關于新型基礎測繪體系建設的幾點思考

翟宏宇

（山西省測繪地理信息院，山西 太原 030001）

基礎測繪即按照國家統(tǒng)一規(guī)劃和統(tǒng)一技術標準完善并優(yōu)化更新測繪基準，實施測繪工作并提供相應的基礎地理信息數(shù)據，以滿足國防安全、國土規(guī)劃及國民經濟社會發(fā)展的需要。基礎測繪通常通過先進的航空航天攝影技術獲取相關地理信息數(shù)據，在滿足全國或局部區(qū)域測繪需求的前提下，根據持續(xù)更新的影像資料進行遙感分析，參照相關資料內外協(xié)同作業(yè)對地理信息進行實時測量、繪制與更新，以實現(xiàn)地理信息產品的數(shù)字化。隨著中國經濟社會的高速發(fā)展，各行各業(yè)都對地理信息供給工作提出數(shù)據更豐富、更高層次的訴求。此外，《全國基礎測繪中長期規(guī)劃綱要（2015—2030年）》 和《測繪地理信息事業(yè)“十三五”規(guī)劃》等由政府部門印發(fā)的文件也高頻率地提及“新型基礎測繪”一詞。綜上所述，為了高質量、高效率地服務中國經濟社會發(fā)展，構建提供全方位、多元化基礎測繪服務的新型基礎測繪體系已然成為基礎測繪領域在當前形勢下進行改革與工作優(yōu)化的必經之路。由此可見，在中國目前的經濟與社會發(fā)展形勢之下開展新型基礎測繪體系搭建工作意義重大、影響深遠。

1 基礎測繪面臨的形勢與需求

隨著科學技術的不斷創(chuàng)新以及中國經濟社會的高速發(fā)展，為了滿足各行各業(yè)在基礎測繪方面的訴求，基礎測繪工作面臨著越來越多的困難與挑戰(zhàn)。從宏觀角度來看，基礎測繪除了要繼續(xù)滿足國土空間規(guī)劃、國防安全、城市建設、應急保障、大數(shù)據分析等需求外，還要為國家自然資源規(guī)劃管理、自然資源確權登記和用途管制、生態(tài)環(huán)境保護與治理修復等工作提供成果數(shù)據作為基礎資料。從中觀層面和微觀角度來看，農業(yè)農村、水利、林業(yè)和園林、住建、應急管理、交通、文化旅游等相關部門需要基礎測繪提供數(shù)據支持；在新時代發(fā)展背景下，公眾對手機地圖、車載導航、云上旅游、室內與地下空間導航定位以及多種形式的定制服務等業(yè)務提供高精度、高分辨率動態(tài)地理信息數(shù)據服務提出了更高的要求。此外，基礎測繪以傳統(tǒng)的比例尺為唯一尺度進行分級作業(yè)與管理，不可避免地出現(xiàn)國家、省、市、縣各級統(tǒng)籌協(xié)調不足、數(shù)據和信息資料共享不暢等問題，從而導致重復測繪、產品結構單一以及由于技術指標要求不同而導致的生產規(guī)范老舊等問題，造成既有成果數(shù)據難以與目前的新興信息技術融合。鑒于以上問題，開展新型基礎測繪體系建設，在滿足各行各業(yè)對地理信息數(shù)據需求的前提下推動整個測繪行業(yè)向實體化、先行化、擴展化發(fā)展已成為當務之急。

2 新型基礎測繪的內涵與特征

新型基礎測繪是對傳統(tǒng)基礎測繪的繼承和發(fā)展，在保持基礎測繪的公益性和基礎性的前提下，依托當前的高新技術將基礎地理信息通過數(shù)字化、網絡化等手段打造成為個體獨立、位置精準、身份唯一、結構立體、語義豐富的地理實體產品模式，最大化地再現(xiàn)真實世界的存在狀態(tài)，為國土空間規(guī)劃、自然資源治理、社會經濟建設等活動提供摸清家底、探索規(guī)律和科學監(jiān)管的數(shù)據支撐服務。

