学术交流 关于新式根底测绘的考虑

发布时间:2022-06-15 20:24:37 来源:亚博bet

  根底测绘是为经济建造、国防建造、社会展开和生态保护服务的一项重要公益性作业。现在,关于新式根底测绘的内在仍处在评论进程中。笔者曾于2017年撰文剖析了技能进步给根底测绘带来的影响,提出了展开新式根底测绘的有关主张。近年来,天然资源部大力推动新式根底测绘建造,在上海、武汉等城市展开了相关试点。跟着新式根底测绘试点的推动,对其的知道也逐渐深化,本文拟再次就新式根底测绘的建造问题进行评论,以抛砖引玉,促进对新式根底测绘内在知道的深化。

  首要剖析了新年代对新式根底测绘提出的新要求,研讨了新式根底测绘的中心内容和首要使命与现有根底测绘比较是否产生改动;然后从问题导向下手,别离评论了新式根底测绘的数据系统和办理方法;最终指出新式根底测绘的“新”体现在哪些方面。

  当今国际正阅历百年未有之大变局,我国经济社会展开已进入新年代,党的十九届五中全会提出,要加速构建以国内大循环为主体、国内国际双循环彼此促进的新展开格式。

  新年代为新式根底测绘赋予了新的要求。坚持立异驱动展开,要求大力加强根底测绘相关的根底理论研讨,研制习气信息和通讯技能(ICT)年代的地图理论、新式地舆信息数据模型等,完结更多从0到1的原始立异。展开数字经济,建造数字我国、才智城市,要求根底测绘供给威望、高效、一致的数字“基底”。建造生态文明,展开天然资源查询监测,编制和施行疆土空间规划,要求根底测绘供给一致的空间方位、空间联络和空间表达方法,并完结从二维到三维的晋级。

  在评论新式根底测绘的内在时,首要要清晰一个问题:新式根底测绘的中心内容和首要使命与现有根底测绘比较是否有所不同?

  2017年新修订的《测绘法》中对根底测绘的中心内容进行了清晰规则,首要包含:①树立全国一致的测绘基准和测绘系统;②展开根底航空拍摄,获取根底地舆信息的遥感材料;③测制和更新国家根本比例尺地图、印象图和数字化产品;④树立和更新根底地舆信息系统。这一规则中隐含了从构建测绘基准、到测制根本比例尺地势图、再到建库的一整套出产流程。

  综观国外,各国官方制图安排从事的地势图出产等活动虽然不叫“根底测绘”,但其性质与我国根底测绘根本相同。首要发达国家大地丈量安排的中心内容仍然是保护本国高精度测绘基准和测绘系统,这些国家的官方制图安排出产的产品首要仍为纸质和数字式系列比例尺地势图。美国民用地舆信息数据首要由美国地质查询局(USGS)出产。USGS最重要的测绘产品是“国家地图”(TheNationalMap),包含11种首要产品和服务,包含鸿沟、高程、地名、水文、土地掩盖、正射印象、构筑物和交通等信息。“国家地图”的数据大部分来源于具有8个根底数据层的1∶2.4万比例尺地舆信息数据。

  加拿大官方出产的地势图首要包含1∶5万和1∶25万两种比例尺。英国官方测绘安排英国军器丈量局出产的“主地图(MasterMap)”包含地势层、高速公路网、绿色空间层、水系网和印象层5种数据,其间地势层是对英国地貌最具体和精确的描绘,包含路途、郊野、建筑物、树木、栅门和途径等信息,比例尺为1∶1250~1∶1万。法国地舆院出产的印象地图的比例尺为1∶2.5万~1∶100万。荷兰官方出产的地势图的比例尺为1∶5000~1∶150万。德国联邦制图和大地丈量局出产的地势图比例尺为1∶2.5万~1∶100万。这些国家出产的数字产品类型仍以DLG、DEM、DRG等4D产品为主。

  2018年天然资源部树立,根底测绘作业要习气天然资源办理作业的相关需求。根底测绘作业与天然资源办理作业二者既有联络,又彼此差异。天然资源办理需求根底测绘供给技能支持。美国、加拿大、澳大利亚等发达国家的天然资源办理作业非常先进,这些国家的根底测绘也仍然与天然资源办理坚持相对独立。

