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關于“國土大數據高性能分析計算與空間優化關鍵技術及應用”項目申報2019年度國家科技進步獎的公示

文章來源:國家測繪地理信息局衛星測繪應用中心        時間:2018-12-21 15:48

    

  我中心參與承擔的“國土大數據高性能分析計算與空間優化關鍵技術及應用”項目擬申報國家科技進步獎,現對項目有關報獎材料進行公示。公示期從20181221日至20181228日。在此期間,如有異議,可向業務處以書面形式或電話反映。 

  聯系人:李沛川  常曉濤 

  聯系電話:68412502 

    

  項目名稱:國土大數據高性能分析計算與空間優化關鍵技術及應用 

  提名者及提名意見: 

  提名者:中國地理信息產業協會 

  項目面向國土空間格局優化與自然資源統一管控需求,圍繞國土大數據分析與國土空間優化基礎理論和關鍵技術,開展了持續、深入的研究,取得了以下重要創新性研究成果:發展了國土大數據分析基礎理論,研究了大規模國土要素的高性能特征分析計算關鍵技術,研發了國土大數據與知識驅動的國土空間優化模型方法,研制國土大數據分析服務與國土空間格局優化及監管系統平臺,成果在全國范圍內推廣應用,取得了顯著的社會效益。成果獲得省部級特等獎1項,一等獎4項。 

  提名該項目為國家科學技術進步獎二等獎。 

一、項目簡介

  優化國土空間開發格局是生態文明建設的首要任務。如何運用國土大數據認知、理解國土空間人地系統格局與過程,實現國土空間格局優化與自然資源統一管控,迫切需要解決國土大數據關聯聚合、復雜國土要素處理分析的高性能計算,國土系統時空演變模擬與優化配置建模等關鍵技術難題。本項目以研究國土大數據認知理解、多類型數據關聯聚合的基礎理論方法→國土要素的高性能特征分析計算→國土空間智能優化關鍵技術→技術集成與平臺→工程化應用與服務為主線,研發國土大數據高性能計算與空間優化的基礎理論與關鍵技術,解決國土時空大數據分析實際應用中關鍵理論與技術難題,服務于國家自然資源統一管控與生態文明建設重大戰略需求。 

  主要創新性技術內容: 

       發展了國土時空大數據分析基礎理論,研究了國土大數據統一框架與協同表達方法,提出了面向人-地關系綜合體的國土大數據關聯聚合模型,研發國土時空大數據增強與級聯更新方法,構建了國土時空大數據集成處理技術體系。 

       研究大規模國土要素的高性能特征分析計算關鍵技術,提出了國土要素特征分析精化計算模型,研發基于粒度與地域差異的國土要素空間剖分、基于業務流和事件協作的任務分解、多態存儲與多范式計算方法,解決了大規模國土要素高精度、高性能計算技術難題。 

       研究了國土大數據與知識驅動的國土空間優化模型方法,提出基于國土大數據的國土空間優化知識深度學習模型方法,研發國土空間優化多目標協同、優化約束自動識別、優化情景自主構建、多決策主體交互、模型參數學習等系列關鍵技術,開發大規模國土空間格局智能優化算法。 

       開發國土時空大數據分析服務與國土空間格局優化及監管系統平臺,建立了國土空間大數據關聯聚合、分析與空間優化工程化技術流程,實現了國土時空大數據分析與國土空間格局優化模擬及監管。 

       成果在全國推廣應用。項目研發成果在全國土地調查數據更新、土地利用總體規劃、多規合一等工程中應用。 

二、客觀評價

  國內同行專家評價 

  1)國家科技部組織專家對“十一五”國家科技支撐重點項目課題“區域土地利用協同耦合與規劃關鍵技”項目驗收的意見認為:“項目研究了區域土地利用供需中長期預測、區域多目標土地利用沖突分析與協同耦合、區域土地利用動態規劃等五項關鍵技術,開發了土地利用供需預測軟件模塊一套、區域土地利用規劃決策支持系統一套,研制了《參與式土地利用規劃技術導則(送審稿)》一套”。 

