李維森

地理空間框架是當(dāng)今測繪工作的主要活動和主要內(nèi)容。

地理空間框架究竟是些什么內(nèi)容？實際上，它是對地理信息數(shù)據(jù)進行采集加工，或者交換、服務(wù)的活動，以及與這些活動相關(guān)的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、基礎(chǔ)設(shè)施的一個總稱。也就是說，在政策標(biāo)準(zhǔn)各方面的支持下，建立相應(yīng)的機制，在相關(guān)技術(shù)的支撐下，通過人和設(shè)備。設(shè)施，向社會各方面提供地理信息的服務(wù)。地理空間框架也是當(dāng)今測繪工作的主要活動和主要內(nèi)容。

為了把這項工作做好，貫徹落實中央的指示精神，國家測繪地理信息局和當(dāng)時的國務(wù)院信息辦（現(xiàn)已并入工信部）聯(lián)合出臺了關(guān)于加強數(shù)字中國地理空間框架建設(shè)應(yīng)用的一個指導(dǎo)性意見，對于地理空間框架和應(yīng)用，進行了進一步明確的規(guī)范。

這里面地理空間框架的構(gòu)成，具體而言包括了五大內(nèi)容：第一是數(shù)據(jù)部分，這是最基本的；第二個是目錄和交換，要建成一個交換體系；第三是提供公共服務(wù)體系；第四是政策和標(biāo)準(zhǔn)的支持；最后是要組織保障，沒有組織保障這項工作做不好的。這就是我們的地理空間框架的五大體系。五大體系的核心是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，因為其他的是相對固定的。所以我也會重點介紹數(shù)據(jù)體系。

地理空間框架要求從國家到省、到市縣是互聯(lián)互通的。國家一直是統(tǒng)一的，在全國實現(xiàn)互聯(lián)互通。這樣在全國的保障服務(wù)上是非常便捷的，也是非常豐富的。我說的數(shù)據(jù)體系這個框架的核心，也是國家的自然資源和地理信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的主要內(nèi)容，還包括多尺度、多要素、多類型、多時相，是一個國家的戰(zhàn)略性資源。

近十年來我們國家的數(shù)字中國地理空間框架到底建設(shè)到什么程度了？

新時代的坐標(biāo)體系建設(shè)

首先是國家層面的建設(shè)，就是地理空間框架數(shù)據(jù)體系這個核心的建設(shè)。要說數(shù)據(jù)體系建設(shè)，首先要知道我們國家在做地理信息的采集、服務(wù)過程中的基準(zhǔn)問題。所謂“基準(zhǔn)”就是坐標(biāo)體系。

地理空間信息中的任何一個點都有它的坐標(biāo)，這是我們測繪活動的一項基礎(chǔ)。而這個基準(zhǔn)，是由平面基準(zhǔn)（平面坐標(biāo)）、高程基準(zhǔn)、重力基準(zhǔn)和深度基準(zhǔn)構(gòu)成的。重力基準(zhǔn)我們可能用得稍微少一些，但是在礦產(chǎn)方面用得比較多。

平面基準(zhǔn)，我們國家經(jīng)歷過三次變化：最早采用的是1954年的全國統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)——北京坐標(biāo)系，作為我們國家平面控制網(wǎng)和控制坐標(biāo)系的原點。到了1982年我們又建立了西安坐標(biāo)系，也就是80系——1980西安坐標(biāo)系。這個坐標(biāo)系也是個平面坐標(biāo)系，那么這個坐標(biāo)系派生出來的圖和各方面的應(yīng)用，當(dāng)前也在用。到了2000年，隨著我們衛(wèi)星定位技術(shù)的提高——因為前面這兩種坐標(biāo)系都與衛(wèi)星定位不相關(guān)，所以這個坐標(biāo)系都是在過去要做各種三角點、天文大地網(wǎng)測量的這些基礎(chǔ)上建立的，與現(xiàn)在的精度不行——所以2000年以后，有了衛(wèi)星定位技術(shù)以后，國家開始實施了2000坐標(biāo)系。這是以地心為中心的一個動態(tài)的平面一致的坐標(biāo)系。

而對于高程坐標(biāo)系，就是我們國家哪一點多高。這個高程坐標(biāo)系是我們1956年建成的黃海高程。到了1985年做了一次改造，然后建成了1985的高程，這個高程的原點是在青島。青島市觀象山的水陸原點，和海平面相接的一點作為我們國家高程的零點。所以到哪個城市說海拔多少，就是以之為計算點的。這是高程系統(tǒng)。