  因而,无论是依据《测绘法》的规则,仍是参阅国外的做法,新式根底测绘的中心内容与原有根底测绘是相同的。

  《测绘法》中规则了根底测绘的中心内容,并未对根底测绘的首要使命进行清晰规则。《全国根底测绘中长期规划大纲(2015-2030年)》中指出了新式根底测绘的首要特征,即“全球掩盖、海陆统筹、联动更新、按需服务、敞开同享”。这5个特征别离描绘了根底地舆信息掩盖规划、更新方法的改动以及根底测绘服务方法的改动。

  以往根底测绘的掩盖规划是陆地疆土,没有触及海洋,也没有触及国外,因而新式根底测绘的首要使命需进行拓宽,完结“全球掩盖”和“海陆统筹”。问题是研讨的起点、立异的起点。剖析新式根底测绘的内在,应以问题为导向。概括起来看,以往根底测绘被用户诟病最多的问题首要有两个:①根底测绘效果不好用,如要素偏少、格式单一等;②分级办理导致重复测绘,糟蹋财务资金。第一个问题触及根底测绘的出产力,第二个问题触及根底测绘的出产联络。出产力决议出产联络,因而本文先评论出产力——新式根底测绘的数据系统,再评论出产联络——新式根底测绘的办理方法。

  新式根底测绘的数据系统与地图直接相关。地图是精心设计的东西,用于在事物空间联络中记载、核算、显现和剖析事物。地图最根本的效果是把地球表面的事物收入视界。地图是依据人类认知习气对地球表面的笼统,已去除了影响人们读图的冗余信息和噪声信息,还添加了一些地球表面没有的信息,如境地限等,具有高度的科学性。

  千百年来,人们的认知已习气于二维地图,因而要想改动人们对二维平面地图的认知习气,绝非易事。印象地图是从空中视角查询地上构成的效果,且其上地表各类要素没有通过笼统加工,若直接给普通人一幅印象图,因为噪声太多,又没有概括后的图形符号,反而不能很容易地识别出各类地舆要素。

  近30a来,ICT迅速展开,数字技能给地图带来了信息空间的数字自在。与纸质地图比较,数字地图具有4种动态性:图形是动态的、版本是动态的、介质是动态的、完结度是动态的。数字地图完结了传统地图从二维到三维的改变,表达更为灵敏多样,且打破了比例尺的约束。但是,从本质上看,现在的ICT给地图学带来更多的是地图“表达”上的打破,而并未给地图学理论带来新的实质性打破。一些地图学、地舆学范畴的专家正在探究数字年代地图新的内在和表达方法,如探究场景学作为地图学新理论的或许性。

  传统地图学的理论结构和技能中心是地图投影、地图概括和符号系统。这是一套谨慎的科学系统,支撑着地图成为人类知道国际、改造国际的有力东西。现在,地图学理论没有呈现新的实质性立异,传统二维地图的理论根基仍然极其坚定。

  现有根底测绘存在的一个坏处是效果不好用,如要素偏少、格式单一等。处理该问题需别离从信息收集和供给服务两个方面下手。

  (1)信息收集端。受图幅巨细所限以及运用的需求,传统地势图上一般显现地貌、水系、土质植被、居民地、路途、行政境地等常见的地舆要素。在信息化年代,地图的信息承载量大幅提高,地势图上所表明的地舆要素品种可大幅拓宽和添加,如城市中的许多爱好点要素可添加至地舆信息数据库中。此外,传统地势图只表明地球表面以上的天然和人文地舆要素,往后可参加地球表面以下的地舆要素,如城市的地下管网数据、人防工程数据等。

  (2)服务端。《全国根底测绘中长期规划大纲(2015-2030年)》中指出新式根底测绘的特征之一是“按需服务”。“按需服务”和“按需测绘”是两个不同的概念,前者是指后端的服务,是在根底测绘效果上“再加工”所构成的产品和服务,而不是根底测绘效果自身;后者是指前端的数据收集,是依照用户的要求有挑选地收集地舆信息要素。因为根本比例尺地势图是一种普适性的产品,其满意的是不同用户的通用需求,因而根底测绘在数据收集时不存在“按需测绘”的问题。“按需服务”的提出,首要是为了处理根底测绘效果不好用的问题。在模仿地图年代,纸质地势图一旦生效果无法更改,很难满意用户更多、更精密的需求;而在现代ICT的支持下,则可完结“按需服务”,如可通过分层技能,将用户需求的地舆要素分层提出、显现,运用户可按“菜单”“点菜”。