  2)教育部組織專家對教育部科學技術研究重大項目“城鎮化與村鎮發展時空模式與動態演變模擬關鍵技術”項目驗收的意見認為:“項目提出了多維、多尺度城鎮化與村鎮發展定量度量體系,建立了城鎮化與村鎮發展樣本空間優化配置,城鎮化時空過程分析、模擬與空間優化決策模型”。 

  國際同行專家評價 

  1)日本筑波大學城市與環境科學研究專家Estoque, Ronald在國際知名期刊《Ecological Indicators》撰文引述本研究提出的城市土地擴展多維度測度特征指標體系及其度量方法,認為其是一種實用的大城市土地利用增長特征測度方法。 

  2)意大利地理學家Valerio, Quatrini在景觀生態與城市規劃領域國際著名期刊《Landscape and Urban Planning》撰文評價本研究組提出的反現實情境分析與模擬方法是一種新的土地利用變化分析模擬模型。 

  3)西班牙地理學專家Rodriguez, Esther在景觀生態學國際知名期刊《Ecological Indicators》撰文評述本研究團隊提出的基于迷糊神經網絡推理的土地評價模型方法,是一種能有效克服傳統評價過程中專家主觀任意性的方法 

三、應用情況

1  全國土地變更調查、數據庫更新與地理國情統計分析應用工程。

研發的國土綜合信息監管平臺應用于全國土地利用變更調查工程,改進了傳統的土地變更調查工作模式,促進了管理方式和工作模式的創新,大幅度提高了工作效率和質量;將國土要素特征高性能計算技術用于地理國情統計分析,取得了良好應用效果。

2)全國多規合一試點工程和土地利用規劃。本項目研發的大數據支撐的多規合一成套技術和集成信息系統,成功應用于全國縣市級多規合一試點工程中,成果獲國土資源部、湖北省國土資源廳的充分肯定,為多規合一國家工程實施提供了示范,成果取得了良好社會效益。

3)省級資源環境承載力評價工程。本項目研發的資源環境承載潛力評價、狀態評價、適宜性評價和超載識別、診斷和預警技術在省級資源環境承載力評價中得到應用,完成了湖北省資源環境承載力評價工程,顯著提高了成果編制的效率和合理性。

應用單位名稱

應用技術

應用起止時間

應用單位聯系人/電話

廣東省國土資源技術中心

國土空間信息整合與更新

2014-2015

林良彬

13602801930

湖南省國土資源規劃院

國土空間信息整合與更新

2014-2015

肖莉

15074964272

廣東南方數碼科技股份有限公司

國土空間信息整合與更新

2014-2015

謝剛生

13922252816

黑龍江省測繪地理信息局

國土要素高性能計算技術

2013-2014

梁安寶

18604510491

山東省國土測繪院

國土要素高性能計算技術

2014-2015

侯立媛

13793161212

寧波市第一次地理國情普查領導小組辦公室

國土要素高性能計算技術

2014-2015

朱禮俊

13586586946

甘肅省國土資源廳

地利用協同耦合與優化技術

2010-2012

王雯

15193148090

鄂州市國土資源局

空間優化關鍵技術

2014-2015

廖偉

07113355969

河南省國土資源廳

土地利用協同耦合與優化技術

2010-2013

李寶蓮

13673995679

北京市國土資源局

土地利用規劃優化技術

2010-2012

徐磊

13581975551

湖北省省國土資源廳

土地利用總體規劃技術

2010-2011

萬滋仁

13006155880

 

四、主要知識產權和標準規范等目錄(不超過10件)

知識產權

(標準)

類別

知識產權(標準)

具體名稱

國家

(地區)

授權號(標準編號)

授權(標準實施)日期

證書編號(標準批準發布部門)

權利人(標準起草單位)

