字化的基础上,进一步实现了虚实世界之间在全生命周期内的实时连接和同步更新,并通过仿真模拟、分析推演、预测预警,为规划、设计和决策提供最优方案,进而对真实世界进行资源调度、远程操控和综合治理.数字孪生的核心思想可概况为自实生虚、虚实互连、以虚控实三点.随着物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的发展,数字孪生技术已在工业制造、城市管理、电力、农业、建筑等领域得到了广泛的应用.数字孪生地球则是数字孪生技术最有想象力的应用之一.陈述彭院士指出,当我们通过卫星、飞机、气球、地面测绘、地球化学或地球物理等观测手段获得地球的大量数据,用计算机把它们同应用模型结合起来,在计算机网络系统里把真实的地球重现出来,形成一个巨系统时,它所提供的数据和信息将使人类能够更有效地管理地球,甚至人类本身.这样一个巨系统,就是“数字地球”.“数字地球”是对海量地球时空大数据及其操作的整体封装,是连接多领域用户与多源地球信息的桥梁.当前,数字地球不仅是数字化的地球,而且它已具备了数字孪生地球的基本要素,但在智慧、融合、协同等方面还存在一定的差距.“数字孪生地球”是数字地球的高级阶段.随着应用的拓展、需求的增加和技术的发展,数字地球正在向数字孪生地球快速进化.在地球时空大数据方面,数字地球正经历着从二维到四维、从静态到动态、从几何到物理、从地表到邻地空间、从对地观测到泛在物联感知、从自然资源到人文生态的扩展.在服务能力方面,物联网、云计算、大数据、人工智能、模拟仿真、虚拟现实(VR)等技术,以及地球物理等学科的快速发展,有力地推动了数字地球的智慧化程度.在具体应用方面,数字地球已在政府综合管理和行业垂直领域得到了广泛地应用,也为进一步融合各种异构智慧体,实现共智共治提供了数据、业务和技术的积累.“智慧体”是一个理想化的目标.智慧体有不同层次的具体实现,或者聚焦于解决行业痛点,或者偏重于信息化建设,或者主打人工智能和可视化.目前,数字孪生技术是实现智慧体的最优方案.“元宇宙”基于数字原生技术,目的是构建虚拟社会;“数字孪生地球”以真实世界为主,目的是治理真实世界.这两者在理念和技术方面有很多共性,最终会走向融合共生.2数字孪生地球的构建2.1关键步骤如图2所示,基于移动通信、互联网络、海量存储、高性能计算等共性信息基础设施,数字孪生地球的构建可分为6个关键步骤:全链可信时空、全息精准映射、实时泛在感知、多模数据融合、单体时空智慧、全域共智共治.图2数字孪生地球的架构这6个步骤之间的逻辑关系如下:1)全链可信时空时空大数据在采集、存储、共享、处理和应用的全生命周期内都具有分布式特点,以往建立大数据中心的方法难以应对航天航空对地观测技术的迅猛发展,协作共享已经成为趋势,而协作的前提是建立互信机制.所有高价值的分布式行为,都可以应用区块链技术来解决协作中的信任问题[18-21].2)全息精准映射利用北斗、高分和新型测绘等技术获取的时空数据,可建立数字化的地球,实现全息镜像和精准映射.3)实时泛在感知实时泛在感知实现了虚实地球之间在全生命周期内的实时连接和同步更新.4)多模数据融合映射层和感知层采集的时空大数据具有海量、异构、动态、非结构化等特点,对数据的管理、查询、分析和融合提出了巨大的挑战.传统地理信息系统(GIS)的专题图层模式难以满足要求,北斗网格位置码是更有效的数据组织模式.5)单体时空智慧利用融合后的时空大数据驱动人工智能、模拟仿真和分析推演,可为规划、设计和决策提供最优方案,进而对真实世界进行资源调度、远程操控和综合治理.6)全域共智共治在不同行业领域间有很多共性需求和交叉应用,单体智慧无法得到全局最优方案,存在重复建设和资源浪费等问题.因此要打通地域和行业间的壁垒,跨界融合各种异构单体智慧,实现全域共智共治.2.2全链可信时空时空大数据在采集、存储、共享、处理和应用的全生命周期内都具有分布式特点,以往建立大数据中心的方法难以应对航天航空对地观测技术的迅猛发展,协作共享已经成为趋势,而协作的前提是建立互信机制.所有高价值的分布式行为,都可以应用区块链技术来解决协作中的信任问题.区块链技术起源于虚拟货币,通过共识算法保证了账本可信.将区块链技术用于现实世界时应该同时保证账本可信、物理可信和时空可信.账本可信指:区块链具有去中心化、集体维护、公开透明、不可篡改、全程留痕、可追溯等特点.物理可信指:区块中需要记录的过程视频、现场照片、文件资料,气象和环境等物联感知,以及时空标签都是可信的,可作为一个事件的物理证明.如果在物理证明的采集和录入时就发生了有意或无意的错误,那就不能保证事件的可信性.时空可信指:任何事件都必须遵守时空的秩序,区块中记录的人、物、事、时间、地点的时空逻辑必须自洽.事件总是在时空中发生,其物理信息与时空标签共同组成了时空数据.因此,物理可信与时空可信往往是相互制约、相互佐证的.北斗的作用不仅仅是能便捷可靠地采集时空标签,更深层的意义在于北斗定位、导航和授时(PNT)服务具备时空可信性,具体包括服务泛在性、基准统一性、时空自洽性、因果必然性和共识同步性.凭借北斗PNT服务的时空可信性,就能有效地维护时空秩序、规避时空歧义、证明时空自洽、达成时空共识,最终构建可信时空.“北斗+区块链”在数字孪生地球中的应用场景包括:流程全链监管、资源高效共享和任务众创协作.其中,流程全链监管可分为实物流通、数据流转和业务流程三类,资源高效共享可分为数据共享、设备和人力共享三类,任务众创协作可分为数据采集、数据处理和算法研发三类.2.3全息精准映射数字孪生地球的基础平台是一个以“北斗为体”“高分为象”的数字地球.“高分为象”指:高分可从全球视野精细探测地表、大气、海洋及其附属物的几何和物理状态,体现为万物万象的形态、影像、高光谱、微波和重磁场等信息,通过数据处理形成的多种类高分产品,构成了数字孪生地球的“皮肤”,实现了虚实地球之间的全息镜像.另外,利用无人机遥感、车载测绘等新型测绘技术,快速获取局部区域的高光谱、多视角影像或激光雷达点云数据,构建实景三维、建筑信息模型和高精度地图,可大幅度提升数字孪生地球在特定应用场景中的镜像粒度.只有在确定的时空基准中,高分和新型测绘产品才能与真实地球建立精准映射关系.“北斗为体”指:北斗为高分和新型测绘产品传递高精度时空基准,是数字孪生地球的“骨骼”,实现了虚实地球之间的精准映射.北斗系统全球性、全天候、高精度的PNT服务,是为高分产品传递时空基准的主要方法.北斗PNT服务可为数字孪生地球的实时动态服务和多时相高分产品传递高精度时间基准.利用北斗增强定位服务采集像控点的精确坐标,可实现高分影像的有控定位.星载北斗接收机可为高分卫星精密定轨定姿[22],进而实现高分产品的无控定位.有控定位和无控定位都是通过北斗系统将空间基准传递到高分产品的过程.数字孪生地球的时空基准包括:时间基准、坐标基准、高程与深度基准、重力基准.利用北斗高精度增强服务可以高效地实现多源高分产品的基准统一[23].基准统一的方法与产品精度有关,如果数据精度远低于基准转换改正数,则可以不做基准转换.例如,现代地心坐标基准之间和高程基准之间的差异不到1m,而全球卫星遥感影像无控定位精度低于3m,全球数字高程产品精度约10m,在这种情况下可忽略基准间的差异.2.4实时泛在感知实时泛在感知实现了虚实地球之间在全生命周期内的实时连接和同步更新.数字孪生地球强调虚实之间的连接与互动,需要实时接入摄像头、气象、环境、市政基础设施状态等泛在物联感知数据,政务、社会、行业、互联网等多源专题信息数据,以及车辆、船舰、人员、物品等动态时空态势数据.这些多模异构数据必须打上统一的时空标签,才能有效地进行关联、融合和分析.北斗PNT服务,可精准感知事物本体的时间、位置、姿态和轨迹等信息,为万事万物提供了绝对时空标签.通常,还将北斗与惯性导航(IMU)、视觉导航或室内导航等技术组合成综合PNT系统,以提升导航定位的弹性.高分则用于非合作目标识别,并在宏观尺度上把握事物之间,以及事物与背景环境之间的相对时空关系.北斗与高分不仅是数字孪生地球的“骨骼”和“皮肤”,还是用于时空感知的两只“眼睛”.通常,海量时空大数据采用云平台进行存储和计算,对于体量大的物联感知数据和需要实时处理的数据,则采用边缘计算方式,只在云和端之间互传最关键的信息.第五代移动通信技术(5G)具有低延迟和高带宽的特性,改善了数据和算力部署的灵活性.综合5G和云边协同技术,可以提高移动应用端设备或智能传感器的轻量化配置和快速反应能力.北斗短报文则解决了在无移动信号特殊场景下的低成本卫星通信需求.2.5多模数据融合时空大数据包括地球物理数据、邻地空间信息、测绘地理数据、时空态势数据、物联感知数据、互联网共享数据、公共/行业专题数据等,具有海量、多源、异构、多维、多尺度、动态、非结构化等特点,对数据的管理、查询和分析提出了巨大的挑战[24-25].传统GIS的专题图层模式难以满足要求,北斗网格位置码是更有效的数据组织模式.由于网格化在建模、发布、检索、使用等方面的高效性、便利性,网格技术已经在传统地理信息领域得到了广泛应用.例如,地理格网、地图分幅、影像瓦片、栅格地图、数字高程图等等.随着全球一体化、数字化、智能化进程的发展,对时空大数据的组织方式提出了更高要求,网格模型的功能从早期的空间数据索引、地图应用与地理现象表达,开始向多源异构时空数据融合及大数据分析与挖掘等新方向拓展.北斗网格位置码基于2000国家大地坐标系(CGCS2000)坐标基准,将地球时空划分为多层次的时空网格,并将所有实体和信息封装在一个或多个网格中.每个网格被赋予唯一编码,实现了“一位一码、一物一码、一事一码”.这种数据组织模式可直接面向空间实体对象,通过时空标签匹配,将原本分层独立的信息组合关联到实体上,实现实体信息的结构化、语义化以及全局标识,形成实体的全息属性,并基于实体构建无尺度时空数据库和知识图谱.北斗网格位置码以实体为基本颗粒,以网格为数据容器,以编码为索引主键,更适用于多模多层时空大数据融合和跨模透层互操作,在数据存储管理、查询统计、时空分析、三维可视化、知识挖掘等方面更有效率,便于实现数据互联互通、有序整合和综合应用.2.6单体时空智慧早期的3S集成技术是集数据采集、存储管理、图像处理、定量分析等功能为一体的时空信息系统,局限于对传统图像和图层的处理分析,缺乏对复杂时空问题的分析和决策能力.单体智慧是在3S集成的基础上,融合时空大数据、三维建模、物联感知、人工智能等新技术,实现感知连接、仿真分析、规划决策等功能,以满足特定地域、特定领域的需求.例如:三维GIS、时空大数据平台、城市信息模型、城市大脑、智慧城市、智慧交通等.数字孪生地球具有可逆、可重塑、可回溯的特性,可通过时空分析、仿真预测、人工智能和可视化等技术,为用户提供辅助决策,进而调度、操控和治理真实世界.一方面,依据真实世界运行的规律和机理,构建物理、自然、社会等多学科模型库,通过输入实时状态和边界条件,进行仿真模拟、分析推演和预测预警,为规划、设计和决策提供最优方案.另一方面,对运行机理不明确的复杂时空问题,采用以计算机视觉为代表的人工智能技术,通过海量时空大数据驱动模式识别和深度学习,挖掘隐藏在数据中的知识,洞察时空的本质规则,并进行自我迭代进化.全场景、全流程的混合现实(MR)技术可实现三维实体、应用场景、标绘量测、业务流程和拓扑关系的可视化,为分析、仿真、规划、监管和决策提供了沉浸式的多模态、多感官虚实交互方式,有助于对问题的认知、理解和探索,还可以实现对智能传感器、无人机、机器人和智能家电的远程实时操控[26-27].单体智慧局限于特定地域、特定领域的需求,或者聚焦于解决行业痛点,或者偏重于信息化基础建设,或者以人工智能和可视化为主,相互之间存在数据孤岛、业务烟囱、行业壁垒等问题,需要立足更高的站位进行融会贯通.2.7全域共智共治在不同行业领域间有很多共性需求和交叉应用,单体智慧无法得到全局最优方案,存在重复建设和资源浪费等问题.因此要打通地域和行业间的壁垒,跨界融合各种异构单体智慧,实现全域共智共治.数字孪生地球对时空大数据和数据操作进行了整体封装,特点是全球覆盖、全息镜像、全流程操作、全领域协同.其中,全球覆盖包括了地表、海洋、海底、大气和地质构造等;全息镜像包括了影像、微波、高程、重磁场和物联感知等;全流程操作包括了数据的采集、处理、承载、可视化和应用等;全领域协同则包括了农业、交通、生态、应急和位置服务等.同时,数字孪生地球还具备可广泛兼容、可柔性扩展、可持续进化的基础框架,是各种异构智慧体承载和融合的时空底座.数字孪生地球充分融合北斗、高分、新型测绘、物联网、互联网、区块链、5G、云边协同、网格码、大数据、人工智能、虚拟现实等新技术,基于全局性的顶层设计架构和统一的时空基准、统一的网格编码、统一的数据标准、统一的技术规范,跨界集成多地域、多领域、多平台异构智慧体,对其进行解耦、整合和重构,再经过多模数据深度融合、异构模型关联分析、多线业务闭环联动,实现异构智慧体之间共享智慧、协同治理、同步进化,为政府综合管理、垂直领域应用、大众个性服务等应用,提供全方位的解决方案.3机遇与挑战“十四五”规划提出了以“产业数字化、数字产业化”为导向的数字经济新战略,将“北斗与高分融合的数字孪生地球”推向了时代的风口浪尖.1)自主可控是立身之本.国产数字孪生地球将立足于拥有核心的知识产权、可持续的研发技术链、闭环的国产产业链和规模化的应用生态链,为加速新基建和数字化转型搭建通用的支撑平台.2)融合创新是必由之路.只有融合创新才能持续拓展行业应用领域、挖掘业务增长点、扩大市场规模、并衍生无限可能.“北斗与高分融合的数字孪生地球”将与物联网、互联网、区块链、5G、云边协同、大数据、人工智能和虚拟现实等新技术深度融合,为培育共智共治生态圈提供开放的时空底座.3)大众应用是蓝海市场.当前,数字孪生地球以政府和行业领域服务为主,市场容量存在天花板.以谷歌地球退出中国市场为契机,从主打应用产品,转变为以运营服务为牵引,以户外运动、社交游戏、位置服务等大众应用为抓手,通过跨界融合、业务升级和生态重构,促进服务大众化和应用规模化,是产业的发展策略.4)国际市场是布局方向.国产数字孪生地球将打破时空信息服务长期以来被发达国家垄断的局面.践行“一带一路”倡议,逐步拓展国际市场,打造性价比更高的中国品牌,是产业的布局方向.当前,从数字地球向数字孪生地球进化还面临着一些技术挑战.在全链可信时空方面,要实现从理论到落地,再到产生效益,还需要继续探索.在全息精准映射方面,面临着不断增长的海量时空大数据的采集、存储、处理、共享和应用等挑战.在实时泛在感知方面,存在数据并发规模、数据实时处理、系统稳定性等挑战.在多模数据融合方面,需要从底层重新定义数据结构,并对整个业务逻辑进行重构.在单体时空智慧方面,人工智能技术目前还是以视觉和语言等感知智能为主,缺乏对复杂系统的支撑能力.在全域共智共治方面,要打破地域和行业间的壁垒,还有较长的路要走.4结束语随着地球科学和信息科学的高速发展,各种新理论、新技术、新应用层出不穷,因此,对数字孪生地球的定义是阶段性的,数字孪生地球的进化也是没有止境的.数字孪生地球的构建需要多种高新技术支撑,其中最底层的是通信、网络和计算机技术,最关键的是北斗、高分、数字孪生与数字地球的融合.另外,“北斗+区块链”和北斗网格位置码对数字孪生地球基础能力的提升有重要作用;人工智能和模拟仿真决定了数字孪生地球的智慧;跨界融合各种异构单体智慧,实现全域共智共治,则是数字孪生地球的理想状态.数字孪生地球是时空信息技术和全球信息化发展的必然产物.抓住战略机遇,立足于自主可控,培育时空信息产业生态圈,促进服务大众化、应用规模化和市场国际化,打造不见而知,不行而至、不谋而智、不为而治的数字孪生地球,将有效地促进人与自然、人与社会之间的和谐相处,为人类的发展做出巨大的贡献.
全球定位系统杂志发表 2022年4期
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辽宁省北斗精密定位综合管理系统的设计与实现
作者:王春艳(沈阳市勘察测绘研究院有限公司,辽宁沈阳110004)我国自主建设、独立运行的北斗卫星导航系统(BDS),是与世界其他卫星导航系统兼容的全球卫星导航系统,北斗地基增强系统是北斗卫星导航系统发展的必然产物,是信息化社会必须的基础设施。它综合利用全球卫星导航定位、数据通讯、计算机与互联网等高新科技,建设间距为50~300km的地面基准站网,通过通信网络系统播发差分定位信号,向各类用户提供厘米级至亚米级导航定位服务。2018年,原辽宁省测绘地理信息局通过升级LNCORS基准站和软件,使用北斗接收设备和解算软件,支持BDS,GPS,GLONASS等多模卫星信号的接收、存储和处理,提供BDS,GPS,GLONASS多模网络RTK定位服务系统,建立了覆盖全省域的辽宁省北斗地基增强系统。同期,开展了辽宁省北斗精密定位综合管理系统建设,形成了运维四位一体(即“基准站、数控中心、用户、数据服务”)的管理模式,实现了基准站管理的统一性,故障信息的可追溯性,资料管理的规范性,数据服务的便捷性。一、需求分析辽宁省北斗精密定位综合管理系统需要将基础地理信息、基准站信息、流动站信息、用户管理台帐和运维信息、实时监测信息等数据有机结合,实现北斗地基增强系统数据信息的综合管理。(1)实现辽宁省北斗基准站基本信息、基准站运维信息、基准站故障统计分析和用户注册信息管理及申请审批/批准历史信息记录的信息化管理,减少人力物力和时间,节省北斗地基增强系统维护成本。(2)实现辽宁省北斗基准站基本信息和当前状态实时展示,包括对基准站编号/类型、基准站接收机类型、基准站地址和维护委托人信息的实时展示,同时对基准站的实时数据进行DOP值、卫星星下点分布轨迹、各系统各卫星信噪比实时图像化显示。(3)根据辽宁省北斗基准站的准确位置和用户的概略坐标,对用户作业范围进行超限判断,实现数据控制中心对用户服务作业范围的限定,同时根据用户名和用户期限查询,实现用户使用周期的限定,解决用户作业范围限定和用户使用周期限定的问题。(4)实现用户业务申请、审核、批准无纸化管理,同时实现控制点辅助计算、坐标系统转换和高程异常计算,能够根据用户需求进行坐标解算和坐标系及高程基准的转换。二、系统功能设计辽宁省北斗精密定位综合管理系统采用CS结构,同时利用TCP/IP的网络协议构建客户端与服务端的连接,划分为表示层、业务层、数据层三个层次,以C#为开发语言,基于ArcGISEngine组件库开发。系统功能总体结构和主界面见图1和图2。三、系统模块1.信息管理模块信息管理模块主要分为基准站基本信息管理、基准站运维信息管理、基准站故障统计分析、用户注册信息管理和用户申请审批及批准历史记录管理等子模块,实现了各类相关信息的查询功能(图3)。图1系统结构图图2系统主界面2.基准站信息展示模块基准站信息展示模块主要分为基准站基本信息展示、流动站轨迹回放、基准站状态、用户定位信息查询展示、基准站故障信息展示和故障统计分析等子模块,实现了基准站在辽宁省的概略分布展示、基准站基本信息的展示(包括卫星数量、卫星天空分布图、PDOP值、当前基准站状态等信息展示)、用户流动端轨迹回放、用户当前位置展示、当前基准站故障列表展示以及统计分析功能(图4)。系统左视图中点击要查看的站名,可实现基准站图标信息的展示(图5)。3.流动站管理模块流动站管理模块主要分为用户作业范围限定子模块和用户使用周期限定子模块两部分,实现了流动端用户作业范围限定和用户使用周期限定功能。其中,用户作业范围限定子模块技术流程如图6。4.业务管理模块业务管理模块主要分为用户申请管理、控制点辅助解算、坐标系统转换和高程异常计算等子模块,实现了用户业务申请、审核、批准功能、通过用户概略位置辅助计算用户控制点坐标功能、用户坐标系统转换功能和用户高程异常计算功能。其中,坐标系统转换和高程异常计算子模块技术流程如图7。控制点坐标辅助解算中,基准站数据传输界面图8。四、结语北斗地基增强系统需要解决信息的快速获取、及时更新、大容量的数据管理和信息的高速互通与交流,辽宁省北斗精密定位综合管理系统的开发与应用,解决了辽宁省北斗地基增强系统基准站网的信息化管理和智能查询,提高了辽宁省北斗地基增强系统的管理效率,显著降低了辽宁省北斗地基增强系统的作业成本和管理成本,成功应用于测绘、国土、水利、海洋、气象等领域,为各类用户提供了高效、优质、便捷的业务服务。图3基准站基本信息表对话框图4基准站基本信息展示子模块技术流程图6用户作业范围限定子模块技术流程图7坐标系统转换和高程异常计算子模块技术流程图8数据传输功能主界面
辽宁自然资源杂志发表 2021年2期
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共绘“一张图” 下好“一盘棋”
——柳州市国土空间规划“一张图”实施监督信息系统建设略记●作者:潘正伟<<<欢乐柳江黄凤栖/摄2018年以来,全国各地都在寻找国土空间规划编制规程、技术标准的新方向。柳州市自然资源和规划局积极探索,在广西率先开展国土空间规划“一张图”实施监督信息系统(以下简称“一张图”系统)建设工作,走出了一条具有柳州特色的规划体系建设之路。2020年11月,柳州市“一张图”系统通过初步验收,该系统不仅为国土空间规划编制实施、监测评估和自然资源管理提供了技术支撑,同时,也为柳州市重大项目落地、工程项目审批制度改革、脱贫攻坚、优化营商环境、新型城镇化建设等经济社会发展重大事项提供了科学决策的基础。统一顶层设计,支撑规划全周期管理国土空间是国民生存的场所和环境,也是经济社会活动的载体,城市发展、乡村振兴都需要规划先行、精准施策。中国共产党第十九届中央委员会第五次全体会议提出,要构建国土空间开发保护新格局,推动区域协调发展,推进以人为核心的新型城镇化。柳州市始终坚定不移贯彻落实党中央、国务院的重大部署,将编好、用好、管好国土空间规划作为谋划和推动高质量发展的重大举措,高位推进。柳州市自然资源和规划局整合了全市20多个业务部门数据,按照现状数据(基础测绘、第三次全国国土调查成果、遥感影像等)、规划数据(土地利用规划和城乡规划成果、永久基本农田、城镇开发边界等)、管理数据(不动产登记、土地资源和矿产资源管理、生态修复等)和社会经济数据(人口数据、POI兴趣点、手机信令等)进行分类梳理,形成了覆盖城乡一体、陆水统筹、地上地下、自然资源要素和社会要素、二维和三维一体化的“一张图”数据体系。该体系以第三次全国国土调查数据为基础,内含1200多个图层,覆盖全域、内容丰富、权威统一,不仅实现了数据共享和业务协同,还为国土空间规划编制的开展提供了基础底数和统一底板。在“一张图”系统建设过程中,柳州市自然资源和规划局深入核心科室,收集整合相关数据资源,获取科室最切实的需求,力求解决日常工作中的实际问题。“一张图”向不同用户提供与其匹配的数据和功能,界面友好,操作简单,可以让用户在线录入、查询、统计、分析,有效地输出结果。“一张图”系统横向打通内部业务,纵向统筹“市带县”建设,建好数据通道,实现成果共享共用,确保“一张图”系统能用、管用、好用。柳州市自然资源和规划局总体规划科负责人介绍,在“一张图”系统中,数据以实体化建库,提取了绿地、水系、社区、小区、建筑物等基础公共实体,整理了规划片区、控规地块、建设项目等业务管理单元,以实体对象为统一的管理单元进行编码,并按照业务关联理清数据之间的关系进行统一标准化治理。“一张图”系统随着实体对象的实际变化,实现全生命周期管理,为规划实施监督提供实体化跟踪管理,初步建立自然资源数据网。依托智慧柳州时空信息云平台和自然资源业务系统,柳州市按照“统一设计、统筹建设、分步实施”的建设思路,通过“摸现状、理业务、治数据、建平台、搭应用、出规范”等实施路径,基于现有信息化成果,构建“一张图”系统框架。目前,柳州市已形成“一库、一平台、三工具、六应用”阶段性成果,以信息化支撑国土空间规划全流程。辅助管理决策,共绘国土空间新画卷柳州市自然资源和规划局总规划师何东升介绍,“一张图”系统针对重要控制线和重点区域,从创新、协调、绿色、开放、共享、安全等6个方面形成了95项指标,多方位、多角度地构建监测预警模型、规划实施评估和专项评估模型等,实现了数据更新变化的指标自动更新、分析统计。目前,“一张图”系统实现了动态监测、评估和及时预警的功能,支撑责任部门监督落实主体责任,辅助管理者决策。柳州市自然资源和规划局组织全市各重点部门和各区、县政府,基于“一张图”系统针对重点区域做详细分析,做到了会议现场与三维场景同步,工作人员足不出户即可了解现场的大致情况,整体提升工作效率。该局按照“应划尽划,集中连片”的原则,利用“一张图”系统的在线分析功能,结合“双评价”分析结果,识别生态极重要和极敏感区域,划入重要生态功能、水土保持、石漠化等区域。该局按照“应划尽划”要求,划入拉沟自治区级自然保护区、君武自治区级森林公园等区域。同时,针对前后调整做对比分析,科学、合理、可执行地划定了贫困县域的部分人工商品林、合法采矿区等区域红线。“一张图”系统可以结合三维地形数据,由系统提供坡度分析,快速剔除大于25度的区域,结合耕地质量等别评定,辅助基本农田的调整划定工作。在规划过渡期,“一张图”系统能集合实际落地项目,划定城镇开发边界,为过渡期项目落地审批提供支持。记者了解到,“一张图”系统根据现行规划管控规则,在线提供合规性分析和控制线检测分析,为规划实施前提供应用支撑。以500公顷的物流仓储用地选址为例,“一张图”可以结合仓储的用地规模、容积率、用地性质等需求,首先筛选出符合条件的剩余规划地块,初步判断其是否符合规划要求,再结合区域位置、交通条件、配套设施、POI兴趣点等条件,综合推荐柳州市符合条件的可用地块。结合三维应用场景、城市设计、规划调整等内容,“一张图”系统可以探索、研究城市规划在研究、预判、设计、实施和管控的精准传导。根据规划片区指标和地块详细控规指标,“一张图”系统可以在线比对建设项目方案,对控规调整进行基本信息、规划影响和设施影响等技术分析。<<<“一张图”系统让人们的生活变得更美好根据规划片区的规划指标,按照社区现状人口和规划人口的规模,“一张图”系统结合区域内各类公服设施的配备情况,可以分析重点区域的公共服务设施承载力。“按照城市公共服务设施规划标准及广西城市公共服务设施配置标准,系统建立了规则模型,它能够智能地分析片区公共服务设施承载力情况,直观地反映该片区服务设施的分布情况和服务范围。”柳州市自然资源和规划局地理信息中心负责人说。<<<鱼耀柳江周健/摄在项目审批过程中,工作人员可以根据规则模型,同步调整控规指标,如现有设施是否满足片区人口需求,是否需要增设新小学、新超市、新健身设备等。同时,“一张图”系统还可以根据规划片区的各类规划用地分类面积情况提供专项分析。以中小学规模为例,业务人员可以根据系统里的中、小学生千人学位数指标,判断现状学校规模的承载力,从而动态地进行优化调整。按照“市带县”统筹建设的总体设计思路,柳州市三江侗族自治县通过“提供平台、数据共享、应用定制、咨询服务”等方面支持,搭建了国土空间规划“一张图”系统县级节点,按照区域授权分发数据。县级用户可以直接访问系统,在线进行浏览、查询、统计和分析。“一张图”系统以全域三维地形场景为底板,真实反映地理空间格局,为三江侗族自治县提供在线应用服务,辅助三线划定和规划实施落地。“一张图”系统按照“一年一体检、五年一评估”的要求,开展城市体检评估,梳理柳州市国土空间规划实施评估指标,并提出改进规划管理意见。另外,“一张图”系统定期或不定期开展重点城市或地区规划实施情况评估,辅助生成评估报告,为柳州国土空间规划编制、动态维护和优化提供依据。提供详实数据,促进城市高质量发展柳州市自然资源和规划局党组成员、副局长覃融向记者介绍到,以“一张图”系统为基础形成的国土空间用途管制、规划许可和规划实施监督工作“统一底图”,与柳州市工程建设项目审批管理系统、发改建设项目管理系统实现了有效衔接,全面融合了项目预选址、合规性审查、指标传导、图数一致、带图审批管理等审批业务,项目落地空间一目了然、办理过程清晰可见。2021年,柳州市自然资源和规划局将批复后的集成国土空间总体规划编制成果叠加到国土空间规划“一张图”上。成果与自然资源业务衔接后,以“多规合一”为基础,统筹规划、建设、管理三大环节,进一步落实“多审合一”“多证合一”的要求,提升了自然资源行政审批效率。下一步,柳州自然资源和规划局将统筹、整合更全面的大数据,完善大数据支持现状的评估技术方法,进一步提升市、县国土空间开发保护现状评估的科学性和契合度。柳州市自然资源和规划局党组书记、局长蒋玮说:“我们将努力为国土空间规划编制和监督实施提供更加详实准确的数据,促进柳州市高质量发展,保障国土空间规划编制和有效实施。”南方自然资源杂志发表 2021年8期
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5G重塑城市智能体系,开启智慧城市新征程
作者:朱常波,郭中梅,孙亮(中国联通智能城市研究院,北京100048)0前言当前,数字化转型成为发展趋势,企业、行业数字化已经大行其道,而城市数字化转型则刚刚起步,面临着技术应用、业务发展等巨大挑战。5G时代的到来,为城市数字化转型注入了新的动能,5G将重塑城市智能体系,赋能千行百业,推动智慧创新应用发展,成为数字经济发展的新引擎,使城市智能更上一层楼。1中国将率先进入5G智慧城市时代1.1国家力推智慧城市发展在国家大力扶持下,智慧城市建设已经上升为国家战略,取得了巨大进展。据统计,截至2019年2月,全国100%的副省级以上城市、93%的地级以上城市,总计700多个城市(含县级市)提出或在建智慧城市,占同期全球提出创建智慧城市总量的70%。无论智慧城市市场规模(见图1),还是智慧城市IT投资规模(见图2),都呈现出快速增长的态势,未来市场空间巨大。目前,随着智慧城市建设逐步深入,城市治理精细化将引领智慧城市新发展。十九届四中全会强调“推进国家治理体系和治理能力现代化”,习近平总书记提出“城市管理要像绣花一样精细。越是超大城市,管理越要精细”。城市治理是国家治理的重要组成部分,信息化技术是支撑城市精细化治理的关键要素,将助力国家治理能力提升。5G作为底层核心技术,是实现城市治理模式变革及数字化转型最重要的基础,将使能ABCDE,即AI、区块链、云计算、大数据、边缘计算等技术,引领创新应用发展,开启城市智慧化新篇章。图12017—2021年中国智慧城市市场规模(来源:易观国际)图22014—2021年中国智慧城市IT投资规模(来源:易观国际)1.25G网络进入高速建设与部署阶段2019年6月6日,工信部向中国联通、中国电信、中国移动、中国广电发放5G商用牌照,拉开了5G网络建设序幕。10月31日,三大运营商正式启动5G商用,商用城市包括北京、上海、深圳、广州、杭州、雄安等50个城市。据统计,2019年我国三大运营商5G基站投资超300亿元,建成13万个5G基站,拥有超过300万5G用户,预计2020年中国将新建68万个5G基站。5G网络的高速建设与部署将推动中国真正进入5G落地阶段,支撑上层5G应用百花齐放,促进新型智慧城市建设进入新阶段。25G赋能智慧城市新发展2.15G成为新型智慧城市建设关键基石5G能够从多层面为智慧城市带来崭新的变化。就网络本身而言,5G网络不是4G网络的简单升级,而是未来网络的变革,5G提供更高的带宽、更多的连接、更低的时延、更可靠的服务,极大丰富了智慧城市的数据来源,使得数据采集更加全面、数据处理更加高效,使万物互联成为现实,迎来超级连接时代。在5G时代,以5G为基础的“泛在传感连接网络”将成为智慧城市建设关键基石。首先,5G与行业深度融合,接入的智能终端将更加多样,规模化趋势愈加明显,结合网络切片、百万级物联网设备并发等技术,能够有效推动新型物联网终端体系建立;其次,5G与边缘计算融合,能够更好发挥出低时延、高速率价值,将AI能力下沉,开展本地化智能服务,建立全新的边缘AI分布体系;另外,5G能够为公众客户以及专业客户(如公共安全部门、园区等)提供更安全、更高效、更灵活的定制化网络服务,实现“公众网络+专用网络”的全连接智能网络体系。通过与物联网终端、边缘AI、智能网络三大体系的融合,5G为智能基础设施建设与智慧应用创新带来更强大的技术支撑。2.25G重塑城市智能体系传统的城市智能主要以垂直智能体系为主,各行业及领域分散化、碎片化的智慧建设使得信息不互联、数据不互通,容易形成信息孤岛、数据烟囱,甚至“智能烟囱”。5G网络的普及和5G与大数据、人工智能、物联网、边缘计算、云计算等新一代信息技术的融合发展,将打破传统智能的桎梏,重构城市智能体系,形成“端-边-枢”全域一体的新型城市智能体系,即5G+末端感知智能、边缘计算智能、中枢决策智能。5G网络与人工智能+物联网(AIoT)、移动边缘计算(MEC)、智能运营管理平台(IOC)的融合发展,串联起“端-边-枢”分级智能场景,赋能城市全域一体智慧。5G+AIoT开启万物智联,从需求场景出发,辐射所有末端感知节点(如摄像头、智能灯杆、环境监测设备等),助力全域数据采集,满足感知设备对网络能力的更高要求,建立起互联互通、实时共享的城市“神经末梢”,带来海量数据;5G+MEC构建边缘智能,以本地服务为立足点,让“云”端AI处理能力下沉,离本地数据更近,形成云边协同的新型基础设施,催生城市感知与城市智能的无缝连接。如视频监控场景,视频流在边缘侧实时集中处理,不再需要全部上传至云端处理或者摄像头就地处理,有效降低成本,提升响应效率;5G+IOC实现中心智能,以数据融合应用为核心,推动数据流通共享与交互协同,创造价值,孵化出各种创新应用。IOC作为智慧城市建设的核心和关键,具备数据采集、存储、计算、挖掘、展现为一体的城市数据运营能力,通过5G网络,向下连接基础的端云底座,向上承载开放的能力与应用,为海量数据赋能赋智,重塑城市智能体系。3中国联通借力5G,开启智慧城市新征程3.1中国联通智慧城市战略依托5G网络能力优势,中国联通致力于成为新型智慧城市的建设者和运营服务商。在这一战略目标指引下,中国联通聚焦基础能力提供和应用生态打造,结合自身经验和资源禀赋,提出了“5Gn新型智慧城市建设架构”,打造感知中枢、数据中枢、AI中枢三大城市智脑引擎。首先,通过广泛建设部署5G基础设施,推动城市建立一张空、天、地一体化的泛在感知网,支撑百万级物联网设备并发,支持万路级摄像监控接入,重塑城市N维泛在感知体系;其次,打造“云+网+边”协同的新型基础设施,一方面提供公有云、私有云、行业云、混合云的服务,并与主流云服务商互相集成,满足城市多样化的云需求,另一方面建设移动边缘计算(MEC)节点,让视频流等数据集中在边缘侧实时处理,不再需要全部上传至云端或者摄像头就地处理,有效降低成本,提升响应效率;并借助5G网络切片技术,让网络服务与应用场景更加契合,为应用提供按需定制的网络QoS保障;另外,打造数据中枢与AI中枢,输出集数据采集、存储、计算、挖掘、展现为一体的城市数据运营能力,实现城市数据资产的沉淀与应用。中国联通5Gn新型智慧城市建设架构见图3。图3中国联通5Gn新型智慧城市建设架构3.2聚焦智能城市微单元,打造新产品、新方案智慧城市建设通常按照智慧交通、智慧医疗等垂直线条和智慧楼宇、智慧社区、智慧园区等区块2条线进行。智慧城市建设板块划分如图4所示。图4智慧城市建设板块划分伴随5G的到来,中国联通除了积极推进5G与交通、媒体、工业等垂直行业的结合外,还加快推动5G在智慧城市中小区域范围内的应用,并由此提出了“城市微单元”的概念。“城市微单元”是城市空间视角上的一个单元,楼宇、园区、社区、街区、小镇等都是城市微单元的具体体现,它具备清晰的业务、数字资产(组织、过程、数据等)边界,在有限空间内实现固定资源(环境、空间、设施等)与流动资源(人、车、企业等)的有机集聚。“城市微单元”能够最大程度上推动5G、人工智能、物联网、三维可视化等前沿信息技术的高度集成应用,通过融合业务、数据、技术能力,实现虚拟空间与实体空间精准映射、智能交互,未来有望成为构筑“数字孪生城市”的落脚点。立足城市微单元,中国联通智能城市研究院顺应智慧城市建设的发展趋势,加快提升“项目咨询、规划设计、项目建设、软件开发、数据处理、项目运营”等一体化解决方案能力,并自主研发IOC平台、位置服务、智能专网等一系列新产品。城市微单元产品服务体系见图5。图5中国联通城市微单元产品服务体系a)智能运营管理平台(IOC):构建城市微单元智能中枢。IOC是智慧城市微单元解决方案的核心平台,以此集成各类上层应用,构建“1+N”创新总包模式。“1”表示基于BIM/GIS的智慧城市微单元智能运营管理(IOC)平台,是整个智慧城市微单元建设的核心。“N”表示各类城市微单元应用,包括智慧安防、智慧物流、智慧出行、智慧商圈等,IOC平台可使各个应用系统之间的连接、数据交换、服务管理统一化、标准化,实现对各项系统平台的运营与统一管理,由此建立起中国联通与应用厂商更加紧密的合作生态。中国联通将紧跟数字孪生发展趋势,综合利用大数据、AI、三维可视化、GIS、BIM等技术,整合城市微单元空间数据、物联网感知数据与业务数据等,以多源数据融合为驱动,打造统一的智能运营管理平台,实现城市微单元要素实体数字化、运行态势可视化、运维管理集中化和决策管理科学化,实现可感、可知、可视、可控的运营管理目标,有效提升城市微单元运行效率,降低运营成本。b)城市微单元能力引擎:打造“5G+北斗”位置服务能力。针对智能城市微单元中对位置服务业务差异化的需求,发挥中国联通基础网络能力优势,以4G/5G+北斗技术为核心,从5G+北斗融合基站研发入手,融合多种定位技术,基于位置服务平台开展综合位置服务系统建设,构建城市微单元高精度定位服务能力,通过SDK、API或应用的方式支撑上层应用,提供精准定位、地图导航、电子围栏、轨迹跟踪等室内外一体化的无缝定位服务。c)云网一体数字基础设施:提供定制化智能专网。利用中国联通网络频谱及网络运营优势,通过“公网专用、轻量级设备、网络切片”等技术构建全连接的新型智能专网,为客户提供更安全、更集中、更高效、更便捷的网络服务。智能专网利用5G相关网络技术可以将所需的网络资源灵活动态地在全网中面向不同的需求进行分配及能力释放,可根据客户业务需求提供灵活、定制化的网络,包括虚拟专网、融合专网、物理专网等不同的专网建设模式,进而帮助客户优化网络连接,降低成本,提升效益。45G智慧城市建设展望目前,城市智能化发展进入新的阶段,5G作为智慧城市建设的新引擎,将推动人人互联向万物智联转变。5G不仅仅是更高速率,更大带宽、更强能力的空中接口技术,更是面向智慧城市的智能网络。5G为城市提供随时随地的超级连接能力,促进人、物、组织在数字孪生城市中实时连接、交换数据与智能决策,使得虚拟城市与物理城市精准映射,虚实融合。中国联通将建设广泛覆盖的5G网络,致力于成为新型智慧城市的建设者与运营服务商,助力城市重塑智能体系,提供从数字基础设施、能力引擎、智能运营管理平台到顶层设计的一体化解决方案,使得城市治理更加高效,产业发展更加强劲,市民生活更加便捷,支撑数字经济高质量发展。
邮电设计技术杂志发表 2020年2期
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智慧社会与智慧城市
作者|邓中亮一、智慧社会与数字孪生城市习近平总书记在十九大上提出了要建设智慧社会。那么什么样的社会是智慧的?什么样的城市是智慧的?智慧的社会首先必须是透明化的。在透明化的基础上,才能做到知己知彼,百战不殆。而在透明化的同时,信息与网络的安全也必须得到保障。在透明和安全的基础上,我们才有可能谈智慧。数字孪生正是城市的透明化管理与智能运行的关键,而高精度时空信息是城市数字孪生的重要基础,是数字孪生城市技术落地的重点之一。高精度的时空基准和万物互联的透明化时代已经到来,感知无处不在,网络无处不在。高精度时空信息已成为国家安全、经济建设,包括智慧社会发展依赖的核心基础之一,是人类活动不可或缺的基础属性。高精度、高可靠室内外无缝定位已成为国防、经济、社会发展的迫切需要,将用于:(1)智慧赋能制造:工业互联网是5G最核心的应用之一,已成为新基建核心信息基础设施,而时空信息是工业大数据重要获取源头。(2)重大安全生产保障:使保障模式从传统的被动响应为主的救援模式发展成为精准的全时空主动预防模式转变。(3)智慧农耕:广域高精度定位、全时空精细遥感和超宽带移动通信可极大促进我国农耕水平发展。(4)智慧交通:通过精准位置服务,可大幅提升城市交通管理水平和智慧服务能力。(5)高安全的物件位置跟踪:米级定位精度是智慧社会现代智能化物流运输的重要保障。(6)低空开放:无缝位置感知是“低、慢、小”无人飞行器安全管控的基础。(7)智慧医疗:精确位置感知将赋能疫情监控、应急救援、特殊人群关爱,助力健康中国和全面小康社会建设。除了上述的应用,位置大数据和位置服务已经成为移动运营服务和盈利增长的新动能,激发了移动社交、移动支付、移动体验、智慧物联、无人驾驶等基于位置的移动通信新业态;平安城市建设也需要物联网、视觉、位置服务等一系列基础设施;2022年智慧冬奥会上,“北斗+5G”的重要应用将提供全过程全天候的场馆与人员精细保障。二、通信导航深度融合(一)北斗与无线网络的融合2020年7月31日,北斗开启导航全球服务。相比之下,美国的GPS发展了40多年,俄罗斯的GLONASS比GPS晚,但也比北斗早了20多年,加上欧洲还没建成的伽利略,全球四大卫星导航系统为人类带来了巨大的社会和经济效益,但彼此之间路线相近、市场竞争激烈。北斗与无线网络的结合可以形成差异化服务,带来增量效应:(1)北斗精确授时可为电网、铁路以及通信行业等领域带来纳秒级甚至亚纳秒级的网络时间同步,提升运行的安全性、稳定性、自主可控。(2)强大的网络可以为卫星定位导航服务带来从源到端的服务保障,将时空信息从“泛在的、精确的”提升至“可信的、安全的、智慧的”,从定位导航产业化走向位置服务商业化。(3)卫星定位导航信号覆盖广,直接定位精度达10米,差分增强可达厘米级,但在遮挡区域接收卫星定位信号困难。无线网络定位导航可以作为卫星在这些区域的补充,与卫星融合实现无缝定位导航。(4)北斗与移动通信网可以在信号、信息、设施、应用等层面深度融合,既能使北斗增强移动通信网支撑网络高效、安全运行,还能用移动通信网增强北斗,实现A-BDS快速定位、室内定位信号覆盖补充与差分增强。(二)无线网络定位机遇与挑战人们80%的时间都在建筑内,但室内接收卫星定位信号困难。而2G、3G、4G网覆盖了95%以上人口,假设通信这张网能用好,跟天上的卫星网实现对接,就可以解决无缝定位导航的难题。包括我国的“羲和计划”在内,世界大国相继实施了多个重要计划推动无线网络定位的发展。同时,美日欧等已自1996年起相继立法要求移动通信运营商必须提供定位服务。无线定位技术的发展可概括为从“单网自主”到“多网智能”的转变,在未来更将向“全源智慧”发展,最终实现“万物皆知”。如果能对移动通信网进行赋能,实现高精度定位,将能极大地激发位置服务产业发展。需要突破以下挑战:挑战一:可测性。城市峡谷和桥梁下环境复杂,多径非视距效应严重,对无线网络高精度定位带来极大挑战。挑战二:可靠性。单一网络存在覆盖盲区,异构多源网络融合导航基准、观测量,方式、能力差异大,存在异构多网融合定位难题。挑战三:精确性。传统无线网络定位存在瓶颈,如何实现低成本优于厘米级测距是需要解决的问题。挑战四:鲁棒性。大、中、小多尺度覆盖网络融合可以通过大数据关联测算技术与智能控制,提高导航控制与决策的鲁棒性,但相应技术需要进一步突破。挑战五:实时性。巨量位置感知计算的实时性处理(>2000亿人次/天)为位置服务计算能力带来挑战。(三)单无线网络定位为应对这些挑战,北京邮电大学邓中亮教授团队在科技部“羲和计划”和国家重点研发计划“室内混合智能定位与室内GIS技术研究及示范应用”项目的支持下形成了通导融合“共频带”定位理论技术体系,成功实现了基于移动通信网的高可用、高精度、高可信定位,成为了国际5G高精度定位标准,并在项目支持下于天津搭建了基于5G网络的室内外无缝定位示范系统验证。国际标准制定过程中,团队在工业互联网场景下实现了0.2米的定位精度。图1测试人员在示范区进行室内定位测试(四)异构多网多源协同定位移动通信网的建设要求是实现90%以上覆盖,剩下的百分之几,可以用多网融合来解决。邓中亮教授团队针对模糊环境定位导航普适性难题,创新提出图像-无线融合快速定位关联计算方法,实现国际最优的多边界约束寻优厘米级定位。(五)天地一体定位物联网、智慧交通、重大工程建设迫切需要更大范围高精度无缝定位。卫星网覆盖全球,但在地面覆盖有限,如室内、地下等,需要无线通信网的补充;而无线通信网在边远地区覆盖稀疏,卫星可以解决这个问题。将卫星地面网和无线通信网结合,可以实现低成本差分增强与信号无缝覆盖的定位系统与服务,能够做到天网恢恢疏而不漏。三、新基建“北斗+5G”发展机遇(一)北斗+5G——支撑PNT新体系(天地一体)结合北斗/GNSS、高中低轨卫星、地面网络等,基于5G建立新型泛在、无缝、通导一体化位置服务基础设施,构建全空域、全时域、全频域、高精度、高可靠、高可用的位置服务体系。基于天地一体高精度无缝定位服务应用架构,充分利用已有基础设施,统一开发复制推广,建立覆盖全国的集基础观测网络、室内外高精度定位一体的综合位置服务系统。中国在轨卫星数量逐年递增,通信卫星占比19%,提交的卫星申请数已超过3000颗,将这些卫星与北斗、5G结合起来将能极大降低服务延迟,提高用户规模,增强系统抗毁能力。(二)5G愿景:信息随心至,万物触手及5G业务在于万物互联,而高精度时空信息可为万物互联提供支撑,是5G服务的产业化应用的重要抓手。5G大带宽、低时延、高容量的特性,可支撑虚拟双频、三频差分定位、降低多径/非视距对定位影响、降低站间系统误差,对导航定位性能提升具有重要意义。四、展望(一)空间信息无缝感知是数字孪生的重要支撑,未来城市中的万物即是感知源也是应用终端。(二)我国位置服务用户激增,泛在化的位置服务计算是演进的方向,需结合云计算、边缘计算进行位置大数据处理。(三)仿生通信定位导航是实现无人化、智能化、高安全的重要潜在手段。(四)基于人工智能的认知与控制结合全源定位、通信与计算,实现智慧导航是未来的发展方向之一。(五)室内外通信与无缝、高精度、高可靠定位可为多机协同及自组网为无人机集群作业等提供支撑,是未来低空安全开放的关键之一。(六)构建时空服务安全保障服务体系是预防未来智慧社会中隐私与安全问题的关键。(七)还需进行智慧城市创新应用,提升社会治理水平、运行效率和服务能力,实现城市精细化管理、智能交通、现代物流等应用,将带来万亿产业链。(八)需要制定通信-导航融合位置服务标准、政策、法规,促进技术向产业、向应用服务转化。(九)新一代信息技术产业存在产值大、人才缺的问题,需要加强通信与导航复合人才的培养。祝愿未来虚实孪生演绎,城市更美好!
