淺析智慧中國(guó)建設(shè)對(duì)測(cè)繪地理信息事業(yè)發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

劉 利

(國(guó)家測(cè)繪地理信息局測(cè)繪發(fā)展研究中心, 北京 100830)

一、引 言

在全球“智慧地球”戰(zhàn)略的影響下，我國(guó)“智慧中國(guó)”建設(shè)正在興起。2009年，溫家寶總理提出要盡快建立“感知中國(guó)中心”。2010年，我國(guó)正式將物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)列入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)范疇予以支持，并提出要推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和在重點(diǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用示范。2011年，工業(yè)與信息化部印發(fā)了《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》。近年來(lái)，我國(guó)智慧城市建設(shè)迅速興起。智慧中國(guó)建設(shè)必然向測(cè)繪地理信息工作提出新任務(wù)和新要求，而測(cè)繪地理信息事業(yè)發(fā)展也將迎來(lái)新機(jī)遇，面臨新挑戰(zhàn)。

二、機(jī) 遇

1. 為測(cè)繪地理信息生產(chǎn)和應(yīng)用服務(wù)帶來(lái)提升與變革

智慧中國(guó)建設(shè)將促進(jìn)測(cè)繪地理信息資源不斷豐富。一是基礎(chǔ)地理信息要素內(nèi)容將不斷增加。智慧中國(guó)建設(shè)幾乎涉及所有地理要素，而目前我國(guó)基礎(chǔ)地理信息要素主要以7個(gè)基本要素為主，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。二是空間數(shù)據(jù)的屬性信息將得到極大豐富。物聯(lián)網(wǎng)將多種傳感器進(jìn)行連結(jié)，可以獲取更加微觀的地物屬性信息，這將極大地豐富地理信息的屬性信息。三是將極大地拓展地理國(guó)情監(jiān)測(cè)的范圍。智慧中國(guó)的建設(shè)是在感知中國(guó)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，感知中國(guó)的一個(gè)重要方面就是要了解地理國(guó)情、省情、市情，以及行業(yè)的基本情況，因此地理國(guó)情監(jiān)測(cè)任務(wù)將不斷增多，同時(shí)需要進(jìn)一步結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化和常態(tài)化。四是為全國(guó)范圍內(nèi)的地理信息共享平臺(tái)建設(shè)帶來(lái)新的機(jī)遇。長(zhǎng)期以來(lái)，地理信息共享問(wèn)題一直是阻礙地理信息應(yīng)用的瓶頸，智慧中國(guó)和智慧城市建設(shè)，將通過(guò)國(guó)家自上而下的推進(jìn)，為解決地理信息共享問(wèn)題提供重要突破口。當(dāng)前，智慧城市建設(shè)的試點(diǎn)城市已經(jīng)在地理信息共享方面有了一些令人欣喜的突破。

智慧中國(guó)建設(shè)將為測(cè)繪地理信息應(yīng)用服務(wù)帶來(lái)變革。在智慧中國(guó)云計(jì)算技術(shù)的支撐下，基礎(chǔ)地理信息存儲(chǔ)模式、計(jì)算模式和應(yīng)用服務(wù)模式將會(huì)發(fā)生改變，地理信息服務(wù)不僅局限于地理數(shù)據(jù)服務(wù)，還包括各種地理信息數(shù)據(jù)處理服務(wù)、分析服務(wù)、軟件和硬件服務(wù)等，這些服務(wù)都是以地理信息云的方式提供的，每個(gè)人可以既是服務(wù)的提供者，也是服務(wù)的消費(fèi)者。不難看到，在這種服務(wù)模式下，服務(wù)內(nèi)容更加豐富、更具個(gè)性化、更有針對(duì)性，服務(wù)方式也更加便捷，因此將極大地拓展地理信息應(yīng)用。