發明人(標準起草人)

發明專利

(標準)有效狀態

專利

一種土地利用分層配置方法

中國

ZL201310099412.0

2016.4

證書號第(2020665)號

武漢大學

劉耀林、唐巍、劉艷芳、何建華

有效

專利

一種并行的土地資源質量評價因子空間量化方法

中國

ZL201210151158.X

2014.4

證書號第(1384343)號

武漢大學

劉耀林、趙翔、劉殿鋒、何建華、唐旭

有效

專利

一種智能土地利用布局優化配置方法

中國

ZL201310099594.1

2017.2

證書號第(2386988)號

武漢大學

劉耀林、湯弟偉、孔雪松、焦利民

有效

專利

基于多目標人工免疫系統的土地資源空間布局優化方法

中國

ZL201310425251.X

2016.9

證書號第(2336240)號

武漢大學

劉耀林、趙翔、劉艷芳、劉殿鋒、何建華、焦利民

有效

專利

一種土地利用空間布局人工免疫優化模型的并行化方法

中國

ZL201310424814.3

2016.1

證書號第(1915794)號

武漢大學

劉耀林、趙翔、劉艷芳、劉殿鋒、何建華、焦利民

有效

專利

一種城市建成區邊界自動提取方法

中國

ZL201410089596.7

2017.1

證書號第(2353943)號

武漢大學

劉耀林、李海江、焦利民、劉艷芳、譚榮輝、邱立娟

有效

專利

一種村鎮網絡輻射域導向的農村居民點整治分區方法

中國

ZL201410227946.1

2017.4

證書號第(2467819)號

武漢大學

劉耀林、孔雪松、劉殿鋒

有效

軟件著作權登記

地理國情統計分析系統

中國

2014SR107001

2014.3

軟著登字第0776245

武漢大學

劉耀林、趙翔等

有效

軟件著作權登記

并行粒子群地理空間優化與模擬中間件

中國

2013SR078169

2012.8

軟著登字第0583931

武漢大學

劉耀林、趙翔等

有效

軟件著作權登記

基于并行遺傳算法的空間優化通用計算系統

中國

2013SR077308

2013.1

軟著登字第0583070

武漢大學

劉耀林、唐巍等

有效

 

 

五、主要完成人情況

主要完成人情況表

   

劉耀林

  

   

1

行政職務

教育部重點實驗室主任

技術職稱

長江學者特聘教授

   

中國

工作單位

武漢大學

完成單位

武漢大學

對本項目技術創造性貢獻

作為項目的主持人,全面組織和主持了國土大數據分析、計算和國土空間優化關鍵技術研發和應用,先后主持了系列國土大數據集成、分析、國土空間優化相關的國家科技部、原國土資源部、國家測繪地理信息局等國家、部委科技和重大工程項目。對創新點一,二,三,四和五作出了主要貢獻。研究了國土大數據認知、關聯、聚合等基礎理論,研發了基于國土大數據的國土要素精化計算模型和綜合評價模型,建立了國土空間智能優化系列模型與高性能算法,主持開發了國土大數據分析計算與國土空間優化決策服務系統,并在全國推廣應用。在國內外本行業頂級期刊發表學術論文50多篇,SCIEI論文40多篇,發明專利8項,軟件登記3項。

 

   

李曉波

  

   

2

行政職務

副主任

技術職稱

二級研究員

   

中國

工作單位

國土資源部信息中心

完成單位

國土資源部信息中心

對本項目技術創造性貢獻

作為項目的主要參與者。長期從事于國土資源信息化規劃與管理、科學數據共享研究工作,先后主持或協助主持了金土工程一期、國家自然資源與空間地理信息庫-土地礦產分中心的建設和國家科學數據共享工程技術平臺構建等國家級重大信息化項目或課題,近年來在推動國土資源“一張圖”和綜合監管平臺建設、國土資源大數據分析與決策支持、政務信息公開與數據共享等方面取得了重要進展。