中国建设信息化杂志发表 2021年17期
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基于5G技术智慧交通的研发应用
作者:杨轩(广东省交通规划设计研究院集团股份有限公司,广州510507)0引言以科技创新与5G技术应用场景探索为指导,结合国家五大发展理念,深入贯彻落实交通运输部《数字交通发展规划纲要》、《广东省加快5G产业发展行动计划(2019~2022年)》以及广东省交通运输厅《推进全省高速公路项目5G网络覆盖和应用示范工作的实施方案》等,推动高速公路传统机电三大系统与新一代5G通信技术融合。在此基础上,完成一系列新系统的研究、设计、开发,并在从埔高速公路运营后正式使用,探索数字交通新模式下机电系统的建设、应用经验,在助力智慧运营、提升建设品质、提高运行效率等方面取得新突破。本文通过研究在高速公路收费广场、服务区、隧道、管理中心等场景下,应用基于5G无线设备数据传输模式,确定新传输方式的可行性和稳定性,并探索在新传输模式下的通信系统传输架构。1研发应用背景高速公路监控系统利用布设在高速公路沿线的设施,起到车辆监控、环境监测、发布信息等作用,在高速公路安全运营中扮演着重要的角色。通信系统实现监控系统和收费系统的数据、语音和图像等信息的传输,同时保证高速公路管理部门之间业务联络通讯的通畅,并为高速公路内部各部门与外界建立必要的联系。当前高速公路通信为有线通信,通信系统通过在高速公路沿线铺设专用的通信管道自建闭环的通信网络,以光纤和交换机通过存储转发和分级传输的方式传递信息。目前高速公路的通信传输方式能基本满足高速公路通信的需求,但也存在着不足:(1)通信系统通过光纤形成闭环网络,具有较强的安全性和独立性,但在覆盖率、成本控制、传输速率以及灵活性方面能力不足。(2)通信传输链路长,监控视频质量会随着传输距离的增加而降低。(3)现有的外场终端设备通信协议不统一,导致数据格式混乱,容易形成信息孤岛,海量的数据管理及治理成本较高,不利于数据挖掘及应用。(4)随着道路长度和电子设备数量的增加,对于三大系统的维护难度也随之增加。如道路沿线需要新增摄像机时,需要开挖道路,并敷设新的分岐光缆至分岐手孔处与原有辅助光缆或主干光缆熔接,施工复杂、工程量大、造价较高,且施工期间可能会对现有通信通道造成损坏,存在整个通信链路中断的风险。(5)一旦高速公路发生事故,可能会对沿线通信基础设施造成损坏,影响监控系统和收费系统的正常运作,甚至导致整个系统瘫痪,造成经济损失和不良的社会影响。因此,随着社会发展和科技进步,传统的机电设施通信体系与当今时代的服务和需求存在一定的差距。2需求分析2020年7月,5G第一个演进标准R16(Release16)冻结,标志着5G网络已具备真正的系统级低时延高可靠性能力,实现了网络切片应用背景下的4G—5G互操作问题,以满足智慧车联网、工业互联网等行业应用,为高速公路基础机电设施信息化带来了新的契机。与传统的通信技术相比,5G技术具有许多优点,充分利用这些优点,可以建设全新的高速公路基础机电设施通信体系。(1)利用5G技术超宽带、速率快等特点,通过在外场设备增加5G链路,无需在通信中心设交换机,从而将现有的外场视频链路接入5G网络,提高视频监控和语音通信质量。(2)5G网络利用切片技术,保证通信的安全、可靠和低延时等特性。(3)设备间通过5G网络通信,可以减少电缆敷设,节省建设及维护成本,也可保证通信的实时性。(4)5G通信技术备份保障。研究、设计一套有线通信与无线通信相结合的新通信模式,两种通信模式互补,可保证通信的可靠性。同时,无线与有线通信的结合,可以为终端设备提供多样化的通信手段,优化通信链路建设方案。(5)通过构建数据仓库,建设多元数据融合的综合交通数据仓库,进行数据挖掘及应用。(6)5G技术可实现车辆、道路、私有云平台之间的实时通信,为高速公路后期建设自动驾驶、车辆协同等新型智能交通体系提供传输通道。3研发应用的内容3.1基于5G的无线外场设备传输无线传输已经应用在生活的各个角落,在5G拥有高速率、低延时、大容量等优势下,应用5G无线传输可以极大简化收费广场、服务区等设备密集处的外场通信传输问题,减少外场线缆布设与连接,同时降低了新增外场设备的施工难度,为将来新增5G应用、智慧交通设备提供有力的数据传输方式。本研发应用需确定基于5G的无线外场设备传输模式是否可行,稳定性是否满足需求。3.2扁平化通信管理系统研究区别于传统的点对点、逐级汇聚的通信模式,探索由通信中心直接对接各终端的扁平化通信管理系统,研究开发新通信模式的应用潜力,为智慧交通开拓更多的应用场景。3.3新通信模式的研究、设计、建设、运维新的通信模式采用的各子技术本身已较成熟,本研究主要工作在于系统性集成,针对高速公路通信需求的特点进行研究、设计,并通过试点工程的建设、运维,积累经验,通过边研究边调整的思路,最终摸索出切实可行的高速公路新通信模式。3.4新传输模式下的相关软硬件应用在有线通信模式改变到无线传输模式的框架下,对相关硬件设备及软件进行探索、研发并投入使用,实现“软、硬无线一体化”。4拟解决的技术问题(1)现有收费广场地下通信管线较多,改扩建项目还涉及到管线破坏及恢复,工程量较大,易对现有监控、收费业务产生影响。在新的无线传输模式下,对于类似的扩建工程,仅需要对现有收费广场设备及机房设备进行翻新更换即可,替换时间快、效率高。(2)隧道内部属于密闭空间,发生危害将危及作业人员,现有紧急电话在多种危害(如火灾、有毒有害气体泄漏等)情况下,无法发挥作用,将对隧道本身及司乘人员造成极大的隐患。面临大范围的灾害,持可移动紧急电话灵活方便,沟通报告灾情更加便捷,指挥救援更加安全,人身安全可得到较大的保障。(3)目前广东省高速公路较多路段正在进行改扩建工程,外场监控设备均使用有线传输的模式,改扩建期间需涉及到外场监控的迁改以及临时施工监控的搭建,采用有线传输加大了施工的难度及复杂度。若采用无线外场监控设备,仅需考虑安装位置即可,节省工程造价,保证主线的扩建工程顺利进行。5技术路线5.1收费站的应用收费站内的设备可通过5G通信系统与收费中心相连接,进行数据的上传与下发。收费中心计算机系统由超融合服务器、分布式存储服务器、远程控制服务器、管理计算机(车道监视及收费管理工作站、财务工作站、CPC卡管理工作站、交接班管理工作站)、激光、喷墨、以太网交换机等设备构成。它们通过5G网络直接连到收费中心以太网交换机上。收费中心与收费站通过5G通信系统提供的数据传输通道,进行数据通信。收费中心计算机系统通过通信系统提供的数据传输通道,进行数据通信。所有收费站的设备可基于5G网络进行数据传输,提高了收费广场的建设速度,简化后期维护,设备仅需供电即可使用,具有设备安装便捷、可扩展性强等优点,随时可以基于技术要求与未来发展趋势,便捷新增各种设备。在试验初期可基于原来的收费、通信网络架构,搭建传统的通信系统,并在部分收费站设立5G试点;后期可通过电信现有5G通信网络,或者建设交通运输专属的5G切片专用通信网络。5.2服务区的应用对于现有的服务区,可使用5G作为设备通信渠道,并通过5G链接到一个共通的通信网内,便捷收集服务区各个终端的信息,大数据分析服务区的经营与管理情况,及时提供更好的经营策略。服务区可采用全景摄像机技术,实现GIS地图、三维地图、视频的无缝融合,构建服务区数字孪生视觉计算引擎,自动生成流量监测、设备监测、营运监测、视频数字化分析的数据等;通过车位检测摄像机,监测服务区内车位占有率、车辆饱和度数据以及乱停乱放情况;利用客流量检测摄像机,监测服务区客流数据、服务区饱和度情况,并根据数据采取相关的服务措施。服务区所有设备均通过5G网络回传数据,提高数据传输的可靠性。服务区采用的5G通信架构,各项数据不再是存储在一个独立的局域网内,结合全域视频监控,可以将整个公路与服务区结合在一起,打造全数字化公路,实时为司乘人员提供服务区车位情况、人流情况、厕所位置、服务区售卖食品(可以提前预定)等各种人性化服务,实现智慧交通中人性化的一面。5.3管理中心的应用旧有通信系统为多层级系统,上级单位想要获取外场设备等数据,需经过上级单位系统-管理中心-收费站-外场设备等多个层级,结构复杂,且限制于旧有通信系统架构无法优化。5G技术可以不受现有网络限制,获取更多设备本身信息,如使用情况、功耗情况、覆盖情况等,快速得知设备使用率与覆盖率等,且无需再重新建设通信网络即可根据需要、技术发展趋势、突发情况与使用需要增减外场设备。利用5G技术超宽带、速率快等特点,通过在外场设备增加5G链路,无需在通信中心设交换机,从而将现有的语音通信和外场视频链路接入5G网络,提高视频监控和语音通信的效率。基于专用的5G通信系统,可以打造互联网时代的通信架构,打造扁平化管理系统,所有有权限的中心可直接连接终端设备,进行数据的获取、指挥;所有外场设备将具有部署灵活、监控大厅可实时感知与控制的优势,管理人员可及时获取设备使用情况、获知设备功耗情况、目前温度是否过热等多种运行状况等,便于优化设备部署与使用。除此之外,可及时获取设备自身的状况,如突发离线或者其他故障,可及时在系统显示故障地点、设备、原因,彻底改变维护模式,减少巡检耗费的人力物力,直达问题所在,实现快速修复,有力支撑未来智慧交通所必须的大量复杂设备的使用环境。5.4结合5G与北斗高精度定位技术的设施状态监测系统高速公路基础机电设施是采集交通信息、监控交通状态、发布交通信息的前沿阵地,是与道路使用者直接交互的存在,其数字化程度直接决定了高速公路的运营质量和服务水平。但是当前高速公路基础机电设施数字化程度不高,主要体现在以下几方面:(1)通信系统通过光纤形成闭环网络,具有较强的安全性和独立性,但在覆盖率、成本控制、传输速率以及灵活性上能力不足。(2)现有的外场终端设备通信协议不统一,导致数据格式混乱,容易形成信息孤岛,海量的数据管理及治理成本高,不利于数据的挖掘及应用。(3)随着道路长度和电子设备数量的增加,对于三大系统的维护难度也随之增大,且部分电子设备损坏时无外观变化,在一定程度上也增加了维护的难度。随着物联网的发展及人们思维的转变,高速公路基础机电设施数字化的需求越来越迫切。5G技术的快速发展,为高速公路基础机电设施信息化带来了新的契机,与传统通信技术相比,5G技术具有许多优点,充分利用这些优点可以建设全新的高速公路基础机电设施通信体系。5G网络利用切片技术保证了通信的可靠和低延时特性,设备间通过5G网络通信可以减少甚至取消电缆敷设,降低建设及维护成本,也可以保证通信的实时性。在此基础上,通过构建数据仓库,建设多元数据融合的综合交通数据仓库进行数据挖掘及应用。结合北斗高精度定位技术与5G通信模块,打造所有设备在线、及时感知设备位置和状况的未来设施状态监测系统。6技术创新(1)外场设备使用5G网络进行数据备份,并逐步替换为5G数据传输为主。(2)收费站的设备可基于5G进行数据传输,提高收费广场建设速度,简化后期维护项目,设备仅需供电即可使用。具有设备安装便捷、可扩展性强等优点,随时可以基于技术要求与未来发展趋势,便捷新增各种设备;对于现有服务区,可使用5G作为设备通信渠道,并通过5G链接到一个共通的通信网内,可以便捷收集服务区各个终端的信息,大数据分析服务区的经营情况与管理情况,及时提供更好的经营策略;管理中心基于交通运输5G通信系统,可以打造互联网时代的通信架构,打造扁平化管理系统,所有有权限的中心可直接连接终端设备,进行数据的获取、指挥。(3)结合北斗高精度定位技术与5G通信模块,打造所有设备在线、及时感知设备位置和状况的未来设施状态监测系统。(4)所有外场设备将具有部署灵活、监控大厅实时感知与控制的优势;可及时获取设备的使用情况以及设备功耗及运行状况,便于优化设备部署与使用情况;可及时获取设备自身的状况,在系统显示故障地点、设备、原因,实现快速修复,有力支撑未来智慧交通所必须的大量复杂设备的使用环境。7结语在高速公路设计中创新性地融合5G技术,可将当前高速公路行业主流的有线传输通信改变为无线传输通信,较大地降低建设难度与维护成本;结合现有太阳能供电,可简化外场设备安装布设方式;通过基于5G切片技术的扁平化组网方式,实现无线通信安全与多业务并发保障。在此基础上,实现高速公路智慧管理与车路协同技术新突破,大幅提升高速公路管理效率,减少交通事故,提高高速公路通行效率。本项目面向智慧高速公路的应用场景,聚焦5G通信技术与传统机电三大系统的融合应用,探索5G新通信模式的设计、建设与运维,可以提高高速公路的通信传输效率与安全,具有良好的应用价值和社会意义。
广东公路交通杂志发表 2022年3期
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自然资源行业数据中台建设思路
作者:屈晓波,陈安慧,易小威(1.自然资源部国土空间大数据工程技术创新中心平台软件研发分中心,北京100015;2.北京超图软件股份有限公司,北京100015)0引言众所周知,数据是数字经济的“石油”,大数据不仅使我们认识到数据的重要性,更引发了社会各行业的技术变革。大数据时代聚焦如何以科技之“火”点燃数字经济高质量发展“石油”,持续释放数据能量。2000年后,随着“金土工程”、第二次全国土地调查、不动产登记、自然资源“一张图”、第三次全国国土调查、国土空间基础信息平台、国土空间规划等专项工作的推进,自然资源行业在资源调查评价、规划利用、监管修复等方面积累了大量的数据。近年来,随着遥感、倾斜摄影、激光点云等数据采集技术进一步成熟和应用,自然资源行业在基础数据方面持续积累了大量的空间数据,由于数据产生的时间跨度较大、数据的标准化和规范化较差,应用难度较大。如何对海量的多源异构数据进行管理,挖掘数据价值,如何实现从传统数据离线交换式共享到不同应用场景在线共享转变,是自然资源行业信息化需要解决的难题。为破解这一难题,本文从自然资源行业数据中台建设角度,提出了解决方案。1数据中台的定义数据中台概念起源于阿里巴巴集团,2014年阿里巴巴集团在芬兰Supercell公司接触中台概念后,提出了“大中台、小前台”的组织机制和业务机制,通过高效、统一的后方系统支持前端的机动部队,减少冗余投入。一直以来,技术界对于数据中台的定位和理解都存在较大的争议,以下是几个典型的说法:(1)原阿里巴巴集团大数据科学家付登坡在《数据中台:让数据用起来》中,将数据中台定义为一套持续让企业数据用起来的机制;一种战略选择和组织形式;依据企业特有的业务模式和组织架构,通过有形的产品和实施方法论支撑的一套持续不断将数据变成资产并服务于业务的机制[1]。(2)袋鼠云高级副总裁张旭在《数据中台架构:企业数据化最佳实践》中提出,数据中台是一个为实现企业全面数据化的解决方案,是一套全面支撑企业数据化的架构,会成为企业开展全面数据化的基础设施[2]。(3)全球性软件及咨询公司思特沃克公司对数据中台的定义则比较简单,认为数据中台就是企业级数据能力复用的平台[3]。综合上述定义,数据中台的关键词为协作、融合、共享和创新。本文认为,自然资源行业数据中台是纵向贯穿四级自然资源主管部门、横向连接直属单位和部门的业务流程及数据融合的机制、设施和纽带,通过数据中台能够完成数据治理和数据组织,打通数据孤岛,完成数据资产化,实现数据之间的价值共通和数据赋能,并以共享方式支持业务的快速发展和应用创新。数据中台能够为企业或组织带来价值,完成部门间的协同。2自然资源数据特点2.1数据量大自然资源行业涉及的业务广泛,信息化持续时间长,近年来,遥感等技术手段大量应用于日常管理,自然资源行业沉淀了海量数据。2.2数据来源多样自然资源业务横向和纵向跨度大,数据来源多样性明显,归纳起来,主要包括以下来源:(1)纸介质档案数字化。该数据来源主要存在行业信息化初期,由各种纸介质档案扫描识别或直接录入等方式产生,主要集中在调查、登记环节。(2)数据转换。数据生产过程采取了部分数字化手段,后期直接将数据转换形成行业数据库,主要集中在权属调查、土地利用等环节。(3)数据整合。该数据来源主要由于业务的整合或分割,为保证原有数据的继承而采取的数据生产方式,大量集中在不动产登记等整合型新业务。(4)数字化生产。近年来,更多的数据采取了全数字化采集、直接生成数据库的方式,第二次全国土地调查、第三次全国国土调查等专项工作采取了此范式生成数据。2.3数据标准化低行业信息化建设标准,特别是相关技术和数据库标准的编制起步较晚。自然资源行业的部分数据标准化程度较低,数据结构差异较大,且数据库的完整度也存在不足。2.4管理数据基本未空间化如前文所述,自然资源行业的大部分管理与空间有关。信息化前期,空间数据技术和设备相对落后,导致基础空间数据积累不足,因此,较多的管理数据没有进行空间化。2.5数据现势性差自然资源行业数据的更新方式主要分为批量更新和业务即时更新。在传统外业采集方式下,数据更新周期长、成本高导致数据现势性较差。2.6数据关联性差自然资源领域业务线众多。多年来,自然资源业务始终以纵向方式为主,对数据的共享协同要求不高,这直接导致了行业数据的横向关联性较差。3自然资源行业数据中台2019年,自然资源部印发《自然资源部信息化建设总体方案》(以下简称《总体方案》),提出建立“一张网、一张图、一平台和三大应用体系”,形成“用数据审批、用数据监管、用数据决策”的国土空间管控新机制,基于统一标准、相互关联、适时更新的自然资源数据,建立分布式共建共享的数据管理机制[4],如图1所示。《总体方案》勾画了行业数据中台的雏形,不管是自然资源“一张图”还是国土空间基础信息平台,实质都要实现行业数据的融合、共享和业务的协同。图1自然资源数据中台总体架构根据数据中台和自然资源行业数据的特点,为实现《总体方案》设定的工作目标,自然资源行业数据中台建设是一个很好的解决方案,必须重视以下的能力建设。3.1数据汇聚融合数据中台建设需要汇聚分散在自然资源、发展改革、生态环境、住房和城乡建设、水利、农业农村、林草等空间基础数据生产和管理部门的现状数据、规划数据、管理数据、社会经济数据,以及三维数据和物联网数据,按照统一的数据标准运用主数据管理、元数据管理、数据模型管理、数据质量管理和数据安全管理等多种工具进行分析融合,形成“一数一源”的国土空间大数据数字底座。3.2数据管理数据中台必须提供海量数据的存储、更新、快速计算的解决方案和能力,对内实现不同类型空间数据采用不同的存储更新策略,对外采用统一数据访问接口以减少上层应用的复杂度,满足数据的日常管理和应用。3.3数据可视化与传统的图表展示不同,自然资源行业空间数据的可视化展示较复杂。海量三维数据高效可视化一直是技术难题,需要考虑基于时空数据多元存储模型,实现支持多维多尺度动态表达的时空大数据高效可视化方法,并利用数据的时空特征和变化趋势的快速提取,降低大规模动态时空数据的实时渲染时间消耗和硬件需求。3.4数据分析自然资源行业数据中台需提供大数据分析功能和叠加分析、缓冲区分析、连通性分析、空间关系分析等基本的空间分析。针对三维数据,需要提供碰撞检测、通视分析、可视域分析、天际线分析、日照分析、剖面分析等,并能够自定义计算模型,提供面向监管的决策辅助分析。3.5数据服务通过数据服务共享,为政府部门、事业单位和科研机构提供国土空间数据和信息技术保障,为企业和公众提供国土空间数据服务,满足横向跨行业、纵向跨层级的需求。3.6运行维护与资源监控自然资源行业数据中台由于数据汇聚、管理与运行的特殊性,需要提供灵活方便、功能强大的运行维护与资源监控能力。4解决方案根据自然资源行业数据中台的定位和行业业务需求,结合相关新技术的发展,本文提出基于大数据、物联网、云计算、人工智能(artificialintelligence,AI)等技术,采用“Kubernetes+Docker+微服务”的云原生架构,建立行业数据中台。考虑到大部分省份已基本建成自然资源“一张图”和国土空间基础信息平台,本方案通过升级已有的架构满足超大规模多源空间数据在面对复杂业务应用时的高性能、高扩展、高可用需求。4.1数据中台构成数据中台由基础设施即服务(infrastructureasaservice,IaaS)、数据库即服务(databaseasaservice,DaaS)、平台即服务(platformasaservice,PaaS)和软件即服务(softwareasaservice,SaaS)组成,如图2所示。图2数据中台构成4.1.1基础设施即服务基础设施即服务将软件环境、硬件环境、物联网设备、通信网络和网络安全等资源进行整合,形成按需动态扩展的高性能分布式计算和大容量存储环境,实现云服务模式和云架构共享资源池。平台采用云原生技术,利用运行监控、智能调度等功能实现各类服务按需使用基础设施资源。4.1.2数据库即服务基于自然资源现状、规划、管理等地理空间数据,集成生态环境、人口等其他行业的社会经济数据,并提供常用的空间关系型数据库数据、空间非关系型数据库数据、缓存数据库数据、文件型数据等各类数据的管理及维护,构建自然资源“一张图”。4.1.3平台即服务平台即服务包括基础支撑能力、数据能力、服务能力和分析能力,是数据中台的核心部分。4.1.4软件即服务提供丰富的应用程序接口(applicationprogramminginterface,API)和二次开发接口,为自然资源行业提供多种应用支撑,支撑面向自然资源调查监测评价、自然资源监管决策、“互联网+政务服务”的三大应用体系。4.2主要建设内容4.2.1云原生GIS提供基础支撑能力云原生GIS技术包括微服务、容器化、自动编排等技术[5-6]。本方案基于SpringBoot、SpringCloud的微服务生态技术搭建平台的系统设置、权限管理、访问控制,并基于“Docker+Kubernetes”技术实现微服务容器组件的自动化编排,实现微服务治理和开发运维。其中,微服务拆分自2018年以来,不断升级进化,已实现函数级微服务。云原生技术实现更智能、更快捷、更弹性及更节省资源。GIS微服务进化如图3所示,空间分析微服务被拆分为11个函数。图3GIS微服务进化4.2.2全生命周期的数据管理能力(1)数据汇聚治理融合。支持倾斜摄影模型、BIM、精模、点云、矢量、地下管线、地形等空间数据接入,同时支持手机信令、浮动车位置、物联网监测等实时流数据接入。根据数据特点,基于地理空间数据抽取、转换、装载(geospatialextracttransformationload,Geo-ETL)技术,构建数据的抽取、转换、接入功能,形成统一坐标体系、统一分类标准、统一数据模型和统一数据标准的时空数据库及各类主题库,如图4所示。图4数据汇聚治理融合流程(2)数据更新。生产空间、生活空间、生态空间日新月异,原来更新方式已无法满足需求,测绘生产与更新手段亟待变革。数据中台通过“互联网+测绘”在线抓取相关信息,实现地理情报挖掘分析,并通过整合多种更新方式,规范数据更新流程,确保数据及时更新,如图5所示。图5数据更新流程(3)数据图谱。数据图谱以地理实体为维度,可以分别对地理实体属性字段进行血缘分析,追踪字段的数据来源和计算过程,并联合历史数据库,将更新和修改记录纳入管理范围,形成透明化、可追溯的数据图谱,满足数据真实性、完整性和正确性要求,实现全生命周期可视可控,如图6所示。图6数据图谱4.2.3购物车方式服务资源共享能力通过统一的服务资源目录展示中心,提供基础服务、专题服务和高级服务。数据中台面向各级空间基础数据生产和管理部门,提供数据共享能力。通过资源中心,用户可以像逛超市一样,进行数据资源查看、服务资源目录浏览、快速检索、信息预览、在线资源申请等操作。4.2.4基于GP算子的自然资源专题分析能力地理处理功能模块(geoprocessing,GP)拥有图形化的交互方式,为相关工作人员提供简单清晰、流程化的操作界面,通过多个预定义的地理处理工具,提供了强大的空间数据管理与分析能力。可基于GP算子搭建自然资源专题分析模型,开展永久基本农田占用、高标准农田占用、建设项目选址、城市规划与土地规划差异、用地项目重叠等分析。4.2.5基于知识图谱的全面查询分析能力知识图谱利用图形绘制方式揭示知识领域的动态发展规律,通过知识建模、知识存储、知识抽取、知识融合、知识计算及知识应用等步骤,建立不同的知识图谱模型[7]。本方案基于标签体系建立搜索知识图谱,可以帮助客户快速查找需要的数据资源并根据搜索记录向客户推荐资源。包括以下步骤:(1)梳理系统数据分类。(2)根据不同业务诉求设计可用标签。常见的互联网标签一般包括以下两类。①数据分类方式,如根据数据来源、数据更新频率、归属部门等进行标识和分类。②数据内容重新描述甚至重新组织的方式[8]。参照互联网的分类原则及自然资源的行业特点,数据标签分为数据本身、系统使用人员、关系标签3个类型。(3)建立标签目录层级。根据梳理的标签,按照3大类100余项建立标签目录。在产品使用过程中,现有标签体系不满足业务需求,可以自定义标签,如图7所示。图7标签目录(4)标签链接。建立标签目录层级,可以在数据导入时,通过元数据自动采集,提取数据的标识信息、空间参考信息、生产信息、时序信息、精度信息、粒度信息、质量信息和分发信息等内容。对于无法从元数据中获取的标签信息,用户可以手动添加。通过系统自动或人工方式实现数据和标签的链接。(5)展示标签。用户可以根据不同标签对数据进行快速检索,系统结合用户画像进行内容推荐。4.2.6大数据分析预测预警能力通过接入各类智能感知设备的采集数据和其他关联数据,建立监测评估预警指标体系,基于广泛的态势感知,对未来发展形势进行科学预判与预测。例如,结合气象数据对城市进行淹没分析,形成不同等级的应急预案;构建疫情数据分析模型,分析确诊或阳性病例在全国或全球的分布情况及传播趋势。5结束语基于微服务、容器化、DevOps的云原生技术,用户无需考虑底层的技术实现,可以充分发挥云平台的弹性和分布式优势,实现快速部署、按需伸缩、不停机交付等要求,满足自然资源行业海量数据汇聚融合和数据价值挖掘的需求,实现数据汇得进来、管得清楚、支撑得住、用得方便。随着自然资源数据越来越多样及精度不断提高,如何更高效地完成数据治理融合工作,结合实景三维数据与业务开展更多的空间分析,是下一步的工作重点。
自然资源信息化杂志发表 2022年5期
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5G赋能未来智慧社会
作者:付士辉崔健【摘 要】近年来,科学技术快速发展,全球迎来5G时代。5G属于新一代的移动通信技术,与4G移动网络相比,5G并非简单的升级,而是作为商业模式革新,不仅是跨行业数字的传输与融合,也是全场景化的应用。5G,是数字经济时代的基础性设施,其高密度和高速率的特征,对我们的生产生活有巨大的影响。论文一方面对5G相关内容进行概述,另一方面重点研究5G赋能未来智慧社会的体现。【Abstract】Inrecentyears,scienceandtechnologyhavedevelopedrapidly,andtheworldhasusheredinthe5Gera.5Gisanewgenerationofmobilecommunicationtechnology.Comparedwith4Gmobilenetworks,5Gisnotasimpleupgrade,butasabusinessmodeinnovation.Itisnotonlyacross-industrydigitaltransmissionandintegration,butalsoafull-scenarioapplication.5Gisaninfrastructureintheeraofdigitaleconomy.Itshighdensityandhighspeedcharacteristicshaveahugeimpactonourproductionandlife.Ontheonehand,thispapersummarizestherelevantcontentof5G,andontheotherhand,itfocusesontheembodimentofthefuturesmartsocietyempoweredby5G.【關键词】5G;智慧社会;场景化【Keywords】5G;smartsociety;scene-oriented【中图分类号】TN929.5;F623 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069(2021)12-0167-031引言现阶段,在国际发展竞争中,5G已经成为焦点内容。5G能够帮助国家在激烈的国际竞争中取得战略的主动性。全球已经有不少国家,在发展期间将5G上升到战略高度。而且,通过系列性政策的出台,促进5G移动通信技术的发展,缩短其商业化落地的时间。从3G,到4G、5G,信息技术迅猛发展。在新的发展环境中,要求各个企业能够以全新的思维重新认识5G,并且从战略的高度上看待5G,使其在未来智慧社会中发挥应有的作用。从此种角度来看,本研究有一定的现实价值和意义。25G相关概述2.15G及性能指标5G,全名为第五代移动通信技术。该技术作为新一代的宽带移动通信技术,特征体现为大连接、低时延和高速率[1]。该网络技术,是实现人机物互联的基础性设施。国际电信联盟,对5G网络技术应用的三大类场景进行了定义。第一,超高可靠的低时延通信。该通信主要是面对垂直行业的应用需求,包括自动驾驶、工业控制和远程医疗等。第二,增强移动宽带。主要是为互联网用户提供使用体验,面向的爆炸式增长的移动互联网流量。第三,海量机器类通信。主要是满足目标应用需求,以环境监测、智能家居等为主[2]。为满足应用场景中5G的多样化需求,其关键性能指标在网络技术不断更新中,日渐呈现出多元化发展趋势。5G技术,作为新型的移动通信网络,能够解决人与人通信的问题,提高通信水平,为用户增强身临其境的虚拟现实业务体验。同时,也能解决人与物通信、物与物通信的相关问题[3]。就5G网络技术的性能指标来说,其峰值速率需要达到10~20Gbit/s,满足高清视频的数据量传输。控制的接口时延降低到1ms,能满足远程医疗和自动驾驶的需求。有设备连接能力,可满足物联网的通信需求。在连续性的高移动或是广域性的覆盖下,用户体验速率能够达到100Mbit/s。2.25G关键技术及应用领域5G关键技术,包括5G无线关键技术、网络关键技术。在5G无线关键技术方面,5G国际技术的标准,能够满足物联网的灵活性需要。从技术应用角度来看,5G网络技术能够支持三大场景,全新系统设计比较灵活[4]。通过对5G的频段分析,与4G低频存在差异,受中低频资源有限的影响,5G网络技术不仅会支持中低频段,也会支持高频频段。其中,中低频能够满足覆盖需求、容量需求,高频能够满足热点区域对容量提升的需求。针对中低频、高频需求,5G网络技术设计了相对统一的技术方案,且支持百兆的基础宽带。为支持低时延,5G可加强对快速反馈技术的应用[5]。在5G网络关键技术方面,5G网络技术采用的服务架构新颖,对于差异化的场景有支持作用。5G技术采用的是全服务化的设计,实现功能的重构。利用通用数据下的云化组网,网络功能部署具有较强的灵活性,且资源的调度效率较高。以网络切片的方式,对5G网络技术需求加以满足。网络切片,是从某固定的网络中选取某项特定的功能,定制出的网络有独立的逻辑,能够为各自用户目标服务。目前,5G技术已经被广泛应用于各行业中[6],如工业领域、教育领域、能源领域、医疗领域等,且取得了一定的效果。35G赋能未来智慧社会的体现3.1国家信息化战略的延伸无论是国家的发展还是社会的发展,都离不开强有力的信息技术。5G,作为国家信息化战略的延伸,对于未来智慧社会的发展有重要作用。从国际金融发展至今,已经有不少国家逐渐认识到信息技术的重要性。而且,通过出台系列性政策的方式,实现对新一代信息技术的扶持[7]。5G,是新型网络基础设施,也是新时代的技术。就国家战略性布局而言,我国早在2013年就已经发布了“宽带中国”的战略。该战略,使我国经济发展速度明显加快。2015年以后,我国在系列性网络提速降费的措施下,为人们的生产生活带来了极大的便利,企业宽带费用、专线费用均有所降低。信息技术的发展,使企业效率提高、成本降低。从某种角度来说,信息技术对整个社会经济起到了推动性的作用[8]。2017年,国家出台系列性的政策,实现了对人工智能发展的推动。同时,在政府工作报告中首次提到5G,认为要加快5G的研发、转化。2018年,人工智能、大数据与产业的融合再次出现在政府工作报告中,且强调了5G和云计算等信息技术对社会发展的重要性。2019年,全国各地都开始响应国家号召,大力发展5G,有将近30个省份都将5G列为发展的重点内容。信息化与工业部门联合向中国移动、电信和联通等发放了5G商用牌照。三大运营商同时宣布,5G开始商用,也意味着我国5G正式实现了行业化应用。可以推测,在未来政府政策的大力支持下,在各大企业和三大运营商的共同推动下,5G在中国的研发、商用上,将会引领全球,逐渐实现智慧社会。在人工智能和大数据等新型技术的不断更新与发展下,“互联网+”开始与各行业融合,促进企业生产的数字化与智能化。“互联网+”时代的来临,不仅影响了产业分工,也影响了全球的发展格局[9]。在此期间,会有更多的数据产生。而5G作为新型网络中的基础设施,其所拥有的大宽带,能够为数据提供便捷的通道,使数据快速传递。我国对于5G网络的建设,并非是投资完毕后大家“分蛋糕”,而是扎实推进5G网络后,将“蛋糕”越做越大,真正将其落實到经济发展中,提高经济发展质量和水平。现阶段,全世界各国都开始重视5G商用,想要争夺5G制高点,此种现象能够从间接角度上体现出我国所提出的5G发展战略方向的正确性。我国与其他国家相比,5G的发展拥有比较突出的优势。在未来发展中,我国要持续利用各种优势,从战略角度上推动5G的建设。3.2促进立体与宽带网络发展在社会发展过程中,每次网络演进都使信息通信技术业务发生转变。网络能够支撑的业务也不断丰富。从技术角度来说,5G与其他网络技术存在差别,5G属于微蜂窝技术,而其余网络技术则属于宏蜂窝技术。目前,无论是业界对5G的想象,还是对5G的宣传,都是对4G的理解[10]。5G网络,作为全新网络,应用和研究正处于初级阶段,对于5G的认识并不全面。1G,属于模拟技术;2G以后开始就属于数字技术。从2G到4G是信息技术的平滑演进阶段,从4G到5G是跨越式变革阶段。从整体来说,1G完成语音通话,2G完成模拟与数字的转变,在语音通话的基础上,完善上网功能。3G时代,提高了移动通信大数据传输能力,能够支持语音、图像的同时,也可支持互联网业务。4G时代,可以传输质量较高的视频,且移动互联网业务速率较高,可以实现手机定位和导航。5G作为变革时代,网络传输速率更快,且资费相对较低,5G与物联网各类应用的融合,逐渐朝智能化和数字化发展。5G技术,是千兆技术,也是信息通信技术的集中应用。对未来网络发展趋势进行推测,可以明确在5G技术下,将会融合广域网、城域网,融合有线与无线宽带,融合卫星与地面通信。5G的发展,也必然是技术融合的过程。通过对5G技术的分析,其发展与人工智能、大数据的关系比较密切。可以看出,5G是人工智能与大数据发展的动力。5G,作为先进的网络,可以实现万物的互联。同时,5G作为连接技术,可以增加连接数,传播信息的速率更快。与4G相比,5G的连接数是其10倍之多。增加连接数的作用比较明显:第一,在5G技术发展过程中,能够持续地推动5G通用模组发展,且对5G泛智能终端的孵化和应用创新有显著促进性作用;第二,充分将5G终端集群优势发挥出来,聚焦产品、渠道与营销等方式的集约化转型,将5G终端作为切入点,并且构建三网一体的5G终端全生命周期运营体系。三网中的一网为合作生态网,二网为智能交付网,三网为营销运营网。由此,打造出差异化、独特化的5G终端运营。对5G发展技术进行分析,可分成2种:第一种技术,是独立组网技术;第二种技术,是非独立组网技术。前者是全基站下的5G网络,后者是4G去演进组网。现阶段,绝大多数中国运营商都未排斥非独立组网,中国建立的4G网络在全球超过一半。为回收成本,要充分利用网络技术,在最短时间构建全国性网络[11]。5G技术,是现在最需要该技术的区域建设,先是城市,然后是工厂,重点是工业互联网企业。未来的信息技术发展方向,将是立体信息通信网络。而立体信息通信网络,需要由5G技术来引领。3.3提高全场景化应用水平在5G赋能未来智慧社会中,将会提高全场景化应用水平,进一步推动实体经济的转型与升级。现阶段,5G技术已经开始广泛应用于各行业中,且可满足不同程度的智慧应用场景需求,对于行业变革有促进性的作用。就我国制造业的总体水平来看,尚且处于工业2.0转向3.0过渡阶段。在此发展环境中,老旧设备比较多,数字化水平相对偏低[12]。企业逐渐提高对生产的要求,无论是智能化生产水平、生产效率,还是对生产安全隐患,都有相应要求。5G技术的特性,能够在一定程度上解决企业的智能化问题,帮助企业解决可靠性差、能耗高等问题,在企业可持续发展方面起到了至关重要的作用。通过对5G技术的分析,其特征主要表现为大宽带、高速率。受多种因素的影响,民众对于5G技术的认知,普遍停留在下载速率上。最初5G出现并且开始应用时,绝大多数民众都发现各类软件的下载速率较快。高清电影使用5G网络下载,下载的时间仅用1s。但实际上,5G的用处并不仅仅表现在下载速率上。在5G网络技术下,卡顿问题已经基本不存在,5G网络在大宽带的影响下,无论是玩游戏还是看电影,都不会出现卡顿,民众最切身的体会,就是智能化家居。此外,5G与人工智能技术、大数据的结合,能够创造出更多技术先进的产品,满足人们的生活需求,方便人们的生活。物联网与5G网络结合后的应用,也与民众生活有密切关系,可为民众安全生活提供保障。此外,5G网络技术比较重要的特征,就是超低时延。时延,用通俗的话来解释就是反应速度。人的反应速度时间在300ms左右,运动员在长期训练后能够达到时速200ms。4G的时延是10ms,而5G的时延只要1ms,甚至是不超过1ms。就5G网络技术的超低时延来看,其能够保障人们的人身财产安全。例如,在家庭发生火灾前,5G网络能够通过预警的方式,对安全隐患进行排除,从而实现对民众生命安全的保障。5G网络技术发展过程中,最为关键的应用是工业互联网,5G网络技术的低时延、高速率等优势,能极大程度上满足通信多样化的网络需求,为工业互联网的发展保驾护航。航空无人驾驶,是5G网络技术的重要应用场景。4G网络传输速度因试验问题,导致无人驾驶需求不能够被满足。在出现突发情况后,反应不够迅速,网络时延比较长,5G网络的超低时延都会为无人驾驶提供安全,促使无人驾驶技术稳定发展。4结语现代社会发展进程中,我国针对5G的发展,已经有了相对明确的规划。就5G发展现状来看,5G不仅仅能够帮助国家获得战略的主动性,也能够使我国社会向智慧化发展。在文章中,从国家信息化战略的延伸、促进立体与宽带网络发展、提高全场景化应用水平等角度,深入研究5G赋能未来智慧社会的体现。在未来时代下,我们要做的不是质疑5G,而是要接受5G,真心且踏实地迎接5G的到来,拥抱5G给我们生活带来的便利及美好。【参考文献】【1】曹素贞,张金桐.5G技术赋能:媒介生态变迁与传播图景重塑[J].当代传播,2020,211(02):39-42.【2】王旭亮,武宇亭,任宏丹.基于5G+MEC的数字化PaaS赋能平台在智慧安防的应用研究[J].电子技术应用,2020,504(06):12-17.【3】鄭湘明.5G赋能对我国经济均衡和高质量发展的战略价值[J].湖南工业大学学报(社会科学版),2019,23(6):86-88.【4】陈映.5G赋能未来传播:变革的前瞻[J].中国传媒科技,2020,329(08):17-20.【5】喻国明.5G时代视频传播的机遇与挑战——在“5G融合,智慧赋能:2019视频融合传播数据价值创新峰会”的演讲[J].现代视听,2019(10):87-88.【6】杨颖,韩爽,许丹,等.5G通信时代下的智慧图书馆发展初探[J].河南图书馆学刊,2020,247(11):111-113.【7】甄峰,张姗琪,秦萧,等.从信息化赋能到综合赋能:智慧国土空间规划思路探索[J].自然资源学报,2019,23(10):85-86.【8】朱志萍.智慧赋能与治理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中小企业管理与科技杂志·下旬刊发表 2021年12期