2. 為測(cè)繪地理信息技術(shù)集成與創(chuàng)新提供動(dòng)力

近年來(lái)，計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和通信等信息技術(shù)的發(fā)展極大地推動(dòng)了地理信息技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，智慧地球作為新一代信息技術(shù)革命推動(dòng)下提出的新戰(zhàn)略，其在中國(guó)的具體實(shí)施也必將極大地推動(dòng)地理信息技術(shù)更進(jìn)一步地集成與創(chuàng)新發(fā)展。新一代信息技術(shù)包括新一代移動(dòng)通信、下一代互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、集成電路、新型顯示、高端軟件、高端服務(wù)器等技術(shù)，將提供更海量的信息存儲(chǔ)能力、更快速的信息傳輸能力、更高精度的信息獲取能力、更直觀的表達(dá)能力、更高效的信息處理能力，以及更便捷的信息服務(wù)能力，這些能力的提升無(wú)疑將進(jìn)一步促進(jìn)地理信息獲取、傳輸、處理和服務(wù)等技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。智慧中國(guó)要求建設(shè)全國(guó)統(tǒng)一的空、天、地一體化傳感網(wǎng)，其必將促進(jìn)激光遙感技術(shù)、高分辨率遙感技術(shù)等傳感技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展；智慧中國(guó)建設(shè)還將促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等支撐技術(shù)與地理信息技術(shù)的深度集成與融合，推動(dòng)地理信息云計(jì)算和云服務(wù)建設(shè)，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)室內(nèi)定位技術(shù)等的創(chuàng)新發(fā)展，推動(dòng)地理信息技術(shù)與辦公自動(dòng)化、工業(yè)控制、虛擬現(xiàn)實(shí)、三維仿真、人工智能、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)的集成應(yīng)用，并提升地理信息獲取的實(shí)時(shí)性、處理的自動(dòng)化性能和空間分析能力。

3. 為地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展開(kāi)拓巨大市場(chǎng)

智慧中國(guó)建設(shè)將極大地促進(jìn)地理信息廣泛而深入的應(yīng)用。連接到物聯(lián)網(wǎng)上的每個(gè)“物”都具有地址標(biāo)識(shí)，這一特征使得地理信息被廣泛應(yīng)用于智慧中國(guó)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域。此外，智慧中國(guó)建設(shè)更加強(qiáng)調(diào)各種信息的智能化應(yīng)用，而不僅僅是信息化建設(shè)，這就需要從海量相關(guān)“物”或環(huán)境信息中挖掘感知規(guī)律、發(fā)展趨勢(shì)，并通過(guò)多種信息的綜合分析，形成智能化的解決方案。因此，智慧中國(guó)更多關(guān)注的是信息的分析、知識(shí)或規(guī)律的發(fā)現(xiàn)及決策反應(yīng)，這些無(wú)疑會(huì)促進(jìn)地理信息的深入應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展將帶動(dòng)地理信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)被列為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，并預(yù)計(jì)在“十二五”末達(dá)到4000億人民幣的規(guī)模，成為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信之后的下一個(gè)產(chǎn)值可以達(dá)到萬(wàn)億元級(jí)別的新經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。目前，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈條的雛形已基本形成，發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)所需的自動(dòng)控制、信息傳感、射頻識(shí)別等上游技術(shù)和產(chǎn)業(yè)都已成熟或基本成熟，而下游的應(yīng)用也已廣泛存在，越來(lái)越多的人開(kāi)始在這個(gè)日漸成熟的新興市場(chǎng)中尋找商機(jī)[1]。不難預(yù)見(jiàn)，與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)系緊密的地理信息產(chǎn)業(yè)將在這個(gè)市場(chǎng)中分得較大一杯羹。因此，隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的逐漸完善，與地理信息應(yīng)用相關(guān)的新產(chǎn)品、新市場(chǎng)將不斷產(chǎn)生。