要開展建設(shè)離不開這個系統(tǒng)。因為這些基準(zhǔn)都有些過時了，為了提高我們現(xiàn)在測繪基準(zhǔn)的水平，適合國際要求，特別是衛(wèi)星定位技術(shù)的要求，所以從2000年起，國家就批準(zhǔn)了一個測繪基準(zhǔn)現(xiàn)代化建設(shè)的工程。這個工程國家投資了5個多億，2001年建設(shè)完成，這就是建立我們國家的在2000坐標(biāo)系環(huán)境下的三維動態(tài)陸海一體的高程技術(shù)。這個系統(tǒng)，要建立360個國家衛(wèi)星定位的連續(xù)運行的基準(zhǔn)站。一開始這360個站基本上都是GPS站，現(xiàn)在我們國家的北斗系統(tǒng)出來了，現(xiàn)在我們的這360個站，既滿足GPS的要求，也可以和格洛納斯、伽利略以及我們的北斗兼容。這些系統(tǒng)都可以共享。這360個站分布在我們國家各地，是國家統(tǒng)一建設(shè)的，但各個省市也在建省內(nèi)范圍的。目前我們掌握的衛(wèi)星定位基準(zhǔn)站，全國有2000多個。我們?nèi)珖藮|北和西北部分區(qū)域以外，發(fā)達省區(qū)的基準(zhǔn)站基本上都建成了。

基準(zhǔn)站體系建成以后，可以解決什么問題呢？解決了我們測控制點，不需要再用經(jīng)緯儀?，F(xiàn)在只要拿著衛(wèi)星定位儀——GPS儀器或者北斗儀器，往任何一點一放，這個系統(tǒng)就可以收到信號。一般精度的，放一下大概就是一分鐘不到，這一點的平面位置就出來了。這些點建了以后，我們測量的精確程度和技術(shù)水平就有大大的提高。這是解決了我們平面測量的效率問題，和衛(wèi)星技術(shù)是緊密相連的，給全國提供了平面的基準(zhǔn)。

而在高程系統(tǒng)方面，我們在全國開展了12萬公里的水準(zhǔn)測量——一等水準(zhǔn)測量。通過這次測量完以后，我們和現(xiàn)在的GPS點，以及國家的重力點，一起對全國的地質(zhì)進行了一次模擬的計算。計算完以后，把這套系統(tǒng)和之前的衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)系統(tǒng)一結(jié)合，這時候我們到任何一點就可以不僅獲取它的平面位置，還可以獲取它的高程。這就是我們的大地基準(zhǔn)，到2016年將全部建成。這項工作是在全國大規(guī)模地鋪開。

1∶50000地圖的全國覆蓋與更新

同時，按國家的要求，我們要將1∶50000的地圖對全國進行全覆蓋。這是一項重大的工作。我們在2006年以前，曾把過去測繪的1∶50000的圖都輸進去建立了數(shù)據(jù)庫，但這個數(shù)據(jù)庫是比較陳舊的。所以從2006年起，國家又專門投資了5.4億，對過去的老的1∶50000的地形圖進行更新。這個更新工程，從2006年起，到2011年結(jié)束。

我們用5年多的時間，把總共19000多幅地形圖測完。2011年舉行了項目的驗收，這部分占了全國面積的80%。而青藏高原——新疆、西藏、青海這一部分，海拔在4千米以上，過去有很多無法測，隨著技術(shù)水平的提高可以實現(xiàn)后，國家就西部這個項目就投資了11個億，同樣也是2011年竣工完成。

工程順利完工以后，我們在國務(wù)院新聞辦公室就對這兩項工程進行了聯(lián)合發(fā)布：全國的最新的1∶50000數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了全國的全覆蓋。這個全覆蓋，在國際上都是非常罕見的。除了美國的基本圖是1∶24000以外，像加拿大、俄羅斯都沒有實現(xiàn)?，F(xiàn)在各個省，任何地方和部門都可以拿到這個數(shù)據(jù)。

完成了陸地測量后，陸地的延伸——海島礁的問題怎么解決？所以在很多部門、專家的要求下，我們提出了關(guān)于開展海島礁的一個測繪工程。這項工程是以總參謀部和國土資源部聯(lián)合的名義申報中央的，具體實施由國家測繪局、總參測繪局、國家海洋局和海軍司令部四家聯(lián)合來組織實施，由國家測繪局來牽頭。項目由時任國務(wù)院總理溫家寶親自批的，胡錦濤總書記和中央軍委幾位副主席都在上面簽了字。

這項工程國家投入了15.6個億，從2009年開始，今年一期工程完成，明年上二期。這項工程我們主要對600多個大于500平方米的島嶼進行定位和測圖，同時要全面摸清我們國家到底有多少個島礁是實際被外國在控制著。

這三項工作做完后，我們的測繪工作，從國家的角度就全面完成了。但是因為我們國家的建設(shè)發(fā)展速度非?？?，很多部門特別是道路交通部門提出來，能不能每年把圖可以快速地更新？