  根底测绘要真实完结“按需服务”,是一个困难的进程。首要,向社会供给公益服务的测绘作业单位必需求改变观念,实在秉承以用户为中心的理念,放低姿势。许多时分,用户并不知道自己的需求在哪里,这就要求实在加强地势图等理论根底研讨,研讨ICT年代地图的数字建模、表达等,给用户供给颠覆性的新式根底地舆信息产品。其次,要树立有关需求获取机制,深化了解不同范畴用户对根底测绘效果和服务的实践需求,依据需求逐渐改善效果方法和服务方法。最终,要树立用户反应机制,及时获取用户对效果和服务的定见、主张,并在此根底上不断改善效果和服务。

  天然资源部树立后,测绘地舆信息作业融入天然资源办理作业全局。作为测绘地舆信息作业的中心内容之一,根底测绘作业需求更好地为天然资源一致办理供给支撑和保证。因而,需求针对天然资源办理作业的实践需求,研制新式根底测绘产品;开发能够灵敏表达各类首要天然资源的地图符号,以及能够动态表达各类天然资源改动情况的地图产品,为天然资源查询监测、确权挂号和开发使用等作业供给有力支撑。

  原国家测绘地舆信息局在上海和武汉展开新式根底测绘试点时,把地舆实体作为一个探究的要点。原国家测绘地舆信息局在国测函2017]127号《关于上海市新式根底测绘试点项目立项的批复》中,主张上海环绕云核算、物联网、大数据等高新技能在根底测绘作业中的使用立异,展开根据地舆实体的全息地舆时空数据获取、处理、建库、办理和剖析等试点作业,拓宽地舆信息要素内容,建造新式根底地舆信息时空数据库,并构成相关规范规范。

  地舆实体的内在现在尚在探究中。笔者了解,地舆实体是地球表面和地表下各类由人们片面所界说的独立要素。正如地图上的各类符号是对实际国际的笼统相同,地舆实体也是对实际国际的一种笼统。大者如珠穆朗玛峰、长江都可作为一个实体,小者如城市中的井盖、路灯也可被视为一个实体。长江等大实体又可细分为许多小实体,如长江的各支流均可视为一个实体。因为地舆实体的区分具有高度的片面性,因而不同的人对地舆实体的界说或许截然不同。事实上,在现有出产方法下,收集根底地舆信息时已经是按要素进行的,与按地舆实体收集是相似的。

  在根底测绘现有的分级办理方法下,不同比例尺地势图所选用的出产方法是不同的。国家和省级中小比例尺地势图首要是使用拍摄丈量方法,根据航空航天遥感印象生成;城市等级的大比例尺地势图则首要选用地上实地丈量的方法。上海和武汉试点中出产的是城市区域大比例尺根底地舆信息数据,在数据收集阶段由作业人员决议应收集哪些地舆实体,或许会因为作业人员的不同而不同。新式根底测绘的试点选在上海和武汉两个城市,而根底测绘的要点则是在省和国家两级。将城市的试点效果向省级和国家级推行,还有许多作业要做,如在城市大比例尺地势图上可显现的地舆要素,许多时分并不能在中小比例尺地势图上显现,这就需求许多的地图概括进程。

  根底测绘事务是树立在齐备的包含地图学在内的测绘学科理论根底之上的,传统地图学虽然在ICT年代面对许多新的应战,但时至今日,传统的二维地图仍是描绘实际国际最好的模型和东西。在新的能够代替传统地图学理论的新理论呈现之前,现有根底测绘的理论根基不会产生太大的改动。

  新式根底测绘需求新的技能系统支撑。在根底测绘出产中应交融使用大数据、云核算、人工智能、5G、国产暗码和区块链等高新技能手法,构建新的根底测绘技能系统和工艺流程。习气测绘技能智能化的展开方向,新式根底测绘建造中应凭借人工智能等新技能、新手法,概括提炼环境感知、空间认知等天然智能和先验常识,将其融入根底地舆信息数据获取、处理、剖析服务的进程中。

