桂德竹,張成成,崔紅霞
(1. 國家測繪地理信息局測繪發(fā)展研究中心,北京 100830; 2. 中國測繪科學(xué)研究院,北京 100830; 3. 渤海大學(xué),遼寧 錦州 121013)
新型基礎(chǔ)測繪的工作對象和內(nèi)容芻議
桂德竹1,張成成2,崔紅霞3
(1. 國家測繪地理信息局測繪發(fā)展研究中心,北京 100830; 2. 中國測繪科學(xué)研究院,北京 100830; 3. 渤海大學(xué),遼寧 錦州 121013)
《全國基礎(chǔ)測繪中長期規(guī)劃綱要(2015—2030年)》確定了2030年建成新型基礎(chǔ)測繪體系的發(fā)展目標(biāo)。相對于基礎(chǔ)測繪而言,新型基礎(chǔ)測繪多出的“新型”二字,意味著區(qū)別于傳統(tǒng)基礎(chǔ)測繪的工作對象和任務(wù)內(nèi)容。為此,本文對新型基礎(chǔ)測繪的工作對象在覆蓋范圍上實現(xiàn)全球覆蓋和海陸兼顧、在要素內(nèi)容上實現(xiàn)從七大要素向全要素發(fā)展,并從基礎(chǔ)測繪生產(chǎn)組織角度對新型基礎(chǔ)的具體工作任務(wù)進(jìn)行了分析研究。
新型基礎(chǔ)測繪;工作對象;任務(wù)內(nèi)容;生產(chǎn)組織
《全國基礎(chǔ)測繪中長期規(guī)劃綱要(2015—2030年)》指出:新型基礎(chǔ)測繪工作對象覆蓋全球陸地和海洋,以衛(wèi)星遙感和衛(wèi)星導(dǎo)航定位為主要技術(shù)手段,以現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)體系和數(shù)字地理空間框架等為主要成果內(nèi)容,提供滿足多樣化需求的定制服務(wù)。新時期基礎(chǔ)測繪的工作對象、工作內(nèi)容的深刻變化,體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)社會各領(lǐng)域?qū)y繪地理信息需求結(jié)構(gòu)調(diào)整和現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展對測繪地理信息轉(zhuǎn)型發(fā)展的要求。相對于基礎(chǔ)測繪而言,新型基礎(chǔ)測繪多出的“新型”二字,意味著區(qū)別于傳統(tǒng)基礎(chǔ)測繪的工作對象和任務(wù)內(nèi)容。為此,本文擬對新型基礎(chǔ)測繪的工作對象在覆蓋范圍上實現(xiàn)全球覆蓋和海陸兼顧、在要素內(nèi)容上實現(xiàn)從七大要素向全要素發(fā)展,并從基礎(chǔ)測繪生產(chǎn)組織角度對新型基礎(chǔ)的具體工作任務(wù)進(jìn)行分析研究。
基礎(chǔ)測繪是為經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)和社會發(fā)展提供全方位測繪服務(wù)保障的基礎(chǔ)性工作。黨的“十八大”以來,經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)、國家總體安全戰(zhàn)略新布局、國家“走出去”新形勢要求新型基礎(chǔ)測繪以全球、海洋及重點地區(qū)為常態(tài)化工作對象,在覆蓋范圍上實現(xiàn)全球覆蓋和海陸兼顧,在要素內(nèi)容上實現(xiàn)從七大要素向全要素發(fā)展。
伴隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展空間不斷向全球拓展,我國對全球陸地和海洋基礎(chǔ)地理信息資源覆蓋不夠、掌握不足問題變得尤為明顯。主要表現(xiàn)為:
1) 邊境以內(nèi)大比例尺地理信息資源較為薄弱。新疆、西藏、云南等九省(區(qū))及新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)約146萬km2,其1∶2.5萬基礎(chǔ)地理信息近乎空白,1∶1萬地理信息覆蓋率為19.5%,且近一半現(xiàn)勢性為2000年以前;邊境口岸、城鎮(zhèn)大多無1∶5000及更大比例尺地理信息[1]。
2) 邊境以外大比例尺地理信息資源近乎空白。研制了全球2000年和2010年兩期30 m分辨率地表覆蓋遙感制圖數(shù)據(jù)產(chǎn)品,但尚未建立常態(tài)化的更新機(jī)制,且全球基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品種類少、尺度小、現(xiàn)勢性不高。