對創新點一,四、五作出了重要貢獻。研究了國土資源大數據關聯技術與管理的關鍵技術,主持實施了國土資源“一張圖”和綜合監管平臺建設,研發國土資源大數據分析與決策支持、政務信息公開與數據共享系列關鍵技術,主持和參與制定國土數據的標準和規范,獲軟件著作權,并在全國范圍內廣泛推廣應用。

 

   

王靜

  

   

3

行政職務

/

技術職稱

二級教授

   

中國

工作單位

武漢大學

完成單位

武漢大學

對本項目技術創造性貢獻

作為項目的主要參與者,主持了國土資源部重點研究項目“土地資源調查監測數據綜合分析”和國家十一五科技支撐計劃項目“區域土地利用協同耦合與規劃關鍵技”。對創新點一,三、五作出了重要貢獻。研究了國土大數據認知的基礎理論、研發了國土空間優化模擬系列模型方法,并在不同類型區開展空間優化技術應用,主持了國土大數據管理與空間優化的系列重大研究課題,編制相關技術導則1部,學術專著2部,軟件著作權登記4項,在國內外期刊發表研究論文16篇,相關研究成果全國范圍內廣泛推廣應用。

 


   

張新長

  

   

4

行政職務

/

技術職稱

二級教授

   

中國

工作單位

廣州大學

完成單位

廣州大學

對本項目技術創造性貢獻

作為項目的主要參與者,重點研發了國土大數據關聯聚合與計算分析的相關關鍵技術和模型方法。對創新點一,五作出了重要貢獻。研究了國土大數據認知的基礎理論、研發國土大數據集成管理和級聯更新關鍵技術,研發了國土大數據級聯更新算法,相關研究成果全國范圍內廣泛推廣應用,發表30多篇,獲多項專利和軟件登記。


 

   

何建華

  

   

5

行政職務

系主任

技術職稱

教授

   

中國

工作單位

武漢大學

完成單位

武漢大學

對本項目技術創造性貢獻

作為項目的主要參與者,參與了國土大數據分析、高性能計算、國土空間優化模擬優化的基礎理論和關鍵技術的研發。對創新點一,二、三五出了重要貢獻。研究了國土大數據歸一化處理方法、研發國土要素高性能計算、綜合分析、國土空間模擬與智能優化模型,開展了應用研究,發表相關研究論文20多篇。

 

   

張建平

  

   

6

行政職務

副院長

技術職稱

研究員

   

中國

工作單位

中國土地勘測規劃院

完成單位

中國土地勘測規劃院

對本項目技術創造性貢獻

作為項目主要參與者,長期從事國土資源調查、監測與規劃工作,參與和組織實施了系列國土資源工程項目。對創新點一,五作出了重要貢獻。參與研究了國土大數據集成管理、系統分析和國土空間優化相關技術方案、標準規范的編制,并在全國范圍內推廣應用。

 

   

劉小波

  

   

7

行政職務

副主任

技術職稱

高工

   

中國

工作單位

國家測繪地理信息局衛星測繪應用中心

完成單位

國家測繪地理信息局衛星測繪應用中心

對本項目技術創造性貢獻

作為項目主要參與者,對創新點二和五作出了重要貢獻。組織研發了國土大數據集成管理模式、分析與應用,并組織實施南水北調中線水源地生態環境監測工程應用。

 

   

吳洪濤

  

   

8

行政職務

主任

技術職稱

研究員

   

中國

工作單位

國土資源部信息中心

完成單位

國土資源部信息中心

對本項目技術創造性貢獻

作為項目主要參與者,長期從事系統開發、數據庫建設、GIS與數據分析等國土資源信息化技術的研發、引進、適宜性改造和應用,先后承擔了數字國土工程、金土工程、國家863計劃、公益性行業科研專項等重大工程項目。對創新點一,四和五作出了重要貢獻。研究了國土大數據集成管理、共享分發以及國土大數據信息化監管與服務關鍵技術,參與研發了國土資源綜合監管信息平臺,參與制定國土數據的標準和規范,并在全國范圍內廣泛推廣應用。