智慧城市和智慧行業(yè)建設(shè)也將為地理信息產(chǎn)業(yè)帶來(lái)新市場(chǎng)。據(jù)前瞻市場(chǎng)研究公司預(yù)測(cè)，未來(lái)3～5年，我國(guó)數(shù)字化城市管理平臺(tái)的市場(chǎng)容量將超過(guò)100億元。而智慧城市建設(shè)必將進(jìn)一步促進(jìn)這個(gè)市場(chǎng)的擴(kuò)大，其應(yīng)用還將催生跨領(lǐng)域、融合性的新興產(chǎn)業(yè)形態(tài)。智慧交通、智慧電力等與地理信息息息相關(guān)的智慧行業(yè)建設(shè)，將為地理信息產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造無(wú)法估量的市場(chǎng)空間。

4. 為數(shù)字城市等重點(diǎn)工作的推進(jìn)形成“倒逼”驅(qū)動(dòng)

智慧城市建設(shè)為數(shù)字城市建設(shè)的推進(jìn)形成“倒逼”。目前，我國(guó)數(shù)字城市建設(shè)總體在以較快的速度推進(jìn)，全國(guó)已有270多個(gè)市(地級(jí)市)在開(kāi)展數(shù)字城市建設(shè)，且120多個(gè)城市已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用，并產(chǎn)生了良好的效益。但應(yīng)該看到，我國(guó)仍有一些城市未啟動(dòng)數(shù)字城市建設(shè)，一些城市的數(shù)字城市建設(shè)工作進(jìn)展緩慢，還有一些城市的數(shù)字城市建設(shè)與應(yīng)用有較大差距。與此同時(shí)，我國(guó)智慧城市建設(shè)迅速興起，在“十二五”規(guī)劃和政府報(bào)告中提出建設(shè)智慧城市的地級(jí)以上城市共有41個(gè)，其中副省級(jí)城市10個(gè)，一些城市開(kāi)始了智慧城市建設(shè)試點(diǎn)工作。在這種形勢(shì)下，智慧城市無(wú)疑對(duì)數(shù)字城市建設(shè)工作形成了“倒逼”驅(qū)動(dòng)。雖然在項(xiàng)目立項(xiàng)上一些城市可能會(huì)存在不開(kāi)展數(shù)字城市建設(shè)而直接開(kāi)展“智慧城市”建設(shè)的情況，但數(shù)字城市建設(shè)是智慧城市建設(shè)不可逾越的重要內(nèi)容，相關(guān)數(shù)字城市建設(shè)工作是不可省略的。不可否認(rèn)的是，隨著智慧城市建設(shè)的不斷推進(jìn)，數(shù)字城市的規(guī)劃和建設(shè)將站到一個(gè)新的起點(diǎn)。智慧中國(guó)建設(shè)還將為地理空間框架建設(shè)、“天地圖”網(wǎng)站的建設(shè)與完善等重點(diǎn)工作提供重要推動(dòng)。

三、挑 戰(zhàn)

1. 對(duì)地理信息資源建設(shè)與共享的挑戰(zhàn)

智慧中國(guó)建設(shè)對(duì)基礎(chǔ)地理信息資源提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。一是對(duì)超大比例尺地理數(shù)據(jù)提出挑戰(zhàn)?！爸腔壑袊?guó)”和物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)與運(yùn)行涉及對(duì)精細(xì)資源的空間位置管理，如智能交通、智能社區(qū)、智慧電力中對(duì)“物”的管理都可能需要1∶500及更大的大比例尺地圖。但當(dāng)前，我國(guó)1∶1萬(wàn)及更小比例尺地理信息資源已經(jīng)比較豐富，但1∶1萬(wàn)及更大比例尺地理數(shù)據(jù)還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)陸地國(guó)土的全覆蓋，而要實(shí)現(xiàn)更大比例尺的地形圖覆蓋及更新，難度可想而知。二是對(duì)全國(guó)統(tǒng)一的地名地址門(mén)牌編碼和數(shù)據(jù)采集提出挑戰(zhàn)。智慧中國(guó)建設(shè)首先需要搭建全國(guó)統(tǒng)一的空間地址平臺(tái)，空間地址是生產(chǎn)生活中最常用的空間位置信息，以此為入口，可將其他物聯(lián)網(wǎng)信息進(jìn)行有效表達(dá)。目前，建成全國(guó)統(tǒng)一的門(mén)牌地址數(shù)據(jù)庫(kù)，并按行政區(qū)域進(jìn)行組織和管理還需要相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間。此外，地理信息共享仍是制約地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展、影響數(shù)字城市建設(shè)進(jìn)程的老大難問(wèn)題，順暢的地理信息共享機(jī)制的形成，全國(guó)互聯(lián)互通、資源充分共享、實(shí)現(xiàn)互操作的地理信息共享平臺(tái)的建成都還有很長(zhǎng)的路要走；而且隨著物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)，大比例尺地理信息共享的需求還會(huì)增多，地理信息共享的難度還會(huì)進(jìn)一步加大。