同時,我國與美國、英國、法國、德國、日本等世界發(fā)達(dá)國家在全球地理信息資源開發(fā)建設(shè)方面存在較大差距。這些國家普遍重視境外地區(qū)地理信息資源,早已實現(xiàn)了對包括邊境地區(qū)在內(nèi)的國土范圍地理信息的合理覆蓋后拓展到全球重點地區(qū),并建立了常態(tài)化的更新機(jī)制:
1) 美國已經(jīng)獲取了覆蓋全球地表80%陸地范圍的干涉雷達(dá)數(shù)據(jù),生產(chǎn)空間分辨率30 m、高程精度16 m的全球地形數(shù)據(jù)。2011年美國公布了全球最詳盡的海底地形圖,分辨率為1 km,目前正在測制北極地區(qū)海底地形圖。
2) 日本于1996年開展了全球測圖項目,于2008年發(fā)布了該項目的第一個版本,并每5年對該數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。
3) 2009年6月,美國與日本共同推出了1″間隔的全球數(shù)字高程數(shù)據(jù),是迄今為止最完整和一致的全球數(shù)字高程數(shù)據(jù),2011年新版本數(shù)據(jù)覆蓋范圍擴(kuò)展到全球99%的陸地。
4) 國外先后研制了4套1 km、1套300 m分辨率的全球地表覆蓋數(shù)據(jù)產(chǎn)品[2]等。
為此,隨著經(jīng)濟(jì)全球化、國家“走出去”的深入發(fā)展,從全球整體角度來看中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步的思路或方法已經(jīng)成為必然:滿足我國“穩(wěn)固沿邊、經(jīng)略周邊、面向全球”的開放發(fā)展的需求,盡快縮小、加快趕超美國等西方國家,不斷拓展基礎(chǔ)測繪工作對象,不斷加強(qiáng)對全球和重點地區(qū)的精細(xì)認(rèn)知,獲取覆蓋邊境地區(qū)、全球重點地區(qū)的地理信息資源,提前謀劃,有策略、有步驟地開展全球測繪和邊境測繪。
經(jīng)過30余年改革開放,我國已經(jīng)形成了較合理的國土空間開發(fā)格局,但也面臨著資源稟賦空間不均衡、環(huán)境容量有限和生態(tài)系統(tǒng)承載力約束的問題,需要差別化地制定不同地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展方式及資源生態(tài)環(huán)境政策等,調(diào)整優(yōu)化空間結(jié)構(gòu),構(gòu)建科學(xué)合理的城市化格局、農(nóng)業(yè)發(fā)展格局、生態(tài)安全格局、自然岸線格局等[3]。為此,需要統(tǒng)籌做好陸地海洋不同區(qū)域測繪地理信息服務(wù)保障。其中,西部地區(qū)主要做好基礎(chǔ)地理信息資源建設(shè)與服務(wù)工作,并依此重點開展資源環(huán)境生態(tài)、自然災(zāi)害防治等監(jiān)測;東部地區(qū)要做好基礎(chǔ)地理信息更新和地理國情監(jiān)測工作,并重點開展城鎮(zhèn)化發(fā)展、國土空間開發(fā)等監(jiān)測;沿海地區(qū)要做好海洋基礎(chǔ)測繪工作,并依次重點開展海岸帶變化監(jiān)測等。
經(jīng)過多年努力,陸地國土基礎(chǔ)測繪任務(wù)已基本完成。據(jù)“十二五”測繪地理信息規(guī)劃評估報告,目前,國家級和省級(除西藏外)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫已全面建成。但是,長期以來,我國法律法規(guī)沒有明確海洋基礎(chǔ)測繪的定義和內(nèi)涵,《中華人民共和國測繪法》只對海洋基礎(chǔ)測繪由軍隊管理給出了原則性的規(guī)定,影響了具體工作的開展。伴隨著海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略和“一路一帶”建設(shè)的推進(jìn),發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)、維護(hù)海洋權(quán)益、實施海洋工程、開展海洋科學(xué)研究迫切需要海洋基礎(chǔ)地理信息的支撐。為此,測繪地理信息部門可通過完成海島(礁)一期工程,爭取海島(礁)二期工程,謀劃海岸帶測繪和海底地形測繪,開展海洋地理信息資源開發(fā)建設(shè)戰(zhàn)略研究。同時,據(jù)對11個沿海省份調(diào)研,地方海洋測繪在體制機(jī)制建設(shè)、規(guī)劃編制和落實、成果管理和使用、行業(yè)管理等方面也取得了突破性進(jìn)展。