基于天地圖的位置服務

作者系國家基礎地理信息中心天地圖工作部副處長/高工

在導航和位置服務中，地理信息起著非常重要的作用，天地圖作為國家地理信息公共服務平臺，在位置服務領域起著一個非常重要的基礎性作用。

天地圖建設的背景和目標

天地圖是實現(xiàn)全國地理信息網(wǎng)絡服務所需要的信息數(shù)據(jù)、服務功能以及運行支撐環(huán)境的總稱，是數(shù)字中國的重要組成部分，它以分布式公共地理框架數(shù)據(jù)庫為基礎，以網(wǎng)絡化地理信息服務為表現(xiàn)形式。天地圖的建設是由以下4個方面的需求來驅動的：

國家戰(zhàn)略的需求驅動

國務院發(fā)布了《促進我國國家空間信息技術設施建設和應用若干建議》，提出建立統(tǒng)一的全國性地理空間信息交換網(wǎng)絡體系，實現(xiàn)國家主要基礎性地理空間信息資源數(shù)據(jù)庫的網(wǎng)絡互聯(lián)。在國務院關于加強測繪工作意見中也明確提出要構建基礎地理信息的公共服務平臺。此外，胡錦濤在2008年的兩院院士大會上講話中提到，在2008年的汶川地震之后，國家有一個突出任務要建立國家減災信息平臺，在這個過程中發(fā)現(xiàn)地理信息，尤其是位置信息是一個非常重要的基礎性的支撐。在2010年的時候，李克強總理對測繪工作有一個批示，要求加快構建地理信息平臺。

社會經(jīng)濟發(fā)展驅動

傳統(tǒng)的測繪地理信息是以數(shù)據(jù)的方式或者地圖的方式來提供的，用戶拿到這些信息后，信息處理的工作量非常大，而且這些數(shù)據(jù)專業(yè)性強，導致數(shù)據(jù)處理周期長，投入成本比較大。在此背景下需要一個平臺提供一種地理信息的公共服務，讓這些數(shù)據(jù)為我所用。

國家安全的需求

以谷歌地球為代表的一些國外的商業(yè)公司開發(fā)的地圖服務，在領土主張與地名標注等方面不完全符合我國的國家利益，并且在里面標注了一些敏感信息，甚至還有一些涉密信息，這對我們的國家安全造成了威脅。從這個角度來講，需要建立我國自主的一個地理信息的公共平臺。

地理信息應用服務的需求

隨著人民群眾生活水平的提高，以導航定位、本地搜索、物流監(jiān)控、手機地圖等為代表的位置服務發(fā)展非常迅速。而可以社會化應用的地理信息數(shù)據(jù)產(chǎn)品匱乏，供求矛盾十分突出。此外，部分企業(yè)自行采集基礎地理信息，既造成重復采集和浪費，也無法保證大范圍、多尺度數(shù)據(jù)的適時更新，迫切需要測繪部門能夠依托自身優(yōu)勢，為企業(yè)提供便捷、高效、低成本的應用開發(fā)環(huán)境，支持企業(yè)結合其它相關信息資源的開發(fā)，開展更多的地理信息增值服務，滿足社會需求。

因此，我們提出建設地理信息公共平臺的目標，主要解決幾方面的問題：一個是跨部門、跨地區(qū)的地理信息快速集成應用；第二個是面向政府、公眾、企業(yè)的地理信息公共服務；第三個是建設我國自主的網(wǎng)絡地理信息服務平臺。與北斗建設目標類似，盡管有GPS，我們還是要建設北斗系統(tǒng)；有了谷歌地球，我們還是要建設我國自主的信息平臺，這個平臺是我們國家測繪地理信息部門服務民生、服務大局的一個重要載體。

天地圖開通以后，黨和國家領導人也給予高度重視，李克強總理在2011年5月23日視察國家地理測繪信息局的時候，觀看了天地圖的演示，特別指出，天地圖既是政府的公益性平臺，產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎平臺，又是方便群眾的服務平臺，國家安全的保障平臺。這實際上是對天地圖給出了一個非常好的定位，非常高瞻遠矚的定位。天地圖現(xiàn)在就是按照這“四個平臺”的定位來建設的，來做好天地圖的各項應用。

當然從具體的方面來說，我們建設天地圖有兩大目標，一個是把它打造成為測繪地理信息部門對內對外服務的終極服務出口。第二個是集成各類社會、人文統(tǒng)一的信息，使它成為各類信息空間展示或發(fā)布的統(tǒng)一的空間框架，這是一個整體的建設目標。在這個目標下面，我們需要若干個建設任務，這些任務主要包括有關的頂層設計，還有數(shù)據(jù)資源的整合，另外還有技術系統(tǒng)的研發(fā)，包括各級節(jié)點的建設，另外還有相關的標準、規(guī)范的制定，另外還有行業(yè)應用的推進等等，這是整個建設任務。