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新形势下对河北省自然资源标准体系建设的思考
作者:李艳晨,郭睿,耿钦(1.河北省水文工程地质勘查院,河北石家庄050011;2.河北省地矿局国土资源勘查中心,河北石家庄050051;3.河北省自然资源厅,河北石家庄050051)国家机构改革前,自然资源部分业务的标准制修订工作分散在发改、住建、水利、农业、林业等政府部门,经过多年发展,各部委建立了相应的标准管理模式、组织机构、标准体系,引领了行业的高质量发展。2018年,随着自然资源部的成立,尤其是《自然资源标准化管理办法》(自然资发〔2020〕100号)的出台,亟需开展适应自然资源管理职责的标准体系建设工作。本文以河北省为例,在梳理分析目前河北省自然资源标准体系建设的基础上,结合自然资源管理工作的现实需要,提出建议,为自然资源标准体系构建提供参考。本文所指标准条目仅包含国家标准、行业标准和地方标准。1自然资源标准体系建设理论研究现状近年来,多为专家学者从不同的角度开展自然资源标准体系的建设研究工作,如申文金等阐述了自然资源领域生态文明标准化工作的现状,并给出了自然资源领域生态文明标准化发展路径及加强生态文明标准化工作的具体措施;提出加强标准化支撑自然资源治理工作的思考与建议[1-2]。邓玲等提出建立科学高效的自然资源标准化体系的总体设想[3]。张莹等提出标准化工作需要从多方面入手进行更深入的论证和分析[4]。陈君帜对中国国家公园标准体系构建进行了研究,以促进国家公园从设立到运营全过程实现标准化管理[5]。李红举开展了山水林田湖草生态保护修复标准体系构建研究工作[6]。陈长成等从不同的角度构建出国土空间规划自然资源分类体系[7]。李海晏通过对福建省自然资源管理标准体系的构建研究,提出标准制修订清单和标准化对策建议[8]。温鹏飞等结合我国地质调查标准化工作,借鉴欧美、澳大利亚及加拿大等国家和地区的标准化机制与现状,分析我国地质调查标准化工作中存在的问题,提出相关建议[9-11]。2自然资源标准体系建设现状2014年版《水利技术标准体系》采用二维结构框架[11],综合考虑水文水资源等专业门类和建设管理等功能序列,涵盖标准912条。2016年版《国土资源标准体系》按照先行业,后专业,再门类,最后具体标准的次序进行划分,子体系结构统一分为三层,第四层为具体标准。该标准体系共含4个专业子体系和22个门类子子体系,预留海洋标准子体系和测绘标准子体系接口。2017年版《海洋标准体系》以功能门类划分为主,以学科划分为辅,体现海洋行业的特色。总框架和各业务领域框架均为三层,涵盖310个子体系。2017年版《测绘标准体系》以测绘标准化对象为主体,综合考虑信息、技术和工程等要素,共6大类、36小类,涵盖标准400余条。2017年版《国家地理信息标准体系》由通用类、应用服务类、管理类等共7大类、44小类和其他相关标准组成,涵盖标准282条。从标准性质上分为三个层次,前五类标准为地理信息基础层(第一层)标准,支持专业层(第二层)和专项层(第三层)标准。2017年版《林业信息化标准体系》分为三大层,即总体指导标准、通用标准和专用标准。3河北省自然资源标准体系建设情况河北省自然资源标准体系框架遵从统一性、系统性、先进性与可扩展性、继承性和协调性原则建设,从自然资源类型和技术方法两维要素角度进行分析,同时参照河北省自然资源厅“三定方案”,与自然资源管理部门“两统一”职责相吻合,与自然资源管理实践相结合。本部分内容不包含现林业和草原局管辖范围的标准。河北省目前搭建的自然资源标准体系框架(图1)划分为两层,共7个子体系、37个子子体系,林草标准子体系预留接口,覆盖标准条目1194条,其中现行国家标准469条、行业标准716条(依据2020年1月自然资源部发布的标准目录)、地方标准9条(依据河北省市场监督管理局发布的批准文件)。图1河北省自然资源标准体系框架图从子体系占比情况看,目前基础通用标准子体系下暂无标准条目,大部分标准主要集中在地质矿产标准子体系、海洋标准子体系,共计797条,占总标准数量的66.75%;次之为测绘标准子体系和国家地理信息标准子体系,共计327条,占总标准数量的27.39%。通过以上数据分析,机构改革前,原国土资源部门、海洋部门相对独立,加之以往一段时期,国家大力发展矿业经济和海洋经济,因此,相关标准制定较齐全,标准体系建设较完善。机构改革后,按照新的自然资源管理需求,划分出自然资源综合标准子体系和基础通用标准子体系,目前该两项子体系标准基础薄弱,但是需求旺盛,是未来一段时间内,国家和地方亟需研究和制定的标准。根据标准条目统计表(表1),自然资源综合标准子体系中,仅自然资源调查监测子子体系、国土空间规划子子体系和国土空间生态修复子子体系涉及标准条目,其余子子体系暂无相关标准。土地标准子体系整体较薄弱。地质矿产标准子体系中,勘查技术方法(含地质实验测试)子子体系涉及标准条目最多,占整个专业的61.65%,而管理类子子体系基础较薄弱。海洋标准子体系中,标准条目主要集中在海洋经济与资源开发利用子子体系中,占整个子体系的56.78%。测绘标准子体系中,获取与处理类子子体系、成果与应用服务类子子体系、检验与测试类子子体系涉及的标准条目大致均衡,管理类子子体系偏少。国家地理信息标准子体系中,以数据资源类子子体系、应用服务类子子体系为主,专项类和管理类子子体系涉及的标准条目较少。表1河北省自然资源标准条目情况统计表通过以上数据分析,目前自然资源分类、自然资源确权登记、自然资源资产核查、自然资源开发利用等多个自然资源类标准子子体系节点下标准条目尚处于空缺状态,亟需制定;国土空间规划和国土空间生态修复子子体系涉及标准条目数量有限,且以市县乡各级土地利用总体规划、土地整治规划和土地复垦编制规程等为主,不能满足国土空间规划和国土空间生态修复技术和管理的需要;土地标准子体系整体基础较薄弱,在新型管理模式下,应开展关键技术标准的科研工作,尤其是侧重土地节约集约利用,耕地、土地资源调查评价和监测等重要领域;地质矿产标准子体系相对较成熟,但是相关勘查技术方法小类涉及的标准条目制定时间较早,需要及时跟踪、更新和完善相关标准条目;海洋标准子体系按照最新的管理职责细分后,海洋生态安全、海域海岛管理子子体系较薄弱,但河北省所辖渤海湾属于内海,海域面积较小,海岛数量较少,因此对河北省影响较小;测绘标准和国家地理信息标准子体系较成熟,但是部分标准条目制定时间较早,与现代信息技术的快速发展不协调,应及时进行修订。4对河北省自然资源标准体系建设的建议4.1加强制度保障和组织保障以《自然资源标准化管理办法》出台为契机,结合河北省实际,制定《河北省自然资源标准化管理办法》,明确河北省自然资源标准化工作的任务和范围,理顺标准化运行机制和标准制的修订流程;与此同时,成立河北省自然资源标准化技术委员会,按照领域和管理职能,设置多个分技术委员会,开展相应领域标准化工作,加强组织保障。4.2进一步优化和细化标准体系框架目前搭建的河北省自然资源标准体系框架主要从自然资源类型和技术方法两个维度进行考虑,不能很好地反映每项业务模块所包含的工作流程,因此,在目前河北省自然资源标准体系的框架下,各职能处室或者成立的分技术委员会,需要结合各自领域对各个业务模块和工作流程进行梳理和研究,进一步优化和细化目前的标准体系框架,使其为河北省从宏观、全局的角度,了解、把握、展示各项标准的制定、修订、执行状况提供基础支撑,为河北省标准制的修订提供参考蓝图。4.3加强地方规范成果的标准化转化工作以矿山生态修复为例,近年来,河北省围绕大气污染防治攻坚行动开展了大量的矿山环境恢复治理实践,尤其是针对太行山一带白茬山的治理摸索出一套切实可行的技术方法,发布了包括《河北省矿山地质环境调查技术要求》《河北省矿山地质环境恢复与治理技术要求》《河北省高陡边坡综合治理模式指南》等一系列的省内规范,应加强对此类规范的梳理和调研工作,提炼可复制、可推广的试点经验,将其转化为地方标准或者行业标准甚至国家标准,纳入标准体系进行管理,进一步提高标准体系对自然资源管理和技术工作的支撑能力。4.4加强标准宣贯推广和社会化服务一是建设省级自然资源标准化服务平台,目前河北省标准化研究院已经建成标准图书馆,基本涵盖自然资源全部国家标准、行业标准和地方标准,且自动实时更新,通过该平台预留端口,直接挂接到河北省自然资源厅官网或其他从事自然资源服务单位的官网;二是加强自然资源“标准汇编”工作,根据现行的自然资源标准,按照标准体系框架进行实时汇编,定期发布,便于线下查阅和使用;三是加强标准宣传工作,以每年的世界标准日为契机,举办标准化展览,为公众普及标准化知识、宣传标准化法规、倡导标准化理念,扩大标准化工作的社会影响力;四是做好新发布标准的及时公开和解读,尤其是地方标准,保障从业人员能够准确地理解标准、掌握标准,进而正确地使用标准。5结语自然资源标准体系建设是实现自然资源标准规范化管理和高质量发展的关键工作,是机构改革后,第一次从自然资源行使“两统一”职责的视角对现有的各类相关标准进行分析和梳理。该体系的建设也是一个动态调整和不断完善的过程,本文在对河北省自然资源标准体系现状及问题分析的基础上,提出制定《河北省自然资源标准化管理办法》、优化和细化标准体系框架、加强地方规范成果的标准化转化工作等建议,为全国自然资源标准体系构建提供参考。
自然资源情报杂志发表 2022年3期
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春节我在岗,诠释自然资源人最美“敬业福”
——广西自然资源厅加快开展年度国土变更调查工作作者:张玉姣,周复宏国土变更调查是全面查清土地利用状况的基础性工作,有利于掌握真实准确的土地基础数据,为科学规划、合理利用、有效保护自然资源提供数据支撑。2022年1月15日,国家下发广西遥感监测图斑、地理国情监测变化图斑及自主提取变化图斑总计271.22万个。按照进度安排,各市、县要在1月底前向自治区报送变更调查数据,广西要在2月20日前向国家报送经过核查的初报数据。从国家下发全部底图数据到向国家上报全部初报数据只有36天,期间还包括了春节假期,留给市、县承担单位的时间只有20天。按照国家要求,城乡建设用地增减挂钩、土地综合整治、高标准农田建设等涉及地类变化的,要及时纳入当年国土变更调查,因未及时变更导致相关考核不合格的,将予以追责。时间紧、任务重,广西自然资源厅在任务下发后,第一时间研究部署,制定印发《广西2021年度国土变更调查实施方案》并召开自治区级视频培训会,进一步明确任务分工、调查方法、时间节点,要求各承担单位迅速落实到位,力求全面掌握全区年度国土利用变化情况,有效维护和更新第三次全国国土调查成果的现势性和准确性。全区各级自然资源主管部门主动谋划、积极开展相关工作。为确保各项任务按时完成。春节期间,国土变更调查各承担单位的有关人员也坚守在自己的岗位上。广西自然资源调查监测院、广西地理信息测绘院、广西国土测绘院及广西国土资源规划设计集团有限公司等作业单位的相关人员大年初三就返回工作岗位,紧张有序地开展工作;外业工作人员在发生疫情和连日阴雨天气的情况下也毫不松懈,顶风冒雨、踏着泥泞实地拍照举证,充分利用“互联网+”等信息化手段,坚持“走到、看到、问到”的“三到原则”,实地多角度、全方位举证,确保变更调查数据真实、准确、可靠。内业工作人员加班加点工作外业工作人员在雨中拍照举证春节我在岗,写下最美“敬业福”。开展年度国土变更调查的工作人员用他们的坚守和奉献,为自然资源添彩,用勤劳和奋斗庆贺新春佳节。南方自然资源杂志发表 2022年2期
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我国首次运用北斗技术实现集装箱码头自动化
我国首次运用北斗技术实现集装箱码头自动化本报讯近日,天津港集装箱码头自动化驾驶示范区内,一排排无人驾驶电动集装箱卡车有序经过自动加解锁站,停靠到预定地点,自动化岸桥再从集卡上抓取集装箱,稳稳落在货轮上。交通运输部水运局有关负责人表示,这标志着我国首次运用北斗技术实现集装箱码头自动化。据悉,天津港在率先实现单体集装箱码头全堆场轨道桥自动化升级改造之后,拓展应用北斗卫星定位技术,用时不到1年,实现了对传统集装箱码头的全流程自动化改造。改造后的集装箱码头整体作业效率提升近20%,单箱能耗下降20%,综合运营成本下降10%。近年来,我国交通运输行业持续扩大北斗系统应用规模。截至目前,全国有超698万辆道路营运车辆安装使用北斗系统,超1300艘公务船舶安装北斗系统,并在首架运输航空器上安装使用北斗系统,实现零突破。以港口作业系统应用为例,天津港集装箱码头有限公司技术工程部经理彭晓光介绍,北斗卫星导航系统的24小时国土覆盖能力,是保障无人驾驶集装箱卡车24小时不间断作业的基础;对国土区域的高精度定位支持,则是保障无人驾驶集装箱卡车定位精度的基础。去年以来,面对新冠肺炎疫情带来的危机压力,天津港全面发力新基建,运用北斗卫星导航系统、自主研发的无人驾驶电动集装箱卡车在港口实现最大规模应用。在科技赋能下,天津港集装箱吞吐量持续数月保持正增长态势,去年全年集装箱吞吐量突破1835万标准箱,同比增长6.1%。电阻为零的超导微处理器问世本报讯最近的一项估计显示,目前数据中心的耗能已高达全球电力的2%,这一数字在10年内有望攀升到8%。为逆转这种趋势,科学家们正考虑以全新的方式简化数据中心的微处理器。日本研究人员将这一想法发挥到了极致,创建了一种电阻为零的超导微处理器。据悉,这种超导微处理器可为更高能效的计算能力提供潜在的解决方案,但新设计目前需要低于10开尔文(或﹣263℃)的超冷温度。研究人员创建的这种绝热超导微处理器,从原理上讲,在计算过程中不会从系统中获得或损失能量。这个新的微处理器原型称为MANA(单绝热集成体系结构),是世界上第一个绝热超导体微处理器。它由超导铌组成,并依赖于称为绝热量子通量参量电子(AQFP)的硬件组件。每个AQFP由几个快速作用的约瑟夫森结开关组成,这些结开关只需很少的能量即可支持超导体电子设备。MANA微处理器总共由2万多个约瑟夫森结(或1万多个AQFP)组成。研究人员解释说,用于构建微处理器的AQFP已经过优化,可以绝热运行,从而可在相对低的时钟频率(高达10GHz左右)下恢复从电源中汲取的能量。与传统超导电子产品数百吉赫兹的运行频率相比,这个数字要低得多。但这并不意味着MANA达到了10GHz的速度。实验显示,MANA的数据处理部分可在高达2.5GHz的时钟频率下运行,这使其与当今的计算技术相当。这种铌基微处理器的入门价格取决于低温和将系统冷却至超导温度的能源成本。不过,即使将冷却成本计算在内,与最先进的半导体电子设备(如7纳米鳍式场效应晶体管)相比,AQFP的能源效率仍然高出约80倍。由于MANA微处理器需要液氦水平的低温,因此它更适合于使用低温冷却系统的大规模计算基础架构,例如数据中心和超级计算机。我国集成电路产量加速增长產业高景气有望延续本报讯日前,国家统计局最新数据显示,2020年我国集成电路总产量2613亿块,同比增16.2%,相比上年7.2%的同比增速大幅提升。据调研,不断增长的需求推动,叠加国外疫情影响,半导体全产业链产能紧俏,高景气度有望贯穿今年全年。可开出新增产能的厂商有望获得更多市场份额,有望补短板的关键设备及材料将迎来国产替代机遇。万业企业的集成电路用离子注入机开始获得订单;南大光电控股子公司ArF光刻胶产品通过客户使用认证。支付宝和阿里健康联合重启“疫情服务直通车”本报讯近日,支付宝和阿里健康联合重启“疫情服务直通车”,通过专区形式汇总超15类便民服务,除了市民中心政务办事、生活服务等功能以外,还上线了返乡政策、新冠病毒疫苗接种信息查询服务。用户在支付宝搜索“疫情”,或通过支付宝首页均可点击进入“抗击新冠肺炎”服务专区。投融资专区神州邦邦完成Pre-A轮数千万元融资本报讯近日,神州邦邦正式宣布完成Pre-A轮数千万元融资。本轮融资由深圳前海洛克资本投资,飞马投资顾问担任此次融资的财务顾问。本轮融资后神州邦邦将提升在交付体系智能化,包括询价系统、信用评级系统、SaaS工具服务、AI学习辅助、AI作业辅助、社群化协作系统、智能评测等方面的投入规模。并加速推动对中小企业及家庭数字化服务需求的支撑体验。操作系统服务商燧炻创新获得数百万元天使轮融资本报讯近日,操作系统服务商燧炻创新完成数百万元天使轮产业融资。本轮由北京佰才邦技术有限公司领投,北京鲸鲮信息系统技术有限公司与北京即联即用创业投资有限公司跟投。本轮融资将用于团队扩张以及探索在私有5G网络环境下端对端闭环解决方案的落地。人工智能视觉算法商城极视角完成C1轮融资本报讯1月18日,人工智能视觉算法商城极视角宣布完成C1轮融资,此轮融资由北高峰资本与天奇创投合投,毅仁资本担任独家财务顾问。本轮所筹资金将主要用于打造人工智能开发引擎与基建平台以及搭建ISV与产品技术合作伙伴体系。金融科技公司LoanCloud完成近千万元首轮战略融资本报讯近日,金融科技公司上海珑刻得网络科技有限公司(LoanCloud)完成近千万元战略融资,本轮融资由人工智能企业服务领域的领军企业上海冰鉴信息科技有限公司领投,澳大利亚JiuJiuDev跟投,海源资本担任本次投资的财务顾问。本轮融资主要用于持续深耕金融科技的研发和落地以及加速在海外市场的业务布局。服务机器人企业云迹科技完成5亿元C轮融资本报讯1月18日,服务机器人企业云迹科技宣布完成由启明创投领投,中信证券投资跟投,原有股东方腾讯,沸点资本,联想创投,澜亭资本持续加注的C轮融资。这是云迹科技10个月内完成的第2次资本运作,累计融资达5亿元。两轮(含B+轮)新增股东方有:启明创投、中信证券投资、沸点资本,联想创投,TranslinkCapital。区块链专区多国加快数字货币研发测试本报讯近日,国际清算银行调查统计显示,截至2020年12月15日,全球66家回应调查的央行中,约80%的央行正在开展数字货币相关研发工作,其中半数央行同时进行批发型和零售型数字货币研发工作。约40%的央行,如日本、瑞士等国的数字货币研发工作已从概念研究阶段发展至测试或概念验证阶段;还有10%的央行,如法国、瑞典、新加坡、泰国等国央行已开展相关试点计划。深圳第二轮数字人民币红包试点收官交易额逾1800万元本报讯深圳市“福田有礼数字人民币红包”活动顺利收官。深圳市福田区人民政府18日发布的数据显示,从1月7日8时到17日24时,深圳市民使用数字人民币红包交易金额达1822.65万元。据了解,本次试点的数字人民币红包由深圳市福田区人民政府出资,共计10万个、2000万元。红包采取摇号抽签形式发放,中签者根据中签短信指引下载“数字人民币App”,开通“个人数字钱包”后,即可领取“福田有礼数字人民币红包”。三菱电机与东京工业大学合作开发区块链技术本报讯三菱电机公司和东京工业大学宣布共同开发一项区块链原创技术,可以优化P2P能源交易。该技术有望通过创造灵活应对分享交易需求的交易环境,特别是在任何特定时间最大限度地增加市场上可用的富余电量,为更有效地利用可再生能源的富余电量做出贡献。从4月份开始,将对P2P能源交易系统的性能进行评估,以根据需要进一步优化算法,争取尽早实现商业化。在这项合作中,三菱电机负责设计P2P能源交易系统及其交易清算功能,而东京工业大学则负责处理区块链技术研发和最佳清算算法的设计。腾讯安全《CCGP跨链协同治理平台技术白皮书》正式发布本报讯日前,腾讯安全领御发布了聚焦跨链协同治理的解决方案——《CCGP跨链协同治理平台技术白皮书》。针对当前区块链应用过程中存在的链间协作的难点与痛点,《白皮书》提出了一种“以链治链”的跨链互操作模式,即CCGP跨链协同治理平台。作为腾讯安全领御助力区块链技术布局应用的又一探索成果,CCGP跨链协同治理平台集合了腾讯安全领域在智慧城市建设、码链溯源、可信存取证、透明公益等领域的实践经验,为产业区块链提供了一个通用易扩展、高安全性、多方高效共治的企业级跨链全栈解决方案。对构建高效跨链协同治理,打通异构产业区块链技术和应用生态具有重要参考价值。人工智能配网带电作业机器人实现国产化本报讯1月18日,在天津滨海新区临港工业区,由张黎明主持研发的人工智能配网带电作业机器人,在低温环境下完成10千伏湾24线37号杆带电接引线任务。与以往不同,这款新亮相的机器人“胳膊”首次使用了国产机械臂作业,标志着张黎明团队研发的人工智能配网带电作业机器人全部零部件实现国产化。配网带电作业机器人解决了人工带电作业风险高问题,同时降低工作强度。“截至目前,系列配网带电作业机器人已在天津地区累计开展试点应用325次。以往机器人使用进口机械臂,价格贵,且当温度低于0℃或受力过大时,容易产生保护性停止,导致作业失败。”张黎明介绍。配网带电作业机器人主要由机械臂、核心控制器、电源系统等模块组成。机械臂是其核心部件,承担各种高精度作業,对机器人性能发挥有重要影响。在机器人研发初期,机械臂控制系统、减速器及伺服系统国产化刚刚起步,缺乏高性能零部件,机器人运行的稳定性、可靠性及操控准确性无法保证。张黎明团队研发的国产机械臂具有自主知识产权,运用低温型减速器及低温元器件设计,针对电力作业现场全天候、全地域、强磁场的特点实施了改良设计,解决了进口机械臂大负载保护性停止问题,满足不同地域用户安全、可靠、高效作业需求。国产机械臂最大负荷增至12千克,短时过载可达15千克,能够在-20℃至60℃及95%以下湿度环境工作,通过增加绝缘外壳、电磁屏蔽措施,优化软硬件系统,使操作更便利,响应能力和运动速度大幅提升。国产化机械臂成功应用,打破了国外机械臂在我国电力行业的技术垄断,突破了协作机械臂户外应用限制,提高了机器人的可控性与可靠性,拓展了机器人地域和季节温度适用范围,真正实现全天候、全地域作业。此外,国产机械臂相比于同类型进口机械臂,拥有20%到30%成本优势,有利于大规模推广应用。“配网带电作业机器人国产化是新起点,我们将在实践中不断提升机器人各项技术性能,加快机器人技术迭代升级,不断拓展带电作业机器人应用范围,让带电作业机器人在配网带电作业领域发挥更大作用。”张黎明说。全国第一张5G政务专网在深圳坪山区正式运行本报讯近日,全国第一张5G政务专网在深圳市坪山区正式运行,这也是全国第一个实现B端和C端应用融合的5G专网。据悉,整个项目从启动到应用调测成功历时3个月,由深圳市坪山区政务服务数据管理局、深圳移动、华为公司等组成工作专班日夜奋战。5G商用一年多以来,深圳移动累计建成超过1.5万个5G基站,助力深圳率先实现全市5G网络全覆盖、5G独立组网以及5G基站建设密度全球领先。据了解,借助5G超高速率、超大带宽、超低时延等特性以及5G特有的网络切片技术,可以实现个人客户在不换卡、不换号的情况下,在5G专网环境中登录使用OA等内网应用,实现了真正的应用创新,让政务办公变得更加安全稳定和方便快捷。2020年微信小程序日活四亿人均使用个数增长25%本报讯微信小程序2020年DAU实现4亿,人均使用个数增长25%,小程序交易金额上涨67%,活跃小程序增长75%,有交易小程序增长68%,2020微信小程序全年交易额同比增长超过100%。2020年全球真无线耳机出货量增长83%本报讯行业分析机构Counterpoint近日公布2020年第三季度全球可穿戴设备报告。数据显示,该季度耳机及智能手环类产品共占据全球可穿戴设备市场93%的份额。具体来看,在去年第三季度的真无线耳机市场中,苹果AirPods的份额位居第一,达到29%。小米则以12%的市场占有率位列第二,三星和JBL市场份额均为5%。从全年来看,Counterpoint预测称,2020年全球真无线耳机出货量增长83%,达到2.38亿,而智能手环出货量将增长2%,突破1亿。
中国计算机报杂志发表 2021年4期
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自然资源部出台市级国土空间总体规划制图和数据库两大规范等9则
关注自然资源部出台市级国土空间总体规划制图和数据库两大规范日前,自然资源部办公厅下发通知印发《市级国土空间总体规划制图规范(试行)》和《市级国土空间总体规划数据库规范(试行)》(以下分别简称《制图规范》和《数据库规范》)。《制图规范》明确了市级国土空间总体规划图纸表达的要素、色彩、符号等,包括总则、一般规定、调查型图件制图要求、管控型图件制图要求、图件色彩和符号表达5项内容以及附录,并提供了市级国土空间总体规划制图规范参考样图集,内含31张参考样图。《数据库规范》适用于市级国土空间总体规划数据库建设,主要包括范围、规范性引用文件、术语和定义、数据库内容和要素分类编码、数学基础、数据库结构定义、数据交换文件命名规则、数据交换内容与格式、元数据等9项内容以及附录。资源三号03星在轨测试圆满完成4月9日,资源三号03星在轨测试通过专家组评审,标志着资源三号03星在轨测试圆满完成,具备了在轨交付及投入业务使用的条件。资源三号03星是我国民用空间基础设施规划中的重要型号,于2020年7月25日成功发射。在轨测试结果表明,卫星平台及载荷系统、地面系统及应用系统各项功能正常,性能均完全满足卫星研制建设总要求,部分关键指标完全优于卫星工程研制建设总要求的设计指标;在资源调查监测、生态环境监测、防灾减灾等方面,均可满足有关行业应用,同时在交通运输、住房与城乡建设、农业农村等行业有广阔的应用前景。新版测绘地理信息类职教专业目录发布近日,教育部印发《职业教育专业目录(2021)》,测绘地理信息类专业经过全面修(制)订,形成包括4个中职专业、10个高职专科专业、3个高职本科专业完整贯通的专业体系。新的测绘地理信息类专业目录中,高职本科新增“测绘工程技术”“地理信息技术”2个专业,更名设立“导航工程技术”专业,实现了人才定位有机衔接;高职专科新增“无人机测绘技术”专业,更名设立“空间数字建模与应用技术”等专业,合并设立“地籍测绘与土地管理”等专业,以适应产业基础高级化趋势;中职“工程测量技术”专业由原“土木水利类”归属调整到“测绘地理信息类”,更名设立“国土空间规划与测绘”专业,将充分对接产业、对应职业,提升人才供给质量。手机北斗检测认证体系建立推动北斗+5G融合技术发展3月31日,手机北斗检测认证体系发布会在北京举行。该体系的建立,为支持北斗导航系统的手机提供技术规范和质量保障,将对北斗+5G应用规模发展和多技术融合起到重要推动作用。此次发布的手机北斗检测认证体系,是我国正在建设完善的北斗卫星导航检测认证体系的重要组成部分。该体系将对采用北斗导航的智能手机、可穿戴设备进行定位精度、灵敏度等性能的质量评估并提供技术依据。据统计,目前国内采用北斗兼容芯片的终端数量已超过7亿台套,对北斗相关产品进行科学、准确的检测评估已成为当前市场的迫切需求。建设完善的北斗卫星导航检测认证体系,将对推动北斗应用产业有序健康发展起到重要推动作用。地理信息行业首款一站式云租赁服务平台上线3月30日,地理信息行业首款一站式云租赁服务平台胡梁云服APP正式上线。该平台以自有设备为基础,整合行业闲置设备以实现租赁共享,将提高设备使用效率。地理信息行业长期存在上下游供需信息不对等、资源配置不均衡、设备利用效率低下等问题。北京胡梁云服CEO陈绪军在发布会上表示,胡梁云服APP的推出,将发挥一站式租赁服务平台的节约集约优势,把技术服务产品化、规模化、标准化、精细化,可有效解决上述问题。中国地理信息产业协会秘书长王增宁表示,设备是整个地理信息行业科技水平的体现。胡梁云服APP专注于产业链上游,通过云租赁服务实现资源共享,是一个新的、有益的尝试,将盘活闲置资源,最大限度体现资源价值。科技面向卫星遥感观测的高光谱分辨率积雪反射率建模取得进展近日,中国科学院西北生态环境资源研究院等单位科研人员建立了一种将积雪辐射传输模型与陆地表面过程模型相耦合,进而模拟面向多源卫星遥感观测的高光谱分辨率的积雪表面反射率信息的集成模型。该集成模型能够准确模拟大空间尺度、连续时间序列的积雪表面反射率信息,其将积雪光谱反射率的模拟范围扩展到整个短波波段,且能够根据气象预报数据预测空间尺度上积雪光谱反射率及积雪反照率的未来变化。此外,该模型还具备模拟黑碳等污染物影响下积雪反照率变化的能力。结合实地验证数据表明,该集成模型能较好地还原单点观测积雪反照率;与卫星遥感反演结果对比发现,该模型能够较为准确地模拟面向MODIS数据的窄波段积雪反照率。该集成模型有助于将多源遥感观测资料与陆地表面过程模型有效结合,促进卫星遥感资料在陆地表面建模中的应用。重庆解放碑地下环道“5G+北斗”导航系统上线填补国内技术空白近日,由中国移动等单位联合开发的“5G+北斗”精准导航系统,正式在重庆市解放碑地下环道上线。该系统填补了国内地下隧道无卫星导航的技术空白。据悉,“5G+北斗”精准导航系统实现了5G与北斗卫星导航系统的深度融合,使得5G大带宽、低时延、广连接的技术优势和北斗卫星导航系统导航、定位、授时、短报文通信的优越能力得到充分应用。两者相互赋能,彼此增强,能够为地下环道提供全天候、亚米级的高精度定位服务,实现了“天地一体”和“通导一体”,切实解决了地下环道的导航难题。同时,该系统还兼容数以十亿计的智能手机、车载导航等存量定位、导航设备,与室外北斗、GPS系统快速切换、无缝衔接,可方便快捷地为市民提供更多智能化信息服务。CAGIS团体标准《车载激光移动测量系统》发布3月31日,中国地理信息产业协会(CAGIS)批准发布团体标准T/CAGIS5—2021《车载激光移动测量系统》,并同时开始实施。该标准规定了车载激光移动测量系统的硬件构成,并在国内外首次对产品进行了分级,规定了各等级产品的系统整体精度指标和传感器部件的技术要求,以及对应的测定方法。标准适用于集成了控制系统、定位测姿系统、激光扫描系统、全景影像系统和里程计等多传感器的车载移动测量系统,其他移动测量系统可参照执行。日前,该标准已由中国标准出版社出版发行,并在全国团体标准信息平台、中国地理信息产业协会官方网站等刊出。标准的发布实施,将推动车载激光移动测量系统的标准化,为厂家生产、用户使用、第三方检验、项目招投标等提供依据,满足我国城市空间三维数据采集及相关领域的应用需求。数字365次北京时间4月9日7时1分,我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭,成功将试验六号03星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,此次任务是长征系列运载火箭的第365次航天飞行。试验六号03星由中科院微小卫星创新研究院抓总研制,主要用于开展空间环境探测及相关技术试验。执行本次发射任务的长征四号乙运载火箭是由中国航天科技集团八院抓总研制的常温液体三级运载火箭,性能优良、用途广泛,具备发射多种类型、不同轨道要求卫星的能力,可实施一箭单星或多星发射,其太阳同步圆轨道运载能力可达2.5吨(轨道高度700公里)。
资源导刊(信息化测绘)杂志发表 2021年4期
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浅谈自然资源卫星应用技术现状与发展