如浙江省明確省級基礎(chǔ)測繪包括海洋測繪,由省測繪與地理信息管理部門負(fù)責(zé)組織實施[4]。福建省測繪地理信息局“三定”規(guī)定中被賦予承擔(dān)全省海洋基礎(chǔ)測繪的職責(zé)。沿海過半的地區(qū)以專項工程的形式將海洋測繪列入基礎(chǔ)測繪規(guī)劃,還有個別地區(qū)編制了海洋測繪專項規(guī)劃等。但是,總體來看,海洋基礎(chǔ)測繪定義和任務(wù)不明,管理職責(zé)分工不清,組織實施能力不強(qiáng)。為此,綜合考慮當(dāng)前海洋測繪管理體制客觀實際和相關(guān)法律條款規(guī)定,明確海洋基礎(chǔ)測繪定義和內(nèi)涵,通過按地域或按內(nèi)容劃分民用海洋基礎(chǔ)測繪和軍事海洋基礎(chǔ)測繪的任務(wù),并采用軍民融合的方式組織實施。
傳統(tǒng)測繪的目的是測制地圖,因此,其關(guān)注對象主要為具有明顯形狀特征的地理要素,尤其強(qiáng)調(diào)對具有方位意義的獨(dú)立地物的突出表示。同時,由于受到地圖制圖圖面信息承載量的限制,以及航測或衛(wèi)星遙感內(nèi)業(yè)判讀和外業(yè)調(diào)繪等技術(shù)手段的影響,基礎(chǔ)測繪對象側(cè)重于居民地、水系、交通、境界、地貌、地表覆蓋和地名七大要素,其屬性信息設(shè)置主要偏向自然屬性,人文經(jīng)濟(jì)屬性少。伴隨著基礎(chǔ)測繪全方位服務(wù)于經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會發(fā)展和國防建設(shè)的需要,基礎(chǔ)測繪對象要從核心要素向全要素拓展,從地表向地上、地下、水下一體發(fā)展,增加地下管線、水下地形、不動產(chǎn)信息等要素內(nèi)容,并根據(jù)地理信息統(tǒng)計、分析方面的應(yīng)用,增加地理實體屬性、分布和相互關(guān)系的信息。
《中華人民共和國測繪法》和《基礎(chǔ)測繪條例》對基礎(chǔ)測繪的任務(wù)作出了規(guī)定:“基礎(chǔ)測繪是指建立全國統(tǒng)一的測繪基準(zhǔn)和測繪系統(tǒng),進(jìn)行基礎(chǔ)航空攝影,獲取基礎(chǔ)地理信息的遙感資料,測制和更新國家基本比例尺地圖、影像圖和數(shù)字化產(chǎn)品,建立、更新基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)?!痹摱x從生產(chǎn)組織的角度,分別對基準(zhǔn)體系維護(hù)、遙感資料獲取、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生產(chǎn)與建庫、基礎(chǔ)地理信息服務(wù)4方面內(nèi)容進(jìn)行了規(guī)定,具體見表1。
同時,海洋基礎(chǔ)測繪是基礎(chǔ)測繪的重要組成部分。鑒于目前尚未對海洋基礎(chǔ)測繪給出法定定義,因此,海洋基礎(chǔ)測繪任務(wù)內(nèi)容的確定既要遵從基礎(chǔ)測繪已有的規(guī)定,又要體現(xiàn)海洋測繪在理論與技術(shù)方法、成果形式和管理等方面與陸地測繪工作的差異性。據(jù)調(diào)研,發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)、實施海洋工程、開展海洋科學(xué)研究對海洋基礎(chǔ)地理信息需求相對比較集中[5]:從區(qū)域來講,集中在領(lǐng)?;€以內(nèi),主要是灘涂、淺海、島礁、礁盤等范圍;從要素或內(nèi)容來講,集中在岸線、水下地形、水文、底質(zhì)等信息;從使用部門來看,主要是海洋漁業(yè)、國土管理、旅游發(fā)展等政府部門;從用途來看,主要是涉海管理部門開展資源管理、規(guī)劃編制、權(quán)屬登記、執(zhí)法監(jiān)海洋工程等。為此,綜合軍隊、海洋、交通、測繪地理信息等部門工作實際、相關(guān)學(xué)者觀點[6]及基礎(chǔ)測繪的法定定義,海洋基礎(chǔ)測繪的任務(wù)內(nèi)容主要包括基準(zhǔn)體系維護(hù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生產(chǎn)、成果管理和應(yīng)用服務(wù)3方面,即建立全國統(tǒng)一的海洋測繪基準(zhǔn)和海洋測繪系統(tǒng),通過開展海洋大地測量、海底地形測量、重力測量、磁力測量,測制和更新海洋基礎(chǔ)地理信息,建立、更新海洋基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)等,見表2。