2. 對(duì)地理信息技術(shù)的挑戰(zhàn)

智慧中國(guó)強(qiáng)調(diào)應(yīng)用的智能化，其向地理信息技術(shù)的發(fā)展提出了挑戰(zhàn)。在數(shù)據(jù)獲取技術(shù)方面，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展向室內(nèi)外無(wú)縫定位和導(dǎo)航技術(shù)、更高分辨率的遙感獲取技術(shù)、激光雷達(dá)技術(shù)、高精度的工業(yè)測(cè)繪技術(shù)提出了更高需求，此外，按需更新、動(dòng)態(tài)更新、面向?qū)ο蟮母聦⒊蔀橹匾母路绞?；在?shù)據(jù)處理技術(shù)方面，感知中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)傳感器采集到的數(shù)據(jù)更加豐富、繁雜，需要進(jìn)行更海量的地理空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，且對(duì)航空和衛(wèi)星影像的自動(dòng)化解譯和處理，對(duì)多源數(shù)據(jù)的高效集成和組織，對(duì)快速、協(xié)同、智能化的地理數(shù)據(jù)處理提出了更高要求；在數(shù)據(jù)管理技術(shù)方面，需要實(shí)現(xiàn)從按圖幅的管理方式向按行政區(qū)域的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理方式的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)時(shí)空、三維、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，以及大眾上傳的地理數(shù)據(jù)的有效管理等；在數(shù)據(jù)分析技術(shù)方面，智慧中國(guó)建設(shè)更加強(qiáng)調(diào)從海量相關(guān)“物”或環(huán)境信息中挖掘感知規(guī)律和發(fā)展趨勢(shì)并實(shí)現(xiàn)智能化應(yīng)用的能力；在服務(wù)方面，智慧中國(guó)建設(shè)更需要全方位、多內(nèi)容、個(gè)性化的地理信息服務(wù)。目前，我國(guó)地理信息數(shù)據(jù)采集核心技術(shù)主要依賴(lài)國(guó)外，數(shù)據(jù)快速實(shí)時(shí)處理與需求的差距較大，應(yīng)用不深入，且許多服務(wù)停留在地圖可視化和空間查詢的層面，空間分析功能在解決行業(yè)問(wèn)題方面的應(yīng)用亟待加強(qiáng)，此外，地理信息服務(wù)方式還主要以地理信息數(shù)據(jù)提供、軟件提供和行業(yè)應(yīng)用GIS系統(tǒng)集成等服務(wù)為主，測(cè)繪地理信息的基礎(chǔ)傳輸網(wǎng)絡(luò)也不健全，因此地理信息技術(shù)水平亟須全面提升。

3. 對(duì)地理信息標(biāo)準(zhǔn)化的挑戰(zhàn)