 

   

龔健

  

   

9

行政職務

副院長

技術職稱

教授

   

中國

工作單位

中國地質大學(武漢)

完成單位

中國地質大學(武漢)

對本項目技術創造性貢獻

作為項目主要參與者,重點參與了國土空間綜合評價和國土空間優化關鍵技術和模型方法的研究。對創新點三和五作出了重要貢獻。研究了國土資源承載力評價、多規合一規劃、國土空間模擬等關鍵技術和模型方法,發表多篇論文,主持了全國多規合一試點工程。

 

   

焦利民

  

   

10

行政職務

副系主任

技術職稱

教授

   

中國

工作單位

武漢大學

完成單位

武漢大學

對本項目技術創造性貢獻

作為項目的主要參與者,參與了國土大數據高性能計算與國土空間優化模擬的基礎理論和關鍵技術研發。對創新點一,二、三作出了重要貢獻。研究了國土大數據分析、計算、資源環境承載力評價、國土空間優化模型系列關鍵技術的研發,以及地理國情統計分析相關應用工程,發表論文20多篇。

 

六、主要完成單位及創新推廣貢獻

主要完成單位及創新推廣貢獻

單位名稱

武漢大學

   

1

法定代表人

竇賢康

單位性質

高等院校

對本項目科技創新和推廣應用情況的貢獻:

武漢大學是項目主持單位,全面負責項目總體架構的設計、基礎理論研究和關鍵技術的研發,主要貢獻包括:

1)研究了國土大數據統一框架與協同表達方法,提出了面向人-地關系綜合體的國土大數據關聯聚合模型。

2)研究大規模國土要素的高性能特征分析計算關鍵技術,研發了國土要素特征分析精化計算模型,研發基于粒度與地域差異的國土要素空間剖分、基于業務流和事件協作的任務分解、多態存儲與多范式計算方法。

3)研究了國土大數據與知識驅動的國土空間優化模型方法,研發國土空間優化多目標協同、優化約束自動識別、優化情景自主構建、多決策主體交互、模型參數學習等系列關鍵技術,開發大規模國土空間格局智能優化算法。

4)主持開發國土時空大數據分析服務與國土空間格局優化系統平臺。

 

單位名稱

國土資源部信息中心

   

2

法定代表人

蔣文彪

單位性質

事業單位

對本項目科技創新和推廣應用情況的貢獻:

國土資源部信息中心是本項目的主要參與單位,主要貢獻包括:

1)參與本項目創新點1,重點研究了國土資源大數據關聯技術與管理,系統提出了國土資源“一張圖”的關鍵技術。

2)參與了本項目創新點4,參與研發了國土大數據服務系統,主持開發了國土資源綜合監管平臺,提出了國土資源大數據分析與決策支持、政務信息公開與數據共享系列關鍵技術。

3)在全國土地利用年度變更調查、土地督察等重大國家土地管理工程中推廣應用。

 

單位名稱

中國土地勘測規劃院

   

3

法定代表人

高延利

單位性質

事業單位

對本項目科技創新和推廣應用情況的貢獻:

中國土地勘測規劃院是本項目的主要參與單位,主要貢獻包括:

1)參與本項目創新點1,重點開展了國土大數據認知、語義規范化研究,編制了土地調查數據匯聚的技術方案和規范。

2)參與本項目創新點5,組織實施了全國范圍內土地數據集成、分析評價和規劃編制的相關應用。

 

單位名稱

廣州大學

   

4

法定代表人

魏明海

單位性質

高等院校

對本項目科技創新和推廣應用情況的貢獻:

廣州大學是本項目主要參與單位,主要貢獻包括:

1)參與本項目創新點1,重點開展了國土大數據認知的基礎理論、研發國土大數據集成管理和級聯更新關鍵技術,研發了國土大數據級聯更新算法。

2)參與本項目創新點5,開展了土地數據更新、分析評價和規劃編制的相關應用。

 

單位名稱

國家測繪地理信息局衛星測繪應用中心

   

5

法定代表人

王權

單位性質

事業單位

對本項目科技創新和推廣應用情況的貢獻:

衛星測繪應用中心是本項目主要參與單位,主要貢獻包括:

1)參與本項目創新點1的研究,參與了對地觀測大數據集成管理模式,開展了基礎測繪、地理國情普查、遙感監測等數據類型集成建庫研究;

2)參與本項目創新點2的研究,參與了地理國情要素分析計算和綜合評價技術方法;

3)參與本項目創新點5的研究,將相關研究成果在南水北調水源地監測方面開展應用。

 

單位名稱

中國地質大學(武漢)

   

6

法定代表人

王焰新

單位性質

高等院校

對本項目科技創新和推廣應用情況的貢獻:

中國地質大學(武漢)是本項目主要參與單位,主要貢獻包括:

1)參與了本項目創新點3的研究,研究了國土空間綜合評價和國土空間優化關鍵技術和模型方法;

2)參與了本項目創新點5的研究,將本項目研究成果在全國多規合一試點工程中推廣應用。

七、完成人合作關系說明

  第一完成人:劉耀林。與28完成人共同承擔了國土數據分類技術規范兩項,與第3完成人共同承擔科技支撐計劃課題“區域土地利用協同耦合與規劃關鍵技術”、共同獲得國家科技進步二等獎“土地評價技術與工程化應用”、共同獲得地理信息科技進步一等獎“退化與廢棄地遙感信息提取和監控信息系統開發及其應用”。與第4完成人共同參與了地理數據庫級聯更新關鍵技術研發。與第510完成人共同發表論文10篇,共同獲得國家科技進步二等獎“土地評價技術與工程化應用”及地理信息科技進步特等獎“大數據輔助多規合一關鍵技術與應用”,與第6完成人共同參與了第二次土地調查數據匯總等項目,與第7完成人共同參與中線水源地生態環境監測項目,與第9完成人共同獲得了地理信息科技進步特等獎“大數據輔助多規合一關鍵技術與應用”。 

  第二完成人:李曉波。作為國土資源部信息中心代表與第18完成人,共同參與了國土數據分類技術規范研制以及國土綜合監管平臺設計。 

  第三完成人:王靜。與第1510完成人共同承擔科技支撐計劃課題“區域土地利用協同耦合與規劃關鍵技術”、共同獲得地理信息科技進步一等獎“退化與廢棄地遙感信息提取和監控信息系統開發及其應用”。 

  第四完成人:張新長。與第1完成人共同參與了地理數據庫級聯更新關鍵技術研發,共同參與了國土大數據集成管理系統平臺的研發。 

  第五完成人:何建華。與第110完成人共同發表論文10篇,共同獲得國家科技進步二等獎“土地評價技術與工程化應用”及地理信息科技進步特等獎“大數據輔助多規合一關鍵技術與應用”。 

  第六完成人:張建平。與第1完成人共同參與了第二次土地調查數據匯總與縮編工程,共同參與土地調查數據建庫與表達的相關技術規范。 

  第七完成人:劉小波。與第15完成人共同參與全國地理國情普查、南水北調中線水源地資源環境監測等工程項目。 

  第八完成人:吳洪濤。與第12完成人共同參與了國土數據分類技術規范研制,以及國土綜合監管平臺設計與研發。 

  第九完成人:龔健。與第15完成人共同參與了全國多規合一試點工程,與第5完成人共同發表研究論文1篇,共同參與青海省耕地質量評價等項目。 

  第十完成人:焦利民。與第15完成人共同發表論文10篇,地理信息科技進步特等獎“大數據輔助多規合一關鍵技術與應用”等。 

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