新型基礎(chǔ)測繪是對傳統(tǒng)基礎(chǔ)測繪的繼承和發(fā)揚(yáng),因此,新型基礎(chǔ)測繪的具體內(nèi)容可歸納為4個方面。
據(jù)調(diào)查,2014年測繪基準(zhǔn)成果提供數(shù)比2013年下降45.3%,為自2006年來的最低點[7],這從某一方面反映了測繪基準(zhǔn)應(yīng)用比較薄弱,究其原因主要包括兩個方面:一是測繪基準(zhǔn)體系現(xiàn)代化水平還不高。維持大地基準(zhǔn)的國家GNSS連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站數(shù)量少,盡管大部分省完成了CORS基站建設(shè),但從全國層面看密度分布仍不均勻、網(wǎng)形結(jié)構(gòu)不盡合理。大地基準(zhǔn)和高程基準(zhǔn)尚未實現(xiàn)有效融合等。二是測繪基準(zhǔn)資源整合及服務(wù)能力不夠。我國衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行參考站網(wǎng)仍處于以建設(shè)為主的階段,服務(wù)能力尚未形成和推開。目前,英國等國外發(fā)達(dá)國家也已停止對傳統(tǒng)測量標(biāo)志的重新改進(jìn)計劃,轉(zhuǎn)入加大測繪基準(zhǔn)技術(shù)現(xiàn)代化的升級改造,建立全國衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)服務(wù)系統(tǒng)[8]。因此,一方面,加快推進(jìn)現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)體系建設(shè),對現(xiàn)有衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站的北斗化升級改造;另一方面,強(qiáng)化測繪基準(zhǔn)成果的管理和服務(wù),建立測繪基準(zhǔn)成果數(shù)據(jù)庫及服務(wù)系統(tǒng),加強(qiáng)國家、行業(yè)與地方衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站的統(tǒng)籌管理、資源共享和整合,形成一體化管理和協(xié)同服務(wù)機(jī)制。
航空航天遙感影像既是國家重要的地理信息資源,又是其他基礎(chǔ)地理信息資源建設(shè)的主要數(shù)據(jù)源。綜合考慮基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫更新、基礎(chǔ)性地理國情監(jiān)測和專題性地理國情監(jiān)測的需要,需制定航天航空遙感影像獲取分區(qū)計劃,建立國家基礎(chǔ)航空攝影定期分區(qū)更新機(jī)制、航天遙感影像數(shù)據(jù)快速分級分區(qū)覆蓋獲取機(jī)制,統(tǒng)籌安排不同數(shù)據(jù)源多種分辨率的遙感影像獲取。
基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)經(jīng)歷了初始建庫、重點更新、全面更新等階段,逐步建成了覆蓋全國陸地國土、涵蓋核心要素、包含系列比例尺、多產(chǎn)品類型的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫。但在庫體結(jié)構(gòu)、聯(lián)動更新等方面還有進(jìn)一步改進(jìn)完善的空間:一是跨尺度聯(lián)動更新存在困難,國家、省、市級基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)尺度固定,未能較好地考慮地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展差異性需求,同時,各比例尺分別組織和建庫,地理要素多個尺度間沒有建立關(guān)聯(lián),一致性難以維護(hù);二是數(shù)據(jù)庫聯(lián)動更新效率不高,基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫與地理國情普查數(shù)據(jù)庫間建立關(guān)聯(lián)關(guān)系,形成完整的、一致的地理空間框架,三庫融合更新需求迫切。因此,加強(qiáng)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫升級與動態(tài)更新,主要需要做好以下工作。