作者:梁思,厉芳婷,谢宝发,张霞(1.湖北省航测遥感院,湖北武汉430074;2.湖北省测绘工程院,湖北武汉430074;3.中能智新科技产业发展有限公司,北京100011)近年来,通过建设部署,部省卫星应用技术体系初步建成,自然资源省级卫星应用技术中心(以下简称省卫星中心)已进入密集建设期。省卫星中心的主要工作已从如何建设起来转变为如何建设好、发展好。随着高分九号02星和各种商业卫星的成功发射,“全民航天”时代已然到来,卫星应用进入飞速发展期。如何抓住这一黄金建设期,建设好省卫星中心,实现持续发展、全面提升,亦是当前必须深入思考和积极探索的问题。1现状分析1.1卫星遥感的重要支撑作用作为支撑自然资源管理事业的高科技手段,卫星遥感技术围绕“两统一”职责,数据保障能力全面提升,遥感监测服务更加有力,省级应用成效持续放大,“千里眼”助力自然资源管理水平走向现代化、精细化[1]。1)国产自然资源卫星观测应用体系逐步完善。针对山水林田湖草等自然资源要素的不同特点,国产卫星观测应用体系逐步完善,构建了种类齐全、功能互补、尺度完整的卫星观测体系,空间分辨率、光谱分辨率、时间分辨率得到跨越式提升。陆地遥感卫星已经具备全色、多光谱、高光谱、红外、合成孔径雷达、视频和夜光等多种观测能力,构建了包括资源、高分、环境/实践和小卫星在内的4个对地遥感观测卫星系列[2]。在海洋卫星方面,形成以海洋一号卫星、海洋二号卫星和高分三号卫星为代表的海洋水色、海洋动力环境以及海洋监视监测系列卫星。2)卫星遥感应用服务拓展深化。目前,海量国产卫星数据主要应用于第三次国土调查、常态化地理国情监测、土地矿山环境遥感监测、国土资源调查监测、海洋资源管理、国土空间规划、自然资源管理信息化以及智慧城市建设等自然资源主责主业,初步构建了卫星遥感应用体系。在支撑自然资源主责主业的基础上,卫星遥感积极服务于“一带一路”倡议、京津冀协同发展、长江经济带等国家重大项目实施和生态文明建设,为国家和政府部门提供了科学的宏观辅助决策信息。遥感技术与人工智能、大数据、云计算等新技术的结合,推动卫星遥感从专业应用深化、拓展到典型行业应用。近年来卫星遥感的典型行业应用如表1所示。表1卫星遥感的典型行业应用1.231个省卫星中心建设情况作为卫星遥感应用承上启下的关键一环,省卫星中心建设如火如荼。自2018年3月首批省卫星中心(湖南省、湖北省、浙江省)获自然资源部批复建设以来,截至目前已有包括11个沿海省在内的31个省建立了自然资源省卫星中心,为部省协同、统筹推动构建资源共享、务实管用的自然资源卫星技术体系,不断提升卫星遥感技术和服务应用水平奠定了基础。随着部省两级卫星应用技术体系的逐步贯通,省卫星中心正成为释放国产卫星应用效能的放大器。省卫星中心已进入密集建设期,在影像整合、应用服务、应用研发等能力建设方面取得了一定的成果。湖南、江苏等省卫星中心在探索建立贯通部、省、市、县(乡)的卫星应用技术体系上走在了前列,目前湖南省已完成全省十几个地州市级节点的开通工作;江苏省已与多个市县自然资源主管部门签订了卫星应用节点战略合作协议[9]。在产品生产方面,广东省卫星中心开发了多源遥感影像处理系统(MIP),每日处理卫星影像产品不低于50景,1d可快速处理近10000km2的卫星影像(m级),并初步形成基于人工智能和深度学习的卫星遥感识别能力,实现了影像智能解译和变化检测[10]。河北、湖北等省卫星中心充分发挥“边建设、边应用、边见效”的建设特色,在自然资源主体业务应用中起到了重要的支撑作用,河北省在“雄安新区土地利用多要素遥感监测技术研究”、“2018年河北省海洋环境遥感监测”、“河北省山水林田湖草生态保护修复工程遥感监测”等多个重大项目中累计遥感监测面积达200余km2;湖北省在对接“智慧国土·国土资源云”的基础上,利用卫星数据制作了长江中游流域(湖北)影像地图,为长江经济带和长江中游城市群战略实施提供了国土空间规划布局依据[11]。2当前省卫星中心的主要任务2.1卫星遥感数据统筹共享能力建设建立全省遥感影像统筹管理工作机制,以部卫星中心推送的高分、资源系列公益卫星和国内自主研发的北京二号卫星星座数据为主,整合具有自主优势和更高分辨率的商业卫星数据,逐步形成全省自然资源遥感卫星数据统筹能力,实现全省自然资源管理重点项目和重大任务的影像统筹保障,形成面向全省自然资源系统遥感应用需求的年度统筹、需求上报、需求评估能力。建立满足标准规范和管理需求的卫星遥感产品体系,融合构建具备全省统一的空间基准、精度和分类标准的卫星遥感应用数据库。面向自然资源卫星观测体系发展规划,充分利用现有基础条件,建立业务流程清晰、标准规范配套,集需求统筹、任务规划、数据采集、产品加工、业务应用、数据分发和共享服务于一体的省卫星中心系统支撑平台,实现卫星数据采集任务及时有效地“上行”至部级中心和采集数据“下行”至业务应用系统的全面管理。2.2卫星遥感技术应用能力建设1)加强应用研发,创新驱动提升应用服务能力。深入开展遥感影像获取、高速处理技术以及卫星遥感应用关键技术的创新研究,充分利用现代信息技术,加强遥感应用与云计算、大数据、人工智能等前沿技术的交叉融合,提升新型应用产品、专题产品研发能力和卫星遥感关键技术创新研究,全面支撑服务全省遥感数据、产品、应用和服务的需求,把卫星中心建设成为全省遥感技术应用的主力军。2)明确目标任务,拓展应用服务领域。依托省卫星中心,采用按需共享、技术下沉等手段,自主开展市、县(乡)级节点建设工作,核心是开展卫星应用产品在本区域内的应用,构建横向到边、纵向到底的部、省、市、县(乡)一体化卫星应用技术体系。按照“以建促用、以用带建、联动推进”的原则有序开展建设,具备即时和按需共享能力,达到部、省、市、县(乡)自然资源系统间的互联、互通、互动,横向上实现与省政府、省自然资源主管部门的信息融合,为全省自然资源工作提供精准服务;纵向上实现与市、县(乡)政府,市、县(乡)自然资源主管部门的资源融合与系统共享,夯实全省自然资源信息化基础,形成上下联动、信息畅通、支撑有力的省自然资源工作新局面。3发展思路和方法3.1强化省卫星中心的总体牵引带动作用省卫星中心的定位是支持本省自然资源主体业务的重要的技术支撑单位,是省级最权威的影像数据和标准遥感产品最集中的机构。以省级自然资源主管部门为依托,充分发挥省卫星中心在部、省、市、县(乡)自然资源卫星应用技术体系的中心枢纽作用,积极主动对接省委省政府中心工作需求,对接自然资源管理的核心业务需求,对接其他相关厅局工作需求;开展部省卫星遥感协同应用,推进各省卫星中心间的共建共享、互联互通;加强与各联合建设单位的联络沟通,联合开展卫星遥感应用研究和项目合作,把卫星中心建设成为全省遥感技术应用的主力军。3.2立足于新型基础测绘体系建设的战略部署2015年6月国务院批复同意《全国基础测绘中长期规划纲要(2015-2030年)》后,“在2030年前全面建成‘全球覆盖、海陆兼顾、联动更新、按需服务、开放共享’的新型基础测绘体系”的战略部署便正式提上日程。自武汉市被确定为全国首个新型基础测绘体系建设试点城市后,其他省级和地市级试点工作陆续开展,总体上仍处于探索建设阶段。省卫星中心以此为契机,以新的产品体系、技术体系和生产应用体系为切入点,加强卫星遥感技术与5G、互联网、大数据、人工智能、物联网、云计算、区块链等高新技术[12]的深度融合,深入探索新型基础测绘产品、技术、服务、标准体系的转型升级,以创促建、以创提质,扎实开展卫星中心建设工作,提升核心竞争力。例如,湖北省卫星中心开展的“湖北省自然资源三维可视化研究”项目就是一个很好的尝试,通过融合地理信息数据和自然资源数据等多源时空数据,综合利用GIS、数据库、新型三维空间数据技术、虚拟仿真、海量数据管理等技术开发三维展示平台以及典型应用案例分析,模拟自然资源在地理空间下的真实情况,为自然资源三维空间一体化管理、精细化管理、科学化决策、现代化规划、立体化利用提供有力的基底数据和技术支持。3.3强化地理信息服务支撑自然资源管理自然资源卫星观测体系的建设目标是全球、全天候、全天时、全要素、全尺度[13]。省卫星中心是自然资源卫星应用技术体系的重要组成部分,结合自然资源管理的新需求,以“两统一”职责为指导,充分释放机构改革、卫星遥感技术进步的红利,将测绘地理信息工作深度融入自然资源工作大局。当前自然资源管理的维度升级,对基础地理信息的产品形式、信息平台、应用服务模式等提出了更高的要求,需从以下方面重点开展工作:①丰富地理信息资源,统筹基础地理信息数据、山水林田湖草全时空全要素自然资源数据和专题数据,升级扩展数据模型,进行融合建库;②构建自然资源地理信息服务云平台,通过云平台实现资源整合、成果共享和协同服务,利用“云上智治”服务于自然资源主体业务;③加强技术创新,拓展测绘地理信息服务模式,结合国家重大战略部署,开展典型案例应用。省卫星中心总体架构如图1所示。图1省卫星中心总体架构图3.4坚持创新驱动,拓展卫星应用领域5G/6G时代的到来[14],万物互联,无论是政府部门、各行各业还是社会大众,对信息的需求不断增大,特别是速度和内容方面的要求尤为突出。省卫星中心应抓住时代发展契机,基于已有的人才、成果资源优势,努力将基础能力转换为服务能力,有效地投入到政府部门科学管理、行业应用和社会大众日常生活中。强化高层次创新人才梯队的绩效激励,加大对领衔创新任务科研人员的激励。鼓励人才科研创新、应用创新,针对新型遥感卫星技术研究、在自然资源管理整体布局中的定位研究、社会化需求分析研究、突发社会事件应用策略研究等新方向做好科研课题立项、科技创新等工作,全面提升技术服务能力。目前“十四五”规划编制工作已启动,省卫星中心应把握机构改革重组发展机遇,结合自身优势和本地需求,基于自然资源领域陆海统筹、部省协同、辐射市县的卫星观测应用体系,加快自然资源陆、海观测卫星数据和应用技术的推广,全面提升行业卫星遥感技术和应用服务水平,有效支撑自然资源监管主责主业,积极深化服务于各级地方政府和经济社会发展,向社会公众提供更加优质的卫星遥感应用产品服务。
地理空间信息杂志发表 2021年9期
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“北斗+广播”技术,赋能地灾防范
作者:黄尚宁范雁阳地质灾害是人类面临的一种多因素破坏性灾害。自然资源部要求,要提高地质灾害监测预警技术装备能力水平,最大限度地减少人民群众生命财产损伤。地处南方山地丘陵地区的广西,今年的汛期来得比往年早,已出现了几次持续强降雨天气,又叠加疫情影响,地质灾害防范压力更大。如何加强地灾隐患点的监测预警?“群测群防”还不够,“科技防灾”来加持。广西壮族自治区自然资源厅(下简称“广西自然资源厅”)联合广西广播电视局、深圳思凯微电子有限公司、武汉大学等机构,成功研发了“北斗+广播”边坡高精度自动监测系统,以“北斗+广播”的技术跨界融合方式,通过技术创新攻关赋能地灾防范。试验3个月,效用初显,业内看好。“北斗+广播”跨界融合创新数据传输方式传统的地灾监测技术,通常采用卫星导航定位技术,在监测点周边建立卫星导航定位基准站,通过移动通信信号向监测点发送定位修正信息,将地表变形的监测精度从米级提升至厘米或毫米级,再通过移动通信信号回传监测信息,给后方的地质灾害防治工作人员及监测员提供应急处置数据参考。“由于卫星导航定位基准站造价高昂、移动通信稳定性差且持续产生后续费用等局限性,给这类技术的推广使用带来了一定难度。”广西自然资源厅副厅长黎修旦介绍道。在广西,传统技术的短板愈发明显。工作人员发现,单个卫星导航定位基准站建设成本在5万元以上,边远山区造价更高。若不单独建站,而是使用现有各类卫星导航定位基准站网提供的定位增强服务,由于地灾监测点数量巨大,其同时容纳的高精度定位请求并发数量有限,难以满足海量监测点的不间断定位需求。广西地质灾害隐患点多面广,目前自治区登记在册的隐患点达10474处,其中易发区5634个,涉及人口约143万人,威胁人民群众财产安全约120亿元。2019年发生滑坡、崩塌等地灾386起,造成人员伤亡27人,直接经济损失13245.86万元。既然传统技术有缺陷,那么如何创新?出路在哪?广西自然资源厅国土测绘处处长王龙波介绍说:“广西有测绘技术的优势,早在2018年底,我们就建成了北斗高精度基准站网。我们想,能不能把北斗高精度基准站网运用到地灾监测中?这就需要在现有资源和技术基础上进行再挖掘、再创新。”为推进监测预警技术创新,今年1月,该厅组织相关单位开展了“北斗+广播”监测预警技术研究,利用共生数字调频广播信号技术和北斗卫星导航高精度定位技术相结合,在定位信息广域覆盖基础上,融合武汉大学GNSS核心解析算法和MEMS四维监测系统的技术体系,实现地质灾害监测预警功能。●边坡易滑动体及受灾区域示意图据了解,广西于2018年底建成了覆盖全自治区的北斗高精度基准站网,其包含1个数据中心和110座平均布设的北斗高精度基准站。利用现有的北斗高精度基准站网提供定位服务,无需重新在监测点周边建设北斗导航定位基准站,既可以实现毫米级的定位精度,又可以省去独立建设基准站的费用,可谓一举两得!有了广西北斗高精度基准站网提供定位服务,那么接下来还要解决定位信号的播发问题。传统的导航定位基准站网以测绘定位服务为设计初衷,其系统平台能够同时容纳的高精度导航定位服务数量有限。按传统模式,当海量监测点24小时不间断地向北斗高精度基准站网系统平台发送定位信息时,信号“堵车”可能导致系统平台崩溃,定位信号数据的稳定性和传输的实时性难以保障。这就好像一条原本设计为双向四车道“县道”的公路,拥入了大量车流并24小时不停运行,必将导致交通瘫痪。为解决这一“堵点”,研发人员创新性地采用“广播”技术播发定位信号,将以往“一对一”的移动网络信号传输方式,利用“广播”的特性提升为“一对多”传输,将“县道”变成了“高速公路”,不仅完全满足了海量监测设备的定位请求,大规模播发也不会造成信号堵塞,同时还解决了移动通信信号在偏远地区不稳定的问题。深圳思凯微电子有限公司总经理助理罗青介绍,利用我国自主创新的共生调频数据广播技术——CDRadio(数字和模拟信号同播技术),播发北斗卫星导航差分修正数据,具有成本低廉、覆盖广阔、信号强大、部署快捷和普遍适用的特点。说干就干!今年1月,在思凯微公司等多方支持下,广西“北斗+广播”监测系统在梧州市长洲区宝石园北侧山坡开展试运行。目前,“监测系统试运行状态良好,已经完成了前期各项试验工作。”广西自然资源厅总工程师周涛说,总结前期试验成果,监测系统至少有三个优势:一是利用了广西北斗高精度基准站网资源,这是广西多年积累的优势;二是借助广播广域播发北斗信号,破解了播发难点、增强了监测稳定性;三是利用LPWAN物联网技术取代4G、5G等传统数据回传手段,配合“广播”播发技术,实现了稳定性高、后续成本近乎为零的信号传输技术闭环。业内人士评价说,高精度、低成本、易维护、自动化,这套“北斗+广播”边坡高精度自动监测系统具有的特点,正是一套优秀的地灾监测系统所应具备的品质。系统设备经济适用监测成本大幅降低常规的地灾监测,每个监测点需要建一个卫星导航定位基准站,大约5万元,同时每年还会产生1000元左右的4G网络通信费。监测点越多,投入就越大。高昂的成本和持续的费用,是全面铺开监测的“痛点”“难点”。与传统监测不同的是,经济适用正是广西“北斗+广播”监测系统的一大亮点。无需建设基准站,没有通信费等后续使用成本——如果这个系统在全自治区10474个登记在册的地灾隐患点全面推广应用,就能节省近5亿元的建设资金,后续每年还将节约通信费用约1000万元。同时,采用“广播”技术播发定位信号,将直接节省监测点后续网络服务费用,每个监测点每年可节省网络费用约800元,从而满足地灾隐患点的大规模应用需求。以目前在梧州市长洲区宝石园北侧山坡的滑坡隐患点试点为例,该边坡共需安装4套监测设备,按传统边坡监测方案核算,一套监测设备成本约10.3万元。而采用“北斗+广播”边坡高精度自动监测系统的一体化设备,只需要约一半的费用。同时,根据这套系统研发的一体化监测设备,也价廉实用。罗青介绍,“北斗+广播”监测系统研制的一体化监测设备,通过采用边缘计算技术和LPWAN通信技术,能直接获取并上传精确位置坐标,自动化程度高,大幅减少移动通信网络流量需求,可完全实现远程监测、远程数据下载与共享,便于预警信息发布。监测设备直接获取的是监测点的三维坐标及其绝对或相对变化量,不存在变形范围限制,较声呐类、光波类、影像类、频谱类监测手段优势明显。此外,该系统的一体化监测设备将全球导航卫星系统(GNSS)定位终端、通信终端、供电及诊断设备高度集成于单一柱体内部,易于安装,能耗也低。“T”字形的一体化监测设备结构简单,北斗卫星接收机、基合接收机、无线通信设备和锂电池集成于柱体内部,顶端有北斗卫星天线、无线通信天线、基合系统天线、太阳能板和避雷针等,集成度非常高。广西自然资源信息中心主任杨如军坦言:“过去我们在地灾‘技防’上使用了一些不同厂家的产品,采用了不同的数据平台,相互不共享,使用起来有‘硬伤’。新技术在传输方式上进行了创新,且数据集成度高,如果进一步试验取得成功,完全可以考虑逐步推广应用。”推广应用还有待进一步研发试验梧州市长洲区宝石园北侧山坡的滑坡隐患点,是一个高60米的陡峭边坡,经周围施工影响及常年降雨冲刷,坡面土质松软,如遇强暴雨天气,极易发生山体滑坡次生灾害。2016年,边坡西侧受降雨影响发生过一次滑坡,所幸未造成人员伤亡。此处一旦再次发生滑坡,将会冲击到公路和对面的居民区,轻则导致交通阻塞,重则伤及行人或周边居民。地灾监测系统的布设,很大程度上取决于现场地质条件和周边环境。因此,广西自然资源厅在该隐患点布设了4台GNSS位移监测设备、1台自动化雨量站和1套系统监测平台(软件)。系统的运行流程为:监测设备将采集的数据,通过LORA无线通信技术回传至梧州市自然资源局顶楼接收网关,然后通过有线宽带网络回传至云端服务,为群测群防提供决策参考。到目前为止,“北斗+广播”监测系统已经对该隐患点实时监控了3个月,整体运行良好,监测平面精度达到±6毫米,高程精度达±10毫米,符合预期标准。这期间,梧州市有过连续40多天的绵绵阴雨天气,对设备的供电能力提出了巨大考验。在阴雨天气下,太阳能板发挥不了作用,锂电池最多撑20天,如何更好地解决设备供电问题,还需要继续推进研究。日前广西自然资源厅召开的“北斗+广播”新技术监测地灾有关工作研究会议透露,新技术的试验和推广应用,将会纳入广西地质灾害防治三年行动计划,继续推广研发和技术攻关,进一步扩大试验范围,以期实现全域内地灾隐患点的实时监测。多山地丘陵的广西,96.65%的陆地面积属于地质灾害易发区。除了“北斗+广播”监测系统的建设,广西自然资源主管部门还积极推进超融合实景三维应用平台、1∶5万遥感技术的运用,充分发挥广西的技术优势。“群测群防仍是当前地质灾害防治的最有效手段,但仅靠人的力量是防不过来的,监测预警一定要依靠科技力量。‘北斗+广播’新技术的应用,正是体现了广西从传统‘人防’到‘人防+技防’的深刻转变。”广西自然资源厅厅长陈建军表示,下一步该厅将加快地灾监测预警普适性设备的推广应用,尽最大努力提升对“隐患什么时候发生”的预警能力。●“北斗+广播”边坡高精度自动监测系统在梧州市长洲区宝石园滑坡地灾隐患点开展试运行黄尚宁/摄
资源导刊(信息化测绘) 杂志发表2020年9期
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在“黄河大合唱”中谱写测绘出彩篇章
作者:王红闯岁月不居,时节如流。时光的列车,驶入又一个九月的站台。一年前的这个美好时节——2019年9月18日,在新中国成立70周年前夕,在决战决胜全面建成小康社会的关键时刻,习近平总书记在郑州主持召开黄河流域生态保护和高质量发展座谈会并发表重要讲话,将黄河流域生态保护和高质量发展上升为国家战略,强调要加强生态环境保护,保障黄河长治久安,推进水资源节约集约利用,推动黄河流域高质量发展,保护、传承、弘扬黄河文化。明责笃行,知责奋进,担责敢为。测绘地理信息部门要深刻领会习近平总书记的重要讲话精神,紧紧抓住黄河流域生态保护和高质量发展重大战略机遇,坚持生态优先、绿色发展,坚持量水而行、节水为重,坚持因地制宜、分类施策,坚持统筹谋划、协同推进,充分发挥“天上看、地上测、在线用”的行业优势,为黄河流域的自然资源调查、生态及地理国情监测、国土空间规划、资源勘察开发等提供测绘支撑,助推黄河流域生态保护和高质量发展。坚持生态优先、绿色发展,要利用卫星遥感、北斗导航定位等测绘地理信息技术对绿色发展的相关指标进行动态监测,对黄河流域的绿色发展状况进行评估,对要素的流动、交换进行跟踪评估,实现各种资源的高效配置。增建覆盖黄河流域,以及沙颍河、淮河、唐河等省内主要内河航道的带状地基增强网络,统筹组织省内航天测绘、无人机测绘工作,基于高分遥感、北斗、5G、大数据,强化内河航运生态保护修复,严守生态保护红线。坚持量水而行、节水为重,要利用测绘地理信息技术对黄河流域的用水状况、排给情况、水环境质量等进行综合调查分析评价,开发建立黄河流域水资源综合地理信息系统,实现对黄河流域水资源状况的查询、预测,为黄河流域的国土空间规划和高质量发展提供决策支持。精准对接公安、自然资源、交通运输、水利、气象等资源业务系统信息数据,建立集水域、堤岸、湿地等数据汇聚、管理、大数据分析、可视化展示为一体的监测评估信息系统。坚持因地制宜、分类施策,要摸清黄河流域山水林田湖草的空间分布,获取黄河流域的地理信息资源,建设黄河流域多源、多尺度、多时序的卫星遥感影像数据库,为黄河流域生态保护、重点项目建设、空间规划、环境监测等领域提供基础数据支撑。开发建设沿黄生态保护地理信息系统,为黄河流域生态保护提供标准、权威的服务,实现从多部门分散治理到综合协同治理的转变。坚持统筹谋划、协同推进,要汇集国土空间数据资源,建立统一的国土空间基础信息平台,为黄河流域生态保护和高质量发展中的规划、审批、监管和分析决策提供测绘服务。要利用航空航天遥感和地面相结合的方式,持续监测黄河流域生态资源变化、生态补偿执行、流域水污染防治效果。黄河流域相关城市要结合5G、大数据等技术,开展新型智慧城市建设,建立起基于时空信息的数据大脑,提升城市治理水平,助力城市高质量发展。治理黄河,重在保护,要在治理。推动黄河流域生态保护和高质量发展,非一日之功。我们要以习近平新时代中国特色社会主义思想为指引,深入贯彻王国生书记调研省自然资源厅的讲话精神,坚决扛起全省自然资源技术支撑的政治责任,将习近平总书记关于黄河流域生态保护和高质量发展的部署落地落细落实,以功成不必在我的精神境界和功成必定有我的历史担当,既谋划长远,又干在当下,万众一心,接续奋斗,努力创造出无愧于历史、无愧于时代、无愧于人民。
资源导刊(信息化测绘) 杂志发表2020年9期
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北斗S信号受地面5G干扰影响分析及对策研究
作者:张天桥,葛侠,刘治君,张卫楠(北京卫星导航中心,北京100094)0引言北斗卫星导航系统是我国重要时空信息基础设施,为全球用户提供全天候、全天时、高精度、高可靠、高实时的卫星导航定位服务,也为我国国家安全提供重要的基础保障。卫星无线电测定业务(Radio-DeterminationSatelliteService,RDSS)是北斗系统特色优势服务,可为我国及周边用户提供快速定位、位置报告及短报文通信服务。北斗RDSS业务自2003年正式开通以来,服务连续稳定、应用领域不断扩大,在我国国民经济的各个方面都发挥了重要作用。在北斗系统的3个发展阶段中,RDSS业务从信号体制到服务模式等各个方面都取得了较大发展。2020年7月30日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通,标志着新一代RDSS正式提供服务。相比于北斗二号RDSS,北斗三号RDSS实现了覆盖区域拓展、服务容量扩大、终端功耗降低等一系列技术体制升级。第五代移动通信系统(5G)具有高速率、低时延等特点,是我国重点发展的通信基础设施。工业和信息化部将5G频率划分为4个频段:2515~2675MHz,3300~3400MHz,3400~3600MHz和4800~4960MHz,其中,2515~2675MHz频段与北斗RDSS出站信号频率相邻,隔离带仅15MHz。2018年12月工信部发布的5G射频征求意见稿规定,2515~2675MHz频段5G信号在2483.5~2500MHz内的带外无用发射信号最大值为-40dBm/MHz,2021年初发布的试行稿[1]中该指标修订为-43dBm/MHz,即5G信号泄漏到北斗RDSS出站信号频带内的功率约为-30.8dBm。北斗系统是一个星基导航定位系统,其落地电平低,容易受到外部系统的干扰[2]。北斗S信号的落地电平约为-127dBm,比5G信号泄漏的功率低近100dB,且二者频率相隔较近,5G信号会对北斗RDSS业务造成干扰。北斗和5G均为国家重要信息基础设施,二者的电磁兼容是保证2个系统共同健康发展的基本前提。2011年,美国联邦通信委员会以干扰GPS接收机为由,无限期暂停LightSquared公司运营4G网络[3]。文献[4]给出了LTE系统对GPS和Galileo的影响模型。文献[5]从射频角度分析了4G信号与北斗二号RDSS之间的干扰,给出了4G对RDSS造成的带外干扰的分析方法。本文针对北斗S信号与地面5G的兼容性问题,首先分析了北斗S信号特征,并将地面5G的干扰分为带内干扰和带外干扰,重点分析带内干扰对信号的影响;然后从理论上分析了北斗S信号受地面5G干扰影响,并利用实际北斗S信号和5G基站对其进行了测试;最后从不同角度提出了降低地面5G对北斗S信号干扰的策略。1北斗S信号特征分析北斗三号RDSS的信号体制在北斗二号的基础上进行了改进。随着北斗三号正式开通,北斗三号RDSS将逐步取代北斗二号RDSS,向用户提供服务。为此,本文以北斗三号RDSS为例,对北斗S信号特征进行分析。RDSS信号链路可分为入站链路和出站链路,入站链路是指RDSS用户机向主控站发送服务申请的信号链路;出站链路是指主控站向用户机播发服务信息的信号链路。从RDSS用户机角度,RDSS的入站信号位于L频段,具体频率为1610~1626.5MHz;出站链路位于S频段,具体频率为2483.5~2500MHz。由于入站信号频段与5G信号频段相隔较远,因此,下面主要分析RDSS的出站信号。RDSS出站信号采用直接扩频序列,中心频点为2491.75MHz,工作带宽16.5MHz,调制方式为QPSK[6]。用户机接收的北斗S信号可表示为:s(t)=Apcp(t)cos(2πf0t+θ0)+Add(t)cd(t)sin(2πf0t+θ0)+n(t),(1)式中,A为信号幅度;c(t)为扩频码;f0为载波频率;θ0为初相;d(t)为电文;下标p和d分别表示导频支路和电文支路;n(t)为零均值高斯白噪声。2北斗S信号受地面5G干扰影响分析从北斗RDSS用户机角度,外部系统造成的干扰可分为带内干扰与带外干扰两部分。带内干扰是由于干扰发射机中的功放、混频器和滤波器等非线性器件在工作频带以外产生辐射信号分量,包括热噪声、谐波、寄生辐射、频率转换产物和互调产物等落入北斗RDSS出站信号频段内,导致北斗RDSS用户机的底噪抬升,造成灵敏度损失。带内干扰频谱示意图如图1所示。图1带内干扰频谱示意Fig.1Spectrumofin-bandinterference带外干扰是由于干扰信号在北斗RDSS出站信号的相邻频段注入,使北斗用户机的非线性器件产生失真,甚至饱和,造成其灵敏度损失。带外干扰频谱示意图如图2所示。图2带外干扰频谱示意Fig.2Spectrumofout-of-bandinterference带外干扰可通过提升接收机滤波的带外抑制指标来削弱,带内干扰则主要依靠扩频码的扩频增益抑制。带内干扰对S信号的影响可以用等效载噪比进行评估。当存在带内干扰时,可以用等效载噪比来描述信号质量,其表达式为[7]:(2)式(2)表明,带内干扰对等效载噪比的影响与干扰功率和谱分离系数相关,干扰功率和谱分离系数越大,等效载噪比恶化越严重。仿真了不同出站信息速率条件下等效载噪比随干扰功率的变化。仿真中,假设信号功率为-127dBm,5G信号对RDSS用户机的带内干扰的功率谱是平坦的,噪声温度为290K,用户机前端带宽为16.5MHz。等效载噪比随带内干扰功率变化的仿真结果如图3所示。图3等效载噪比随带内干扰功率的变化Fig.3Variationofeffectivecarrier-to-noisedensityratiowithin-bandinterferencepower由图3可以看出,随着带内干扰功率不断增加,等效载噪比恶化不断加剧。当带内干扰功率低于-108dBm时,等效载噪比恶化低于1dB;当带内干扰功率高于-103.5dBm时,等效载噪比低于44.7dBHz的电文解调门限。由于信号存在传输损耗,因此,当用户机与基站间距离不同时,所受的干扰业务不相同。自由空间的传输损耗为:L=20lgF+20lgD+32.4,(3)式中,F为信号频率,单位MHz;D为传输距离,单位km;L单位为dB。图4仿真了不同距离下,5G信号对RDSS用户机的干扰情况。仿真中,假设信号功率为-127dBm,噪声温度为290K,5G信号对RDSS用户机的带内干扰的功率谱是平坦的,干扰功率谱密度分别为-40dBm/MHz和-43dBm/MHz[1],用户机前端带宽为16.5MHz。仿真中假设北斗S信号和5G信号均无遮挡,且基站和用户机的天线均为全向天线。图4等效载噪比随5G基站距离的变化Fig.4Variationofeffectivecarrier-to-noisedensityratiowithdistanceof5Gbasestation由图4可以看出,若5G信号在北斗S频带内的无用功率为-43dBm/MHz,则用户机的正常解调电文的安全距离为40m,即当用户机距基站超过40m时,5G基站的干扰可忽略;若5G信号在北斗S频带内的无用功率为-40dBm/MHz,则最小安全距离为60m。需要注意的是,当前分析采用自由空间的传输损耗,对于实际的损耗可能还存在阴影衰落、穿透损耗等,而5G基站的发射天线通常不是全向天线,后续还需要5G基站发射天线、信道传播条件等相关参数以支持更完善的影响分析。3北斗S信号受地面5G干扰测试情况在实际5G环境中测试5G基站对RDSS通信成功率的影响。将5台RDSS用户机分别放置于距5G基站不同距离,其中,3台配置了较强干扰滤波器、2台无专用抗干扰滤波器,测试距离分别为30,40和60m。每个测试点位进行1000次通信测试。测试点的5G基站和附近的5G信号分布如图5所示。图55G发射天线Fig.55Gemittingantenna不同类型北斗RDSS用户机与单基站在不同距离情况下的成功率如表1所示。其中,抗干扰滤波器抗带外干扰能力为50dB。表1不同类型RDSS用户机在不同距离处的通信成功率Tab.1CommunicationsuccessratesofdifferenttypesofRDSSreceiversatdifferentpositions4北斗S信号与地面5G兼容性提升策略通过上述理论仿真与实际测试可知,地面5G信号对北斗S信号是客观存在干扰影响的。由于北斗S信号的落地电平远低于地面5G信号电平,因此,提升二者的兼容性主要考虑减小地面5G对北斗S信号的干扰。可以采用3种策略提升两系统的兼容性。①从北斗RDSS系统角度,提升RDSS出站链路信号发射功率,采用扩频增益较大的扩频码,可以提升S信号抗带内干扰的能力。②从北斗RDSS用户机角度,提升带外抑制性能是削弱地面5G造成的带外干扰有效方法。③增大对5G基站发射信号的约束,降低地面5G信号在北斗S频段内的无用发射功率。上述3种策略中,第1种和第2种是从北斗系统角度,提升系统和用户机的抗干扰能力。对于第1种策略,在系统建设完成后,其信号体制和发射功能就已经确定,在很长一段时间内将保持不变,因此,采用该策略的成本较大。对于第2种策略,提升用户机带外抑制性能的主要方法是提高滤波器的带外抑制指标,目前该指标标准正在形成之中。第3种方法是从约束地面5G的角度,降低其对北斗S信号造成的带内干扰,这是一种“治本”的策略,但是,从5G射频指标征求意见稿到试行稿,该指标已经下降3dB,随着后续5G基站组网越来越密集,对北斗影响也会更大,该指标的改进空间仍有待更深入研究。5结束语针对北斗S信号与地面5G的兼容性问题,利用等效载噪比评估5G基站对S信号的影响,并进行了仿真分析,结果表明在北斗S信号和5G信号都无遮挡、且基站和用户机的天线均为全向天线的情况下,用户机与5G基站的安全距离为40m(以95%为成功率门限)。从北斗系统、RDSS用户机和5G基站的角度,对比了3种提升北斗S信号和地面5G系统兼容性的方法。同时,由于北斗系统、地面5G系统都还在发展之中,上述3个方面的兼容性提升方法都还有待进一步研究。
无线电工程杂志发表 2021年10期
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北斗非洲应用推广与思考
作者|温路路郭明杰上海司南卫星导航技术股份有限公司一、前言随着北斗卫星导航系统全球布局步伐的加快,特别是北斗三号系统建成以来,北斗快步走向世界,尤其是积极响应国家推动北斗高精度走出去的战略,北斗已覆盖世界120多个国家和地区,其中包含40多个“一带一路”国家和地区。上海司南卫星导航技术股份有限公司(司南导航)凭借完全自主知识产权的产品以及对高精度GNSS生态圈矢志不渝的建设,在北斗走出去方面取得了不俗成果。以非洲为例,司南导航2013年开始进入非洲市场,经过9年的砥砺发展,销售范围已覆盖30多个国家和地区。每天都有成百上千的用户在使用北斗产品,为非洲当地的经济发展和基础设施建设发挥了重要作用。本文以北斗在非洲应用推广案例为切入点,介绍了北斗在非洲推广的相关经验与思考。二、应用案例1.乌干达、肯尼亚国土测绘应用北斗/GNSS高精度接收机于2014年开始进入乌干达市场,以其可靠、稳定的性能服务,深受非洲客户的信赖。乌干达国土测绘部门已利用北斗/GNSS高精度接收机建成24座基准站,目前还有5座处于建设中(图1)。乌干达国家测量协会主席穆林达瓦·戴维德(MulindwaDavid)表示,现在在建的北斗/GNSS连续运行参考站(CORS)系统将是东非区域内第一个先进的CORS系统,其提供的数据会被诸多行业所应用,例如测绘、采矿、形变监测、车辆管理、气象监测等。其服务覆盖了国内主要城镇、经济文化中心,所提供的高精度位置服务不仅可以满足乌干达国土测绘需求,还拓展到水利、交通、农业、林业等多个领域。图1工作人员安装北斗/GNSS高精度接收机2021年2月,肯尼亚一家提供测绘地理信息服务的公司(MeasurementSystemsLtd)完成了3个CORS站搭建工作。从2018年开始,肯尼亚已完成20余个CORS网基站建设,相关的全部软硬件设施均来自于北斗国产自主品牌。在为当地日新月异的发展建设注入新活力的同时,也大大提升了国产北斗产品在当地的影响力。该公司项目经理克里斯·穆亚(ChrisMuya)表示,选择中国北斗产品不仅仅是出于价格上的考量,更多的也是综合中国品牌的质量和售后服务等综合因素才作出合作的决定。据统计,北斗高精度CORS系统方案先后在肯尼亚、乌干达、布基纳法索、塞内加尔、加蓬、尼日利亚、马里、科特迪瓦、几内亚、布隆迪、喀麦隆等20多个撒哈拉以南非洲国家顺利落地。撒哈拉以北也有突尼斯、摩洛哥、阿尔及利亚和利比亚四个国家建有站点。2.布基纳法索方舱医院勘测新冠疫情席卷全球以来,每个国家的医疗基础设施呈现严重紧缺状态。以非洲医院为例,由于医院数量少,没有充足的床位,医院人满为患,对当地的疫情防治工作带来极大的压力。布基纳法索当地政府决定加快建设方舱医院,以缓解医院床位不足的问题。在建设方舱医院的过程中,需要使用大量的GNSS设备进行必要的测量工作。当地政府决定让司南导航的合作伙伴承担建设任务,利用北斗高精度接收机,仅仅6天就圆满完成了全部的勘测工作,比政府规定的时间提前了整整一半时间,获得了政府部门的极大认可(图2)。图2北斗助力布基纳法索方舱医院勘测3.北非及中东的北斗全球信号测试北斗三号系统建成以来,为验证系统可靠性,2019年、2021年分两次在北非及中东多个国家和地区,与当地合作伙伴一起进行北斗全球信号测试(图3)。基于北斗的测试圆满完成了任务,结果表明:测试区域和测试时间段内,北斗卫星导航系统服务性能各项指标均满足《北斗卫星导航系统公开服务性能规范(2.0版)》的要求,可为阿拉伯地区提供连续稳定的定位导航服务。图3埃及本哈大学站采集北斗系统观测数据三、非洲推广北斗面临的问题1.欧美导航企业已形成先发优势当前中国北斗企业主营业务仍以国内市场为主,国内市场的营收数额远超海外市场份额,国内暂时缺少国际化程度非常高的北斗领军企业。国际化水平与国际导航龙头企业差距较大。毕竟欧美老牌导航企业早已深耕该领域几十年,较早进入当地市场,造成当地政府部门以欧美品牌作为行业的准入标准。这为国内北斗企业打入非洲市场造成了一定难度。非洲国家曾为西方殖民地,欧美国家在当地耕耘时间久,话语权较大,背景深厚,这造成对各行各业都有或深或浅的影响。欧美国家与非洲当地政府关系密切,很多政府顾问都来自前宗主国。中国北斗企业作为后进入者,难以在短时间内深入当地市场。2.非洲当地政商环境带来困难非洲当地项目大多需要通过世界银行等国际金融组织贷款支持,而国际金融组织在分配资金的时候更多地体现了西方国家的意愿和利益,会倾向采购欧美国家的导航设备,从而给中国北斗企业参与的项目造成成本压力。非洲国家货币与美元的汇率非常不稳定,波动大。特别是今年俄乌冲突爆发以来,当地国家的货币贬值严重,严重影响了当地市场的购买力。非洲国家政局不稳定,政变频繁,很难构建稳定的政商关系。特别是有的地区战乱频仍,很难在当地开发市场。这些都为北斗企业进入非洲市场带来了困难。3.中国北斗企业在非洲业务体量小目前,中国企业在当地的业务多以少量终端设备销售为主,难以参与当地国家级重点项目建设,在当地的影响力较小。虽然国产北斗产品拥有价格优势,但北斗导航乃至整个测绘地理信息产业是一个相对较小的行业,与其他大宗商品交易或者大型基础设施建设相比,对当地国家难以形成示范作用。4.非洲高科技产业与北斗无法紧密融合目前,北斗在非洲提供的服务还是侧重于国土的测量测绘、修路等基础设施建设期间的勘测工作。因为非洲基础设施建设还相对落后,网络设施不够发达,连发达的南非也时不时停电,电力供应不够稳定。新科技新领域,如无人驾驶、无人汽车、自动驾驶、虚拟现实等没有产业基础。因此,北斗产品在非洲暂时无法与当地具有科技含量高的产业相结合,或是当地没有这样科技含量高的产业可以结合。四、非洲推广北斗经验与思考1.推广中国制造的决心与信心在非洲推广北斗产品,心中会有莫名的自豪感。因为北斗系统是中国智造、北斗终端也是中国制造,感觉有一个强大的国家作为后盾。虽然非洲国家的北斗推广环境并非十分优越,但凭借自身努力,也推动了中国北斗产品走向非洲,同时也助力了非洲2063计划,为非洲智慧化、数字化、现代化贡献自身的微薄之力,为人类命运共同体发展贡献力量。2.充分发挥北斗应用智慧跟欧美厂商不同,中国北斗企业采用更加灵活和贴近市场的推广模式,积极主动寻找当地拖拉机厂商在割草机器人、自动驾驶、智慧农业等方面利用北斗进行合作等。充分利用市场机会,提供北斗产品与服务。3.思考关于如何促进中非北斗合作,有如下建议与思考:1)充分在非洲国家宣传北斗。如中非北斗合作论坛等应定期举办,政府帮助牵线搭桥。把“中国的北斗,世界的北斗,一流的北斗”宣传到每一个非洲国家。2)培养非洲留学生。关于卫星导航专业或地理信息专业,每年招收一定的非洲留学生,到中国国内著名的高校进行学习培养。为非洲培养这个行业的人才,将来为中国北斗更大范围落地非洲打好基础。3)鼓励多形式走向非洲。鼓励各种形式在非洲宣传北斗,如展览、论坛等活动。如有条件可对上述活动予以补贴,特别是民营企业。4)政府应以援助的形式,捐赠北斗物资。以欧美国家为例,就捐赠帮助当地政府修建了很多GPS设施,如CORS站。中国政府应予以考虑,采取类似的方式,让北斗更快地在非洲落地生根。
卫星应用杂志发表 2022年11期
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基于实景三维技术的广西自然资源三维立体“一张图”应用研究
