基于时空数据库框架的自然资源数据整合及共享关键问题探讨——以赤峰市为例

王 岩，彭丽丽，张爱斌

（赤峰市自然资源局，内蒙古赤峰024000）

引言

自然资源是发展之基、生态之源、民生之本。落实习近平总书记参加内蒙古代表团审议时的重要讲话精神，探索以生态优先、绿色发展为导向的高质量发展新路子，从自然资源局的角度考虑，需要在自然资源数据管理、共享、应用上做出积极探索。本文提出基于时空数据库架构的方法来统一管理数据，通过空间数据展示平台来共享应用数据，为新时代自然资源高效保护、开发、利用提供数据支持，为管理好“山水林田湖”提供坚实保障。

1 自然资源与时空数据的关系

自然资源是在国土空间承载下的资源，包括森林、草原、地下矿藏、水、土地等。这些资源都有一个共同的特点，就是具有时间因素、空间地理位置及属性。之前，自然资源的数据由不同的部门分别掌握，如果将这些数据都叠加起来，肯定会杂乱无章，既无法快速查找，也无法综合应用。现在，按照国家机构改革的要求，自然资源的调查和确权都由自然资源局统一管理，将所有的自然资源数据统一管理、系统应用势在必行。把数量庞大、种类复杂的自然资源数据管理好，需要利用这些数据的共同特点—空间地理位置信息[1]，地理信息数据天然具有承载和关联其他信息的特质，把自然资源数据加工成为自然资源地理信息数据，就可以将所有的自然资源数据有机的协同管理起来。在建设数字城市阶段，地理信息数据在地理空间基础框架下进行，当时这个技术的数据模型是二维的，没有考虑时间因素。发展到现在的智慧城市阶段，数据模型从二维上升到了三维，由“空间、时间、属性”三个维度构建成了三位一体的时空数据模型。这一时空大数据平台技术，是对自然资源数据管理最有效的手段。

2 基于时空数据库架构的自然资源数据获取

本节重点研究自然资源数据从何而来和如何整合两个问题。

2.1 数据获取途径

2.1.1 收集各部门的历史数据。经过多年的发展，赤峰市国土、林业、水利、农业、交通等行政事业单位积攒了大量的信息及数据，这类数据收集大概占到整个收集工作的三分之一。比如，土地利用数据，从2008年第二次土地调查开始到2018年，在每年的土地变更调查中都形成了自己的数据库，已经有了10年的数据，到今年年底第三次国土调查结果出来后，我们的国土空间数据将会更加详尽。

2.1.2 获取实时更新的数据。自然资源管理信息每天都在发生变化。比如，一块土地，昨天是农用地，今天通过农转非审批手续后，就成为了建设用地。对于农用地和建设用地的决策肯定是不一样的，所以想让数据能真正用起来，只收集历史数据是不够的，要实现自然资源数据的实时更新。

目前，随着电子政务的普及，各部门的管理审批都已经通过互联网实现。自然资源数据的实时更新，应主要依托各部门的电子政务平台，通过实时扑捉和自动获取传输的手段，在每一项审批流程发生时，同步获取需要的数据[2]。值得注意的是，数据获取不是来源于业务人员的填报而是来源于系统的自动获取，也就是说在获取实时数据时并不给业务办理人员增加新的工作负担，同时还能让获取的数据更快捷、更精确。

同时，每一个行为都在产生着数据，随着万物互联时代的到来，感知手段越来越多，对于数据的获取已不局限于各部门在工作中产生的数据，通过各类感知手段获取的数据也应该是数据收集的一部分。但是由于这类数据庞杂又在整个数据架构中不属于主干只是补充，所以在自然资源数据整合共享的前期，此项工作可以逐步推进。

2.2 自然资源数据整合，建立自然资源时空数据库

对于获取来的数据，应如何处理？答案是建立一个“图书馆”。这个“图书馆”就是基于时空数据库的自然资源数据管理。第一步，按行业建立不同的数据库，然后再将每个数据库中的数据分层存储。第二步，对数据进行标准化处理，即按“空间、时间、属性”三个维度处理成统一标准的时空地理信息数据，构建三位一体的时空数据模型[3，4]。对于极少数没有空间坐标的自然资源数据，通过提取其中蕴含的地名地址，开展地名地址匹配，也可以实现空间可视化。把所有的数据从本质上实现自然资源数据的“全生命周期管理”和“属性关联”[5]。

对于新获取的数据，并不是要替代旧的数据，而是保留每个时间节点的数据，通过引入时间标识，以更好的表现空间要素的时态关系、演变关系和时空关系，并能够对空间自然资源数据进行回溯、跟踪、建模和预测。通过多源信息整合，以自然资源地理空间信息广泛关联其他各类信息，结合时间属性，推动全生命周期信息的建立。至此，我们已经将自然资源数据按照实物本身的内在联系，即“山水林田湖”作为一个生命共同体整合在了一起。

3 自然资源数据的展示及协同共享，建立自然资源数据协同共享平台

空间数据的最直观表现形式是地图。我们根据不同的用途调取需要的数据配置成各种地图，使业务人员及决策人员能直观的看到所需要的信息。因此，基于时空数据库架构的自然资源数据协同共享，需要搭建自然资源数据协同共享平台，通过空间数据引擎，把数据库的内容成图展示。现在，随着云计算和大数据技术的发展，海量数据的运算速度大大提升[6]。空间信息平台已能做到同时快速调取多层数据并快速成图展示。通过平台权限管理，所有与自然资源业务相关的工作人员在开展业务时，随时都可在这样的地图上浏览、查询、分析、下载，通过空间数据展示系统与电子政务系统的互通，还可以借助自然资源时空平台协助做好审批和决策工作。

另外，在自然资源的协同共享平台上，不同的用户可以调取自己需要的空间数据并选择相应分辨率的遥感影像为底图成图，并可以在图上随时查看感兴趣地区的属性数据，也可以利用分析工具，得出各类统计分析结果。这样共享使用的自然资源数据，即直观又科学准确。

4 基于自然资源数据协同共享平台的数据完善

在数据平台使用初期，会出现同一个事物不同部门掌握的数据存在差异的问题，借助自然资源协同共享平台能够直观的发现这些问题。利用自然资源协同共享平台的大数据挖掘能力，由系统自动对比出错误的数据，进行标注，为求准确还可以再进行人工核查，剔除错误的信息数据，最终使数据平台中的数据准确统一。

5 对于做好数据资源管理及共享的建议

在数据资源日益丰富的今天，如何有效的管理利用数据已成为日常行政管理工作的重要部分。为何很多系统“不好用”，为何政务信息资源数据共享平台难以应用。针对这些问题通过多年研究，发现是政务信息资源数据获取、管理及应用方式还有待于提高。这项工作需要对本地区各部门的实际工作情况、实际数据情况进行深入的调研，只有掌握了本地区的实际数据情况，才能针对每一项工作定制专门的数据获取方式，针对每一项数据制定专业的处理办法，才能收集到有用的数据，实现真正的数据共享。

对于自然资源数据，建议专业部门针对每一项数据都制定专业的收集、处理、整合、管理办法，建立科学的数据管理制度及数据字典，采用时空大数据平台的架构进行管理及应用，搭建自然资源数据协同共享平台。