(1) 建立全國統(tǒng)一、多尺度融合的基礎(chǔ)地理信息庫
將當(dāng)前按照國家、省、市分別負(fù)責(zé)不同的比例尺數(shù)據(jù)庫,設(shè)計成全國統(tǒng)一的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫,統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一規(guī)劃下,由國家、省、市分工進(jìn)行建設(shè)和維護(hù)。同時,逐步建立基于高精度實測地理實體的成果采集和管理模式,實現(xiàn)測、繪環(huán)節(jié)分離。在數(shù)據(jù)采集、建庫、更新、維護(hù)環(huán)節(jié),不考慮制圖,同一地理要素保留精度最高、現(xiàn)勢性最好的;在應(yīng)用服務(wù)環(huán)節(jié),通過要素選取和圖形綜合,綜合尺度、內(nèi)容、精度等因素,制作相應(yīng)的地形圖等基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品。
(2) 協(xié)同國家、省、市級聯(lián)動更新
不同地區(qū)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫要素詳細(xì)程度和精度可以不同,如城市、東部地區(qū)、西部地區(qū)可以分別按照1∶500、1∶5000、1∶10 000~1∶50 000的精度及內(nèi)容建庫。同時,建立以行政區(qū)劃或其他地理單元的網(wǎng)格化更新手段,各級測繪地理信息部門更新和維護(hù)本級范圍的基礎(chǔ)地理要素集,并在本級范圍內(nèi)做好多尺度的要素一致性處理,然后逐級匯交。
對近10年的我國測繪成果提供的基本情況進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品需求結(jié)構(gòu)正處于調(diào)整期,具體表現(xiàn)為:一是基本比例尺地形圖、測繪基準(zhǔn)成果等傳統(tǒng)基礎(chǔ)測繪成果使用量逐步下滑;二是數(shù)字正射影像(DOM)、航攝影像、衛(wèi)星影像等新型數(shù)字化測繪成果的需求大幅上升。其中,數(shù)字正射影像的提供量增幅最快,2014年較2013年增長101.0%[9]。由此可知,基礎(chǔ)測繪標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品的需求依然強(qiáng)勁,但仍存在產(chǎn)品類型單一、服務(wù)靈活性不高等問題。因此,設(shè)計生產(chǎn)基礎(chǔ)地理信息系列產(chǎn)品,加強(qiáng)基礎(chǔ)地理信息應(yīng)用服務(wù),具體包括如下內(nèi)容。
(1) 設(shè)計生產(chǎn)基礎(chǔ)地理信息系列產(chǎn)品
根據(jù)信息公開和交換共享等要求,針對政府、公眾不同對象,研制公眾類、政務(wù)類基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品,在繼續(xù)保持基礎(chǔ)地理信息產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、特色基礎(chǔ)上,提高其靈活性;開展基礎(chǔ)地理信息衍生產(chǎn)品的應(yīng)需設(shè)計和個性化設(shè)計,形成集數(shù)據(jù)、圖件、報告、系統(tǒng)于一體、面向主題的產(chǎn)品集。
(2) 整合利用基礎(chǔ)地理信息資源提供相關(guān)服務(wù)
基于基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù),整合地理國情普查監(jiān)測、數(shù)字城市等成果,完善現(xiàn)行測繪地理信息成果目錄,并主要依托天地圖提供相關(guān)數(shù)據(jù)的應(yīng)用開發(fā)、分析服務(wù)等。
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B
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2016-01-12
國家自然科學(xué)基金(41371425;41271451)
桂德竹(1982—),男,博士,副研究員,主要從事測繪地理信息發(fā)展戰(zhàn)略研究工作。E-mail: guidz@sbsm.gov.cn