作者:江文源,杨如军,刘琦,马骁驰,黄信望,马绍忠(广西壮族自治区自然资源信息中心,南宁530000)0引言当前,中国正处于数字化转型助力高质量发展的关键时期,自然资源高质量发展对科技创新提出了前所未有的更高要求,也对时空信息技术创新提出了新的课题。在自然资源管理审批工作中,二维技术越来越不适应社会发展的要求,传统的平面图视角单一,难以表达地理实体的高度、纹理和地表起伏等空间信息。自然资源信息化需求重心从客户端转向了服务端,从二维平面扩展到三维全空间,从室外扩展到室内,从宏观拓展到微观[1]。以GoogleEarth为代表,地球空间信息的三维可视化以其开放性、可量测性和可挖掘性,成为信息化服务的基本要求,三维地图也成为人们进行空间信息交互的基本方式和各种门户网站信息服务的基本内容[2]。为了适应新形势下自然资源信息化的新要求,《自然资源部信息化建设总体方案》提出推进实景三维数据库建设,在已有基础上整合完善,建立三维立体自然资源“一张图”。自然资源部《实景三维中国建设技术大纲(2021版)》(以下简称《大纲》)对实景三维的建设目标、建设内容等进行了细化。广西壮族自治区自然资源信息中心(以下简称广西中心)于2009年起逐步建设和完善广西自然资源“一张图”(以下简称广西“一张图”)。2011年,开始收集整理实景三维基础数据,初步建成与广西自身条件相符合的“城市主城区+多测区”的广西实景三维数据格局,数据包括倾斜摄影模型、激光点云、手工建模数据、BIM、地形、多面体等。在此基础上,本文主要研究基于实景三维技术的广西“一张图”建设及应用方案。同时,也解决了实景三维数据转换、三维场景Web服务发布、二三维数据融合等关键技术问题。三维立体“一张图”在多个业务系统中的实践应用证明,系统稳定运行,达到预期目标。1三维立体“一张图”数据融合技术1.1实景三维数据类型《大纲》对实景三维数据进行了定义和归类,本文主要以数字高程模型、倾斜摄影模型、激光点云、手工建模、BIM等几种实景三维数据构建三维立体“一张图”。数字高程模型是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型[3],主要包括1:5万和1:1万DEM数据资源。1:5万DEM为国家级基础测绘成果,覆盖广西全域陆地范围,格网间距为10米;1:1万DEM为省级基础测绘成果,格网间距为2米。倾斜摄影融合了传统的航空摄影和近景测量技术,通过在同一行平台搭载多台传感器,同时从垂直、前视、左视、右视与后视5个不同的角度采集影像,获取地物侧面丰富的纹理信息[4]。通过全自动批量建模技术生成的倾斜摄影模型为三维GIS的重要数据来源。倾斜摄影的通用格式是OSGB。激光点云数据是由三维激光扫描系统获取的一种高精度三维数据。三维激光扫描技术可通过非接触主动测量方式快速完整地获取目标物体表面的三维坐标,不受物体形态、状态的影响,精度高、信息丰富、效率高,在测绘、规划、智慧城市等行业广泛应用[5]。手工建模数据将现实或虚拟世界的地物通过3DMax、MAYA等建模软件手工制作,小场景的渲染效果较好,细节展示精细,辅以光影等效果,但耗时长、生产成本高,不适宜大范围的应用场景。BIM以建筑工程项目的各项信息作为基础,以三维模式详细记录了建构筑物内部各零部件的几何和属性信息,可实现建构筑物在规划、施工、验收、运维等阶段的精细化管理。BIM融入自然资源大场景,可从宏观和微观角度进行三维数据管理、浏览和分析应用。1.2二三维数据融合多源异构是二维数据和实景三维数据的最大特征,数据格式和结构多样且平台间无法互相兼容共享。目前,网络服务应用程序接口(WebServiceAPI)是解决多源异构数据融合、跨平台调用的主流手段。将二维数据和实景三维数据存放在强大的云服务器,经处理后发布成可调用的RESTful风格或SOAP风格的Web服务API,客户端通过URL请求数据实现二三维数据浏览。本文使用ArcGISServer和广西中心自主研发的I3SServer三维场景Web服务器(以下简称I3SServer)实现二三维数据融合。二维数据转换为ArcGIS支持的FileGDB或SDE格式的要素类,使用ArcGISServer发布为符合开放地理空间联盟(OGC)WebMapService规范的WebAPI。实景三维数据——倾斜摄影模型、激光点云、手工建模数据、BIM、地形、多面体等转换为符合OGCI3S标准的场景图层包(SceneLayerPackage,SLPK)格式后发布到I3SServer,由该Web服务器提供满足I3S场景服务标准的Web服务API。1.3实景三维数据转换实景三维数据转换一般分为以下2种思路。(1)直接将数据转换为SLPK。(2)先转换为ESRI原生数据格式——多面体(multipatch)模型,对模型赋值、纹理贴图、转换、投影后,再转换为SLPK。依据三维数据类型,实景三维数据转换分为倾斜摄影、点云、BIM、手工建模等不同的转换流程。倾斜摄影导入方式一般为以下2种方式。(1)通过ArcGISPro的创建集成网格场景图层包工具,直接将OSGB转换为SLPK,但大范围数据转换容易出现软件崩溃的情况。(2)通过ArcGIS桌面软件授权的三维数据治理工具,对OSGB数据进行校验、转换、优化、平移、亮度调整、合并和坐标系转换等操作,可以适应大量的数据处理和渲染优化,转换效果比较理想。此外,ContextCapture、Pix4D、SURE、大疆制图等国内外主流倾斜摄影测量建模软件均支持生成SLPK格式的倾斜摄影数据。点云数据的通用格式是LAS。ArcGISPro支持LAS格式的点云数据加载、渲染、投影、分析等操作,并运用创建点云场景图层包将点云数据打包成SLPK格式数据。ArcGISPro支持直接读取Revit格式的BIM数据,还可将BIM数据转换存储到FileGDB,对其进行几何、贴图、属性的编辑。目前,常见的手工建模数据格式比较多,比如obj、3ds、dae、wrl、fbx等。此类数据可通过ArcGISPro的导入3D文件工具将模型数据转换为multipatch模型,符号化和渲染后转换为SLPK格式数据。1.4三维场景Web服务发布三维场景Web服务是指一组符合OGCI3SWeb服务规范并具备RESTful风格的WebAPI。目前,很多GIS供应商都提供了发布三维场景服务的Web服务器,其加载效率和稳定性能够满足实际生产需要。但这些三维场景服务器的规模过于庞大,对实施部署、迁移不友好。为此,广西中心自主研发了三维场景Web服务器——I3SServer,支持发布SLPK格式的倾斜摄影模型、点云、建筑模型、三维模型等三维场景服务,具有发布速度快,数据完整性和精细度较好的特点。客户端通过请求服务地址获取服务,采取合理化的LOD分级显示、缓存机制等优化方法快速加载渲染三维场景。2三维立体“一张图”建设及应用方案2.1数据资源体系本文参照《自然资源三维立体时空数据库建设总体方案》,从土地、森林、草原、湿地、水、地表基质、地下资源、海洋、自然资源监测9类数据选取核心数据内容及主要属性信息,基于统一的空间框架,按照管理层、地表覆盖层、地表基质层、地下资源层4层架构分层组织,充分融合二维数据和实景三维数据,构建广西“一张图”数据资源体系,如图1所示。图1广西“一张图”数据资源体系2.2总体架构本文针对广西自然资源业务系统需求的特点,基于分布式、云计算、大数据、三维GIS、计算机虚拟化等技术,构建了广西“一张图”总体架构,如图2所示。该架构融入了三维立体“一张图”数据体系,实现二三维数据在应用系统中快速调度、高效渲染,充分发挥三维场景真实、全面、丰富、立体的优势,为自然资源业务系统建设提供了可参考的二三维一体化解决方案。图2广西“一张图”总体架构基础硬件设施虚拟化后建立云资源管理层,负责云资源管理调度。中间件资源层包括GIS支撑平台、数据库、缓存数据库、Web服务器、大数据分析工具和消息中间件等。借助该资源层构建统一的自然资源三维立体“一张图”数据库,进而形成可统一调度的平台级Web服务资源,包括各种地图资源、影像资源、三维场景资源、空间分析资源等。具体应用系统按需、按角色权限获取资源。同时,通过统一的政务网络实现数据资源和分析资源在自然资源部门垂直共享、其他横向部门之间共享。3三维立体“一张图”实际应用3.1第三次全国国土调查本例将“一张图”应用到广西区域的第三次全国国土调查业务系统,构建了覆盖广西全域的地形场景,通过叠加广西的第三次全国国土调查成果,如图3所示,调用二三维一体化联动、交互分析等功能,实现在地图上同时查看地类图斑和实际地形,为野外调查监测、基本农田划定、新增耕地检查及退耕还林等工作提供技术支撑。图3广西“一张图”在第三次全国国土调查中的应用3.2国土空间规划近年来,广西“一张图”在市级城市规划管理中得到了广泛应用,特别是在详规方案对比审批方面发挥了重要作用。图4(a)为南宁市主城区的激光点云图层。采用激光雷达技术对主城区点云数据进行预处理,以高程渲染不同高度的点云,快速勾勒高精度的城市地形和城市形态,满足城市基础设施管理、城市规划和太阳能潜力估计等需求。图4广西“一张图”在国土空间规划中的应用图4(b)为北海市主城区的“倾斜摄影+地下管线”实景三维场景(局部地形修改)。以城市倾斜摄影模型为空间基底,叠加城市地下管线数据;使用“地形修改”三维分析功能透视指定范围内的地形和倾斜摄影模型,满足修建道路、铺设管道等业务需求。图4(c)和(d)以城市倾斜摄影模型为空间基底,导入提前构建的手工建模模型,满足规划效果查看、规划方案对比等需求,多用于城市规划布局、旧城改造和城市更新等业务场景。图5(a)~(d)为城市规划设计的常用三维分析功能,分别是地形剖析、视线分析、日照分析、构件分析。(1)地形剖析。在实景三维场景中绘制任意折线,分别获得折线经过位置的倾斜摄影模型和地形模型高程剖面。(2)视线分析。在场景中设置视点和目标点,分析获得点到点的透视和遮蔽情况。(3)日照分析。选择时间后系统自动获取场景建筑模型和地形模型的朝向、间距、高度等参数,计算山体、构筑物的阴影投射。(4)构件分析。管理BIM、手工建模模型的组装生成部件,服务精细化管理。图5城市规划设计的常用三维分析功能3.3矿山监管自2021年开始,广西“一张图”试用于矿山监管,主要用于解决矿山越界开采问题。图6(a)以露天开采矿山倾斜摄影模型为空间基底,结合视屏超融合技术,以三维视角对露采矿山实现实时监管。图6(b)通过激光点云、手工建模等方式,建设地下巷道、开采作业面等地理实体的实景三维模型,对地下开采矿山进行有效监管。图6广西“一张图”在矿山监管中的应用4需进一步解决的问题广西“一张图”在实际应用中发挥了重要作用,但今后还需深化应用,进一步优化和探讨以下问题。(1)数据获取成本较高,模型制作流程复杂,周期长,技术门槛高,不能在短期内更新覆盖广西全区的数据。(2)数据质量参差不齐,缺乏统一、可实施性强的数据采集、生产和入库的系列规范标准。(3)实景三维场景具有数据量大、数据种类多、数据结构复杂的特点,对硬件设备要求较高,客户端加载和渲染的稳定性及速度还需进一步提高。(4)三维空间分析算法未能在更深层次结合业务需求,很多时候仅停留在“看”的层面。5结语广西“一张图”建设及其在各类自然资源业务系统中的应用,在一定程度上解决了以往二维地图立体感不够强的问题,赋予自然资源业务系统全新的观测视角。同时,实践证明广西“一张图”建设方案具备良好的可行性、可移植性和可扩展性,发展方向正确,应用前景广阔。但随着计算机软硬件不断发展及自然资源管理政策的调整,立体三维“一张图”发展还存在很多未知因素。因此,还要不断地完善立体三维立体“一张图”。
自然资源信息化杂志发表 2022年2期
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新基建条件下国土空间规划系统建设存在的问题与对策
作者:李锋(长沙城市发展集团有限公司,湖南长沙410000)国土空间规划分区是国土空间规划的重要依据,也是国土空间规划优化的核心内容。其能够在经济社会发展以及自然条件基础上对区域国土资源进行统筹开发利用,实现社会活动、经济活动与生态环境治理的协调发展,其具有较强的引导性、战略性和约束性。1国土空间规划意义与发展概述我国的国土空间规划有一个较长的发展过程,在总体发展中有三段进程和三种实施方式:第一段进程是工业化初期,城市规划实施“一规统揽”方式;第二段进程是工业化中期,针对土地利用进行规划,执行“双规协同”方式;第三段是新时期,细化了国土空间规划,遵循国民经济和社会发展总体方向,在主体功能区规划的基础上,采用多规共管方式,合理进行国土规划、土地利用规划以及城乡和环境规划等各项规划工作,并构建相应的国土空间规划体制。2国土空间规划系统建设存在问题2.1治理体系国土空间规划与国家或地区政治、行政体制联系紧密,包括空间发展、空间布局两层内容,具备纲领性和法定性的特征。现有的各类各级法律法规、部门规章、技术规范等与建设“五级三类四体系”的国土空间规划体系相矛盾,同时缺少统领国土空间规划的主干法律、存在现有法律法规的要素不全、可操作性差等现象。2.2“短期发展”与“长期规划”的错位衔接《若干意见》及相关配套文件要求,涉及空间利用的各类规划的规划期限统一至2035年,新时期国土空间规划目标年为2035年,近期目标为2025年,远景可展望至2050年,属于长期性空间规划,这就造成了两者编制期限的错位衔接问题。一方面,短期性的经济与社会发展要求无法提供长远性的国土空间开发保护指导;另一方面,在本轮国土空间规划编制期限内需要经过至少三个国民经济与社会发展规划的更替,容易造成发展意图变化与空间管控是否调整的矛盾,从而导致“一张蓝图干到底”的动态变化[1]。2.3技术应用新型基础设施建设的发展为国土空间规划的编制和实施带来新的契机,国土空间规划体系建设无疑将成为智慧城市建设的基础性智慧项目,是一个全局性的自组织与他组织共存的巨型系统工程和改革工作过程,需要成熟、规范的技术支撑。数字孪生体、数据中台等架构和技术尚处于技术成熟度曲线的过高期望的峰值(PeakofInflatedExpectations),还需不断沉淀和积累;5G通信的应用正处于推广阶段,二、三线城市的建设还需一定的时间;国土空间时空大数据平台的主要支撑软件GIS系统,国外软件占据了较大市场份额。当前,国产替代化的需求对系统和平台建设需要的计算、存储、数据库、中间件技术和设备提出更为迫切的要求。2.4数据共享与数据安全新时期基于数据驱动的国土空间规划的编制和实施依赖于地理信息、测绘、规划、交通、社会经济等相关领域的数据,数据的集成和共享也是智慧城市建设的关键基础。从统计来看,国土空间规划项目是智慧城市建设的一个智慧项目,但从政府开放数据统计来看,有11个省或自治区、3个直辖市建立了自己的省级行政大数据平台,共有65个市建立了自己的市级行政大数据平台,这种现状与国家要求建立“多规合一”的规划编制审批体系、实施监督体系、法规政策体系和技术标准体系(见《意见》)还有较大的差距。由于国土资源数据大多属于保密数据,在系统数据共享的同时,还要充分加强数据安全、隐私保护、数据主权、数据伦理等方面的研究和建设[2]。3对策与思考3.1健全与完善国土空间规划法律体系、法制能力1)立法本质上,以提高现代化治理能力为目标,推动国土空间规划高质量发展运用法律法规去完善国土空间规划管理和治理能力,是国土空间规划立法的根本出发点,相关的法律法规制度是国家法治体系现代化建设不可或缺的一环,是国土空间规划高质量发展、治理能力全面提高、多部门参与、充分发挥国土空间治理效益的有力保障。因此,制定横向全面兼顾,纵向上下衔接的《国土空间规划法》是健全国土空间规划法律体系的首要任务[3]。2)法律关系上,强调《国土空间规划法》与配套法律的无缝对接从规划管理体系的顶层设计来看,合理划分层级进行规划管控是落实法律保障的重要手段。将许可事项和土地处置权力过于集中的下放给地方,容易使城市发展边界无序扩张、国有土地资源浪费、环境治理效果不佳、农田总量难以保证等问题。而将规划的权力统一收至中央,又会造成审批程序繁杂,办事效率低下、管理手段单一等问题。3.2强化顶层设计,理清各类规划定位与分工一方面,需要进一步明确国家发展规划、国土空间规划、专项规划等规划的编制内容与深度要求,划定清楚各类规划的任务分工边界,如国家发展规划中对空间布局的深度要求,如何与国土空间规划的空间布局要求相衔接,要预留规划接口。另一方面,部门间仍存在职能分工的交叉现象,需要高位统筹,如当前生态环境部门推进的“三线一单”工作与自然资源部门推进的生态保护红线划定工作,两项工作均从各自技术角度对自然资源进行评估,在一定程度上存在重复工作。再者,是城市设计的归属问题,鉴于城市设计特殊的空间属性,自然资源部门从空间管控角度可以纳入国土空间规划体系,而住房和城乡建设部门亦可以从开发建设、城市更新角度纳入其部门职能管理范畴,这一问题需要从国家层面提出解决方案,减少部门间矛盾。仅从技术角度而言,针对城市立体空间建设管控,建议由住房和城乡建设部门会同自然资源部门共同负责建设方案审批工作,一旦审批通过,由住房和城乡建设部门负责实施管理[5]。4结语在当今新基建条件下,国家宏观政策和技术发展为国土空间规划系统建设带来了新机遇,而国土空间规划系统建设对于规划的编制、实施和监督起着举足轻重的作用。通过分析建设国土空间规划系统过程中存在的问题,提出在完善治理法律法规体系的基础上,制定出各部门统一的建设管理标准,运用人工智能、数字孪生、云计算等新技术手段,借助大数据分析和地理信息系统的海量数据支撑,实现多规合一,用一张蓝图管理国土空间规划,以期实现规划的最大效益。
建材发展导向杂志发表 2021年1期
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坚定贯彻新发展理念 促进人与自然和谐共生
——“十四五”自然资源规划专家谈日前,党的十九届五中全会审议通过了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》(以下简称《建议》)。自然资源部党组迅速组织传达学习,并提出深入学习贯彻的要求。近日,部咨询研究中心组织召开了专题学习研讨会,通过线上线下相结合的方式,深入学习了党的十九届五中全会精神和习近平总书记所作《关于的说明》(以下简称《说明》)。与会专家重点围绕自然资源系统的工作目标与职责进行了深入交流与讨论,积极为“十四五”自然资源管理工作建言。以“十四五”规划建议为基本遵循◆新征程、新阶段,要求落实新发展理念,构建新发展格局◆要使创新成为第一动力、协调成为内生特点、绿色成为普遍形态、开放成为必由之路、共享成为根本目的“十三五”收官在即,全面建成小康社会、完成脱贫攻坚任务、实现第一个百年奋斗目标胜利在望;“十四五”新篇待启,中华民族将踏上全面建设社会主义现代化国家、向第二个百年奋斗目标进军的新征程。在这个历史交汇点上,习近平总书记亲自领导、汇聚全党全国智慧编制而成的这份行动纲领和政治宣言,绘就了新时代新征程的逐梦蓝图。特邀咨询委员刘卉认为,贯彻新发展理念,要使创新成为第一动力、协调成为内生特点、绿色成为普遍形态、开放成为必由之路、共享成为根本目的,优化国土空间开发格局就是新发展理念中的题中之义。构建新发展格局,要加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局,要打通从生产分配到流通消费等诸多环节的堵点,要优化土地、劳动力等生产要素宏观配置的结构。咨询委员王守智提出,《建议》突出了社会经济高质量发展、高水平发展、和谐发展和绿色发展的目标,对自然资源部门提出了划定空间布局、优化配置、生态治理、高效利用、确权登记等工作重点。这些重点体现了鲜明的时代性,体现了推进国家治理体系和治理能力现代化的要求。咨询委员刘连和认为,《建议》明确了加强国内油气勘探开发、加强自然资源调查评价监测、提高海洋资源以及矿产资源开发利用保护水平等目标任务。其中,保障能源和战略性矿产安全的任务尤其繁重,对加强国家地质工作、矿产资源管理、地学科技攻关提出了更新更高的要求。应对新时期新挑战,须加强系统性统筹谋划◆自然资源开发后的修复治理不够,生态修复机制尚不健全◆矿产资源供应安全有待提升,绿色矿业发展、洁净能源的勘查开发急需推进◆绿色、共享的新发展理念还未贯彻国土空间规划编制全过程,国土空间用途管制新机制亟待探索11月2日,习近平总书记在中央全面深化改革委员会第十六次会议上强调,“十四五”时期我国将进入新发展阶段。新征程已经开启,要坚定不移贯彻新发展理念,加快构建新发展格局,要加强前瞻性思考、全局性谋划、战略性布局和整体性推进。认真落实中央的要求,与会专家认为,解决自然资源管理领域的诸多问题,亟须加强系统性统筹考虑。在自然资源开发利用方面,王守智认为,“在以往自然资源开发利用强度较高的时期,主要侧重自然资源开发利用的管理和规范,而对自然资源开发后的修复治理考虑不够,自然资源和生态修复历史欠账多,需要实施生态修复的规模大,生态修复机制不健全,任务十分繁重。”同时,土地利用粗放、整治不足的问题仍然比较突出。在快速推进城镇化进程中,如何提高土地利用效率,优化土地利用结构和空间布局,是自然资源管理工作中的重点。对于矿产资源领域,刘连和认为,《建议》中所提到的诸多发展目标,对保障能源和战略性矿产资源安全提出了更高的要求。例如,强化国家战略科技力量、实施一批前瞻性战略性国家重大科技项目,需要进一步提升国内大宗金属及稀有、稀散和稀土“三稀资源”、新兴材料矿产资源供应安全。同时,要统筹推进基础设施建设,在推进交通水利等重大工程建设的过程中,急需提高黑色金属和沙石土等建筑材料矿产的供给能力;推进能源革命,发展绿色建筑,需要加快洁净能源的勘查开发与推广利用。针对国土空间规划和用途管制领域,研究员徐小黎认为,在一些地方,绿色、共享的新发展理念还未真正落实到位,空间规划编制过程中盲目划大开发边界、随意调整永久基本农田布局、减少生态保护红线划定面积等冲动依然十分强烈。此外,各类标准亟待修订和整合,管制要求、管制内容、管制标准方面的探索还有待深化,用途管制激励惩处等机制需要进一步健全完善。“中共中央、国务院关于新时代推进西部大开发形成新格局的指导意见指出,西部地区发展不平衡不充分问题依然突出,是全面建成小康社会、实现社会主义现代化的短板和薄弱环节。”刘卉认为,优化国土空间布局是一个动态过程,也是一个不断创新探索的过程,认真审视西部国土空间开发,推动西部发展是“十四五”的重要命题。咨询委员蒋亚平则提出,乡村振兴战略是我国继扶贫攻坚战略之后又一全局性重大发展战略,关乎二○三五年基本实现社会主义现代化全局。为此,中共中央在《建议》中专门规划了乡村建设行动。从《建议》目前的安排看,这个行动的内容与自然资源的工作高度契合,但当前由于部门职能交叉等原因,农村的土地管理有弱化迹象,需要高度关注和重视。秉承新发展理念,坚守人与自然和谐底线◆坚定不移贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念◆自然资源领域关键词:保障安全、统筹协调、绿色发展和制度创新《建议》用十二个部分展现“十四五”发展的重大任务,背后贯穿着一条清晰的逻辑线——坚定不移贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念。“切实做好‘十四五’期间和到二○三五年发展的谋篇布局,重点是保障供给,难点在统筹协调,出路是绿色发展,关键在制度创新。”刘连和认为,保障安全、统筹协调、绿色发展和制度创新是“十四五”自然资源领域的关键词。安全是底线。保障粮食安全、矿产资源安全、生态安全是自然资源部门的使命职责。刘卉认为,要继续坚持底线思维的原则,对关系粮食安全、生态安全、环境安全、经济安全等指标强化底线约束,绝不允许突破。王守智建议,“十四五”要在进一步强化耕地保护和保障经济社会发展的资源供给同时,重点促进资源优化配置、实行自然休养生息。刘连和认为,国家能源和战略性矿产资源安全保障工程十分重要,建议研究设立国家能源和战略性矿产资源安全保障区和保护区,统筹协调地质找矿与生态保护修复的空间关系。从多维空间与中长期时间等维度上,给国家战略资源的绿色有序开发留出合理的空间和制度接口。坚持保障与保护并重,永远是自然资源工作的主线。围绕“双保并重”,王守智提出加快推进要素市场化改革,以存量土地、存量矿产开发利用和生态修复治理为重点,建立政府引导、市场主体参与、多元化投资的市场化体系,激发民间投资的积极性,健全资源要素市场运行机制,完善要素交易规则和服务体系。蒋亚平建议,从研究自然资源有效支撑乡村建设行动入手,为配套乡村振兴战略做好自然资源政策储备。刘卉认为,党中央把缩小区域差距作为促进共同富裕的重大举措,目前西部地区仍是发展的短板和薄弱环节,要像精准扶贫那样推进区域均衡发展工作。建议“可借鉴精准扶贫的经验,一省一策,抓住要害,精准发力,抓出成效”。推动绿色发展,促进人与自然和谐共生,是自然资源部门谋划“十四五”的根本遵循。与会专家一致认为,处理好人与自然的关系,应从加强自然资源严格管理抓起,把保护与发展、人与自然的辩证统一关系落实到自然资源保护和合理开发利用的各个方面、各个环节。咨询委员朱长青认为,当前国土空间规划编制处于关键阶段,必须树牢人与自然和谐共生的理念,充分考虑县城、中心镇、中心村的区划布局、自然禀赋、城镇化趋势等要素,科学判断人口规模,合理配套基础和公共文化设施;充分考虑民工潮现象、农业转移人口市民化趋势,合理布局产业,吸引农村劳动力就地就业。刘连和建议,统筹协调好生态保护区红线划定后勘查开采的进退政策,有效实现与“三区三线”的有机衔接和有机融合。蒋亚平提出,当前发展目标明确,专业人才、方法工具和数据环境具备,特别是有第三次全国国土调查成果支撑,第七次全国人口普查也在紧锣密鼓进行,建议全面开展我国基本实现社会主义现代化的自然资源承载力研究,为科学制定自然资源管理战略与政策奠定基础。改革创新离不开思想解放和理念创新。正如《建议》要求,要坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位。针对制度创新,专家们从资源配置、政策供给、机制创新等各方面建言献策。刘连和建议,进一步加大制度创新力度,促进矿产资源勘查开采高质量发展,比如支持企业勘查开采深部矿产、改进完善权益金制度、鼓励地质勘查理论技术与采矿选冶技术创新等。徐小黎建议,在开展国土空间用途管制框架研究的同时,重点围绕空间准入制度、资源利用准入制度、激励机制等方面,开展基础性和前瞻性创新研究。蒋亚平则提出,要加快建设城乡统筹的土地制度,“城乡接合部一直是土地制度改革的胶着区域、难点区域,其实只要解放思想,大胆求变,原本看起来的一片沼泽之地,很可能会变成一片改革和发展生机盎然的蓝海”。创新离不开法律法规保障与科技人才支撑。王守智建议,加快自然资源法律法规的修改完善,改变用管理增量土地和矿产的制度办法管理存量,建立符合市场经济规律的存量土地和矿产开发利用与管理的法律法规体系和体制机制。徐小黎认为,“十四五”应加强自然资源战略规划和政策研究,加快构建开放合作的自然资源政策研究网络。朱长青建议,针对当前自然资源系统干部队伍庞大、人员结构的现状,建议聚焦职责使命,加强自然资源系统干部教育培训工作,为推进自然资源治理体系和治理能力现代化提供人才保障。(i自然资源全媒体)辽宁自然资源杂志发表 2020年12期
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北斗的“独门秘籍”
作者:陈冰 从深空到深海,从个人到万物,北斗作为提供时空基准信息的系统,不仅是我们的信息基础设施,更是护卫国门的一把金钥匙。自主可控的卫星导航系统,对于国家的重要意义不言而喻。可是,北斗真的是“不明觉厉”吗?跟我们普通人有什么关系呢?其实它远在天边,却近在眼前。截至2020年第一季度,在中国市场申请入网的智能手机里,有四分之三以上都支持北斗定位的。这一太空高科技,普遍关照着普罗大众。今天,我们先来揭秘一下北斗到底有哪些独门秘籍。“心脏”300万年误差一秒在复杂的、代表现代高尖端科技前沿技术的卫星导航系统中,其中能被称之为“心脏”的部分,有着怎样超然的能力呢?由于卫星导航系统在空间高速运转,不同种类的接收机用户,位置处于不断变化的过程中,且地球自身也持续不断地转动,其间微小的时间误差,将导致光速运行的无线电波产生巨大的测量误差,因此时间系统的精确计量和同步具有极其重要的意义。我们知道,天地间越同步,误差越小,定位的精度就越高,大家得到的数据就越准确。要修炼好这门技能,核心就是做好时间测量,也就是掌握好时间的精度。而要掌握好时间精度,就要靠原子钟。而北斗的心脏,就是一座原子钟。它是目前人类最精确的时间测量仪器,也是导航卫星最关键的核心设备。在卫星导航系统中,1纳秒就是十亿分之一秒的时间误差,将导致0.3米的距离误差。如果我们时间差出去一秒,那我们的距离就会差出去3后面8个零这么大的距离!人类要想实现这么精密的时间测量,一般的钟可做不到,只有靠原子钟的力量。根据量子力学的原理,原子内部有上下两个能级结构,当原子从一个能级跃迁至另外一个能级时,吸收或者释放出的电磁波频率是固定的,这也就是我们所说的共振频率。例如銫133的一个共振频率为9192631770赫兹。用它制作的计时仪器就可以非常准确了。北斗卫星导航系统使用的是由中国航天科工集团所研制的星载铷原子钟,这些原子钟实现了元器件100%国产化,目前的精度可达到300万年误差仅为1秒。“三”的奥秘“道生一,一生二,二生三,三生万物”。北斗系统的发展中也蕴含了很多与“三”有关的奥秘,包括北斗系统发展战略、系统架构、星座配置、工作原理、信号体制、服务规划、未来愿景等等诸多方面。北斗系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。其中空间段由3颗GEO卫星、3颗IGSO和24颗MEO卫星等组成。地面段则包括主控站、时间同步/注入站和监测站等若干地面站,以及星间链路运行管理设施。北斗系统用户段包括北斗及兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品,以及终端设备、应用系统与应用服务等。北斗特色。制图/刘绮黎北斗独创了“三种轨道”混合星座。它是由GEO卫星、IGSO卫星和MEO卫星三种轨道卫星组成的混合导航星座。中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其指出,世界上其他卫星导航系统都是单一轨道的部署,北斗是三个轨道的卫星组成的星座系统。除了MEO轨道之外,还有同步轨道的,一个是静止的GEO卫星,一个是倾斜同步轨道的IGSO卫星,由于它们的存在,在亚太大部分地区,用户搜到的卫星就会比其他系统多。因为这两个轨道的卫星高度更高,可见性更好。“除了天地双向通信,北斗还具有短报文系统,而短报文通信功能是其他国家的卫星导航系统都不具备的功能。在海上,没有手机信号,或者灾害发生时通信受阻,这时候,如果你有北斗终端,就可以通过卫星发送短报文来与外界联系。如果你在中国及周边地区,一次可以发一千个汉字呢。不过它跟发手机短信又不太一样。现在的普通手机还发不了短报文,必须用北斗专门的通信终端才能发。中国的渔民和海洋执法船都有这样的装备。”与此同时,北斗系统是全球第一个提供三频信号服务的卫星导航系统。GPS使用的是双频信号,使用双频信号可以减弱电离层延迟的影响,而使用三频信号可以构建更复杂模型消除电离层延迟的高阶误差。同时,使用三频信号可提高载波相位模糊度的解算效率,理论上还可以提高载波收敛速度,这就是北斗的后发优势。此外,位置信息(Position)、速度信息(Velocity)和时间信息(Time)是构成北斗信息服务的“三要素”。北斗系统可向全球提供优于10米的定位服务,亚太地区定位精度达到5米。北斗系统提供的位置信息服务,输出结果为“经度、纬度、高程”或者“x,y,z”,不管哪种输出形式,恰好都是“三个参量”,一个不多,一个不少。同时,通过精密单点定位、星基增强、地基增强等方式,可将定位精度提高到米级、分米级乃至厘米级。北斗系统提供的测速精度能力优于0.2米/秒。北斗系统可为用户提供优于20ns的授时服务,在此基础上利用差分授时、双向比对等技术手段,可进一步提升授时精度。实际上,无论你在哪里,北斗都在你身边。在全国30多个城市650多万辆汽车上都装有北斗芯片;国际上主流的智能手机都用到了北斗。手机导航有两部分组成。一部分是收卫星导航信号的芯片,这个卫星导航是以芯片的模式体现在手机的硬件里面,另外一部分是基于芯片收星以后提供服务的导航软件,比方说大家熟悉的百度、高德地图,把北斗发送的位置信息展示在一张地图上,让人们方便地去找路。手机终端是否用到北斗系统,是体现在芯片里面的。现实生活中,一到立交桥、高架上,导航显示的信息就让人犯晕。这是因为卫星提供给手机的是一个空间位置,包括经度、纬度和高度的三维位置信息,而导航软件提供的地图是二维的,没有体现定位高度,所以就会出现导航误差。更令人疑惑的还有,当遇到导航信号弱时,手机却显示的是GPS信号弱。对此冉承其表示,其实这里面有一个小小的误解。“GPS其实是全球卫星导航系统的一个英文缩写,因为刚开始用卫星导航时,全世界用得最多的就是美国的GPS系统,日久习惯了大家一说卫星导航就容易想到GPS。手机厂商、地图软件的制造商也往往用GPS来代替所有卫星导航系统。其实走到今天,卫星导航已经是多系统兼容共用,包括美国的GPS、俄罗斯的格洛纳斯、欧洲的伽利略,当然更包括中国的北斗。”冉承其呼吁有关手机厂商、地图软件制造商,能够根据我们卫星导航的情况做适应性调整。“比如,我建议把‘GPS信号改成‘卫星导航信号。”协同5G打开新世界从2017年11月以来,北斗近两年连续18次组网发射,将28颗北斗三号组网卫星,2颗北斗二号的备份卫星,顺利送入轨道。平均每个月发射1.2颗卫星,刷新全球卫星导航系统组网速度世界纪录。冉承其表示,2035年,我国将建成以北斗系统为核心,更融合、更智能的国家综合定位导航授时体系,进一步提升时空信息服务能力,实现由深空到深海的立体服务覆盖,要让多种应用模式更加融合,具备由公里级定位精度到分米、厘米级定位精度的多样化服务能力。“这个体系已经完成了初步论证,也开展了关键技术攻关和研究工作。我们也非常有信心,能够在2035年之前建设一个更好的综合时空服务体系,为中国、为全世界提供更好的服务。”他说。随着北斗构建了更加高精度、高可靠、高安全的新一代信息时空技术体系,北斗在应用和产业化方面也在不断迈上新台阶。北斗和5G的融合更是将在智慧城市、智慧制造、智慧家庭、智慧农业等未来的新技术方面发挥出巨大作用。在我国远洋捕捞的渔船上,搭载着2万多台套北斗导航系统终端,每年服务3亿人次以上。每年有上百名海上遇险的渔民利用北斗导航的精确定位得到了救援。在东北和新疆广袤的农场里,2000多套无人耕种机械,接收着来自北斗卫星的定位信号,在大田里循著既定路线自助耕作,提高作业效率30%以上……北斗智能公交系统实现了公交车辆的精确到站预报和智能化管理,平均到站时间预报误差小于1分钟,每天惠及数百万市民出行。曾经,我国95%的民用导航市场被美国主导的GPS全球定位系统所垄断;如今,大部分市场份额已被我国自主知识产权的北斗导航系统所取代。上海市历来高度重视北斗卫星导航技术创新和产业发展,它已经成为响当当的科创“明星”。目前,上海北斗卫星导航产业规模逐年上升,拥有相关企业约百家,产品覆盖了导航卫星、星地增强系统、芯片、板卡、终端、导航数据采集和处理、系统集成、运营服务等各个领域。2016年由上海交通大学领衔、8家产学研单位合作的“北斗导航与位置服务关键技术及其产业化”获得2016年度上海市科技进步奖唯一的特等奖。项目带头人、上海交通大学郁文贤教授团队潜心30年科研攻关,在核心算法、基础产品和特色应用三个技术层面取得重要突破,直接催生和持续带动了上海西虹桥北斗产业园的快速崛起,在北斗导航领域实现了全产业链创新,提升了上海在卫星导航领域的创新竞争力与国际影响力,推动上海北斗导航领域的产业集聚,为上海建设具有全球影响力的高精度导航位置服务技术创新中心和新兴产业策源地奠定了重要基础。“未来市场一定是北斗化,而非GPS化。”郁文贤教授自信地说。2019年年底,上海市北斗导航研发与转化功能型平台正式启动,这个平台是上海科创中心建设的“四梁八柱”的重要组成部分。上海西虹桥导航技术有限公司作为北斗功能型平台的主要承建单位,将围绕复杂场景、高可用、高精度融合导航技术提供研发、标准、测试服务和整体解决方案等技术共性服务,建成场景适应性导航技术研发支撑体系,加速北斗导航领域创新成果转化,推动具有全球影响力的导航科创中心建设,服务国家北斗战略和上海乃至长三角导航产业技术集群创新和产业集聚发展。北斗为道路上行驶的车辆提供高精度定位系统。业内专家一致认为,2020年是北斗实现转折发展的关键年,将从系统建设转向产业发展,从研发转向产业化应用,从单一技术产业向多技术多产业深化融合转折。作为北斗导航系统的垂直应用之一,车联网技术的高速发展无疑将全方位受益于北斗的全面布局和高精度定位。郁文贤在接受记者采访时说,全球定位系统GPS的定位能够“精确”到几米,对于民用GPS而言,最好的定位精度也不过3-5米。而我们的北斗卫星导航系统呢,不仅实现了复杂环境下单点定位精度优于0.8米,动态RTK定位精度优于5厘米,还可实现室内定位精度优于1米的高超技术。室内外的“最后一米”问题解决了,“这意味着,如果在路上开车,可以精确到你在哪一根车道;即使在室内,通过多种传感器技术的融合,也可知道你在哪个房间、坐在哪张桌子前。”北斗为道路上行驶的车辆提供了高精度定位服务,它可以实现端到端亚米级,甚至厘米级的动态定位。在极端恶劣的天气下,车载激光雷达和摄像头等融合感知设备会一定程度上失效,从而影响车车、车路之间的状况判定,不能及时有效地传递信息,“而北斗高精定位技术却不受天气环境等外界因素影响,在任何情况下,它都可以保证汽车的精准定位,可以充分保障车辆行驶安全,降低事故发生率”。公路交通无疑是我国卫星导航系统应用最成熟、最广泛的行业之一,此外,在测绘、航空、智慧城市、公共安全、工农机械、无人系统等领域,北斗的应用也将进一步深化。卫星导航定位系统究竟有哪些应用,专家说了——北斗的应用只受制于我们的想象力。让我们立即进入“北斗+5G”打开的新世界吧!
