(1)立项背景和意义

人类命运共同体的提出，有赖于对资源环境的可持续利用与优化管理。十九届三中全会后国家部委的调整、自然资源部与生态环境部的成立正是为了应对国家对自然资源与生态环境协调发展的迫切需求，将为时空大数据的真正落地带来绝好的历史机遇。遥感将成为资源环境管理最主要的数据源，大数据辅助决策将成为主要应用方向，也是实现地理信息行业转型、供给侧改革的外在动力。

随着中国主导的“一带一路”倡议的不断深入开展，“中蒙俄”经济走廊已成为国家“一带一路”战略的重要组成部分。东北亚地区包括中国东部、日本、韩国、朝鲜、蒙古和俄罗斯远东地区，总面积约940万平方公里，是亚洲经济与文化最发达的区域。该地区和欧盟、北美一起并列为当今世界最发达的三大区域，人口高度集中、经济活跃、发展迅猛，对全球格局起着非常重要的影响，在地缘政治上属于高度敏感区。同时，东北亚地区也是自然资源十分丰富但开发程度不高的少数区域之一，除了丰富的森林、草地、湿地、湖泊、耕地等地上资源，也蕴藏着丰富的地下矿产资源。这些综合因素使得该地区越发成为一个全球战略中心，东北亚地区和平稳定和发展繁荣不仅仅涵盖了错综复杂的政治经济问题，还有许多跨境生态环境问题，如何协调该地区的自然资源合理开发与生态保护，实现绿色发展、创新发展具有现实的科技需求。

本课题面向国家“一带一路”倡议、“中蒙俄”经济走廊建设及跨境区域生态环境保护与区域可持续发展的重大需求，从时空大数据建设中的关键数学问题出发，力求解决构建东北亚“时空大数据”的关键算法与数据平台的架构，实现区域资源环境数据的统一登记、管理和监测，矿产资源信息的有效获取与整合，并且与山水林田湖草等自然资源数据统一集成，形成一张图的高效管理，将为区域经济发展与地缘政治、资源开发与生态保护、生态系统修复和环境综合治理提供科学决策依据。

(2)主要研究内容

1)东北亚资源环境时空大数据关键数据架构与计算效率提升

构建东北亚地区资源环境时空大数据综合体，通过先进算法解析与测试，优化面向地表自然资源、地下矿产资源、社会、经济、人口、水土气生等自然地理与环境要素的时空大数据综合体存储的多尺度数据结构，计算并阐明数据组织架构的合理性与面向服务的优势度；构建融合自然、社会、经济、人文的高精度时空大数据架构，为东北亚资源环境时空大数据平台的构建奠定数学基础（共性理论与方法）。

2)面向自然资源“一张图”的东北亚资源环境非结构数据获取与网格化算法

针对东北亚地区多个国家社会经济发展的不平衡性与政治体制的差异，基于网络技术与语义算法的研发，获取区域自然资源与社会、经济、人口、水土气生等网络资源信息（信息的规范入库、标准统一）；研发东北亚自然资源与生态环境要素非结构化数据的空间化核心算法，并进行算法有效性验证；解决非结构性数据与空间结构性数据的有效耦合及尺度转换中的数学问题（网络资源的获取与数据空间化）。

3)东北亚资源环境遥感大数据提取算法优化与实用性分析

研发深度学习与传统高效率分类提取算法，实现东北亚地区自然资源（森林、草地、湿地、湖泊、农田）、矿产资源、居住地、交通、工业设施、石油管线的提取；解析利用不同空间分辨率遥感信息提取资源与社会经济要素的有效性及其计算效率；研发利用遥感大数据定量监测每一寸土地与资源环境数量、质量、功能与动态的高效率计算方法，并验证核心算法的精度，实现时空大数据集的有效提取（遥感提取算法与尺度转换）。

4)东北亚资源环境时空大数据决策支持与服务算法研究

整合东北亚资源与环境大数据，综合专题信息、行业需求与经济发展规律，开发面向应用的决策支持模型库；保障区域生态安全，研发山水林田湖草综合效益最大化与和谐发展的智能决策算法；针对区域粮食安全，尤其是朝鲜粮食安全对中国政治、经济、社会所产生的重要影响，研究基于遥感和社会经济统计数据的估产算法，实现朝鲜粮食产量准确估算，服务于国家边境安全与外交决策; 针对黑土地保护，监测、模拟中俄日朝韩不同国家资源环境、农业生产管理模式及其综合效益，实现我国黑土地永续利用