《面向国土空间规划的智能优化关键技术及应用示范》

针对大数据背景下国土空间规划存在的多源异构数据整合难度大、领域空间知识利用不足、多目标协同程度低、海量数据导致的计算密集等问题,在国家自然科学基金和地方合作项目的持续支持下,通过研究多源异构数据集成融合、国土资源利用智能评价、国土利用分区多目标智能优化决策、领域知识空间优化配置、算法资源共享及并行化等五大关键技术,并开展工程应用,促进了GIS技术在国土空间规划应用中由空间数据分析服务向空间优化决策支持服务转变。

1、主要创新技术内容:(1)建立了面向国土空间规划的多源、异构数据规范体系;发展了多源、异构数据集成与融合关键技术,研究了多源、异构数据不确定性分析与质量评价关键技术,实现主题多样化、类型多元化、结构多态化的国土空间规划数据一体化集成融合。(2)提出了国土资源评价空间约束规则挖掘技术,构建了统一化的国土资源利用评价计算框架,提出了耦合智能地理计算的国土资源利用评价技术,实现了国土资源利用评价任务与人工智能模型的耦合。(3)建立了多目标协同的智能化土地用途分区模型,提出了基于模糊概念格和地理实体语义相似度的领域知识获取模型、领域知识驱动的多目标人工智能优化关键技术,实现了国土空间分区的智能自动划定。(4)建立了国土空间优化配置领域知识的结构化解析及本体表征模型,提出了领域知识驱动的多目标空间优化决策建模技术,构建了基于人工免疫的土地利用空间优化配置多情景模拟技术,实现了领域知识与智能空间优化配置模型的无缝耦合。(5)突破了国土空间规划计算智能模型的资源化共享与中间件开发关键技术,研制了国土空间规划智能服务系统,实施了该平台关键技术的重大工程应用,实现了面向国土空间规划的智能决策技术集成。

2、主要技术指标:(1)提出的面向国土空间规划的系列地理计算智能技术,建立了4类国土资源利用评价问题、2类国土利用分区问题以及3类国土空间优化配置问题的编码方法,30余种空间化数据融合、分析计算算子,实现数据管理与分析能力达到PB级。(2)提出的计算智能并行化技术,实现算法并行效率60%以上。(3)研发的智能国土空间规划决策支持系统,实现了整体技术流程自动化程度达80%。(4)提出的智能空间优化技术应用于地价土地利用总体规划、土地集约节约利用评价、土地综合整治规划等工程,提高工作效率4倍以上。

3、应用推广情况:成果应用于土地利用总体规划、土地综合整治规划工程和城镇化动态监测等重大工程中,完成了河南、湖北等省10多县市土地利用总体规划工程,完成了湖北省多市县的土地综合整治规划工程,完成了河南、湖北等省市土地集约利用评价,完成了罗山、渑池、新蔡、宜城、嘉鱼等县区的永久基本农田划定,促进了行业科技进步。

4、主要科技成果:发表相关研究论文23篇(SCI、SSCI、EI检索),获国家发明专利授权7项,国家软件著作权登记3项,出版专著2部。

成果说明

成果应用于河南省、湖北省、湖南省等多县市的土地利用总体规划、土地综合整治规划工程、土地集约节约利用、永久基本农田划定等重大工程中,促进了行业科技进步。 (1)全国土地利用规划工程。多源、异构数据的规范化及数据集成融合关键技术、人工智能土地用途分区技术、智能土地利用空间优化配置等技术方法模型,成功应用于湖北、河南省多个市(县)土地利用总体规划修编工程中,显著提高了土地利用总体规划编制的自动化程度和规划结果的合理水平,服务于土地利用持续利用管控。 (2)土地综合整治规划工程。国土空间利用分区模型、智能国土

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