新民周刊发表 2020年23期
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北斗“三步走”
作者:史志鹏 姜忠奇 6月23日9时43分,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射北斗系统第55颗导航卫星。至此中国提前半年全面完成北斗三号全球卫星导航系统星座部署。从立志打造自己的卫星导航系统,到北斗卫星发射升空闪耀苍穹,再到北斗系统迎来全球组网的历史性时刻……经过一代代北斗人仰望星空、脚踏实地的努力,凭借20余载志不改、道不变的坚守,此时此刻,终已梦圆!“复移小凳扶窗立,教识中天北斗星”。过去,北斗星辰如宇宙中一座灯塔,指引着人类前行的方向;今后,北斗卫星在浩瀚星空闪耀,将为全人类作出更大贡献。回溯既往,中国北斗从无到有、由点成网。一路走来,“看似寻常最奇崛,成如容易却艰辛”。早在上世纪六七十年代,“两弹一星”先驱们便开始在卫星导航领域艰辛探索。这项具有开创意义的重大工程,有一个生动形象又兼具美好寓意的名字——“灯塔计划”。作为先行者,“灯塔计划”在理论探索和科研实践等方面开展了卓有成效的工作。然而,由于经济基础、技术力量等方面的制约,计划未果而终。但“灯塔”燃起的希望之光,照亮着后来者前行的航向。1983年,以陈芳允院士为代表的专家学者立足国情,提出“双星定位理论”,即利用两颗地球同步轨道卫星来测定地面和空中目标。随后,经过大量理论和技术研究,“双星定位”蓝图愈加明晰。当时,不少人质疑,中国能否建成卫星导航系统?是否有必要自建导航系统?实际上,无论是GPS还是其他系统,都可随时关闭信号。为更好维护国家主权、安全和发展利益,中国必须研制出自己的卫星导航系统。1994年,党中央、国务院和中央军委毅然决定,启动北斗一号工程。是一步到位、直接建设全球系统?还是划分阶段、循序渐进“曲线救国”?面对争议,原北斗一号、北斗二号系统工程总设计师孙家栋院士带领北斗人创造性提出“分步走”发展战略,确定了“先试验后建设”“先国内后周边”“先区域后全球”的发展思路。立志容易成功难。踌躇满志的北斗人转过头就要面对冰冷现实:国外技术封锁设障、国内专业人才匮乏、研究经费捉襟见肘、适合的空间频率被瓜分殆尽……北斗二号研制初期,原打算从国外引进的核心器部件——原子钟,由于技术封锁无法如约引进。“那个时候,我们的北斗二号工程已经全面启动了,没有核心的东西,我们的系统、我们整个研制工程就要受阻。”北斗卫星导航系统工程总设计师杨长风回忆。但任何艰难险阻都磨灭不了北斗人的决心和斗志。短短两年时间,北斗人就攻克了原子钟这个最大技术瓶颈。如今,北斗星载原子钟的精度已提升到每300万年差一秒,远高于普通星载原子钟10万年差一秒的精度指标。自力更生、自主可控成为北斗的标志,也奠定了核心部件国产化的坚实基础。沿着“三步走”的发展战略,北斗人一路攻坚克难、拾级而上,用20多年走过了国外近50年的发展道路。北斗一号,建立世界首个基于双星定位原理的区域有源卫星定位系统;北斗二号,在国际上首次实现混合星座区域卫星导航系统;北斗三号,提出全球首个高中轨道星间链路混合型新体制。收官之战中,北斗人在组网任务和疫情防控两条战线上“双线作战”。为确保发射百分百成功,他们反复检查。在发现产品技术问题后,及时调整发射时间,昼夜紧急处置,最终实现完美收官,中国之星闪耀太空。圖片|中国航天报图片|中国航天报“这是一个历史性的里程碑,也是通过全球卫星导航系统向全世界人民提供精确地理定位服务的重要一步。”联合国外空司司长西蒙内塔·迪皮蓬在收官之星发射成功后表示。据悉,北斗高精度及北斗辅助快速定位用户已突破5亿。中国的北斗,也是世界的北斗。“2019年北斗海外应用合作及贸易交往更加频繁。”中国卫星导航定位协会会长于贤成说,国产北斗基础产品已出口120余个国家和地区。基于北斗的土地确权、精准农业、智慧施工、智慧港口等,已在东盟、南亚、东欧、西亚、非洲等地得到成功应用。在中国卫星导航定位协会秘书长张全德看来,北斗三号的短报文还将以快速低成本的方式补充完善不发达国家和地区的通信体系,为北斗带来更多国际化市场。近年来,中国卫星导航产业结构趋于成熟,国内产业链自主可控、良性发展。海外市场的拓展,无疑会为产业发展带来新机遇。中国今年卫星导航产业规模预计超过4000亿元,拉动3000亿元以上规模的市场份额。“北斗全球系统的建成,对卫星导航产业将产生深远影响。我们近些年的芯片/模组出货量明显上升。”泰斗微电子科技有限公司负责人对记者说,公司长期致力于推动芯片民用自主国产化。10余年来,在北斗/GNSS方面已研发5款芯片。新一代芯片使用28nmRFCMOS工艺,利用卫星轨道、卫星钟差、格网电离层和分区综合改正的实时四重广域增强法,实现了低成本、低功耗、射频基带一体化设计。泰斗微电子是中国卫星导航产业快速发展的缩影。截至去年底,国产北斗兼容型芯片及模块销量突破1亿片,卫星导航定位终端产品总销量突破4.6亿台。支持北斗三号新信号的22纳米工艺射频基带一体化导航定位芯片已实现规模化应用。新一代北斗高精度天线、板卡、宽带射频芯片等系列产品完成研发,已具备大规模应用推广条件。没有做不到,只有想不到。除了传统领域和产品,北斗与5G、区块链、人工智能等新技术正加快融合,新模式、新业态、新经济不断涌现。北斗高精度可穿戴设备解决方案将助力儿童手表、老人手环、宠物追踪器等设备实现亚米级定位。“北斗还可以进一步发挥在智能网联、自动驾驶中的‘千里眼作用,在智慧铁路、智慧施工等方面形成新市场,应用前景十分广阔。”张全德说。◎来源|人民日报海外版(有删减)
科学大观园杂志发表 2020年14期
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深入贯彻习近平总书记来青考察重要讲话精神扎扎实实推进自然资源事业高质量发展
作者:唐太明 习近平总书记来青考察时的重要讲话精神,是我们工作的重要遵循和行动指南,是破解我们改革发展面临问题的金钥匙,要深入学习好贯彻好,确保讲话精神在自然资源系统见行见效、落地生根。一、要在发挥好青海的生态优势中体现责任担当习近平总书记来青海考察时强调,“保护好青海生态环境,是‘国之大者’。”作为“中华水塔”,青海在全国的生态地位重要且独特,事关国家生态安全与长远发展。“国之大者”体现出对青海生态的保护并非一省之事,立足青海、面向全国,如果没有“一江清水向东流”,整个中国的生态将受到严重影响。作为欧亚大陆孕育大江大河最多的区域,每年超过600亿立方米的纯净优质水从青海流出,相当于三峡水库蓄水量的两倍。不仅如此,青海还是世界上高海拔地区生物、物种、基因、遗传多样性最集中的地区,具有全球高原生物物种资源基因库之称,也是东亚、中亚两条国际候鸟迁徙通道的重要迁徙中转站和栖息地。与此同时,青海省地处高海拔寒冷地区,是我国生态环境极端脆弱的地区之一,也是全球气候变化反应最为敏感的地区,近50年,江河源区冰川退缩15%~20%;多年冻土层呈区域性退化趋势,固态水存储量下降,对区域生态系统稳定性以及水土流失、土地沙化和荒漠化治理提出了巨大挑战。受气候变化影响,极端气候天气增多。进入新发展阶段,青海要站在更高起点,肩负更重大使命,要紧紧把握生态文明的时代机遇,谋“一域”也要谋“全局”。青海的生态安全地位、国土安全地位、资源能源安全地位显得更加重要,要牢固树立绿水青山就是金山银山理念,继续守护好地球第三极生态,把三江源保护作为重中之重,不断推进国家公园建设、生态治理修复、生物多样性保护等生态文明建设。一是进一步夯实自然资源管理基础。摸清自然资源的家底,在此基础上落实好自然资源确权登记工作,明确全民、集体所有者权益,推进自然资源资产有偿使用制度改革,为实现自然资源生态产品价值全民所有提供重要数据支撑,也为生态文明建设夯实基础。二是强化国土空间规划和用途管制。扎实做好资源环境承载力和国土空间开发适宜性评价工作,处理好经济发展与生态保护的关系,处理好生态保护和改善民生的关系,处理好生态保护与保障能源资源的关系,科学协调农业、生态、城镇三类空间布局,统筹划定落实生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界三条控制线,建立全省“四级三类”的国土空间规划体系,发挥好国土空间规划的引领作用。在此基础上,以国土空间规划为依据,对所有国土空间分区分类实施用途管制,探索耕地、林地、草地、湖泊、湿地等国土空间用途转用政策。三是加强生态整体保护和修复。坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主的方针,尊重客观规律,以系统观念科学推进山水林田湖草沙冰一体化保护修复,加强雪山冰川、江源流域、湖泊湿地、草原草甸、沙地荒漠等生态治理修复和矿山环境恢复治理工作,全力推动青藏高原生物多样性保护,积极推进黄河流域生态保护和高质量发展,实施好全域土地综合整治工作。四是加强自然资源保护和节约集约利用。落实最严格耕地保护制度,守好耕地红线,严格“耕地占补平衡”,坚决遏制耕地“非农化”、防止“非粮化”,确保中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己手上。严格建设用地总量控制,落实好“增存挂钩”机制,促进批而未供和闲置土地盘活利用。优化矿产资源利用结构,提高矿产资源节约集约利用水平,建立健全矿产资源节约集约利用技术规范标准体系,因地制宜,引导矿山企业持续推进绿色矿山建设。强力推进全域绿色勘查,加快提升绿色勘查工作的质量和水平,最大程度减少对生态环境的影响。加强事前评估、事中监管和事后综合评价与考核,实现资源开发的经济效益、生态效益和社会效益协调统一。二、要在实现青海经济社会高质量发展中展现新作为、做出新贡献习近平总书记考察时指出,“坚持绿色低碳发展,结合实际、扬长避短,走出一条具有地方特色的高质量发展之路。要立足高原特有资源禀赋,积极培育新兴产业,加快建设世界级盐湖产业基地,打造国家清洁能源产业高地、国际生态旅游目的地、绿色有机农畜产品输出地。”青海作为欠发达省,发展底子薄,发展不足仍然是主要矛盾,发展不平衡、不协调、不可持续问题比较突出。如何走出一条适合新青海的发展之路,习近平总书记考察青海、参加全国两会青海代表团审议时为我们指明了方向、提出了殷切希望。省委省政府深入贯彻习近平总书记重要指示批示精神,坚持“一优两高”不动摇,稳步推进“五个示范省”建设,积极培育“四种经济形态”,持续推进全省经济社会高质量发展。作为自然资源主管部门,要重点做好以下几个方面的工作。一是提高重要矿产资源保障能力。我国原油对外依存度超过70%,铁矿石对外依存度超过80%。青海的资源能源安全地位重要,要在保护生态的前提下,加强对国家急需、青海省优势的重要矿产资源绿色勘查力度,不断提高大宗矿产资源储量保障能力,争取更多的国际话语权。要加大科技创新支持和成果转化力度,加快创新型人才培养,地勘单位的改革要与科技创新结合起来,积极探索“大地质”发展和改革。要围绕矿产资源勘查开发新技术、干热岩的勘查开发技术、盐湖资源综合利用等,进一步加大科技创新力度。二是积极助推世界级盐湖产业基地建设。进一步查清盐湖资源家底,加大柴达木盆地500米以下深层卤水勘查力度和开发利用研究,为打造世界级盐湖产业基地提供坚实资源保障。围绕钾、镁、锂等盐湖资源,推动建设现代化盐湖综合利用产业体系和盐湖资源高质量循环利用产业链,抓紧编制《柴达木盆地盐湖资源产业发展规划》《柴达木盆地盐湖资源保护与利用规划》,着力构建盐湖产业国内国际双循环的新发展格局。三是为打造国家清洁能源产业高地提供资源保障。积极保障光伏、风电、水电等优势清洁能源产业发展用地,加大地下热水、干热岩、页岩气等清洁能源矿产的勘查力度,为打造国家清洁能源产业高地提供资源支撑。四是为打造国际生态旅游目的地提供规划服务。在国土空间规划中,充分与全省各级生态旅游规划及生态旅游项目进行衔接,将生态旅游布局和生态旅游项目纳入各级国土空间规划中,保障生态旅游项目的用地需求。五是为打造绿色有机农畜产品输出地提供资源保障。完成全省耕地“非农化”摸排及问题整改工作,坚决遏制耕地“非农化”新增行为。全面完成永久基本农田划定成果核实整改工作,确保全省最优质耕地全部纳入永久基本农田管理。在符合政策的前提下,鼓励引导柴达木盆地等适宜地区充分利用园地和未利用地,促进全省有机枸杞等特色产品的发展。三、要在党史学习教育中凝聚起推动自然资源事业发展的智慧和力量习近平总书记考察时强调,“江山就是人民,人民就是江山。我们党打江山、守江山,守的是人民的心,民心是最大的政治。”我们党的百年历史,就是一部践行党的初心使命的历史,就是一部党与人民心连心、同呼吸、共命运的历史。要坚持人民为中心的发展思想,着力解决好发展中的不平衡不充分问题,解民忧办实事,解决好老百姓最关心最直接最现实的问题。一是持续推进全省自然资源统一确权登记。在推进大江大河、国家公园等自然保护地确权登记的基础上,对省级及以下自然保护区、自然公园等各类自然保护地的自然资源开展统一确权登记,为全面履行“两个统一行使”职责提供产权支撑。全面实施线上线下“一窗受理、并行办理”,推进所有市县实现不动产登记相关业务“跨省通办”。全力推动全省无法办理不动产登记的“问题小区”工作。二是推进土地资源有偿使用制度改革。进一步推进国有土地资源有偿使用制度,扩大国有土地有偿使用范围,建立城乡统一的基准地价体系。探索建立农村集体经营性建设用地入市制度,依法依规有序推进集体经营性建设用地入市。建立完善土地二级市场,建立健全建设用地使用权转让、出租、抵押二级市场措施办法,到2025年基本建立产权明晰、市场定价、信息集聚、交易安全的二级市场,促进一、二级土地市场协调发展。三是不断提升地质灾害防治能力。开展全省地质灾害高发区、易发区重要城镇(乡)地质灾害区域调查及重点隐患点勘查和风险评估以及多年冻土区冻融地质灾害调查,为地质灾害防治奠定基础。开展东部湟水、黄河流域黄土丘陵地区地质灾害监测预警工程,建立地质灾害监测预警信息化平台,开展智能预警,由“人防”升级为“人防”与“技防”相结合。落实重大地质灾害隐患综合治理项目,全面推进地质灾害避让搬迁,有效保障受地质灾害威胁的人民生命财产安全。四是认真落实大中型水库移民后期扶持政策,及时下达水库移民后期扶持资金,加强督查力度,强力推进易地扶贫搬迁村庄复垦复绿。坚持以水库移民脱贫攻坚、解决库区遗留问题为重点,进一步做好后期扶持政策实施和移民危旧房改造、高原美丽乡村等项目建设。五是不断强化测绘地理服务保障。持续推动智慧城市时空大数据平台建设,建立以基础地理信息获取立体化实时化、处理自动化智能化、服务网络化社会化为特征的信息化测绘体系。优化全省卫星导航定位连续运行基准服务体系,不断提高青海省空间导航定位与位置服务能力和服务范围。
青海国土经略杂志发表 2021年4期
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2019自然资源领域十大关键词
1.“不忘初心、牢记使命”党的十九大决定,以县处级以上领导干部为重点,在全党开展“不忘初心、牢记使命”主题教育。按照中央要求,2019年6月6日,自然资源部召开“不忘初心、牢记使命”主题教育动员部署大会。动员部署大会召开后,自然资源部牢牢把握“守初心、担使命,找差距、抓落实”的总要求,扎实、有序推进主题教育:自然资源部党组印发“不忘初心、牢记使命”主题教育实施方案,先后召开理论学习中心组学习(扩大)会议、党组(扩大)会议,开展“不忘初心、牢记使命”主题教育集中学习研讨;召开派出机构和直属单位“不忘初心、牢记使命”主题教育学习交流视频会,24位党组织书记围绕“强化理想信念、牢记初心使命”“加强党的政治建设、全面从严治党”“生态文明建设”3个专题发言;印发《关于加强和改进调查研究工作的意见》,围绕统筹落实调研任务、改进调研方式、加快调研成果转化应用等方面对调查研究工作提出具体要求;召开部机关调研成果汇报交流会,巩固深化“不忘初心、牢记使命”主题教育,梳理存在的问题,研究对策办法,以更好地支撑生态文明建设和落实党中央、国务院对自然资源管理的各项决策部署。全系统各单位立足自然资源部门主责主业,把开展主题教育同完成改革发展稳定各项任务结合起来,同做好稳增长、促改革、调结构、惠民生、防风险、保稳定各项工作结合起来,同庆祝新中国成立70周年结合起来,开展了主题征文、老照片征集、视频征集等活动,不断将主题教育引向深入。2.国土空间规划2019年是国土空间规划从施政理念到政策实践的关键一年。5月9日,中共中央国务院印发《关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》,对国土空间规划的指导思想、目标任务、总体要求、框架体系、实施监管、工作保障等作出规定,标志着我国国土空间规划体系的“四梁八柱”已经形成。9月12日,中共中央政治局常委、国务院副总理韩正出席省部级干部国土空间规划专题研讨班座谈会,听取学员代表发言并讲话。他强调,要认真学习领会习近平总书记关于国土空间规划工作的一系列重要指示精神,提高政治站位,抓好贯彻落实,推动国土空间规划工作迈上新水平。从中共中央、国务院出台《关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》,到中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于在国土空间规划中统筹划定落实三条控制线的指导意见》,再到自然资源部下发《关于全面开展国土空间规划工作的通知》《关于加强村庄规划促进乡村振兴的通知》、承办中央组织部委托的“国土空间规划引领绿色发展专题研究班”、召开推进“多规合一”国土空间规划工作现场会,2019年,国土空间规划一步步从宏观政策走向微观实践,从基本原则走向实施细则。9月12日召开的省部级干部国土空间规划专题研讨班座谈会透露,自然资源部正牵头组织编制我国第一部“多规合一”的《全国国土空间规划纲要(2020~2035年)》,综合考虑全国人口分布、经济布局、国土利用、生态环境保护等因素,整体谋划新时代国土空间开发保护格局,科学布局生产、生活、生态空间,加快形成绿色生产方式和生活方式,保障国家战略的有效实施,推动实现高质量发展、高品质生活,促进国家治理体系和治理能力现代化。3.“三调”攻坚战2019年是“三调”工作的攻坚决战年。2月,《第三次全国国土调查技术规程》的实施和《第三次全国国土调查成果国家级核查方案》的印发,拉开攻坚战的序幕。随后,第三次全国国土调查工作推进电视电话会议在京召开。同时,《关于调整第三次全国国土调查有关内容与要求的补充通知》印发,对耕地、临时用地调查等内容进行调整和补充,对相关调查要求进一步明确和完善。为加强过程管控并统筹推进全国工作,3月20日~4月10日,国务院三调办相关负责人陆续带队奔赴各地实地开展调研指导工作。5月,第三次全国国土调查工作调度会在北京召开,提出要围绕坚决落实“毫不动摇、寸步不让、虚报严惩、讲清原因”十六字要求,坚守政治责任、领导责任、工作责任,提升质量,加快进度,确保按期保质保量完成三调任务。随后,国务院三调办召开专题会议强调,时间服从质量,确保数据真实可靠。7月,国务院三调办召开第三次全国国土调查工作调度视频会,在三调工作进入初始成果全面核查冲刺阶段,针对具体问题、关键环节、重要要求进行再动员、再部署、再鼓劲。会议重申三调工作时间必须服从质量的核心要求,强调保证调查成果质量的基础在县级,保障核查成果质量的关键在省级。要进一步压实县级人民政府的调查主体责任,毫不动摇坚持国家立场,确保调查数据真实准确,坚决打赢第三次全国国土调查冲刺阶段攻坚战。截至9月30日,全国2873个县级调查单元的初始调查成果已全部完成并报省级开展核查。为扎实有序推进国家级内业核查整改,国务院三调办印发《关于进一步做好国家级内业核查整改阶段相关工作的通知》,对做好疑问图斑整改、配合专项督察等工作作出要求。4.新土地管理法出台针对农村土地制度存在的突出问题,党的十八届三中全会通过的《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》对改革提出了明确要求。2014年中办国办印发《关于农村土地征收、集体经营性建设用地入市、宅基地制度改革试点工作的意见》,对农村土地制度改革进行顶层设计。2015年2月,全国人大常委会通过决定,在33个试点地区暂停实施土地管理法5个条款、城市房地产管理法1个条款,同时明确,对实践证明可行的,修改完善有关法律。历经多年试点,2019年7月,土地管理法修正案草案二审稿公开征求意见。8月26日,十三届全国人大常委会第十二次会议表决通过了关于修改土地管理法、城市房地产管理法的决定,国家主席习近平签署第32号主席令予以公布。新土地管理法在充分总结农村土地制度改革试点成功经验的基础上,作出了多项重大突破:破除集体经营性建设用地进入市场的法律障碍;改革土地征收制度;完善农村宅基地制度;为“多规合一”改革预留法律空间;将基本农田提升为永久基本农田;合理划分中央和地方土地审批权限;土地督察制度正式入法。新土地管理法2020年1月1日正式实施,配套的土地管理法实施条例、永久基本农田保护条例、农村集体经营性建设用地出让转让条例的修改起草工作正紧锣密鼓推进。5.多审合一、多证合一城乡规划许可、建设用地审批与广大企业和群众利益直接相关。机构改革前,城乡规划许可、建设用地审批分别由两个部门(原城乡规划部门、原国土资源部门),依据两部法律(《城乡规划法》《土地管理法》)、两类规划(城乡规划、土地利用规划),按照两套程序办理。存在同类事项多头审批、重复审查、流程复杂等问题,增加了企业和群众的负担,影响了投资落地的效率。基于此,9月17日,自然资源部印发《关于以“多规合一”为基础推进规划用地“多审合一、多证合一”改革的通知》,提出合并规划选址和用地预审,合并建设用地规划许可和用地批准,多测整合、多验合一,简化报件审批材料等举措。通过“3个合并”“1个简化”,对现行用地审批和城乡规划许可审批流程进行改革,进一步完善便民利企措施。第一个合并是在建设项目立项阶段,将用地预审意见、选址意见书合并为建设项目用地预审与选址意见书。第二个合并是在用地报批以后,将建设用地规划许可证、建设用地批准书合并,形成新的建设用地规划许可证。第三个合并是多测整合、多验合一,将竣工验收阶段的规划核实、土地核验、不动产测绘等合并为一个验收事项。“1个简化”是指简化报件审批材料,除法定的批准文书和证书以外,地方自行设定的各类材料一律要取消。6.全域土地综合整治为贯彻落实习近平总书记对浙江“千村示范、万村整治”工程的重要批示精神,按照《乡村振兴战略规划(2018~2022年)》相关部署要求,2019年12月,自然资源部下发通知要求,组织开展全域土地综合整治试点工作。以科学合理规划为前提,以乡镇为基本实施单元,整体推进农用地整理、建设用地整理和乡村生态保护修复,优化生产、生活、生态空间格局,促进耕地保护和土地节约集约利用,改善农村人居环境,助推乡村全面振兴。到2020年,全国试点不少于300个,各省(区、市)试点原则上不超过20个。全域土地综合整治由乡镇政府负责组织统筹编制村庄规划,将整治任务、指标和布局要求落实到具体地块,确保整治区域内耕地质量有提升、新增耕地面积不少于原有耕地面积的5%左右,并做到建设用地总量不增加、生态保护红线不突破。整治验收后腾退的建设用地,在保障试点乡镇农民安置、农村基础设施建设、公益事业等用地的前提下,重点用于农村一二三产业融合发展。节余的建设用地指标按照城乡建设用地增减挂钩政策,可在省域范围内流转。7.不动产登记提速2019年是不动产登记加快提速年。1月30日召开的国务院常务会议要求推出进一步压减不动产登记办理时间的措施,更加便利企业和群众办事。随后国务院办公厅印发《关于压缩不动产登记办理时间的通知》,要求按照深化“放管服”改革、深入推进审批服务便民化的决策部署,以为企业和群众“办好一件事”为标准,加强部门协作,实行信息共享集成、流程集成或人员集成等方式,对不动产登记全流程系统优化,压缩登记办理时间,将一般登记、抵押登记业务办理时间在2019年底前分别压缩至10个、5个工作日以内,2020年底前分别压缩至5个工作日内。为贯彻落实国务院的要求,3月12日,自然资源部办公厅下发《关于印发不动产登记流程优化图的通知》,重点针对流程相对复杂、业务办理量大的26种不动产登记类型,制作了流程优化图。3月27日,自然资源部、中国银保监会联合下发《关于加强便民利企服务合作的通知》,共推便民利企新举措,互设不动产抵押登记和抵押贷款服务点。6月17日,自然资源部办公厅下发《关于完善信息平台网络运维环境推进不动产登记信息共享集成有关工作的通知》,统筹推进信息互通共享和“互联网+不动产登记”,大幅精简材料、节约成本、压缩时间、提高效率,切实增强企业和群众改革获得感。9月3日,国务院办公厅印发通知要求,推广借鉴京沪不动产登记等优化营商环境改革举措。10月12日,自然资源部办公厅、国家市场监督管理总局办公厅联合下发《关于推动信息共享促进不动产登记和市场主体登记便利化的通知》。一系列相关举措的持续推出,为不动产登记加快提速奠定了坚实基础。8.最严围填海管控自《国务院关于加强滨海湿地保护严格管控围填海的通知》印发以来,各级自然资源主管部门采取有效措施,持续以高压态势震慑违法围填海,坚决将党中央、国务院关于严格管控围填海的系列决策部署落到实处,违法填海得到有效遏制。5月,自然资源部办公厅印发通知,要求环渤海各省(市)自然资源主管部门、山东省海洋局提高政治站位,遵循自然规律,推进渤海生态修复工作,禁止伪生态、实损害工程,杜绝“盆景”项目、形象工程,坚决禁止借海洋生态修复变相实施围填海、非法占用海域。7月31日,自然资源部召开新闻发布会透露,上半年全国范围内未出现大规模违法填海现象,发现并制止违法填海行为8处,涉及海域面积约2.15公顷,目前均已移交有关执法机关依法进行查处,严管严控围填海局面得到巩固,非法用海势头得到有效遏制。自然资源部按照“早发现、早制止、严查处”的工作要求,综合运用多种监管手段开展“15天一覆盖”的监管工作,及时发现并制止违法用海的苗头倾向,通报并移交涉嫌违法用海案件,坚决将违法填海消除在萌芽状态。9.“双龙探极”2019年是“双龙探极”的首年,我国首艘自主建造的极地科学考察破冰船——“雪龙2”号首航南极,与“雪龙”号一起“双龙探极”,开启中国极地考察新格局。10月15日,第36次南极考察队搭乘“雪龙2”号极地科考破冰船从深圳起航。11月22日,中国第36次南极考察队乘坐“雪龙”号、“雪龙2”号抵达中山站陆缘冰外围后,利用“雪鹰12”号直升机开展卸货吊运作业,将部分物资运往中山站和内陆出发基地。考察队充分发挥“雪龙2”号破冰和机动能力强的优势,联合“雪龙”号继续向中山站破冰接近,并选择合适的卸货点开展雪地车冰面运输。11月23日,“雪龙”号利用“雪龙2”号破开的航道,抵达距离中山站10公里左右的固定冰区作业,考察队于当晚连夜开展卸货作业。在“雪龙2”号的帮助下,“雪龙”号将此次中山站冰面运输的安全风险降到最低,也让此次卸货更加方便顺畅。据悉,本次考察将充分利用海冰、海洋、陆地、空中等平台,通过陆地—海洋—大气—冰架—生物多学科联合观测,实施恩克斯堡岛新站建设前期工程、开展业务化观监测、实施国家重大科研计划、完成基建收尾及站区环境整治以及常规保障、物资运输、工程建设、国际合作、科普宣传等工作,以进一步掌握南极变化对全球影响的趋势,提高我国适应与应对气候变化的能力,积极参与南极全球治理。10.“问题地图”整治正确的国家版图是国家主权和领土完整的象征,体现了国家在主权方面的意志和在国际社会中的政治、外交立场。2019年自然资源部门集中开展“问题地图”整治,强化公众的国家版图意识。根据自然资源部、新闻出版署、海关总署、全国“扫黄打非”工作小组办公室联合印发的《关于加强有关承印、进出口经营单位地图管理工作的通知》要求,3月21日,山东省在青岛市举办了“问题地图”查处情况现场通报会,并在指定场所现场销毁了“问题地图”产品。8月1日,网友反映电视剧《亲爱的,热爱的》第39集中存在的“问题地图”,自然资源部根据《中华人民共和国测绘法》《地图管理条例》《地图审核管理规定》,对电视剧相关内容进行初步核查,发现该剧存在登载使用的地图未履行地图审核程序,同时该剧登载使用的地图存在错误表示我国藏南地区和阿克赛钦地区国界线、我国台湾岛和海南岛底色与大陆不一致、漏绘我国南海诸岛和南海断续线、克什米尔地区表示不符合国家有关规定等问题。据此,自然资源部责成属地管理部门对涉嫌违法违规的行为依法进行处理。为更好地引导公众正确使用各类地图,自然资源部免费向公众提供标准地图服务,并于8月底开展全国测绘法宣传日暨国家版图意识宣传周活动,进一步强化国家版图意识的宣传教育,普及规范用图意识,从源头防范“问题地图”的出现。(中国自然资源报)
辽宁自然资源杂志发表 2020年1期
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大数据提升治理能力
——广西自然资源厅信息化建设创新成果扫描本刊记者范雁阳,通讯员罗兰慰 推进国家治理体系和治理能力现代化是中国共产党第十九届中央委员会第四次全体会议做出的重大决定。习近平总书记指出,要运用大数据提升国家治理现代化水平,加快建设“数字中国”。自然资源信息化在生态文明建设和推进国家治理体系和治理能力现代化中发挥着极其重要的作用,而自然资源数据治理是自然资源信息化的重要基础,是推进自然资源治理体系和治理能力现代化的必由之路,也是助力“数字广西”建设的迫切要求。近年来,广西自然资源系统以推进治理体系和治理能力现代化为目标,加快打通“数据壁垒”和“信息孤岛”,以信息化建设为抓手,推动自然资源治理方式从模糊经验型向数字赋能、精准治理型转变。“一张图”打造的“云”和审批系统2020年年底,数字广西建设领导小组办公室公布了第二批数字广西建设标杆引领重点示范项目(企业、平台)名单,由广西自然资源信息中心自主研发的壮美广西·自然资源云项目成功入选。广西自然资源信息中心软件开发科科长马骁驰介绍,壮美广西·自然资源云基于原国土资源云基础,通过云计算和虚拟化技术,整合测绘数据中心已有资源而形成。它是一个统一的、分布式的资源池和服务平台。目前,壮美广西·自然资源云98%以上的硬件资源已完成虚拟化,基础资源平均使用比达到95%以上,机房综合能耗比低于1.4。整个云环境通过自治区本级分散到各市县的自然资源业务专网,向市、县自然资源主管部门及其分支机构提供云计算服务。壮美广西·自然资源云建成后,将能够有效满足自然资源“一张图”“国土空间基础信息平台”等数据与应用的需求。以自然资源“一张图”为构架的还有农村宅基地审批系统。2020年以来,为严格落实自然资源部、农业农村部关于农村乱占耕地建房“八不准”的要求,广西自然资源厅对目前农村宅基地审批和建房规划许可管理业务流程进行分析,研究审批流程中的关键技术,采取统筹建设方式,初步构建了集数据采集、实时审批、报表输出、图件生成、图形分析、批后监管为一体的新型农村宅基地审批系统,该系统很快在全区推广开来。“农村宅基地审批系统结合农村宅基地审批和建房规划许可管理工作需求,全面梳理区、县(区、市)、乡镇各级涉及的农村宅基地审批和建房规划许可管理事项,充分收集业务部门对系统建设的需求和建议,按照相关设定依据,制定全区标准统一的权责清单、规范标准、办理流程以及材料清单等,有效地提高农村宅基地审批的工作效率。”广西自然资源厅行政审批办公室主任左旭阳说。公众可以通过农村宅基地审批系统在线申请与农村宅基地相关的业务,在线填报相关材料,并由乡镇有关部门进行审批。结合自然资源“一张图”的基础,系统可以通过坐标转换、构建分析函数等功能,实现农村宅基地审批过程中图片审核的智能分析。截至目前,农村宅基地审批系统已覆盖全区近90%的乡镇,系统录入农村宅基地办件数量3255宗。随着“一张图”的推广及应用,广西自然资源数据管理也逐步由二维向三维升级。下一步,广西自然资源主管部门将持续探索建设广西自然资源三维立体时空数据库及三维“一张图”。升级后的三维数据更直观、快捷、方便,在日常工作中,管理者可通过广西自然资源三维立体时空数据库,快速调度三维海量数据,辅助决策。筑牢防灾减灾防线2021年4月27日,河池市金城江区五圩镇拔旺村平桃屯发生重大滑坡险情,广西新装的地质灾害群专结合监测预警设备首次成功预警,受威胁的群众共30户112人安全撤离。平桃屯滑坡总体积约为11万立方米,属于广西登记在册的中型规模地质灾害隐患点,是群专结合监测预警点之一。2021年4月25—27日,该滑坡GNSS位移监测设备先后触发蓝色预警、黄色预警,最大位移数据持续变化,单日位移变化量122.6毫米,3日累计位移变化量293.2毫米。河池市地质灾害值班人员根据数据反馈,判断滑坡发生了整体变形,滑坡处于不稳定状态。为此,值班人员及时向地质灾害群测群防员紧急核实情况,并要求加强巡查力度。2021年4月27日15时,河池市地质灾害防治专家紧急赶到现场调查时发现,滑坡体原开挖两级台阶及台阶上部出现数十条宽0.1~0.5米、长2.5~12.0米的裂缝,滑坡后缘因坡体位移导致一块约1立方米的岩石滚落,滑坡前缘坡脚发生滑坡变形破坏,冒浑水。调查组专家判断,滑坡随时会发生整体滑动,立即建议当地政府组织群众撤离。平桃屯滑坡险情避险成功,是广西自然资源厅地质灾害精准治理的一个缩影。按照自然资源部部署,广西自然资源厅在2021年汛期来临之前,已在全区1050处地质灾害隐患点安装了7312套普适性监测预警设备。“目前,广西地质灾害监测预警信息系统已实现了部、省、市、县4级同构同步,为地质灾害隐患点安全度汛筑起了一道‘人防+技防’的屏障。”广西地质环境监测站站长吴福说。2020年以来,广西自然资源厅以开展广西北斗地基增强系统加密建设项目为契机,对原有的110座卫星导航定位设备进行更新,最终建成了由186座北斗卫星导航定位基准站和1个数据运控中心组成的广西北斗地基增强系统。同时,广西自然资源厅还启动了基于共生数据调频广播的北斗精准导航技术及产业化应用示范工程。该工程主要研究基准站网数据格网化优化技术,与共生数字调频广播信号技术实现跨界融合创新,旨在提升广西北斗高精度导航定位服务的精度与稳定性,以期解决用户服务量级小、数据播发成本高等问题。2020年5月,广西自然资源厅以“北斗+广播”跨界融合的方式,在梧州市长洲区宝石园北侧山滑坡隐患点建立了边坡高精度监测示范点,实现了“高精度、低成本、覆盖广、信号强、部署快捷和普通适用”的地质灾害监测推广应用。该技术获得中国卫星导航创新科技应用金奖,并得到了自然资源部部长陆昊的肯定性批示。向数据治理、数据服务转变这几年,广西自然资源系统持续强化不动产登记信息化工作,取得丰硕的创新成果。2020年9月,广西“互联网+不动产登记”工作获得自然资源部部长陆昊的肯定性批示,并以自然资源部简报的形式在全国推广。广西的“互联网+不动产登记”系统基于不动产登记信息管理平台,面向网上业务办理需求,实现了系统升级和功能扩展。该系统已在全区各市县业务化运行,为个人、银行、开发商、中介等用户提供了各类不动产登记业务的线上办理便捷通道。目前,广西不动产登记APP正在全区全面推广应用,并逐步应用了人脸识别技术。截至2020年底,广西已累计成功完成82.22万项互联网业务案卷受理,55.13万次接口调用,极大地方便了广大办事群众。通过系统优化集成、流程再造等方式,广西自然资源厅定制开发了全区统一的不动产登记办理流程,首次在全国实现全区不动产登记事项的“八统一”和数据自动推送至广西数字政务一体化平台。广西自然资源厅自然资源确权登记局局长黄晓辉表示,基于数据智能比对、数据协同共享和一体化集成等技术打造的不动产登记智能审批功能,实现了广西全域实体经济企业不动产登记、新建商品房转移登记、已有不动产权证的转移登记、抵押登记等主要业务在0.5个工作日办结。“我们通过针对所有基准流程,建立了受理约束检查库和登簿检查规则库。规则库可以开展数据比对,智能生成审批报告,业务人员的审批工作量减轻了,不动产登记效率也大幅提高。”黄晓辉说。广西积极推进“互联网+不动产登记”,实现不动产登记无纸化审核、不见面审批,大幅提升登记效能,真正实现了“数据多跑,群众少跑”。这是广西在自然资源数据治理中的一次有益尝试。广西自然资源厅党组书记、厅长陈建军指出,自然资源部门对自然资源开发利用和保护进行监管,该项工作是一个三维立体、各类资源交叉重叠、管理体系错综复杂的系统工作。要从根本上解决自然资源领域长期存在的所有者不到位、系统性不强、重开发轻保护和职责交叉重叠等一系列问题,单靠传统的经验决策、经验治理模式难以为继,必须狠下功夫加快向数据治理、数据服务转变。陈建军表示,2021年,广西自然资源厅将大力实施数字赋能攻坚行动,推动自然资源治理更加协同高效,加快构建“1+1+1+3”信息化建设体系。第一个“1”即结合广西电子政务网建设要求,在现有自然资源业务网基础上,构建由业务专网、电子政务外网、互联网协同服务的自治区级自然资源“一张网”,实现与壮美广西政务云的深度融合;第二个“1”即加快整合已有基础地理信息数据、土地矿产资源、业务审批及相关行业专题数据,建立“测绘为基、地上地下、陆海相连”的数据体系,形成多库合一、三维立体、时空一致、业务贯通的自然资源“一张图”;第三个“1”是依托“一个平台”,即国土空间基础信息平台,建立多源数据的汇聚、集成与智能分析体系。这个平台要逐步实现纵向联通自然资源部以及自治区、市、县自然资源主管部门,横向与大数据发展局等相关部门实现信息交换与共享。在“1+1+1”的基础上,广西自然资源厅将逐步构建自然资源调查监测评价、自然资源监管决策、互联网+自然资源政务服务三大应用体系,实现用数据说话、用数据决策、用数据管理。南方自然资源杂志发表 2021年5期
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基于第三次国土调查的自然资源调查研究