  实景三维我国近年来遭到测绘地舆信息业界的热捧。《天然资源部信息化建造整体计划》中要求树立全掩盖的三维天然资源数据底板。往后应深化展开对三维数据模型的研讨,研讨树立科学谨慎的表达实际国际的三维数据模型,以及怎么从三维数据中提取出二维地势图,便于实践运用。地图上二维实体的空间联络剖析具有谨慎的科学理论支撑;而现在的实景三维数据仅能起到展现效果,无法反映三维实体之间的空间联络,未来需在三维实体空间联络建模方面加强研讨。在出产方法方面,应探究树立根据职业纵向和部分横向的数据统筹同享、根据互联网的众源获取和根据群众的众包收集等出产安排方法。

  根底测绘现有的分级办理方法,是与国家的分税制密切相关的。1994年我国开端施行分税制财务办理体制,以事权区分为根底来区分中心与当地政府间的财务开销,按税种的归属来清晰中心与当地政府间财务收入的规划,一起辅之以财务搬运付出准则。与分税制相习气,1997年根底测绘施行分级办理、分级投入,对推动全国各地的根底测绘建造起到了积极效果。

  2017年新修订的《测绘法》中进一步清晰:国家对根底测绘施行分级办理。2016年国务院发布了《关于推动中心与当地财务事权和开销职责区分变革的辅导定见》,2019年9月国务院印发了国发[2019]21号《施行更大规划减税降费后调整中心与当地收入区分变革推动计划》,旨在进一步理顺中心与当地财务的分配联络,安稳分税制变革以来构成的收入区分整体格式。能够确认的是,往后适当长的时期内,根底测绘的分级办理体制仍然坚持不变。

  在分级办理体制不变的前提下,怎么改善根底测绘现有的出产方法呢?无妨学习一下第一次全国地舆国情普查的作业方法。

  2013-2015年我国展开了第一次全国地舆国情普查,依照“全国一致领导、部分分工协作、当地分级担任、各方一起参加”的准则安排施行,所需经费按作业使命由中心财务和当地财务别离承当。在使命施行上,国家层面的首要使命是担任树立普查的出产安排系统和技能规范系统;统筹航空航天遥感材料获取;树立质量操控系统;协助中西部贫困区域完结地舆国情普查作业;汇总各省(区、市)普查信息,建造全国地舆国情本底数据库;展开重要地舆国情信息的概括计算和剖析点评等。省级层面的首要使命是依照一致要求和有关规范,展开本区域地舆国情普查底图制造、数据处理、数据库建造;做好本区域普查效果的查看检验和汇总上报;完结本区域数据处理、计算剖析等。

  综上所述,在地舆国情普查的安排施行中,国家层面的首要使命是全面统筹,包含拟定规范、统筹购买印象材料、协助困难区域完结作业、建造全国本底数据库等;各省的首要使命是完结本区域的地舆国情普查使命、保证本区域普查效果的质量等。

  以第一次地舆国情普查作业的安排施行方法为学习,新式根底测绘可选用相似的分级办理方法。在国家和省级分工上,国家层面首要担任全面统筹,包含树立全国一致的测绘基准和测绘系统,统筹获取根底地舆信息的遥感材料,树立质量操控系统,协助困难区域完结根底测绘作业,建造全国根底地舆信息数据库等;省级层面首要担任完结本区域的根底测绘使命,包含依照一致规范展开本区域根底地舆信息获取、数据处理、数据库建造,做好本区域根底地舆信息效果的质量查看检验和汇总上报等。在这种方法下,需求确认一个科学合理的数据收集标准(如1∶2000)。国家和各省份根底测绘所需经费由各自的作业量决议。国家具有全国根底地舆信息数据效果的分发权,各省具有本区域根底地舆信息效果的分发权,既避免了重复建造,又保证了根底地舆信息效果的共建同享。在省和市县分工上,相同可采纳上述分级办理方法。省级层面首要担任所属各市县根底测绘出产使命的统筹,各市县首要担任完结本区域大比例尺(1∶500)根本地势图的出产。省和市县根底测绘所需经费由各自的作业量决议。

  新式根底测绘的“新”终究体现在哪些方面,不同的专家观点纷歧。根据上述评论,新式根底测绘的“新”除了体现在“全球掩盖”、“海陆统筹”、“按需服务”上以外,在数据系统方面,未来的立异将是从二维向三维的跨过,并完结智能化出产;在办理方法上,新式分级办理方法能削减重复测绘,还可促进各级测绘地舆信息部分之间数据的共建同享。

  作者:乔朝飞,博士,天然资源部测绘展开研讨中心,研讨员,现从事测绘地舆信息展开战略、规划与方针研讨作业

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