在這種訴求下，我們就開展了定期更新的工作。因為我們國家有自己的測繪衛(wèi)星，數(shù)據(jù)源沒有什么成本，所以大概每年只要花將近1個億左右的經(jīng)費，就可以把全國的1∶50000地形圖的數(shù)據(jù)實現(xiàn)全面的更新。通過各種努力，這幾年已經(jīng)實現(xiàn)了。從2012年開始，對重要的地理信息要在全國范圍內(nèi)，每年做一次更新。

這個年度的更新出來以后，給相關(guān)部門提供使用，反映非常好。我們不僅實現(xiàn)了全覆蓋，而且實現(xiàn)了動態(tài)更新，很多數(shù)據(jù)現(xiàn)勢性很高。應(yīng)該說我們國家的數(shù)據(jù)在1∶50000的尺度上是非常豐富，而且現(xiàn)勢性非常好，所以在各個部門像國土方面使用的地質(zhì)調(diào)查等等，應(yīng)用很廣。

地理信息公共服務(wù)平臺和數(shù)字城市建設(shè)

我們建立了這個數(shù)據(jù)庫以后，同時為了滿足各方面的要求，建立起國家的地理信息公共服務(wù)平臺。

地理信息公共服務(wù)平臺分三種類型：一個是涉密版，因為5萬的地形圖是機密版，機密版是不能賣的，也不能泄露的，所以我們就設(shè)置了平臺的涉密版；其他兩個是政務(wù)版和公眾版。

涉密版主要是公安部門需要的，而其他政府內(nèi)網(wǎng)環(huán)境下運行的是政務(wù)版。現(xiàn)在我們各個城市的數(shù)字城市基本上是政務(wù)版的偏多。同時我們從2010年開始，實行了一個基于互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的公眾版，就是天地圖。天地圖和現(xiàn)在的谷歌地圖是相類似的。我們想通過我們?nèi)珖呐?，實現(xiàn)某種形式替代谷歌?，F(xiàn)在天地圖除了西藏沒有連上以外，其他的對全國實現(xiàn)了對接聯(lián)網(wǎng)。

國家在測繪地理信息方面實行的是分級管理。國家完成了1∶50000的，任務(wù)基本上是完成，可以提供保障了。省這一級的，是要求1∶10000或者1∶5000的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；而到市縣這個層級，就是1∶2000甚至1∶500。因為現(xiàn)在經(jīng)濟快速發(fā)展和衛(wèi)星影像的技術(shù)提高，大家對大比例尺、高精度的數(shù)據(jù)需求非常旺盛。所以這時候我們地方不能全靠國家的這個版本，所以數(shù)字省區(qū)和數(shù)字城市也是在這個環(huán)境下提出來的。

數(shù)字省區(qū)的建設(shè)內(nèi)容，我們在2009年就印發(fā)了關(guān)于數(shù)字省區(qū)建設(shè)的技術(shù)大綱。數(shù)字省區(qū)到底怎么建，數(shù)字省區(qū)建設(shè)的數(shù)據(jù)體系方面，也就主要是三個方面：一個是我們現(xiàn)代的基準(zhǔn)要和國家基準(zhǔn)一致；一個是數(shù)據(jù)庫，就是1∶5000和1∶10000的數(shù)據(jù)庫；再一個就是要建立起公共平臺，包括涉密版的和政務(wù)版的。

由于各地的發(fā)展不平衡，我們對建設(shè)數(shù)字城市也不能一刀切。對具備硬件環(huán)境的城市，對數(shù)據(jù)要求比較緊迫的城市，從2006開始，提出了建設(shè)數(shù)字城市的全國性工程。

這項工程實際上是在總結(jié)國家和省的建設(shè)的基礎(chǔ)上，提出了四項工作：第一是建立一個數(shù)據(jù)庫，就是以為1∶10000、1∶5000、1∶2000和1∶500為基礎(chǔ)的，覆蓋城市市域和市中心的數(shù)據(jù)庫；第二是在這個數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，建立起一個公共服務(wù)平臺，同樣分為政務(wù)版、涉密版和公眾版的，為各方面服務(wù)；第三是建立一套機制，在市域范圍之內(nèi)，政府來主導(dǎo)，大家共享，測繪地理信息部門、國土部門來做基礎(chǔ)的技術(shù)保障支持，來做更新；同時第四點，在這個基礎(chǔ)上，實現(xiàn)若干應(yīng)用——各個部門在應(yīng)用，以此實現(xiàn)政府間的數(shù)據(jù)互通共用，一套數(shù)據(jù)解決大家的問題。

我們的要求是十二五期間，333個地級市要全面完成?，F(xiàn)在的情況是到目前為止，324個地級市已經(jīng)開展了這項工作。

（本文根據(jù)作者在8月湖南數(shù)字城市地理信息基礎(chǔ)工程市長研討班上所作報告錄音整理而成，有刪節(jié)，未經(jīng)作者本人審閱）