(广西壮族自治区自然资源调查监测院,广西南宁530023)自然资源指在一定的时间和技术条件下,能够产生经济价值,以提高人类当前和未来福利的自然资源因素的总称。在自然资源消耗速度不断加快的背景下,采取合理措施进行综合管理成为各部门重点关注的问题。基于第三次国土调查数据,对自然资源进行合理应用处理,可以提升数据整理结果的整体性,对后续资源利用计划的拟定有积极引导作用。1自然资源调查方法分析1.1多方面推进外业我国自然资源储备总量较大,为克服外业调查举证时间紧、任务重、难度大的问题,在自然资源调查工作开展期间,采用多方面推进外业的方式展开工作,如实地拍照、随机抽取等。在勘察作业期间专门设置了权属调查标段,组织协调双方村组人员现场确认权属边界,科学做好区域权属边界核实工作。在勘察作业期间,组建调查外业任务的核查小组,利用随机抽查区域的方式,对该区域自然资源图斑内容准确性进行校核,将整理好的矢量数据直接载入国土调查软件中,对现有图斑信息内容进行比对,记录比对核实数据,提升自然资源调查结果的准确性。1.2做好内外业核查自然资源调查工作的进行,包含的任务总量大,为了确保各项工作的顺利推进,在实际应用中,需要采用内外业核查的方式,明确工作时的具体目标,做好任务的细化工作,以保质保量的方式顺利推进第三次国土资源核查工作。在具体实施过程中,相关部门已提前下达了相应的工作文件,对存在权属问题的土地内容进行记录,对相关内容进行客观分析,做出细致明确的应用要求。在外业工作的过程中,应合理选择勘察技术,如GPS技术、倾斜摄影技术、RTK测绘技术等,借助合适的测绘技术完成外业自然资源分布情况的核查工作,做好相应的督查工作,确保工作的顺利进行,对于存在疑问的区域,及时进行返工验证,以确保工作内容的顺利进行,提升数据分析结果的使用价值。1.3加强三级联动在第三次国土资源调查工作开展期间,为了更好地完成调查任务,会加强三级联动管理,通过市、镇、村三级联动,形成横向到边、纵向到底的核查方式。在技术具体的应用过程中,将前期上报的初始成果打印在工作底图上,逐图核查、对村公示,进一步加大对已有成果自查自纠的力度。对一些隐蔽类、易忽视的内容进行细致的内业核查,如林区覆盖的宅基地、一些废弃厂区等。在调查过程中,需要对图形区域的基础参数进行处理,对可能出现的问题提出预备方案。如果在勘察过程中发现内业影像不能进行准确判断,需要提前组织人员进行核实,拟定合理的解决方案对其进行处理,加快对潜在问题的处理速度,提高其应用价值。2自然资源分类原则2.1以空间为基础目前我国在自然资源分类中,包含了七大类自然资源,对其进行分类处理的基本原则在于将空间作为基础应用条件,此类情况的出现,有利于空间内各元素的合理整合,提高资源信息的应用价值。在具体的应用处理中,自然资源空间分布可分为地表和地下两部分内容,地表包括了林业资源、地表水系、人工草地等,地下包括了地下水资源、矿产资源等。这些内容在应用中,结合空间体系中涉及内容,能够更好地进行资源评价,有利于其他工作的进行,提高保护政策的使用价值。2.2与相关制度关联在自然资源分类处理的过程中,应将内容和相关制度进行有效关联,满足制度规范中提及的内容。从目前已推行的制度看,已针对自然资源的具体分类进行论述,对专业规范内容进行标记,对自然资源进行了细致分类。落实到具体的工作内容中,在对自然资源进行分类时,需要结合自然资源法中确定的相关内容作为分类依据,再考虑分类中提到的应用内容,保持优先级选择的原则,促使保护内容与相关制度紧密关联,在应用中需要参考专业规范内容,确保应用信息的实用价值。2.3与专业调查结果对接现阶段,我国已经顺利完成了三次国土资源调查,在调查中,对各类资源应用情况和分布状态进行了细致分析。在调查的过程中,建立了国家、省级、市级和县级的调查结果数据库,数据库中对于目前国土资源中土地使用情况、土地权属、自然资源分布等内容进行了标记,提高了地表资源整理结果的实用价值。在对自然资源进行调查分析时,需将其和土地资源体系中标记内容结合,以此为基础标记相应的调查结果。在此过程中,充分利用目前调查成果中的相关内容,针对其具体的应用要求进行细致处理,以提升分类内容的合理性、有效性。3基于第三次国土调查的自然资源调查要点3.1要素编码和分类在开展自然资源调查分类工作时,基础工作内容是做好要素编码和分类工作。从目前应用情况来看,在自然资源分类标准中,多采用二级分类体系,共将自然资源分为8个一级类和35个二级类,其中一级类体系中的内容包括耕地类、林地类、草地类、种植园区用地、面状水域、湿地类、矿产类和其他。为了确保自然资源分析结果的实用性,在具体处理过程中,会直接引用该分类标准,对一些不符合内容进行清理,如国土资源体系中的工业建设用地、农用设施用地等,应在前期处理阶段将其剔除,更换为其他应用内容,随后再对其进行整理,提升体系中相关内容的完整性。在编码处理过程中,可以直接使用国土资源中标记的编码,做好一类编码和二类编码的筛选工作,提升分析结果的适用性。3.2数据资源差异分析对已经采集的数据资源应做好差异性分析工作,具体的分析处理中,其内容包含以下几部分:第一,进行采集精度的分析工作,分配自然资源采集工作,通过不同类型的测绘手段完成基础数据采集。数据信息之间存在较大的精度差异,在对资料数据进行整理时,需要对精度差异进行纠偏,使其能够按照统一标准进行应用,提升数据资源应用价值。第二,数据调查期间的时点存在差异,对自然资源进行数据分析时,其涉及内容主要以静态数据为主,自然资源数据信息属于动态化信息,会随时间变化发生改变,对时点冲突进行应用处理是差异分析中需要重点关注的内容。第三,自然资源分类标准的差异,针对不同的地区,其采用的自然资源分类标准存在较大差异,在要素提取时选择的采集范围会存在一些差异性。在对数据信息进行整合处理时,需做好基础信息的处理工作,完成数据信息的可行性。3.3自然资源要素提取明确资源要素内容的差异性后,进入自然资源要素的提取环节。在具体的工作过程中,第一,根据第三次国土资源调查结果,对自然资源区块的相关内容进行可靠性分析,其应用时参考内容主要以遥感影像为主,对已采集的自然资源信息,需与区块内容进行比对,明确数据本身的应用价值,提升数据的融合效果。第二,在对耕地类、种植园区用地、其他资源进行要素提取时,需要在前期调查工作期间,对耕地内容进行精细化调查,明确耕地质量的应用等级,是覆盖资源基础属性的基础内容。对资源整理结果进行汇总,对调查结果的具体参数内容进行梳理,得到可靠的数据分析结果,满足应用需求[1]。第三,在整合过程中,如果遇到了冲突问题,如矿产资源位置和其位置之间的冲突性,需要在前期对其做好处理,促使其能够满足统一整理的应用需求,提升自然资源整理结果的可靠性。3.4自然资源数据整合在完成所有参数信息整理之后,需要做好自然资源数据整合工作,在具体应用过程中,需要注意以下几部分内容:(1)对已做好分类处理的资源内容进行校核,查看其中是否存在遗漏、重复、冲突的资源信息,确认没有问题后,进入下一环节的处理阶段[2]。(2)在数据整理过程中,需要做好专题图的绘制工作,该过程一般依托GIS软件完成,在软件中对自然资源信息进行突出显示,需要做好颜色分类的标注工作。颜色需要具备容易识别和代表性,例如,在水系资源标记中会使用蓝色、林业资源使用绿色等,以满足资源整合的基础要求。3.5建立空间数据库完成上述应用信息的整理工作后,会进行空间数据库的建设,主要作用是为后续工作的开展奠定基础条件。在具体的工作过程中,首先,需要对自然资源要素进行分类整理,对自然资源的属性结构进行调整,得到更加合理地调整结果。其次,在对基础数据完成优化处理后,需要重新进行自然资源的提取,将提取的自然资源要素与采集的数据图像叠加,组成自然资源的应用底图,补充不完整数据,提高其完整性。最后,针对数据信息的分类和标记工作,匹配相应的关键词,可以为后续数据查询提供参考,提升分析结果的实用性。4结语综上所述,基于“三调”数据进行自然资源调查研究,对自然资源要素分类与编码、自然资源要素提取的技术方法进行了初探,对各类自然资源专题数据与“三调”数据进行了差异分析,提出了数据差异性处理原则。在进行数据信息整理的同时,对相关内容进行了细化处理,降低了数据重复、缺失问题概率,提高了自然资源的利用价值。
智能城市杂志发表 2021年2期
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智能服务助力精准管理
作者:蒋达 “谢谢你们给我们提供的技术支持!”“感谢贵单位工作人员的辛勤付出!”……新年伊始,河南省测绘工程院相继收到来自开封、驻马店等地自然资源部门的感谢信。过去的一年,河南省测绘工程院以新思路、新理念,探索发展新模式,加强与地方政府和行业需求对接,推进测绘工作与自然资源管理深度融合,在服务生态文明建设、服务经济社会发展中实现转型升级。全域土地综合整治的“好助手”“绿水青山就是金山银山”。实践证明,全域土地综合整治是践行“两山”理论的最佳典范。日前,自然资源部办公厅印发了《全域土地综合整治试点名单的通知》,由河南省测绘工程院编制的驻马店市驿城区胡庙乡和开封市龙亭区(一体化示范区)水稻乡等两个乡(镇)全域土地综合整治试点名列其中,全省仅20个。工作中,该院充分利用北斗卫星导航定位、无人机航空摄影和高分辨率遥感影像等“3S”集成技术,结合村庄规划和国土空间规划成果,在第三次全国国土调查成果的基础上对农用地、建设用地、基本农田等地块进行摸清调查,组织多个部门统筹安排全域土地综合整治项目工程,对整治村镇进行整体设计。该院坚持“山水林田湖草生命共同体”理念,从系统观和生命观两大核心指导思想出发,以本地适宜的生态环境及生态系统作为参照,结合社会经济支撑能力,从国土空间安全优质、生态系统健康有序、人与自然和谐共生、景观风貌美丽宜人等维度确立生态治理和修复等全域土地综合整治目标指标体系。服务自然资源管理的“妙参谋”随着国土空间规划、“三区三线”划定等自然资源重点工作的深入推进,各地对现势性强、高分辨率、实景三维时空地理信息数据的需求日趋迫切。为此,河南省测绘工程院联合息县自然资源局开展了息县全域地形图测绘项目,以“数字息县”为基础,统筹构建全县域多尺度、多类型地理信息数据库,实现大比例尺地理信息全覆盖和县城区空间信息实景化。项目开展以来,该院通过无人机航飞,获取了息县全域1835平方千米的0.1米高清影像,完成了县城规划区及重点发展区177千米的1∶1000地形图修测工作;采用三维倾斜摄影技术,制作了县城建成区及规划区30平方千米、濮公山地质公园4平方千米倾斜三维模型,研建了实景三维信息管理系统。研发的息县“三块地”(城镇建设用地、农用地、农村集体建设用地)信息管理系统,叠加上高清影像、已批地块、土地利用总体规划等数据,套合1∶1000地形图进行统计分析,可精准确定违法违规占地面积,为执法人员提供执法依据。同时,最新研发安装在能够接收北斗和CORS差分信號的专业高精度平板的息县自然资源管理服务系统可以实时采集高精度坐标信息,在现场与系统中的数据进行比对,既可详细了解地块的性质、地类、面积等信息,又可以确认用地类型是否符合空间规划,有效辅助项目选址。目前,息县全域地形图测绘项目及研发成果,既能满足新时期自然资源管理需求,又能为政府各部门提供“菜单式”服务。导航与位置服务的“提供者”2020年,该院深耕北斗导航与位置服务应用领域,拓展地理信息位置服务,开展“5G+北斗”高精度定位技术研究,并取得成果,实现了北斗与5G基准的网络集成、5G网络加载北斗卫星增强信号、研制定位终端、探索在智能交通和灾害预警等场景的应用。在林州市地质灾害监测预警中,该院研发了地质灾害监测预警综合管理平台。该管理平台基于北斗卫星高精度差分定位技术,采用监测基准点区域组网的模式,实现监测基准统一,进而实现对地质灾害地表形变实时动态监测,实现数据自动传输、自动解算处理、实时测量结果和测量结果图形演示、自动预警报警等功能。同时,与河南省基础地理信息数据库相结合,即可有效提高地质灾害的预警预报能力,为防灾减灾提供实时信息服务,为职能部门提供决策支持、风险评价及处置方案评估服务。“2021年是‘十四五的开局之年,我们将立足新时期测绘工作的根本定位,全面提升测绘地理信息服务的现代化水平,努力为履行自然资源‘两统一职责做好支撑服务。”说起下步工作,河南省测绘工程院院长肖锋说。(作者单位:河南省测绘工程院)
资源导刊杂志发表 2021年2期
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浅谈“多规合一”在国土空间规划上的探索
作者:王新华 徐兴日(大连市自然资源事务服务中心,辽宁大连116000) 当前规划工作中,各种规划很多,每个城镇都有“一堆图”,各规划都是自成体系,互不衔接,规划落地很难,各部门之间的协作也很难,造成多部门多头管理的问题,办事效率低。“多规合一”工作的开展可以有效推进管理体制改革创新探索,加强对规划体系和内容进行重新思考,实现各部门资源共享与业务协同,为科学、高效的国土空间规划管理提供平台。一、“多规合一”应用在国土空间规划上的必要性分析1.推动城市资源的优化配置和节约集约管理“多规合一”以优化城镇产业结构空间布局为目标,以土地资源承载能力为基础,实现城市功能区各项规划相互衔接,依据各规划区自身的优势产业定位,明确各自的发展思路和方向,合理安排土地,统筹重大建设,实现城市资源的优化配置和节约集约管理。2.奠定“智慧规划”的根基,助力“智慧城市”建设目前,大部分城市的空间规划工作存在“重纵向控制,轻横向衔接和联系”的问题,“多规合一”的建设,有望通过信息化手段对城市空间布局和资源优化进行合理配置调整,推动资源、环境、社会和谐发展,提高城市规划的整体建设水平,最终实现“智慧城市”建设。3.预期效益分析社会效益上,有利于推进规划体系全方位改革,促生综合性规划;有利于统筹空间资源,落实规划管控,促进廉政建设;有利于促进高品质规划,提升市民幸福指数。经济效益上,有利于盘活土地资产,集约土地管理,推动持续利用;有利于落实主体功能,促进支柱产业,保护关键资源;有利于简化行政事项,缩短审批时限,降低行政成本,提高政府工作效率。二、“多规合一”应用在国土空间规划上的可行性分析1.实现政策上的可行性2015年4月,住房和城乡建设部会同有关部委,支持完善“多规合一”的技术标准和操作规范,加强城乡规划与国民经济和社会发展规划、土地利用总体规划的衔接。从技术和人才方面支持各市开展规划大会战,健全以“城市总体规划为统领,近期建设规划为核心,控制性详细规划为抓手”的城乡规划管控体系,实现数据共享。2.实现技术上的可行性数据库建立与更新技术的成熟,针对多规数据格式标准,在具体的操作中积累了大量经验,已经形成较为规范的数据收集、整理、建库标准;信息平台建设技术成熟,针对多规数据的管理平台技术已经比较成熟,运用行业应用面最广的地理信息技术ARCGIS实现海量GIS数据管理,实现多规从检查、入库、浏览、分析、应用、共享及移动应用等一体化的操作;多规数据查看、分析能力应用成熟,当前,多规数据查看、分析的技术已经非常成熟,能实现分层叠加显示不同种类的多规划数据,完成地图操作、测量、图层管理、图例、地图打印等,可进行多规数据、建设项目等信息的快速定位。同时可以实现有关多规数据的冲突检测、控制线分析、用地平衡分析、指标分析等多种分析功能;共享技术方案成熟,共享由服务引擎和服务构成,地理数据引擎主要采用ArcGISServer+ArcSDE,通过服务封装,对外提供多规信息资源目录服务、矢量服务、功能应用服务等服务,通过网络实现多规数据的共享发布。3.实现资源上的可行性网络资源上,市直(含县区)基础性千兆带宽的政务专网,实现所有市直机关单位和县区的网络互联,组网带宽1000M;同时,大部分自然资源局已建立了连接内部各科室及二级单位的高速局域网办公系统;数据资源上,通过汇集发改部门的城市主体功能区规划数据、国土部门的土地利用总体规划、地灾规划修编等各部门的数据,实现城市产业发展规划、城市总体规划、土地利用总体规划、环境规划数据的整合和冲突检测,推动“多规合一”项目的开展建设。三、多规合一建设过程中的数据库建库多规综合数据库是实现“多规合一”要重点建设的数据资源库,主要是按照统一标准存储各数据源部门采集、交换和共享的相关多规数据,包括:规划数据库、多规核心成果数据库和专题数据库。规划专业数据库:以规划编制成果的来源为主索引,归集整合住建、国土、环保、发改等多部门的规划编制成果数据,实现全市多个行政部门的规划数据资源共享,包括城市总体规划、国民经济与社会发展规划、土地利用总体规划、环保规划等。多规核心数据库:以“三规合一”控制线编制成果为主索引,归集多规差异图斑、生态控制线、城市建设用地规模控制线、基本农田控制线、城市增长边界控制线、产业区块控制线、重点建设项目等数据,为多规业务协同提供数据支撑。专题数据库:以专题应用为主索引,归集基础地理数据、地下管线数据、规划实施数据、规划监督数据、业务审批及其它数据,实现全市多个行政部门分专题数据应用与服务共享。包括地形图、影像图、地下管线数据、规划管理数据、规划监督数据、业务审批、城市三维模型及其它专题数据。四、结语“多规合一”是未来国民经济和社会发展的重要依据,是优化城乡空间布局、有效配置土地资源、促进土地节约集约利用、提高政府行政效能的重要手段,必须要高度重视,让规划更好的服务于社会发展。
辽宁自然资源杂志发表 2021年11期
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摸清自然资源家底 助力建设壮美广西
陈秀贵(作者系广西自然资源厅自然资源调查监测处处长)自然资源是民生之本、发展之基。通过开展调查,查清、查准自然资源的基本现状及变化趋势,是判断基本区情并作出决策部署的重要依据,对于维护粮食安全、保障群众权益、推进生态文明建设、促进经济高质量发展都具有重要意义。调查监测作为自然资源管理的基础,必须坚持实事求是的原则,查清、查准、查实自然资源家底,以实际行动维护好人民群众的切实利益、保护好广西的山山水水。一、推动第三次国土调查成果共享,切实发挥调查成果的基础性作用广西第三次国土调查(以下简称“三调”)成果已经发布应用,每年还通过年度变更调查进行更新,以保证调查数据的现势性。“三调”是目前最准确、最权威的国土利用基础数据,要持续做好成果的应用,实现可公开成果的互联共享,提升数据服务能力和水平;稳步推进自然资源三维立体时空数据库建设,搭建自然资源调查监测成果共享应用平台;持续推进调查成果在政府部门和企业间的应用,为重大决策和重点工作提供支撑。同时,探索开展“三调”数据社会化服务,满足社会公众对调查信息的需求。二、完善综合监测监管体系,助力自然资源治理能力提升综合监测监管工作是提升自然资源治理能力的重要抓手。2021年该工作已经取得了初步成果,基本形成了综合监测监管体系。要进一步完善综合监测监管工作运行机制,加快建立完善处置机制、业务管理数据汇交机制和结果评估机制;进一步优化监测手段,提高变化图斑智能识别(AI)能力,着力提升问题发现“快”“准”“全”的能力,持续完善业务平台软件,提高工作效率;进一步强化成果应用,加强处置后期分析和效果评价,建立成果应用机制,利用监测结果和数据科学辅助决策,提升自然资源管理水平。三、提高监测的精度和准度,为高质量发展提供准确的信息服务自然资源监测是在调查形成的自然资源本底数据基础上,掌握自然资源自身变化及人类活动引起的变化情况的一项重点工作。做好地理国情监测,监测地表覆盖变化,为生态文明建设、自然资源管理宏观分析等提供数据依据。做好重点地类监测,特别是建设用地和耕地的监测,及时掌握地类变化情况,为坚决遏制耕地“非农化”和防止耕地“非粮化”以及执法督察提供依据和支撑,实现“早发现、早制止、严打击”的监管目标。做好重点区域监测,围绕漓江流域、左右江流域、北部湾经济区等重点区域,动态跟踪监测区域自然资源状况、生态环境变化、国土空间规划实施等情况,为科学决策和精准管理提供准确的信息服务。四、着力构建调查监测体系,推动调查监测融合发展2021年底,自治区人民政府同意印发了《广西自然资源调查监测体系构建实施方案》。要重点抓好方案的实施,衔接各类调查指标和技术规程,统筹安排工作任务,做到图件资料相统一、基础控制能衔接、调查成果可集成,逐步实现自然资源统一调查监测。要推进数据信息共享,加快汇集整合水利、农业农村、生态环保、林业等部门的自然资源历史调查监测数据,打破“信息孤岛”和“数据壁垒”,形成自然资源“一张底图、一个底版和一套数据”,推动自然资源调查监测从独立到协同再向融合的发展。
南方自然资源杂志发表 2022年1期
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产业风向标
我国今年计划发射8至10颗北斗导航卫星据中国卫星导航系统管理办公室消息:今年,北斗卫星导航系统将继续高密度全球组网,计划发射8—10颗北斗导航卫星,完成所有MEO卫星发射,进一步完善全球系统星座布局,全面提升系统服务性能和用户体验。自去年底北斗三号工程建成基本系统、开通全球服务以来,北斗系统运行平稳,经全球范围测试评估,在全球区域定位精度优于10米,在亚太区域定位精度优于5米,满足指标要求。经过多年发展,北斗已形成完整产业链,在我国交通、农业、公安、测绘等行业以及大众领域已实现规模化应用。今年,将逐步加大与互联网、大数据、人工智能等新兴技术的深度创新融合,不断催生“北斗+”融合应用新模式和新业态。据统计,截至2018年底,国产北斗导航型芯片模块等基础产品销量已突破7000万片,国产高精度板卡和天线销量分别占国内市场份额的30%和90%。国土卫星遥感应用中心:建设“五全”自然资源卫星观测体系全国政协委员、自然资源部国土卫星遥感应用中心主任王权日前表示,目前自然资源部有一陆一海两个卫星中心,分别是国土卫星遥感应用中心和国家卫星海洋应用中心,有近45颗卫星已纳入《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)》,为自然资源领域建立对地观测体系奠定了良好的基础。自然资源卫星观测体系建设目标是全球、全天候、全天时、全要素、全尺度,这将为自然资源管理提供全方位、高精度、高时间分辨率、高空间分辨率的影像和技术保障。“今后,我们将围绕这一目标,结合自然资源管理的新需求以‘统一行使全民所有自然资源资产所有者职责,统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复职责’为指导,除了获取本底影像之外,重点对地块的5个变化进行监测。”王权说,这5个变化分别是位置变化、范围变化、用途变化、品质变化和温度场变化。实现对这5个变化的监测,需要卫星配备光学、激光、高光谱、雷达和重力等不同类型传感器,既能测几何信息,又能测物理信息,同时把自然资源卫星影像获取的高精度、高频率能力逐步建设起来。中国空间站飞行任务将于今年启动据央视新闻消息,中国载人航天工程办公室4日介绍,我国空间飞行任务即将拉开序幕。建造空间站是我国载人航天工程“三步走”发展战略的最后一步。空间站建成后,将在轨道运营十年以上。该飞行任务稳步推进的时间表如下:6月,中国载人航天工程办公室将与联合国外空司联合完成空间科学应用合作项目遴选工作,同时抓紧新一代载人运载火箭、新一代载人飞船等专项预研项目的实施工作;7月,天宫二号受控离轨;年底,空间站核心舱和执行发射任务的长征五号B运载火箭,进行发射场合练和首飞任务准备工作;2020年前后,中国空间站核心舱计划发射;2022年,空间站全站预计建成并投入运营。同时,联合国外空司与中国载人航天工程办公室围绕中国空间站开展空间科学实验合作第一批项目完成初选,具体选定结果预计将在2019年6月对外发布。2022年前我国载人飞船将批量生产全国人大代表、中国航天科技集团有限公司五院载人飞船系统总设计师张柏楠表示,我国空间站将在2022年前后建成,其可承载试验能力大幅提高,而且长期连续运行。届时地面与空间站的人员、货物运输量也将大大增加,任务会越来越多。为此,需要提前造好飞船,根据空间站航天员乘组更换要求和货物运输需求,按需发射,“有点像航空公司的航班”。张柏楠表示,载人飞船稳定生产需要两个条件:一是飞船技术状态稳定,二是生产工艺过程成熟质量稳定。经过多年努力,到神舟十号任务时,载人飞船技术已经成熟稳定,进入到应用性飞行阶段。载人飞船研制的重点从以突破技术为主,向保证质量为主转变,同时提高效率降低成本。目前中国航天制造的水平,已经通过数字化和自动化制造技术的不断改进,具备小批量生产的能力,这与我国大力发展智能制造产业策略是分不开的。计算机辅助制造已在载人飞船生产领域得到广泛应用,承担了绝大部分重复性劳动。在很多需要高技能的工种上,也逐步用上了自动化生产,例如数控弯管焊接等,大大缩短了制造时间,提高了效率和质量。工信部:今年将适时发布5G系统部分毫米波频段频率使用规划工信部近日组织召开5G基站与卫星地球站等相关无线电台(站)协调讨论会,并发布《2019年全国无线电管理工作要点》,提出将“适时发布5G系统部分毫米波频段频率使用规划”。工信部无线电管理局表示,2019年全国无线电管理工作,要围绕建设制造强国、网络强国,着力提升频谱资源使用效率和效益,加强无线电台(站)和无线电发射设备事中事后监管,维护良好空中电波秩序,维护我国频谱资源使用权益。关于5G产业发展规划,会议明确提出:为加快5G商用步伐做好频谱资源使用保障。发布5G中低频段基站与卫星地球站等台站干扰协调指南、5G中低频段基站设备射频技术要求,做好5G基站协调、许可工作,服务加快5G商用步伐大局。适时发布5G系统部分毫米波频段频率使用规划,引导5G系统毫米波产业发展。会议要求,各单位要高度重视5G基站与其他无线电台(站)的协调工作,将协调工作作为5G试验及后续系统部署的重点工作之一积极主动加以推动落实。做好5G基站协调、许可工作,服务加快5G商用步伐大局。科技部:在鼓励民营企业科技创新方面一视同仁两会期间,科技部部长王志刚在“加快建设创新型国家”记者会上表示,在鼓励民营企业科技创新方面一视同仁。王志刚说,中国目前高新技术企业大概有18万多户,其中70%是民营企业,很多民营企业在全国乃至全球,在其所在领域都是非常优秀的。如果不把民营企业科技创新这件事做好,就很难说科技部服务高新技术企业工作就做好了。王志刚说,习近平总书记在民营企业座谈会上,对民营企业在科技创新方面也提出了很多殷切的期望。对于科技部来说,参与创新不问出身,国有、民营都一样,规则公平,机会公平。上交所发文明确航天等高科技创新企业可获科创板优先推荐3月3日深夜,上交所连发两个指引文件,包括《上海证券交易所科创板企业上市推荐指引》和《上海证券交易所科创板股票发行上市审核问答》,明确了三类七领域企业可获优先重点推荐。一是新一代信息技术领域,主要包括半导体和集成电路、电子信息、下一代信息网络、人工智能、大数据、云计算、新兴软件、互联网、物联网和智能硬件等;二是高端装备领域,主要包括智能制造、航空航天、先进轨道交通、海洋工程装备及相关技术服务等;三是新材料领域,主要包括先进钢铁材料、先进有色金属材料、先进石化化工新材料、先进无机非金属材料、高性能复合材料、前沿新材料及相关技术服务等;四是新能源领域,主要包括先进核电、大型风电、高效光电光热、高效储能及相关技术服务等;五是节能环保领域,主要包括高效节能产品及设备、先进环保技术装备、先进环保产品、资源循环利用、新能源汽车整车、新能源汽车关键零部件、动力电池及相关技术服务等;六是生物医药领域,主要包括生物制品、高端化学药、高端医疗设备与器械及相关技术服务等;七是符合科创板定位的其他领域。
卫星与网络杂志发表 2019年3期
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基于第三次全国国土调查的自然资源调查研究
作者:戴叶明 黄志杰 饶建东 江西省核工业地质局二六三大队1自然资源调查研究的意义1.1自然资源概述通俗地讲,自然资源就是大自然的产物,是自然多种多样的体现,是大自然经历地球气候变换,不断发展演化出的可以被人类利用的资源。我国法律规定自然资源需要根据物权法进行确权登记,以使自然资源归属明确,有清晰的权责内容。自然资源包括有形的自然资源如水流、山岭、草原、森林、荒地、滩涂、探明储量的矿产资源等和无形的自然资源如空气、阳光、水、热能资源等。运用现代科技技术手段对这些资源进行测算登记是自然资源调查的重要内容。1.2自然资源调查的意义自然资源属于我国国有公共资源,掌握准确的自然资源数据,对我国进行耕地、林业用地、矿地、水域水利、住宅、草地、湿地、交通运输等的全局规划、调控管理有重大意义,其是目前利用现状的体现,未来确定规划发展的前提。将自然资源调查分类,明确各种类责任部门,分级分类的调查模式有利于保证数据的精确度和真实度。自然资源是大自然馈赠与人类生存的资本,充分利用自然资源将有利于合理分配人均自然资源。自然资源的调查对我国农业、林业、畜牧业、水利、矿产资源开发等都有重要的意义,是我国经济发展的基础,是改善生态所需要了解的最基本数据资料。2自然资源调查全覆盖自然资源无论是以森林、草原还是矿产等不同形式展现,其载体都是土地。对自然资源的最基础的数据采集就是土地、地块、宗地数据的采集。全覆盖包括土地种类全覆盖、权属管理全覆盖。土地种类目前有滩涂资源、水流资源、荒地资源、森林资源、草原资源和矿产资源几个大类;权属管理包括集体土地、国有土地等。3自然资源调查研究的原则3.1数据采集的真实性自然资源数据的真实性也体现在数据的及时更新,因此最新的调查成果要及时体现在数据上,注意数据的时效性,最新数据与最新调查结果相匹配。由于信息技术的发展,现阶段的数据采集逐渐开始运用较为智能化的数据统计系统进行自动的数据更新与统计,故而在未来的自然资源数据采集过程中,需要人力干预的环节会逐渐变少,但为了避免有关程序出现故障,还是需要拥有专业技术的管理人员进行及时的监督与管理,保障数据的真实性。3.2数据采集的专业性数据应体现科学合理性,在搜集的过程中投入大量的专业技术人员和专业设备,以各类权责和地类调查成果为基础,开展专业的自然资源调查工作。在过去的自然资源数据采集过程中,很多负责数据采集的工作人员本身并没有纯熟的职业技能以及专业的职业素养,导致在数据采集过程中经常会出现各种各样的失误。但是随着数据采集工作的逐步专业化,原本职业技能以及职业素养都存在问题的工作人员逐渐无法适应现阶段的数据采集工作,需要参加较为专业的职业培训,才能够在现阶段的工作中完成好自己的任务。再者,由于自然资源的信息采集逐渐智能化、信息化,因此只具有自然资源数据统计部分技能的工作人员是无法在未来的工作岗位上进行高效率的工作的。在未来,该岗位的工作人员需要有一定的信息技术职业技能,才能够胜任未来的自然资源数据统计工作。可见,专业的职业培训是必需的,只有如此才能够保证相关工作人员的专业性。3.3数据采集的规范性自然资源数据的采集要严格按照权籍调查规范进行。划分清楚农民集体土地和国家土地的边界,以及各级政府和机关部门所行使所有权的边界。过去的自然资源统计充斥着边界不清、管理混乱等问题,自然资源统计无法高效进行。只有数据资源的采集过程变得更加规范,整个自然资源的统计效率才能够得到明显的提升。4自然资源调查存在的问题4.1自然资源内涵界定不统一我国法律明确规定的自然资源分类有13种,《中国自然资源手册》中只有9种分类,一些种类的自然用地没有明确的属性归类。现今存在着国家法规规定和地方政策相互矛盾的现象,自然资源分类界定仍然存在很大的分歧,这造成了在自然资源统计中分类名目不准确,各层级提交数据时种类有重复或有疏漏的情况。4.2自然资源分类体系不明确自然资源分类是进行自然资源调查和确产登记的基本前提。在目前自然资源分类中有分类重复的现象,例如山岭用地和林业用地、荒地和草地等容易出现重复数据。各省地方政策不同,对于自然资源土地分类的概念也不同,更容易出现省与省相同属性的土地被进行了不同的分类。这样增加了统计汇总的工作难度,也使最终数据出现极大偏差。5明确工作任务在自然资源新形势下第三次全国国土调查项目主要有7项具体工作任务。5.1组建项目部做好项目工作量评估和分工,按照组织架构,安排人员进场。人员主要包括:项目管理人员、项目实施人员,其中有内业分析处理人员、外业调查人员、质量检查人员和后勤安全人员等。5.2资料收集收集内容包括行政区域界线、权属界线资料、土地权属来源资料、各类测绘图件资料以及其他土地调查、土地规划、不动产整合数据等资料。5.3土地利用现状调查主要包括农村土地利用现状调查以及城镇村庄内部土地利用现状调查。5.4土地权属调查将集体土地所有权确权登记和国有土地使用权登记成果落实在土地调查成果中,并开展补充调查。5.5专项用地调查与评价主要包括耕地细化调查、批准未建设的建设用地调查、耕地质量等级调查评价和耕地分等定级调查评价。5.6各级土地利用数据库建设建立省、市、县三级土地调查及专项数据库,以此建立各级土地调查数据及专项调查数据分析与共享服务管理平台。5.7成果资料整理与归档做好已有历史调查、确权档案资料的利用、衔接,做好数据汇总、成果分析、数据成果制作与图件编制。6技术流程第三次全国国土调查工作是以国家下发的影像为基础,参考年度土地变更调查成果数据库,以“细化已有内容、更新变化内容、增加缺少内容”为原则,以省级内业预判、地方外业调查核实为主要工作模式,以“互联网+”、内外业一体化先进技术为支撑,全面查实查清土地利用基础数据,总体技术流程如图1所示。图1第三次全国国土调查总体技术工作流程图7针对自然资源调查问题的整改策略7.1完善国家相关法律和地方政策国家在制定相关国土自然资源法律法规时,应当重视自然资源分类的问题,使我国国土自然资源种类齐全,分类明确,同时地方各级政府在制定地方性相关法律法规政策时,严格按照国家法规为基础进行编制,使自然资源的种类和分类能做到全国统一,全面完善,不遗漏,不重复。当然,有关法律法规得到了完善,相应的各级地方政府也应当及时对相关的法律法规贯彻落实。倘若各级地方政府都不对相关的自然资源统计给予足够的重视,那么即便有相关的法律法规政策,也很难在实际运用中得到落实。7.2建立完善的自然资源分类体系建立完善的自然资源分类体系是自然资源国土调查的第一要素。建立自然资源分类体系的原则是不重复、不遗漏,分级分层次,归类明确,权属明确,纵向要从自然资源土地属性不同的角度分类,横向要从管理的范围角度分类。要避免土地属性重复归类,也要避免管理混乱和遗漏。自然资源管理体系分层分级分类的整改,有利于完善的自然资源体系的建立,为国土自然资源的明晰划分提供了便利。7.3建立数字化信息资源处理平台随着时代的发展以及信息技术在各行业、领域的逐步渗透,使用信息技术进行自然资源的数字化信息统计、整理以及分类是未来自然资源数据统计的必然之策。随着GPS定位系统的全面覆盖,在国土资源调查所覆盖的范围内,一旦自然数据发生变化,其相应的数据都能够通过相应的路径反馈至相关平台,相关平台可以通过自动生成的数据核对、修改程序来完成自然资源数据的及时更新。8结束语国土自然资源的建立是一项系统工程,随着我国城市化进程飞速发展,重新进行国土资源的调查是非常必要的,无论是总结我国前期的土地分配发展,还是规划未来的土地利用情况,自然资源调查都是很好的数据说明。随着新时代科技的发展,利用卫星遥感技术、无人机摄影测量、云计算、大数据等先进的科学技术造福于国土资源的调查研究,将使工作量减轻,准确率提升。
门窗杂志发表 2020年7期
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大数据环境下国土空间规划整合研究分析
作者:张琦摘要:近几年来,大数据技术、人工智能技术、云计算、物联网技术等逐渐走进人们的生活之中,改变了人们传统的生活模式,也为我国国土空间规划工作带来了全新的契机。2017年,由国务院牵头印发的《全国国土规划纲要(2016—2030年)》,首次提出了应用现代信息技术,推动智慧国土资源整合、开发、保护以及分类工作,2019年,中央全面深化发改委第六次全体会议通过《国务院关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》,要求全国地方政府建立统一的国有信息资源平台,利用大数据技术建立监测评估预警系统,2020年7月28日,全国自然资源与国土空间规划标准化技术委员会成立,进一步加强了对国土空间规划工作的技术支撑。在政策的引导下,智慧国土空间规划正在逐步替代传统国土空间规划工作,引领着我国在大数据时代的新发展。关键詞:大数据环境;国土空间;规划整合引言在我国经济社会的发展过程中,国土空间规划是我国一项非常重要的工作,它能够使我国对自己的农业用地、工业用地、交通用地等土地资源的使用情况有一个较为明确的认识,同时也可以有效的推进我国农业、工业、交通等方面的相关发展,能够较为有效的是我国的整体性得到一个真正明确的体现。在我国的国土空间规划与信息化技术相结合之后,我国的国土测绘工作也变得相当的便捷。做到了仅仅通过一台电脑,让员工坐在办公室中就可以进行国土测绘工作。1地理信息大数据的内涵一般的地理信息数据基本就和其字面意思一样,就是进行相关的地理方面的测绘工作。其在工作中主要强调数据的规范性和精准性。将其与大数据地理信息采集系统进行比较,大数据地理信息采集系统显得更加的智能化,比一般的地理信息数据更具灵活性和丰富性。在当下,大数据地理信息采集系统已经开始在我国的各个方面展开了一定程度的应用。比如我国的人口流动情况进行统计分析或者是对我国的商业发展方向进行数据分析,这些都充分的利用了大数据地理信息采集系统的在信息采集方面的便利性。之前的地理信息系统还有着来源困乏、数量少、格式简单、信息零散等一些缺点。但在大数据地理信息采集系统的加持下,这些缺点都一定程度上减轻了不少。大数据让地理信息数据变得更加的便捷、精准,使我国国土资源局在进行数据提取时,能够更加直观有效的对我国的土地使用情况有一个更加清晰的认识。在我国的北斗系统全面组网之后,我国的国土测绘局就可以借助卫星对我国的土地使用情况进行更加细致的观察。大数据地理信息采集系统就是一个更加有效的信息整合系统,借助该平台我国可以更好进行数据的及时查询、提取和统计,这样就能够有效的避免国土建设中出现的数据重复问题。2国土空间规划的必要性国土是国民生存与发展的基石,国土空间规划工作的重要性可见一斑。为了维护社会的稳定以及环境的可持续发展,相关人员要根据自然环境状况、历史条件、社会经济发展状况以及未来的战略对国土空间进行合理布局,对国土资源进行相应的开发保护利用。3国土空间规划面临的问题国土空间规划是依据所处的地理环境、历史条件和社会实际发展的情况,对国土空间进行合理地规划和适当地调整,并保障其开发和合理利用。国土空间规划包含但不限于城乡规划、社会发展规划、环境保护规划等等,这些空间规划内容所涉及的单位和机构包含发展和改革委员会、城乡建设部门以及环境保护部门利用这些空间规划标准来进行管理和指导日常工作,在具体的管理过程中,这些不同的规划方式因为规划设置标准没有得到有效地建立使得在执行的过程中存在空间叠加以及互相冲突等问题,并且在具体的实际应用过程中与空间规划内容存在诸多的矛盾,无法实现标准和实际情况的有效对接。我国的国土空间规划在执行和管理的过程中大多依据上层指令逐级传递的运行机制来开展工作,但现实的情况是当各类资源或者经济发展状况无法对管理内容进行有效地约束,就会产生上级和下级在执行过程中的冲突和矛盾,无法将上级所提出的执行策略有效地传导至下级,对下级形成积极的约束作用。由于各级机构和管理者本身具备职能划分不清晰的情况,在国土空间规划过程中所涉及到的机构和部门过于庞杂,这些机构和部门又具备其自身的规划设计内容,使得国土空间规划体系较为混乱。4大数据时代智慧国土空间规划发展的策略4.1进一步完善顶层设计若想完成智慧国土空间规划工作,就需要完成顶层设计,为线上国土空间规划工作提供法律及政策保障。首先,中央政府部门需要对我国国土资源线上整合活动提供有效帮助与指引,出台行之有效的文件、意见、纲要以及法律法规,指导地方政府重视在大数据时代背景下完成空间规划发展整合。其次,中央政府需要建立智慧国土空间规划管理机制,保障各个地区政府、各个地区部门能够协调工作,促使智慧国土空间规划发展顺利进行。再次,以“一张图”为基础,建立智慧国土空间规划顶层信息平台至关重要,它将是开展智慧规划体系工作的起点。4.2提高效率,协调统一要建立一个兼顾人口、生态环境以及经济社会等各方面内容的整体规划性管理系统,需要借助地理信息大数据平台。在地理信息大数据平台上可全面系统地分析数据,能够在短时间内协调与规划相应的数据,完成相对应的国土规划工作。对整个国土空间的规划工作来说,地理信息大数据可以从空间、时间等方面对其进行科学有效的衔接。在工程的建设管理方面,需要政府提供相应的帮助,对工作进行时间方面的协调管理,避免国土空间规划过程中存在标准不一致的问题。在此基础上,对各种资源进行统筹兼顾,从时间、空间两个方面来提高国土资源工作的效率,控制审批时间。4.3提高广大民众的参与度地理信息系统的扩容不光需要政府的相关部门去进行数据收集,同时也可以有效的发动群众来对我国的大数据地理信息采集系统进行建设。大数据地理信息采集系统不仅仅只是政府相关部门的工具,同时也是为市民提供便利的平台,所以更加有效的去建设大数据平台,也应该需要更多的人民群众参与进来,这样才能真正有效的促进我国大数据地理信息采集系统的不断进步,才能让我国的大数据建设变得越来越完善。结束语通过对我国国土空间规划的总体分析得出:我国国土空间规划仍然面临一些尚未解决的问题,而地理空间大数据技术以其特有的海量空间数据多源整合、统计分析和快速提取等优势可为国土空间规划提供科学的空间信息支撑,可以极大地促进土地资源的有效保护和高效开发利用。通过不断完善大数据类型、优化大数据服务、强化专业技术人才队伍建设等措施,可进一步促进地理空间大数据在国土空间规划中的应用。总而言之,随着我国经济的快速发展,科学技术的持续进步,地方政府应该巧用智慧国土空间规划策略,构建国土空间开发保护新格局,完成各地区资源整合、保护与开发活动,在提升工作效率的同时,坚持以人民为中心,推进生态文明建设,保障人民群众利益,利用大数据时代优势,走智慧化的国土空间保护与开发之路。参考文献:[1]胡小江,郑重,路雁冰,杨硕,单晓刚.对新形势下国土空间规划新要求的思考[J].城市建筑,2019,16(36):27-28.[2]孙常琴.市级国土空间总体规划技术路径探索[J].冶金管理,2019(23):174+176.[3]胡翯.市级国土空间总体规划技术路径探索[J].建材与装饰,2019(35):83-84.[4]吴楚宁.新时代国土空间总体规划用途管制研究[J].智能城市,2019,5(23):118-119.[5]陈源择.新时期国土空间规划存在的问题与对策研究[J].住宅与房地产,2019(25):56.