隨著中國綜合實力的提升，新型基礎測繪對所屬業(yè)務進行了全方位的轉型升級。第一，面對當前經濟全球化和資源共享化的態(tài)勢，國家測繪基準的建設和維護工作范圍由原來的陸地國土延伸至海洋乃至周邊地區(qū)，由地表為主向地上地下、室內室外、水域、空域以及時間空間等維度進行探索；基礎測繪的工作重心向實時更新、層次精化以及基準數(shù)據運營與服務等方面擴展。第二，基礎航空航天影像的獲取方式發(fā)生改變，在傳統(tǒng)來源和方法的基礎上利用“空-天-地-網”新興技術，廣泛采用衛(wèi)星導航定位、多平臺傾斜攝影數(shù)據、全息測繪雷達點云數(shù)據、眾源數(shù)據等，在提高影像數(shù)據分辨率和時效性的同時可以有效避免重復采集，以達到節(jié)約成本的目的。第三，新型基礎測繪地理數(shù)字產品在國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略的驅動下，由DOM、DEM、DRG、DLG 形式的“4D”數(shù)據和由RS、GIS、GNSS 組成的傳統(tǒng)“3S”技術體系向人工智能深度學習、互聯(lián)網物聯(lián)網大數(shù)據分析、實體三維模型數(shù)據融合等高新技術組成的新型“地理實體”產品模式進化。第四，針對基礎地理信息數(shù)據庫的建設與更新，新型基礎測繪以獨立的地理實體為空間單元，不分尺度和層級，以實體三維的形式再現(xiàn)語義化、結構立體化、連續(xù)集成化的現(xiàn)實世界。新型基礎測繪打破了傳統(tǒng)測繪中橫向以“比例尺”為量測尺度，縱向以“要素”實施分層處理、觀測，以平面視角進行場景呈現(xiàn)的作業(yè)管理模式，摒棄了以往平面影像、地形數(shù)據、矢量實體以及對應的三維單體等數(shù)據各成體系的建庫方式，避免了成果疊加后數(shù)據粘連和由于層次分級、測量尺度的固定化以及單體數(shù)據缺乏大數(shù)據分析可識別的個性化語義屬性造成的對現(xiàn)實世界表達模糊從而出現(xiàn)不能針對性參與空間分析和決策的情況。

3 新型基礎測繪體系搭建設想

根據《全國基礎測繪中長期規(guī)劃綱要（2015—2030年）》的要求，基礎測繪工作要從工作范圍、技術手段、組織架構、工作重心、成果展示、服務形式等多個角度協(xié)同發(fā)力，主動探索工作中的未知及解決疑難點，并積極地進行開拓創(chuàng)新，從而搭建出更加科學、高效的生產管理服務體系。鑒于此，本文從產品建設、技術標準、應用管理這3 個體系提出一些設想，以進一步增強新型基礎測繪體系的建設性與實用性[1]。

3.1 升級新興技術深度融合的產品建設體系

新型基礎測繪除了要面對傳統(tǒng)業(yè)務外，當前自然資源管理“兩統(tǒng)一”和社會各界對地理信息提出了更深層次、更豐富精準的數(shù)據服務需求。為了滿足廣大用戶的實際應用需求，新型基礎測繪體系的搭建要以地理場景和結構化語義數(shù)據為基本組件，以空間地理實體三維模型為載體，構建全新的地理實體數(shù)字測繪產品。相較于傳統(tǒng)基礎測繪的影像數(shù)據采集方式，地理場景數(shù)據采集依托當前的高新技術，采用了全息測繪方式，綜合利用無人機傾斜攝影測量、多平臺移動式雷達激光掃描、GPS 差分定位無人船以及水下測量機器人等技術，從地上地下、水面水下、室內室外等不同視角以影像像素和雷達激光點云的形式，多時相、高清晰地反映一定區(qū)域范圍內連續(xù)成片的現(xiàn)實世界中原始地理空間位置、形態(tài)和拓撲關系等信息。地理實體數(shù)據作為新型基礎測繪的核心，以獨立地物和空間單元為調查對象，在模糊弱化比例尺理念的同時突破傳統(tǒng)測繪中地圖分幅和投影的限制，通過對每個地理實體附加唯一對應的空間身份編碼作為索引，搭載結構化和非結構化的多樣化信息，構建新型基礎測繪地理實體數(shù)據庫，以多種空間維度來還原現(xiàn)實世界的存在狀態(tài)。