目前的建設進展和主要成果

天地圖的建設歷程

天地圖的建設經(jīng)歷了規(guī)劃、研發(fā)、試運行、運行等階段，其重要的時間節(jié)點如下：天地圖的測試版是2010年10月21日上線； 2011年1月18日正式版上線，并在國務院新聞辦公室舉行了全球新聞發(fā)布會；2013年5月，天地圖的政務版在國家電子政務外網(wǎng)開通；2013年6月份，天地圖門戶網(wǎng)站2013版上線。

天地圖是在國家測繪地理信息局的主導下建設，由國家基礎地理信息中心負責具體的實施，此外還有相關的企業(yè)，包括四維、東方道爾、武大吉奧、吉威數(shù)源等公司的支持。

建設理念的轉變

天地圖在建設過程中有幾個重要理念的轉變。

（1）分建共享的建設與運維模式。分建共享是各部門，包括測繪系統(tǒng)內部，或者是專業(yè)部門之間，按照自身需求來建立自己的信息資源，同時這個信息資源可以通過統(tǒng)一的接口標準來實現(xiàn)一個在線的集成和協(xié)同的服務，這是一個重要的觀念的轉變。我們經(jīng)常講共建共享，實際上共建共享在真正的推進過程中難度很大，所以這里提出一個分建共享的理念。

（2）分布式節(jié)點布局。天地圖實際上是由國家節(jié)點、省級節(jié)點和市級節(jié)點三級構成的，每一級的節(jié)點服務于不同的部門和專業(yè)的用戶，不同的節(jié)點之間通過統(tǒng)一的標準來實現(xiàn)服務的聚合。

（3）協(xié)同的服務模式。我們在天地圖的建設初期主要是通過服務聚合的模式。服務聚合是按照標準接口來聚合不同的地理信息服務資源，為用戶提供一站式的服務。現(xiàn)在我們正在升級天地圖的地理信息服務平臺，這個平臺會采用云計算技術，使用節(jié)點同構和數(shù)據(jù)融合的方式來實現(xiàn)全局的負載均衡與信息服務。

（4）天地圖的三個版本。這三個版本也是非常重要的，因為天地圖提供的用戶種類是不一樣的，它運行的網(wǎng)絡環(huán)境也是不一樣的，根據(jù)不同的網(wǎng)絡環(huán)境它分為公眾版、政務版、涉密版三個版本，不同的版本面向不同的用戶使用。

（5）天地圖的三種服務模式。第一種是門戶網(wǎng)站的模式，它就是一個地圖網(wǎng)站，用戶打開這個網(wǎng)站就可以瀏覽相關的地理信息資源，也可以進行地點的查詢、公交線路查詢等等；第二種是API模式，這是提供給比較專業(yè)的用戶使用，專業(yè)的用戶可以通過天地圖提供的API來開展自己的業(yè)務；第三種是前置服務，前置服務實際上是軟件、硬件和服務打包的形式，像這種服務整個前置在用戶的網(wǎng)絡環(huán)境中，它可以滿足用戶相關的地理信息應用的需求。

（6）標準框架與重要標準。我們編制了天地圖的相關標準，包括技術、服務的標準，另外還有相關的系統(tǒng)集成的標準，這些標準為天地圖的建設起到了重要的基礎信息作用。

（7）建設規(guī)劃與管理規(guī)定。在國家測繪地理信息局的指導下，我們也編制了相關的規(guī)劃，這些規(guī)劃或者指南，或者有關的評估，或者測試要求，也為全國天地圖的建設、各級節(jié)點的建設提供了指導。

集成并發(fā)布了豐富的數(shù)據(jù)

天地圖提供服務的基礎在于它豐富的地理信息資源，目前天地圖與國內外同類的服務相比，國內的數(shù)據(jù)是具有絕對的優(yōu)勢，國外的數(shù)據(jù)資源我們也在不斷補充。這個補充數(shù)據(jù)來源有多種，其中主要有我們國家自己的資源三號衛(wèi)星，另外天地圖的整個數(shù)據(jù)資源是動態(tài)的，我們建立了相應的數(shù)據(jù)更新的機制，大的數(shù)據(jù)版本是每年更新兩次，像一些重要的地理信息，比如說地名的變更，或者是高速公路的開通，這些信息是實時更新的，如果說獲取到它的信息源的話，就實時更新。還包括影像數(shù)據(jù)的展示，比如島嶼的數(shù)據(jù)，包括黃巖島、釣魚島、南海諸島，天地圖上都發(fā)布了高分辨率的影像信息。另外還有一些運行的數(shù)據(jù)，包括街景數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)也在天地圖上不斷地豐富。此外，天地圖還發(fā)布了一些多語言版本的信息，包括英文的，另外我們還發(fā)布了蒙文的信息，還有維文的信息。