家园杂志·电力与科技刊发 2021年11期
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北斗科创园
项目一期占地75亩,总投资3.5亿元,规划建设研發办公、产品中试、批量生产、综合服务等9栋单体楼,总建筑面积8.6万平方米。项目将以北斗三代全球信号体系的高精度导航定位芯片研发为核心,充分发挥北斗芯片的产业带动作用,结合5G应用,推动基于北斗时空的高端智能终端研发、生产制造以及基于位置服务的智慧城市建设等产业发展,打造北斗全产业链的开放、智慧、绿色、低碳的创新型科技园区。项目一期年底前建成投用,引进包括歌尔工学院等在谈项目20个左右。(文、图由坊子区投资合作促进中心提供)
走向世界杂志发表 2021年39期
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中国北斗,中国智慧
内容介绍北斗卫星导航系统(以下简称北斗系统)是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要,自主建设、独立运行的卫星导航系统,是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。中国始终秉持和践行“中国的北斗,世界的北斗”的发展理念,服务“一带一路”建设发展,积极推进北斗系统国际合作。与其他卫星导航系统携手,共同推动全球卫星导航事业发展,让北斗系统更好地服务全球、造福人类。北斗卫星导航系统标志由正圆形、写意的太极阴阳鱼、北斗星、网格化地球和中英文文字等要素组成。圆形构型象征中国传统文化中的“圆满”,深蓝色的太空和浅蓝色的地球代表航天事业。太极阴阳鱼蕴含了中国传统文化。北斗星是自远古时起人们用来辨识方位的依据。司南是中国古代发明的、世界上最早的导航装置,两者结合既彰显了中国古代科学技术成就,又象征着卫星导航系统星地一体,为人们提供定位、导航、授时服务的行业特点,同时还寓意着中国自主卫星导航系统的名字——北斗。网格化地球和中英文文字代表北斗卫星导航系统开放兼容,服务全球。知识拓展北斗七星北斗七星是北半球天空的重要星象,由天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、摇光(又作瑶光)七颗星组成,因北斗七星曲折如斗,故而得名。北斗七星是属于紫微垣的一个星官。《晋书·天文志》记载,枢为天,璇为地,玑为人,权为时,衡为音,开阳为律,摇光为星。北斗七星在不同的季节和夜晚不同的时间,会出现在北半球天空的不同方位,所以古人就根据初昏时斗柄所指的方向来定季节。古籍《鹖冠子》记载:斗柄东指,天下皆春;斗柄南指,天下皆夏;斗柄西指,天下皆秋;斗柄北指,天下皆冬。《史记·天官书》中说:“斗为帝车,运于中央,临制四乡。分阴阳,建四时,均五行,移节度,定诸记,皆系于斗。”指出北斗是定方向、定季节、定时辰的标尺。北斗星旋转对应一日一月一年。在地球上观察,以北天极为中枢划分为子、丑、寅、卯等12宫的空间区位,北斗七星绕之旋转,其每月、每日、每时所现天象,如同时钟之时针、分针、秒针按各自的规律移转,而太阳每日、每年,月亮每日、每月的周期性变化的天象也有钟表历法的作用。古人通过对这一日月时、北斗星等运行规律性及循环周期,抽象出十天干十二地支来纪历。精段选读“北斗”引领正確价值导向◎杨维立中国北斗,见证着中国智慧,闪耀着中国科技。北斗三号卫星首席总设计师谢军谈及北斗的成功秘诀时,首先提到的就是一代又一代北斗人“怀揣北斗报国情”。北斗三号系统的组网,意味着中国和全球公众可以享用由北斗三号系统提供的种种服务,如导航、定位、国际搜救等,彰显了“自主创新、团结协作、攻坚克难、追求卓越”的北斗精神,见证了奋斗者的足印,标注了未来接续奋斗的征程。星河灿烂,北斗闪耀,55颗卫星各司其职,分别承担着不同的任务。“萌星”是北斗全球组网的主力队员,灵活小巧、覆盖全球;“吉星”则始终随着地球自转而动,在导航、通信、电力、金融、测绘交通等领域,为祖国发展建设默默奉献;“爱星”单星覆盖区域较大,作为高轨道卫星,信号抗遮挡能力强……“每一颗都有自己的功用”,不可或缺。它激励着每一名青年学生要像卫星一样,心怀大局意识,甘当平凡的“螺丝钉”。未来,无论身在何方,无论从事什么职业,青年都要自觉把个人的成长进步同党和国家的需要联系起来,把个人的人生追求与事业的发展需要统一起来,发扬“螺丝钉”精神,干一行、爱一行、钻一行、精一行,全力扮演好属于自己的那一个角色。伟大出自平凡,平凡造就伟大。(摘编自《北京青年报》2020年7月8日)中国北斗,写照自主创新的志气◎张凡中国的自主创新再次取得里程碑式成绩——中国北斗,星耀太空!不久前,伴随着长征三号乙运载火箭腾空而起,北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心升空。“收官之星”成功布阵太空,至此北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成。“河汉纵且横,北斗横复直。”自古以来,北斗七星就是中国人辨明方向、把握时节的标志。如今,一颗颗北斗导航卫星闪耀天际,组网形成全球卫星导航系统,为人类提供一流的卫星导航服务,指引着人们追逐梦想、走向远方的脚步。北斗导航系统从无到有,从弱到强,充分彰显了中国智慧、中国速度、中国精度,为世界卫星导航的发展贡献了中国方案,更说明只要矢志创新,中国完全可以自主掌握核心技术。作为中国自主创新的结晶,北斗导航系统的发展历程,浓缩着中国科技创新的不凡之路,写照着中国人向着星辰大海进发的不屈志气。正如北斗一号卫星总指挥李祖洪所说,“北斗的研制,是中国人自己干出来的。‘巨人对我们技术封锁,不让我们站在肩膀上,唯一的办法就是自己成为巨人。”今天,北斗导航卫星单机和关键元器件国产化率达到100%,北斗导航系统为我们带来的将不仅是更精准的定位、更精确的数据,更是充足的战略底气和安全感。如今,世界上已经有半数以上的国家在全球范围内使用北斗导航系统,中国方案、中国智慧正在随着“太空桥梁”不断延展。未来,闪耀在苍穹的北斗卫星,也将引领人类的梦想和脚步走向更远的远方,为绘就一个更加智能、更加便捷、更加美好的未来,作出应有的更大贡献。(摘编自《人民日报》2020年7月3日)锐意进取拥抱创新◎向贤彪新生事物的萌芽、成长,离不开人的创造力。对待新生事物的态度,其实也是对待人的态度。北斗初期的“全数字化”方案,是3位20岁出头的小伙子在10多平方米的仓库攻关出来的;领先全球的星间链路,是29岁的康成斌提出并验证的;被称为“北斗专列”的长征火箭,其总体设计团队,平均年龄不到30岁……今天,当初的北斗年轻人已挑起了我国航天事业的大梁。有人统计,在自然科学领域,人的“最佳创新年龄区”在25~45岁。正因此,我们要用欣赏和赞许的眼光看待青年创新创业,敢于放手支持青年人在关键岗位担当大任,让创新人才、创新成果如雨后春笋般涌现出来。时代的荣耀属于创新者。放开“思维缰绳”,打破思维定式,以宽广的眼光看待新生事物,以宽容的态度对待新生事物,以进取的精神培育新生事物,那些“才露尖尖角”的“小荷”就能得到滋养、向阳生长,终成“接天莲叶无穷碧”的壮美景象。(摘编自《人民日报》2020年8月19日)
作文周刊(中考版) 发表2021年7期
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5G技术在海上风电场智慧运维中的应用现状及展望
作者:王海 张志伟 赵燚 王杨 吴劲芳摘要:通过5G技术,可为海上风力发电工业控制、检修维护、运行监控等不同属性业务提供隔离独享的网络切片,保障不同业务的差异化需求与通信质量,确保风力发电更加高效安全可靠地运行。同时对提升海上风电场的管理效率和管理水平,实现运维经验数字化有重要意义。本文主要对5G技术在海上风电场智慧运维中的应用进行了简单的探讨,以供相关人员参考。关键词:5G技术;海上风电场;智慧运维1、5G技术特点及其在海上风电应用现状国际标准化组织3GPP的R15标准定义5G三大应用场景:增强移动宽带场景(eMBB)低时延高可靠场景(uRLLC)和大连接低功耗场景(mMTC)。各项功能在电力行业的应用需求具体如下:1)超高可靠超低时延需求:典型代表场景包括智能分布式配电自动化、毫秒级精准负荷控制、主动配电网差动保护等工业控制类下行业务,对应的切片类型为URLLC超高可靠性超低时延切片。2)海量物联终端接入需求:典型代表场景包括低压用电信息采集、智能汽车充电站/桩、分布式电源接入等信息采集类上行业务。对应的切片类型为mMTC海量机器通信接入切片。3)高清视频回传需求:典型代表场景包括输变电线路状态监控、无人机远程巡检、变电站机器人巡检、AR远程监护等需要高清视频回传的业务场景,对应的切片类型为eMBB增强带宽切片。4)高清语音通信需求:典型代表场景包括调度电话、管理电话、远程巡检、应急通信等需要高安全、高可靠、高接通率和高清通。据调查研究,国内多个海上风电项目已有移动通信网络成功应用的案例。如江苏如东海上风电场和大丰海上风电场均建设了4G移动通信网络。但5G移动通信网络还没有在海上风电项目成功应用的案例。2、5G技术在海上风电场智慧运维中的应用本文依托规划建设的5G+4G混合专网,按无人风场巡检、离岸现场维护2个维度对海上风电场的智慧运维应用进行探讨。2.1、无人风场巡检海上风电场由于环境特殊,运维人员无法长期驻守,需借助视频和传感器实现日常的远程运行监控;海上风电场的风机分布较为离散不易达到、且水下情况难以监测,也需要无人机和无人艇来辅助巡检;加之风机内部构造复杂,一些区域人工到达不易甚至难以到达,这时可以通过特种作业机器人代替人工完成相关作业任务。(1)风电机组及升压站智慧监控。风电机组及升压站智慧监控是基于4K视频监控设备、传感器数据采集等手段实现的,是最基础的海上风场智慧运维手段,主要满足风电场远程巡检场景下“能看”“可感”的直接需求。具体实现上,4K摄像头可部署在风电机组及升压站等区域,通过导轨移动,实现对部署区域的全面监控,视频数据通过5G网络实时回传;同时数据采集主机收集回传风机的相关运行数据。(2)风场无人机巡检。风场巡检无人机系统是一套软硬件结合的全自动飞行系统,利用该系统用户可以在海上风电场的升压站部署自动机库和无人机,连接风电场专网即可远程控制无人机全自动起降、自动更换电池、连续执行任务,实现全自动化和真正“无人化”。风场无人机巡检流程主要包括3个步骤:一是无人机任务路径规划,二是无人机巡检任务执行,三是巡检任务报表生成。(3)风场水下无人艇监测。位于海洋环境中的海上风电场,其水下环境的监测是运维工作的重要内容。传统的水下环境监测一般只包括海底线缆排查,而且需要依靠人工探摸,风险高、周期长。搭载高精度实时三维声呐和浅地层剖面仪等仪器的无人艇能够避开人工巡检的弊端,自动对风电机组周边水下区域进行探测,检测风电机组桩基冲刷情况、风电机组周边水下地形地貌、风电海底电缆冲刷与掩埋状况、海上升压站基础冲刷情况等,根据调查结果评估桩基与线缆安全性和可靠性,为海上风场后续的检测作业和维护性施工提供依据,为海上风电日常运维提供可靠支撑。作业时,无人艇可从码头出航或随母船(运维船)作业,可通过公网、5G专网、卫通或借助升压站与陆地部分通信链路实现实时数据传输,工作人员在岸端或母船上即能实现海上风电检测运维工作。2.2、离岸现场维护(1)运维船舶安全辅助驾驶系统。运维人员需搭乘运维船舶前往海上风电场进行作业。海上航行环境复杂,运维船舶驾驶员对船舶自身状态、周围航行环境、碰撞风险预警等有天然需求,引入船舶安全辅助驾驶系统可以使驾驶员更好地感知船舶自身状态,了解周围航行态势,消除驾驶员的感知不足,补充驾驶员的判断不足,避免因视野盲区或者能见度较低出现船舶碰撞风机基础的情况。一套船舶安全驾驶辅助系统一般包括监控测距模块、远距离监控声光模块、红外在线测温模块和控制系统,监控测距模块设置在船舶的船身四周,远距离监控声光模块设置在船舶的船顶位置,红外在线测温模块设置在船舶的船舱内部,监控测距模块、远距离监控声光模块和红外在线测温模块均与控制系统连接。(2)北斗海上人员落水安全救援系统。为进一步保障运维传输人员安全,可通过部署北斗海上人员落水安全救援系统,确保人员落水后能得到及时救援。系统可实时获取船舶位置和落水人员位置,船上人员一旦落水,北斗个人救生示位标立即自动开始向監控中心上报人员位置,保证及时救援。本系统使用快速稳定的5G网络和宽带卫星通信链路,保证数据互联互通的及时性和可靠性。结束语当前,伴随着5G、人工智能、机器人等技术的逐渐成熟,部分产品已经在海上风电场的日常运维工作中得到应用,使海上风电场日常运维工作实现“少人化”甚至在部分工作中已经能够达到“无人化”。但是要全面实现真正的“无人化”还需要相关领域技术的不断发展,并针对海上风电场的场景进行优化,比如,5G专网组建能否更便捷,能否搭建一个综合位置服务平台对这些智慧运维装置进行统一管理以及各类作业机器人能否再进行针对性的定制等,这些都是后续工作中需要考虑的。笔者相信随着相关技术的不断迭代升级,在不远的将来,一定能够实现海上风电场运维“无人化”。参考文献:[1]杨源,汪少勇,谭江平,陈亮.海上风电场智慧运维管理系统[J].南方能源建设,2021,8(01):74-79.[2]尹瑞.新型海上风电场拓扑及其关键技术研究[D].浙江大学,2017.
科技信息杂志·学术版 2021年31期
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第三次全国国土调查后年度国土变更调查的技术流程和方法探讨
作者:刘立国,朱聪明(江苏省土地勘测规划院,南京210078)0引言我国根据国民经济和社会发展需要,每十年开展一次全国土地调查,并根据土地管理工作需要,每年进行年度土地变更调查。第三次全国国土调查(以下简称“三调”)是在第二次全国土地调查基础上完成的新一轮国土调查,是新时期准确掌握详实的国土利用现状变化情况的重大举措,也是自然资源管理体制改革和统一确权登记等自然资源管理工作的重要基础性工作。“三调”工作结束后,伴随迈向“十四五”新征程,各项国土调查工作也全面进入后“三调”时期,为了保持“三调”成果的现势性和准确性,开展每年度的国土变更调查。国土变更调查工作基于“三调”成果的全覆盖、全要素的整体更新,是“三调”统一时点更新工作的再延续,在“三调”及上年度国土变更调查成果的基础上,根据国家下发的遥感监测图斑,利用最新的卫星遥感影像,内业梳理、初步确定变更方案,对于影像与数据库不一致或内业无法确定的图斑,采取外业实地核查举证或实地补测,最终对内、外业数据进行整理,按照《国土调查数据库更新数据规范(试行)》进行数据建库,生成标准格式数据库,通过国家统一下发的数据库质量检查软件进行检查,生成年度国土变更调查数据库[1]。1国土变更调查技术流程国土变更调查包括准备工作、数据预处理、外业调查举证、内业数据建库和质量检查等阶段[2]。(1)准备工作。收集往年土地变更调查影像资料,用地管理信息,土地开发、复垦和整治等资料,安排技术人员,准备变更调查数据建库软件、外业调查举证硬件设备,根据国家方案编制工作方案、技术方案等。(2)数据预处理。接收国家下发的监测图斑和影像,套合用地管理信息和新增耕地图层等相关调查成果,对国家下发的图斑进行初步判定,提取可以直接按照国家意见变更的图斑和需要外业调查举证的图斑。(3)外业调查举证。根据内业图斑综合判读,制作调查工作底图,将调查工作底图导入外业调查举证设备,开展外业实地调查拍照举证。外业调查举证采取“互联网+”举证照片方式,实地认定图斑地类、判定图斑边界范围、地物补测、记录权属和种植属性等信息。外业调查举证要做到“三到”(走到、看到、问到),全面如实举证。(4)内业数据建库。将外业调查举证成果导入内业数据建库软件系统,内业工作根据外业调查举证成果更新国家下发的基础底库,利用建库软件将发生变化的图斑和专项图层更新到基础底库,生成增量包,导出标准格式数据库。利用国家下发的数据库质量检查软件检查数据质量,根据质量检查软件提示的错误修改数据库,修改至零错误,生成年度国土变更调查数据库。(5)质量检查。质量检查贯穿国土变更调查全过程,每个环节都需要质量检查,包括变更调查技术单位自检、互检、专检,检查无错误后上交成果。县级自然资源管理部门对成果进行检查,将检查无错误的成果上交至市级自然资源管理部门;市级自然资源管理部门检查无错误后将成果上交至省级自然资源管理部门,省级自然资源管理部门按照规程和技术要求对成果进行全面检查;省级自然资源管理部门检查无错误后将成果上交至国家相关部门[3],国土变更调查技术流程如图1所示。图1国土变更调查技术流程2国土变更调查关键技术问题分析自第二次全国土地调查以来,每年进行的土地变更调查监测图斑为较上年度新增的建/构筑物监测图斑,“三调”后进行的年度国土变更调查工作范围拓展到新增建/构筑物,建设用地拆除清理,建设用地回退到农用地,农用地内部结构调整,新增围填海和拆除图斑、推/堆土区、临时用地、路面范围和光伏板用地等专项图层等全要素监测。国土变更调查不仅是图斑地类的更新,还要对上年度国土变更调查成果中的专项图层进行更新。技术流程采取先内业后外业、内外业衔接、内业数据整理和建库、逐级检查、上报验收的过程。2.1国土变更调查图斑类型国土变更调查图斑分为四种类型,类型一为疑似新增建/构筑物图斑,类型二为原建设用地、设施农用地及单独图层拆除图斑,类型三为农用地变化图斑,类型四为新增围填海图斑。国家下发的国土变更调查图斑类型如表1所示。表1国家下发的国土变更调查图斑类型2.2内外业衔接(1)先内业后外业。自然资源管理部门和技术单位先在内业将国家下发的图斑逐个按照图斑类型进行梳理,套合用地管理图层,叠加最新的遥感影像,会同规划、耕保、利用、执法等相关人员逐个图斑确定初步变更方案。对于内业无法确定的图斑标注清楚原因,外业实地核查,待外业核查后根据外业调查情况确定变更方案。将内业初步确定的变更方案输入图斑属性表,若外业举证人员实地调查的图斑与内业方案的图斑一致,按照内业方案拍照举证,填写外业调查地类、记录权属和种植属性等相关信息。若外业图斑已经发生变化,外业人员依据实地变化情况进行拍照举证,进行外业调查地类、判定边界范围和地物补测等工作[4]。(2)外业分割、合并图斑。外业实地调查举证发现图斑实地发生变化并需要分割或合并图斑时,如果变化图斑边线比较简单,外业举证人员可以站在分割点或分割线上分别向分割图斑的方向拍照举证,内业技术人员可以根据外业举证人员站立点对图斑进行分割。如果图斑需要合并,外业举证人员站在合并后的图斑边线节点拍照举证,内业技术人员可以根据外业举证人员站立点对图斑进行合并。如果变化图斑边线比较复杂或变成多个地类,外业调查人员需要实地测量图斑边界,将测量结果导入内业数据,内业技术人员技术处理后将自主图斑上传至外业举证平台,外业举证人员进行补充举证[5]。(3)内业工作根据外业举证照片和调查信息整理数据。内业技术人员根据外业填写的地类信息和举证照片整理变更成果,逐个图斑核实变更地类是否与举证照片一致,与外业人员核实不一致的图斑变更地类。逐个图斑核实是否存在漏举证或举证照片挂接错误情况,将漏举证的图斑反馈给外业人员以尽快补充举证照片,及时修正并重新挂接错误的举证照片。根据图斑的大小、形状及图斑周边情况,在确保清楚反映每个图斑地类特征的前提下,删除冗余的举证照片,确保每个图斑的举证照片数量、拍摄方位角和照片内容能正确反映图斑的地类特征[6]。2.3外业举证(1)外业举证方式。外业举证采取“互联网+”举证方式,使用具备卫星定位和方向传感器的设备,利用“互联网+”举证软件,对需举证的图斑地块采集图斑实地卫星定位坐标、拍摄方位角、拍摄时间、实地照片及举证说明等综合信息,对举证数据包进行加密,上传至统一举证平台。(2)外业举证要求。举证照片是图斑变化情况的重要说明材料,需重点对调查地类与影像不一致及影像特征不明显、无法判读地类的图斑进行实地举证。举证照片需在实地拍摄且拍摄方向正确,应能够反映调查地类与影像特征不一致区域的土地利用情况。拍摄地点不能距离图斑过远,保证拍摄的影像清晰。举证照片应从3个以上方向拍摄,同一站立点、同一方向拍摄的照片数量不超过2张。举证照片包括图斑全景照片、局部近景照片和特征照片三类。图斑全景照片应能反映图斑整体利用情况;局部近景照片应能具体说明图斑实地利用现状;特征照片应拍摄作物特征举证照片、建设用地或设施农用地内部特征照片。(3)外业举证技巧。外业举证照片应注意照片数量、拍摄角度、方向和内容,不能对天拍、对地拍。对于面积较小的图斑,从图斑四个方向各拍1张照片,内部拍1~2张特征照片。对于面积较大的图斑,沿着图斑边线四周拍5~6张照片,内部拍3~5张特征照片。保证举证照片的质量和数量符合要求,不要增加检查人员的判读工作量,过多的举证照片导致外业举证数据包过大、上传和下载的速度都很慢。拍照的范围应以举证图斑为主,少量涉及或者不涉及相邻图斑,尽量减少关联图斑的举证量。2.4内业图斑制图综合(1)图形规范性。根据“三调”和国土变更调查的技术规程规定,不应存在缝隙、面与面重叠图斑,不应存在不规则图斑(除地类1001、1002、1006、1009、1107、1109外,其余地类满足面积/周长小于0.2且有一个角度小于20°),不应存在尖锐角和局部狭长图形(即不允许存在一个角度小于10°或局部图形狭长的情况),不应存在碎片多边形(城镇村用地、临时用地、光伏板区、推土区、拆除未尽区、无居民海岛更新层要素图形面积小于50平方米,其余更新层要素图形面积小于200平方米),不应存在组合图斑,图形节点密度不能过于稀疏或稠密(平均节点密度大于70米或小于1米)。(2)图斑制图综合。根据影像提取的国家下发图斑边线与基础底库图斑边线套合时,会出现犬牙交错情况,不能直接利用国家下发的图斑切割基础底库图斑,否则会产生很多缝隙、尖锐角、局部狭长图斑和组合图斑等不规则图斑。需根据实际情况,逐个图斑按照基础底库图斑边线进行图斑制图综合。下发的图斑边线超出基础底库图形形成局部狭长图斑、尖锐角或不够最小上图面积时,应综合到大面积图斑;下发的图斑边线距离基础底库图斑边线较近并形成局部狭长图斑、尖锐角或不够最小上图面积图斑时,应综合到基础底库图斑边线。图斑综合时要开启节点捕捉功能,图斑节点要捕捉到图斑边线或节点,不能与图斑边线有缝隙或重叠,形成组合图斑或不规则图形。经过逐个图斑制图综合生成的数据库,不仅没有碎小图斑、局部狭长图斑、尖锐角和组合图斑,还能在国家下发的数据库质量检查软件检查时,很少或没有拓扑错误[7],内业图斑制图综合前后对比如图2所示。图2内业图斑制图综合前后对比3结束语国土变更调查是确保我国基础空间地理信息准确性和现势性的重要手段,国土变更调查成果是自然资源管理各项重要工作的基础和依据。相对于第二次全国土地调查及后续的变更调查,“三调”及后续的变更调查内容更完整、精度和准确性更高。本文从变更调查的技术流程设计、关键问题处理等方面出发,对国土变更调查的相关技术方法进行了初探,并在2020年国土变更调查中进行了应用实践,取得了较好的成效。本文的相关内容能够对后续的年度国土变更调查起到一定的参考作用。
自然资源信息化杂志发表 2022年1期
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“北斗+5G”保中国高铁平安
京沪高铁开通运营十年来,安全运送旅客13.5亿人次,全线累计行程超过15.8亿公里。据《环球时报》记者了解,作为中国客流量最大的高铁线路,京沪高铁采取很多高科技手段确保旅客安全,其中就包括基于“北斗+5G”的铁路全自动无人机智能巡检专用系统,该系统在国内外都是首次应用。23日,京沪高铁黄河特大桥上高铁不时呼啸而过,《环球时报》记者在桥下看到,3架搭载精密设备的无人机从桥下的移动全自动升降平台次序起飞,编组成无人机小集群,按照设定航线,对大桥钢结构进行自动巡检。京沪高速铁路股份有限公司设备安全部主任杨怀志表示,无人机拍摄的照片、视频和其他检测数据能自动传回控制中心,后台软件对这些数据的变化自动比对、智能分析并识别出异常变化,对风险进行自动预警。据介绍,铁路基础设施设备具有点多、线长和量大等特征,在日常巡检中,大到一座桥梁、一座隧道,小到一根轨枕、一颗螺钉,需要投入大量的人力和装备。同时高铁沿线周边环境隐患的排查受视线高度的制约,难以实现快速、大范围巡检,单纯依靠人工和车载巡检非常困难。京沪高铁为此开发了基于“北斗+5G”的铁路全自动无人机智能巡检专用系统。该系统在保证安全的前提下,实现白天列车运行期间和夜间天窗对线路、桥梁、边坡、接触网等设备的全天候巡检,经过近两年的研发和试验,该体统目前已经进入试应用推广阶段。▲(郭媛丹)
环球时报发表 2021-06-24
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“北斗+高分”:“数字地球”打造时空新基建
观众在第十二届中国卫星导航成就博览会上参观(新华社彭昭之摄)7月12日,一场暴雨侵袭北京,而气象部门提前一天已发出预警。不久之前,气象预报还为庆祝建党100周年活动提供了准确预报。不仅仅是极端天气来袭时,气象部门可以借助卫星信息及时预警,未来,无人驾驶、智能物流、智慧城市等,也有望借助来自千里之外的空天信息,运筹于帷幄之中。随着“北斗+”“高分+”等新应用不断涌现,将空天信息融为一体的“数字地球”技术不断升级,时空双重维度的新基建时代或许就要到来。“数字地球”应用出现“井喷”这是一张特殊的地图:不仅有农田河流、交通路线的静态画面,也有车辆移动、物流运输的实时图景,还有气象、雾霾、排放等动态数据。多元数据融合,空间时间并存。利用遥感卫星、导航卫星、航空摄影等空天资源和地理信息技术等,构建一个数字化、可视化、网络化、智能化的全球信息模型,这就是“数字地球”。数字地球概念在1998年由美国首先提出,该概念提出后,包括中国在内的世界许多国家都给予了高度的支持。1999年11月28日在中国召开了第一届数字地球国际会议。中科院院士、中科院空天信息创新研究院院长吴一戎表示,随着空天信息的不断发展,数字地球是空天信息最后的环节,也是最具市场价值的环节。根据热力和轨迹分析,交通拥堵可以得到缓解;结合车辆高精度定位,物流运输将更加安全高效;还有农业、灾害预警、碳中和等多个领域,空天大数据都可以赋能,产生大量新的应用场景。“空天大数据为很多应用带来了可能。”吴一戎说,过去对地观测数据的应用主要通过人工识别,现在已转换成人机协同、智能化提取,未来将由人工智能进行自动化作业,为大量新应用提供支撑。在中国卫星导航定位协会副会长张全德看来,一切皆需定位,万物均要导航。“加快数字化发展、建设数字中国离不开时间和空间,抓住北斗精准时空信息的应用,就抓住了数字产业化发展的牛鼻子。”我国成功发射高分十二号02星(汪江波摄)“北斗+高分”前景可期2020年7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通,标志着北斗系统进入全球服务新阶段。北斗卫星导航系统工程副总工程师吴海涛表示,应积极推进“北斗+”融合创新和“+北斗”的时空应用。他认为,数字地球作为打通天上卫星资源与行业应用的承载平台,在推动北斗应用融合与产业协同发展方面具有显著优势。“在气象领域,数字地球大有可为。”在中国气象服务协会会长孙健看来,高分与北斗的结合极有可能为气象的预报能力带来革命性的变化。今后人人都是气象信息的需求者、采集者和传播者,气象数据由专业化的收集转向“专业化+社会化”收集,离不开数字地球这一重要的基础性平台的加持。在财政金融方面,空间信息的深化应用近年来也不断取得突破。中国遥感应用协会秘书长卫征提到,其将成为地方财政新的开源手段。“通过推动传统的土地财政向数据财政转型,激励政府部门把传统屏蔽起来的数据在市场上进行流转,能更好发挥其经济效益。”“开展‘北斗+’的应用只有想不到,没有做不到。”张全德表示,现代物流必须基于高精度位置跟踪和时间同步,智慧农业必须有高精度的信息支持,无人机编队需要精准的时间和位置……5G、区块链、人工智能、物联网、大数据、云计算等数字经济,在技术层面和应用层面都离不了北斗提供的时空信息。中科星图副董事长、总裁邵宗有则提出,将高分星座和北斗星座融合起来,共同为国家关键基础设施提供高精度空间信息服务。“‘北斗’+‘高分’的思路、路线,在全球都是先进的。”邵宗有还形象地指出北斗和高分的关系,“北斗构成了未来数字地球的‘骨架’,高分提供的是‘皮肤’,即‘北斗为体、高分为象’。”所谓“北斗为体”,就是依托北斗系统获得实时动态高精度的痕迹;所谓“高分为象”,就是借助高分卫星提供高时空的分辨率。邵宗有指出,两者结合能攻克许多过去用单纯一种手段很难攻克的课题。例如,构建更加精细化的智能城市时空大数据管控平台,将建筑、部件、设施等细化到厘米级,包括自然地貌、地下管网的三维展示,气象和地质灾害更加精准化的应急防控,甚至可应用于碳中和的精准排放评估等。打造“一站式”空天信息平台公开数据显示,我国在轨运行应用卫星数量超过300颗。而截至今年6月,我国在轨运行的高分辨率对地观测卫星已发射超过30颗,每天可获取上亿平方公里的影像数据。尽管数据存量巨大,但自然资源、交通、应急、农业等产业目前获得的数据支持仍不到位。究其原因,专家认为是数据的获取环节过多、过于复杂,让地面产业无所适从。有人打比方说,这就好像在办事大厅排队,窗口很多,各个窗口又功能不一,大家不知如何是好。应用高性能计算、人工智能、云计算、大数据以及虚拟现实等新一代信息技术,“数字地球”正在打造“一站式”空天信息平台——用一个软件把卫星拍摄、解码、建模、应用等中间环节封装起来,地面应用只需跟这一个软件打交道。“要让空天数据更加智能,为各类应用提供坚实的‘数字底座’。”邵宗有说。但在吴一戎看来,这还不够。“空天信息是信息技术发展的重要方向,今后所有信息都走向空天。比如海底电缆今后可能会被空天信息网所代替。”吴一戎说。(本刊综合)■
发明与创新杂志发表 2021年29期
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“北斗+高分”: “数字地球”打造时空新基建
本刊综合7月12日,一场暴雨侵袭北京,而气象部门提前一天已发出预警。不久之前,气象预报还为庆祝建党100周年活动提供了准确预报。不仅仅是极端天气来袭时,气象部门可以借助卫星信息及时预警,未来,无人驾驶、智能物流、智慧城市等,也有望借助来自千里之外的空天信息,运筹于帷幄之中。随着“北斗+”“高分+”等新应用不断涌现,将空天信息融为一体的“数字地球”技术不断升级,时空双重维度的新基建时代或许就要到来。“数字地球”应用出现“井喷”这是一张特殊的地图:不仅有农田河流、交通路线的静态画面,也有车辆移动、物流运输的实时图景,还有气象、雾霾、排放等动态数据。多元数据融合,空间时间并存。利用遥感卫星、导航卫星、航空摄影等空天资源和地理信息技术等,构建一个数字化、可视化、网络化、智能化的全球信息模型,这就是“数字地球”。数字地球概念在1998年由美国首先提出,该概念提出后,包括中国在内的世界许多国家都给予了高度的支持。1999年11月28日在中国召开了第一届数字地球国际会议。中科院院士、中科院空天信息创新研究院院长吴一戎表示,随着空天信息的不断发展,数字地球是空天信息最后的环节,也是最具市场价值的环节。根据热力和轨迹分析,交通拥堵可以得到缓解;结合车辆高精度定位,物流运输将更加安全高效;还有农业、灾害预警、碳中和等多个领域,空天大数据都可以赋能,产生大量新的应用场景。“空天大数据为很多应用带来了可能。”吴一戎说,过去对地观测数据的应用主要通过人工识别,现在已转换成人机协同、智能化提取,未來将由人工智能进行自动化作业,为大量新应用提供支撑。在中国卫星导航定位协会副会长张全德看来,一切皆需定位,万物均要导航。“加快数字化发展、建设数字中国离不开时间和空间,抓住北斗精准时空信息的应用,就抓住了数字产业化发展的牛鼻子。”“北斗+高分”前景可期2020年7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通,标志着北斗系统进入全球服务新阶段。北斗卫星导航系统工程副总工程师吴海涛表示,应积极推进“北斗+”融合创新和“+北斗”的时空应用。他认为,数字地球作为打通天上卫星资源与行业应用的承载平台,在推动北斗应用融合与产业协同发展方面具有显著优势。“在气象领域,数字地球大有可为。”在中国气象服务协会会长孙健看来,高分与北斗的结合极有可能为气象的预报能力带来革命性的变化。今后人人都是气象信息的需求者、采集者和传播者,气象数据由专业化的收集转向“专业化+社会化”收集,离不开数字地球这一重要的基础性平台的加持。在财政金融方面,空间信息的深化应用近年来也不断取得突破。中国遥感应用协会秘书长卫征提到,其将成为地方财政新的开源手段。“通过推动传统的土地财政向数据财政转型,激励政府部门把传统屏蔽起来的数据在市场上进行流转,能更好发挥其经济效益。”“开展‘北斗+的应用只有想不到,没有做不到。”张全德表示,现代物流必须基于高精度位置跟踪和时间同步,智慧农业必须有高精度的信息支持,无人机编队需要精准的时间和位置……5G、区块链、人工智能、物联网、大数据、云计算等数字经济,在技术层面和应用层面都离不了北斗提供的时空信息。中科星图副董事长、总裁邵宗有则提出,将高分星座和北斗星座融合起来,共同为国家关键基础设施提供高精度空间信息服务。“‘北斗+‘高分的思路、路线,在全球都是先进的。”邵宗有还形象地指出北斗和高分的关系,“北斗构成了未来数字地球的‘骨架,高分提供的是‘皮肤,即‘北斗为体、高分为象。”所谓“北斗为体”,就是依托北斗系统获得实时动态高精度的痕迹;所谓“高分为象”,就是借助高分卫星提供高时空的分辨率。邵宗有指出,两者结合能攻克许多过去用单纯一种手段很难攻克的课题。例如,构建更加精细化的智能城市时空大数据管控平台,将建筑、部件、设施等细化到厘米级,包括自然地貌、地下管网的三维展示,气象和地质灾害更加精准化的应急防控,甚至可应用于碳中和的精准排放评估等。打造“一站式”空天信息平台公开数据显示,我国在轨运行应用卫星数量超过300颗。而截至今年6月,我国在轨运行的高分辨率对地观测卫星已发射超过30颗,每天可获取上亿平方公里的影像数据。尽管数据存量巨大,但自然资源、交通、应急、农业等产业目前获得的数据支持仍不到位。究其原因,专家认为是数据的获取环节过多、过于复杂,让地面产业无所适从。有人打比方说,这就好像在办事大厅排队,窗口很多,各个窗口又功能不一,大家不知如何是好。应用高性能计算、人工智能、云计算、大数据以及虚拟现实等新一代信息技术,“数字地球”正在打造“一站式”空天信息平台——用一个软件把卫星拍摄、解码、建模、应用等中间环节封装起来,地面应用只需跟这一个软件打交道。“要让空天数据更加智能,为各类应用提供坚实的‘数字底座。”邵宗有说。但在吴一戎看来,这还不够。“空天信息是信息技术发展的重要方向,今后所有信息都走向空天。比如海底电缆今后可能会被空天信息网所代替。”吴一戎说。
发明与创新杂志·大科技特刊发表 2021年8期
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“北斗+”融合创新与“+北斗”时空应用
作者|李冬航 1.北京市中位协北斗时空技术研究院2.华科咨信(北京)生产力促进中心一、“北斗+”与“+北斗”推动产业转型升级2020年,北斗全球卫星导航系统全面建成,作为我国重大航天工程之一,北斗的建设和发展具有非凡的意义。卫星导航系统是重要的空间基础设施,为人类社会生产和生活提供全天候的精准时空信息服务,是经济社会发展的重要信息保障。北斗系统已成为中国实施改革开放40年来取得的重要成就之一,中国高度重视卫星导航系统建设发展,2035年前还将建设完善更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系。面向国家综合时空体系建设,北斗将进入一个全新的发展阶段,不仅需要对系统和技术持续更新与完善,也需要推动产业的全面转型和升级。在这样一个新的发展阶段,如何进一步推进北斗技术创新及应用,推动产业的转型升级,笔者认为必须要以技术体系创新和应用模式创新为主线,积极倡导“北斗+”融合创新和“+北斗”时空应用发展。通过“北斗+”推动北斗与高端制造业、先进软件业、综合数据业、现代服务业等多领域的技术融合创新,通过“+北斗”推动与各行各业信息化、智能化建设的应用融合与产业协同,从而形成并不断完善北斗时空应用产业生态体系,促进我国智能信息技术和产业的全面发展,服务于国家战略的全面实施。二、“北斗+”与“+北斗”加的是什么无论“北斗+”还是“+北斗”,这个“+”所代表的涵义其实非常丰富。第一,“北斗+”与“+北斗”所加上的是中国自主的时空基准。卫星导航系统作为专门用于定位导航授时的组网星座,采用了世界最先进最精准的原子钟,以及最完善的空间坐标系统,而卫星在太空中不易损坏,受干扰小,运行稳定,且能够通过卫星信号非常方便地覆盖地面最广大区域,实现精密的时空基准同步。因此,拥有卫星导航系统的国家都充分利用其导航卫星系统,面向全球提供自己的时空基准服务。我国自发展北斗系统开始,便提出北斗系统的建设首先就是为了掌握国家自主可控的时间和空间基准,并提供泛在服务。随着系统建设发展,目前我国北斗系统已经成为国家最主要的时间基准源之一,北斗所采用和提供定位导航服务的CGCS2000坐标系,也是我国当前最新的国家大地坐标系,因此应用北斗就是随时随地获取自主的时间基准。第二,“北斗+”与“+北斗”加上的是国家自主可控的应用安全保障。当前国家信息化建设发展,各个行业都十分重视信息安全问题。北斗系统作为我国自主可控的独立运行系统,对国防安全及国民经济的各个方面的信息安全提供了强大的支撑保障。尤其是当卫星导航技术越来越多的应用服务于我国各行各业,服务于重点领域核心业务的时候,保持卫星定位导航信号服务的持续性、稳定性和可靠性是行业安全的关键。第三,“北斗+”与“+北斗”加上的是国家政策和国家规划所指引的技术和产业发展方向,获得的是国家力量的支持。北斗不光是我们共同的梦想,也是一项光荣的国家事业,应用北斗,发展北斗产业一直得到国家政策及各地方政府的大力支持和推动,对于科技发展和社会经济建设都具有重大意义。第四,“北斗+”与“+北斗”加上的是我国高技术自主创新与发展的权益。无论是卫星导航系统关键技术的突破和掌握,还是在应用终端产品、应用服务系统方面的创新,都会产生基于北斗的新的知识产权。通过北斗建设、北斗创新、北斗应用,能够培养这一高科技领域专业人才队伍,参与国际高端技术的创新与发展,贡献中国人的智慧和才能。通过不断学习、实践和开拓,甚至有可能占据主动,引领全球技术标准体系和知识产权发展格局,从而真正推动我国这一战略新兴产业的健康可持续发展,形成国家竞争优势。最后,“北斗+”与“+北斗”加上的是当前及未来更多的国家发展战略。就北斗自身发展而言,新的战略是到2035年建设一个更加泛在、更加融合、更加智能的综合时空体系。同时,由于北斗应用的泛在性、融合性,使其成为许多行业我国新的发展规划中常常涉及的关键词,与国家诸多重大发展战略充分契合,如“军民结合”、“一带一路”,“大众创业、万众创新”,以及发展“新基建”等等。三、“北斗+”的技术融合创新方向“北斗+”融合创新主要是从技术融合发展角度而言,实际上就是指要充分利用和发挥北斗作为便捷且廉价的精准时空信息获取手段之优势,全面推动北斗技术产品及其服务,与其他技术和服务的融合发展。这其中,最关键的是推动三个方向的融合,即网络融合、终端融合、数据融合,这也是北斗应用创新发展的源动力(图1)。图1“北斗+”技术融合创新的三大方向首先是网络融合发展。北斗作为国家重要的空间信息基础设施,与其他各种信息基础设施和应用基础设施本身就具有相融性。比如,北斗及其应用系统与物联网、互联网、5G移动通信网、交通网、高铁网、电力网等领域基础设施的融合,已逐步成为其信息化网络建设发展不可或缺的技术手段。此外,正在开展的移动通信和北斗三号短报文集成应用的技术探索也是一种网络融合,将成为短报文通信服务全面开启大众应用的基础。而北斗三号短报文还可以提供全球服务,能够以快速低成本的方式补充完善“一带一路”沿线通信基础设施不完善、不发达国家和地区的通信体系,为北斗系统开启更多应用,带来更多国际化市场。其次是终端融合发展。人们在享受位置服务带来的便利时,并不知道北斗在哪,甚至看不到北斗产品是什么样,或者说事实上大众也不会关心北斗的应用技术和应用形态。即便我们经常使用的各种生产工具和生活用具真正应用了北斗技术,用户也往往并不知道是由北斗系统为其提供的定位导航授时信息。这是北斗应用发展的必然特征,即嵌入化、隐性化发展。北斗将通过技术融合创新,在各种各样终端中化于无形,发挥出巨大的作用。最后也是最重要的是数据融合发展。信息时代,人类随时随地所获取的信息资源都直接或间接与时间和空间相关。换句话说,时空信息是人类利用信息资源服务于生产和生活的关键要素。尤其是在物联网和互联网发展推动万物互联的过程中,北斗等导航定位授时技术所提供的位置信息和时间数据是联接“虚拟”和“现实”世界的核心关键,时空信息与其他数据融合所形成的动态大数据及其应用,是实现智能化信息服务的核心资源和创新主线。四、“+北斗”的时空信息应用价值“+北斗”时空应用主要是从产业融合发展角度而言,既是指以北斗技术为赋能手段,以时空信息为应用方式,与其他产业原有技术、原有业务相结合或替代传统应用方案,从而解决效能提升和自主可控问题,促进传统经济模式、传统产业发展的转型升级。而这种基于时空信息应用的改造和赋能,将催生出千千万万的北斗市场新业态,为企业拓宽行业市场,开创新兴服务,形成新的经济效益,这便是“+北斗”时空应用的核心价值(图2)。图2“+北斗”时空应用的行业领域生态圈据中国卫星导航定位协会最新发布的《2020中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》显示,2019年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达到3450亿元,其中由卫星导航衍生带动形成的关联产值就高达2284亿元,同比增长了17.3%,有力支撑了产业总体产值和行业经济效益的进一步提升。据相关产业调研和统计分析来看,这主要是源于近几年来,北斗创新应用已经深入融合到许多产业的转型升级发展之中,其他行业如汽车、高铁、能源、矿产、邮政、移动通信、交通物流、互联网服务等领域的骨干企业,主动推动“+北斗”发展,逐步开拓形成企业新增业务,成为产业新生力量,从而极大促进了我国卫星导航与位置服务产业的整体发展,对总体产值的贡献正在显著提高(图3)。图32006-2019年我国卫星导航与位置服务产业产值增长图随着未来综合定位导航授时(PNT)系统的建设和发展,北斗结合其他时间空间信息传感手段,形成的综合时空服务体系,必将极大拓宽应用场景范围,从开阔暴露空间的定位导航授时应用,扩展为覆盖海、陆、空、天,甚至地下与海下的泛在应用服务,进而把全空间的时空信息服务庞大需求充分挖掘出来。通过各行各业新应用、新模式和新业务的发展,也将带动形成数万亿元规模的时空应用服务市场,产生非常巨大的经济价值,从而推动我国导航与位置服务产业经济的进一步高速增长。在此次抗击新冠肺炎疫情中,各种导航与位置服务技术发挥了重大作用,同时也呈现了进一步推动北斗应用创新和时空服务发展的重大机遇,特别是在公共应急事件中的位置信息采集管理、重点人员跟踪监控、无人智能生活服务、动态时空大数据等方面,“+北斗”时空应用还有着巨大的市场发展空间。此外,国家正在推动的“新基建”,注重七大领域高科技产业基础设施的数字化、智能化建设,而基于北斗精准时空技术的融合应用正是这些领域基础设施信息化、智能化升级改造不可或缺的重要手段,相信“新基建”的大发展,也将成为我国卫星导航与位置服务产业新一轮发展的重大推动力。五、推进“北斗+”与“+北斗”深度融合发展当前,中国卫星导航与位置服务产业正进入“北斗+”和“+北斗”深度融合发展阶段。多年来,以业内企业为主导的“北斗+”融合创新发展,通过自主产品、技术解决方案和商业模式的创新,推动了北斗在各个行业领域和大众领域的应用,扩大了卫星导航与位置服务市场,是当前产业发展的核心基础。近年来,以业外企业甚至行业用户本身为主体推动的“+北斗”应用渐成趋势,对改变原有应用形态,深化技术融合创新,以及扩宽北斗应用领域和扩大行业市场规模都起到了十分积极的作用,形成了对市场及产业进一步向深度和广度发展的有力支撑。面向未来,可以说“北斗+”发展形成的技术和产业良好基础,与“+北斗”推进的技术和产业深度融合,互为补充,相辅相成,将进一步推动行业迈向技术水平更高、产业更加成熟、市场更加广阔的新发展阶段,从而促进北斗应用产业生态体系的迅速形成和最终完善。进一步推进“北斗+”与“+北斗”深度融合发展,一是应积极推进技术链的深度融合发展,与其他时空信息传感技术、泛在传输技术、应用处理技术和智能服务技术相结合,重点推动室内定位、协同精密定位、通导一体化等方面技术的创新突破和应用发展;二是要积极推进产业链的深度融合发展,扩大北斗应用产业生态圈,特别是推动北斗与卫星通信、卫星遥感、地理信息、5G移动通信、互联网、车联网、物联网、大数据、人工智能等领域产业链各环节之间的协同发展与合作共赢,形成良好的产业生态体系;三是应积极推进市场的深度融合发展,以北斗等技术所提供的精准时空信息为核心服务要素,更多的应用到电子商务、移动智能终端、智能网联汽车、无人系统、互联网位置服务等领域中,更大规模的进入到行业应用、大众消费、共享经济和民生服务市场;四是要积极推进区域经济的深度融合发展,充分结合各地方传统产业经济特点,市场发展水平和投资服务能力,把北斗时空领域作为“高精尖”产业培育和扶植的新兴重点方向,同时结合城市和乡村发展建设需要,推动时空技术与智慧城市、智慧乡村、智慧社区等方面基础设施和服务系统建设相结合,推动北斗更加广泛深入地应用于社会生产生活的方方面面,为加快我国经济建设高质量发展和服务人民群众美好生活作出贡献。信息时代,时空信息是万事万物相互关联所必需的基本要素,“互联网+”缩短时空距离,而“北斗+”获取时空信息。北斗作为自主可控的精准时间和空间信息获取手段,是我国综合时空体系建设和发展的关键基础和核心动力源,北斗时空技术将与其他新一代信息技术融合,与其他产业领域融合,通过升级传统技术,改造传统产业,形成新兴模式,成为新兴经济,从而全面推动我国智能信息产业大发展。
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