智慧中國(guó)是由若干個(gè)系統(tǒng)有機(jī)無(wú)縫集成的龐大智能系統(tǒng)。要保證各個(gè)系統(tǒng)有機(jī)無(wú)縫的集成，必須要進(jìn)行整體規(guī)劃，遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。缺少了標(biāo)準(zhǔn)，智慧中國(guó)建設(shè)建成的只會(huì)是一個(gè)個(gè)孤立的智能化系統(tǒng)。因此，智慧中國(guó)建設(shè)向地理數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，以及與物聯(lián)網(wǎng)等其他技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)合、與其他行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一等方面都提出了更高的要求。目前，我國(guó)測(cè)繪地理信息還存在標(biāo)準(zhǔn)滯后的情況，標(biāo)準(zhǔn)化投入經(jīng)費(fèi)仍顯不足，標(biāo)準(zhǔn)前期研究相對(duì)薄弱，高層次標(biāo)準(zhǔn)化人才缺乏，標(biāo)準(zhǔn)的貫徹實(shí)施水平有待提高，而且我國(guó)在地理信息基礎(chǔ)框架上的各種標(biāo)準(zhǔn)都還未進(jìn)行統(tǒng)一，數(shù)字中國(guó)建設(shè)也缺乏整體規(guī)劃和頂層設(shè)計(jì)，各地?cái)?shù)字城市建立的模式千差萬(wàn)別，許多必要的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范沒(méi)有建立起來(lái)，沒(méi)有形成基本的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和考核體系。因此，智慧中國(guó)建設(shè)亟需加強(qiáng)地理信息標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。

4. 對(duì)地理信息安全的挑戰(zhàn)

智慧中國(guó)建設(shè)涉及高精度、大比例尺的涉密地理信息，智慧中國(guó)大量的物聯(lián)網(wǎng)信息都通過(guò)地理信息進(jìn)行組織和集成，這向地理信息的安全性提出了更高級(jí)別的要求。如何在智能化應(yīng)用的同時(shí)進(jìn)行統(tǒng)一的安全保密管理，是智慧中國(guó)時(shí)代測(cè)繪地理信息工作面臨的新課題。同時(shí)，目前地理信息的獲取正在全球化，發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)高分辨率遙感、高精度導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)等手段就可以獲得高精度的地理信息數(shù)據(jù)；國(guó)外高分辨率商業(yè)遙感衛(wèi)星可以獲取我國(guó)國(guó)土覆蓋范圍內(nèi)0.41 m分辨率(黑白)的遙感影像數(shù)據(jù)和1.65 m分辨率(彩色)的圖像；國(guó)外衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)能以優(yōu)于3 m的定位精度精確確定我國(guó)疆域內(nèi)的目標(biāo)位置，美國(guó)第三代GPS全球定位系統(tǒng)的定位精度將提高到1 m以內(nèi)；國(guó)外遙感可以獲取我國(guó)DEM數(shù)據(jù)，其在現(xiàn)勢(shì)性、精度等方面已經(jīng)達(dá)到我國(guó)自行生產(chǎn)的1∶5萬(wàn)DEM和1∶25萬(wàn)DEM數(shù)據(jù)水平；利用國(guó)外重力衛(wèi)星獲取的重力場(chǎng)數(shù)據(jù)精度已經(jīng)優(yōu)于我國(guó)的數(shù)據(jù)。在這種形勢(shì)下，智慧中國(guó)建設(shè)給我國(guó)地理信息安全提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

四、結(jié)束語(yǔ)

智慧中國(guó)建設(shè)是一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)期的過(guò)程，其將對(duì)地理信息技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供源源不斷的需求和推動(dòng)力，使測(cè)繪地理信息生產(chǎn)和應(yīng)用服務(wù)模式發(fā)生新的變革，并加快推動(dòng)當(dāng)前的數(shù)字城市建設(shè)，為地理信息共享開(kāi)拓新思路。同時(shí)，智慧中國(guó)建設(shè)也給測(cè)繪地理信息事業(yè)發(fā)展帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。我們?cè)谧プC(jī)遇的同時(shí)，應(yīng)不斷豐富智慧中國(guó)所需的地理信息資源，加強(qiáng)共享，創(chuàng)新地理信息技術(shù)，強(qiáng)化地理信息安全，促進(jìn)地理信息標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，提升測(cè)繪地理信息在智慧中國(guó)建設(shè)中的保障服務(wù)水平，迎接智慧中國(guó)建設(shè)帶來(lái)的挑戰(zhàn)。

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