基于空間云計算技術的自主軟件平臺

天地圖是一個我們國家自主的地理信息公共服務平臺，在這方面我們也開發(fā)了自主的云平臺，在這方面我們主要是采用云計算技術，主要是三個部分，一個是云存儲，還有云搜索、云服務，這些技術的使用上極大地提高了天地圖的服務效率，也降低了天地圖的建設成本。該平臺對服務器的要求不是很高，我們可以用比較便宜的服務器來構建云的服務環(huán)境，這樣使得整個天地圖的服務效率和服務性能得到一個大的提升，同時整個建設成本得到一個大幅度的降低。

門戶網(wǎng)站功能拓展、性能提升

天地圖門戶網(wǎng)站上有矢量地圖、影象地圖、地形圖、三維地圖、實拍街景地圖，還有一些路徑規(guī)劃的功能，現(xiàn)在也發(fā)布一些社會經(jīng)濟的信息，比如說統(tǒng)計、人口普查、旅游信息。這些信息跟地理信息整合起來以后，可以起到一個非常好的可視化的作用。

手機地圖

天地圖也推出了手機地圖，還有服務接口和API的資源服務。

分布式數(shù)據(jù)中心

現(xiàn)在天地圖已經(jīng)建設了5個數(shù)據(jù)中心，包括國家級主節(jié)點、克拉瑪依災備中心、天津國家數(shù)據(jù)中心、長沙南方數(shù)據(jù)中心等。目前天地圖實現(xiàn)了除了西藏以外的30個省級節(jié)點，還有113個市級結點的服務聚合。這些分布式的節(jié)點通過天地圖的統(tǒng)一平臺為用戶提供服務。

數(shù)據(jù)融合和軟件同構

數(shù)據(jù)融合實際上就是將國家的地理信息資源和省里、市里的信息資源做一個數(shù)據(jù)結構上的融合、數(shù)據(jù)資源的整合，這樣使得我們的數(shù)據(jù)更豐富。通過數(shù)據(jù)融合之后，天地圖的國家、省、市三級節(jié)點之間形成了一個互聯(lián)互通的服務網(wǎng)絡，這樣實際上是集成了全國的測繪地理信息資源，包括各個企業(yè)，或者是一些政府部門等等這樣的地理信息資源，做一個統(tǒng)一的地理信息平臺，來為用戶提供服務。

天地圖對位置服務的支持

為專業(yè)部門提供業(yè)務化服務

天地圖為位置服務提供相關的支持也是體現(xiàn)在地理信息公共服務平臺的基礎上。天地圖擁有地理信息資源，與位置信息結合起來后，就可以提供相關的服務，這個服務是需要與用戶需求相結合的。

天地圖提供了一個非常好的基礎平臺，專業(yè)的用戶可以將自己專題的信息，或者是專業(yè)的業(yè)務數(shù)據(jù)疊加到天地圖上。比如國家安全生產(chǎn)指揮中心建立的安全生產(chǎn)應急平臺，也是應用天地圖，它以天地圖作為基礎平臺，在上面發(fā)布安監(jiān)相關的業(yè)務信息，包括危險源、人員的部署、救援的方案等等，這些信息和地理信息結合起來，可以起到很好的決策指揮、輔助決策的重要作用。

此外，重大測繪工程、水利部水利普查信息發(fā)布系統(tǒng)、教育部全國中小學校舍管理系統(tǒng)、城市空氣質量監(jiān)測系統(tǒng)、國土部土地出讓查詢系統(tǒng)、礦產(chǎn)資源管理系統(tǒng)、地調局的地質調查信息發(fā)布系統(tǒng)，都是基于天地圖來建設的。

應急救災與科研考察

天地圖在應急減災中也發(fā)揮了重要的作用，尤其是雅安地震發(fā)生的時候，天地圖第一時間將震后的無人機影像發(fā)布到天地圖上，這個信息在央視的直播中發(fā)揮了重要的作用，為民眾了解地震災區(qū)震后的相關情況提供了第一手的資料。

黑龍江森林防火平臺的基礎也是利用天地圖，當然它也利用了北斗、GPS等相關的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。平臺可以進行火災的現(xiàn)場的標注，一些相關的水源地信息的提取。

尤其值得一提的，在中央電視臺的藏羚羊科考活動報道中，天地圖與北斗結合的應用效果也非常好。相關研究部門研發(fā)了定位項圈掛在藏羚羊的脖子上，它傳回來的信息和天地圖有一個動態(tài)的疊加，這樣就可以看到藏羚羊的遷徙路徑，另外還可以分析整個藏羚羊的遷徙的習性，包括生活習性等等。

宣示國家領土主張與捍衛(wèi)國家主權

天地圖在宣示我們國家的領土主張和國家主權方面發(fā)揮了重要的作用。因為國家版圖是國家領土主張的重要象征，天地圖完全按照我國的政治主張，清晰明確地表達了我們對釣魚島、黃巖島，還有南海諸島、藏南地區(qū)的領土主張。另外，國外的一些?；鹁€、首都都是按照我們國家的政治主張標示在天地圖上的，所以天地圖在這方面也發(fā)揮了宣示我們國家的領土主張，起到了捍衛(wèi)國家主權的作用。在這方面也希望大家積極地使用天地圖，用好天地圖。