3.2 構建適應時代需求的技術標準體系

基于時代和社會活動對地理信息的多樣性需求，新型基礎測繪技術標準體系的建設需要在先進生產力的驅動下向著內容豐富化、精度層次化、結構立體化等方面轉型升級。地理實體作為新型基礎測繪的空間研究對象，可以按地形實體、城市鄉(xiāng)村實體、部件地物實體等分級分類，打破了傳統(tǒng)測繪中橫向同一比例尺精度、縱向同一要素類的籠統(tǒng)作業(yè)模式，而是以不同地理實體、不同表達精度為作業(yè)思想，以顆粒度的精度模式個性化精細表達所屬研究對象的地理空間信息。依據《全國基礎測繪中長期規(guī)劃綱要（2015—2030年）》，為了在立體可視化的角度下研究不同類型地理實體之間的拓撲關系，可以按照一定的標準對地理實體進行層級分類，即構建“維度Dn+層級Lm”技術標準體系。在該體系中，維度Dn 主要包括2 維（平面）、2.5維（2 維矢量和影像數(shù)據模擬3 維空間變化）、3 維（立體呈現(xiàn)）、4 維（3 維狀態(tài)下有時間維度的表達）；層級Lm 分別定義為：L0—世界級，L1—國家級，L2—區(qū)域級，L3—省級，L4—城市級，L5—縣級，L6—街道（鄉(xiāng)鎮(zhèn)）級，L7—社區(qū)（村）級，L8—功能單元級，L9—地理實體級[2]。通過上述標準體系即可根據不同項目需求對地理信息完成針對性分析或大數(shù)據深度融合。

3.3 創(chuàng)建靈活機動的應用協(xié)調管理機制

新型基礎測繪以現(xiàn)實世界自然地形和人工地物不同類型的地理實體為研究對象。國家、省、市、縣應多級聯(lián)動，本著“一個實體只測一次”的基本原則，建立科學合理的空間身份編碼分類體系，統(tǒng)籌協(xié)調、分級投入，避免重復測繪導致的資源浪費，積極推動傳統(tǒng)測繪成果與新型基礎測繪地理實體數(shù)據庫相融合，形成內容全面、單體分明、精度適中的集約型地理信息測繪產品。基礎地理信息服務要面向政府部門、企事業(yè)單位以及廣大個體用戶提供產品服務，依托新興的軟硬件技術平臺，由傳統(tǒng)測繪定式化的數(shù)據提供方式向“定制服務，按需組裝”模式的新型測繪轉變；要針對國家安全與社會進步對地理信息服務的需求，加強保密管理和需求對接，最終搭建組織安全、統(tǒng)籌協(xié)調、共建共享、集約利用的大數(shù)據庫管理服務平臺。

4 結束語

長期以來，基礎測繪作為一項基礎性、公益性事業(yè)，在國防建設、資源監(jiān)管與治理、社會活動等領域貢獻突出，是中國社會與經濟發(fā)展過程中至關重要的一環(huán)。隨著近幾年一大批新興技術的不斷發(fā)展并應用于測繪領域，基礎測繪向著立體可視化、動態(tài)實時化、處理自動化、服務社會化為特點的新型基礎測繪轉型升級。在新型基礎測繪體系的建設過程中應積極探索產品建設體系，逐步帶動技術標準體系、組織協(xié)調服務體系、政策導向管理體系全面創(chuàng)新。