劉奇志,肖建華,李鵬鵬,彭清山,王祥,李海亭
(1.武漢市自然資源和規(guī)劃局,湖北 武漢 430000; 2.武漢市測繪研究院,湖北 武漢 430021)
黨的十九屆五中全會提出,當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局,正處于新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命深入發(fā)展的新時期,要充分認識新發(fā)展階段,貫徹新發(fā)展理念,構(gòu)建新發(fā)展格局,堅持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位,建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展的國土空間布局和支撐體系,系統(tǒng)布局新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),加快數(shù)字化發(fā)展。
基礎(chǔ)測繪面臨著適應(yīng)新形勢、滿足新需求、解決新問題、完成新任務(wù)、做好新服務(wù)等一系列挑戰(zhàn),這就要求我們在新時期新發(fā)展階段下準確把握測繪工作的根本定位,即“支撐自然資源管理,服務(wù)生態(tài)文明建設(shè),支撐各行業(yè)需求,服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展”[1],貫徹“測繪向策劃升級,測量向調(diào)查轉(zhuǎn)變”的新時期基礎(chǔ)測繪工作新發(fā)展理念,構(gòu)建全面融入自然資源管理體系中的新發(fā)展格局,不斷促進基礎(chǔ)測繪在新體制下保障經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展、服務(wù)國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化建設(shè)等工作中發(fā)揮好支撐作用意義重大,開展新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)勢在必行。
新型基礎(chǔ)測繪是在保持基礎(chǔ)測繪基礎(chǔ)性、前期性、公益性的前提下,運用人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù),采取“國家-省-市(縣)”協(xié)同生產(chǎn)組織管理模式,遵循相關(guān)的標準規(guī)范形成全新的測繪產(chǎn)品體系,具有信息獲取立體化、實時化,處理自動化、智能化,服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化、社會化的特征,是測繪發(fā)展進入新階段,貫徹“兩支撐、兩服務(wù)”新理念,構(gòu)建測繪體系新格局的重要工作,是現(xiàn)代城市測繪體系中最重要的內(nèi)容,也是未來測繪工作的根基。
新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)的“新”主要特點體現(xiàn)在新時期的新定位、新技術(shù)、新問題、新期待和新標準,其中:
(1)新定位:國務(wù)院機構(gòu)改革后,測繪工作在自然資源管理大格局下明確了“兩服務(wù)、兩支撐”的新定位,基礎(chǔ)測繪在為經(jīng)濟建設(shè)、社會發(fā)展和國防建設(shè)提供測繪服務(wù)保障的同時,也承擔(dān)起支撐自然資源“兩統(tǒng)一”管理職責(zé)履行,服務(wù)生態(tài)文明建設(shè)的新使命。
(2)新技術(shù):在國家創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略的驅(qū)動下,基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)加快轉(zhuǎn)型升級,由“3S”(GIS、GNSS、RS)技術(shù)體系向“ABIS”(A-Artificial Intelligence,人工智能;B-Big Data,大數(shù)據(jù);I-Internet of Things,物聯(lián)網(wǎng);S-Surveying and Mapping Technology,測繪技術(shù),如傾斜攝影測量、無人機測圖、LiDAR、移動測量等)新型技術(shù)體系轉(zhuǎn)變。
(3)新問題:新時期基礎(chǔ)測繪建設(shè)與經(jīng)濟社會發(fā)展的矛盾凸顯,重復(fù)測繪、重復(fù)生產(chǎn),成果分級與共享的矛盾,應(yīng)用與需求不匹配,技術(shù)手段落后,成果單一等問題愈發(fā)突出,新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)愈發(fā)迫切,按照自然資源管理和信息發(fā)展的新要求,以“一個實體只測一次”為目標,探索基礎(chǔ)測繪轉(zhuǎn)型升級之路,是解決新問題的重要舉措。
(4)新期待:新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)將逐步滿足社會各行業(yè)對基礎(chǔ)測繪成果更加豐富、更加多樣、更加精準的需求,縱向上貫穿于經(jīng)濟社會建設(shè)各個階段,滿足成果更新周期的靈活定制和全生命周期管控等更高的要求,橫向上支持多部門、跨行業(yè)應(yīng)用的產(chǎn)品和服務(wù)需求。社會各界期待著新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)提供更為有力的支撐。
(5)新標準:基礎(chǔ)測繪在標準體系轉(zhuǎn)型升級上,由過去按照比例尺進行圖面表達的要求和精度,向以地理實體為基礎(chǔ)的依特征、需求進行綜合表達和應(yīng)用轉(zhuǎn)化,按照“六個一體化”(地上地下、二維三維、空間屬性、室外室內(nèi)、陸地水域、時間空間)、“五精度”(幾何、紋理、時間、類別、屬性)原則和要求,制定或修訂數(shù)據(jù)采集、處理、質(zhì)檢、建庫、服務(wù)、評價等標準,逐步構(gòu)建新型基礎(chǔ)測繪標準體系[2]。
隨著前沿技術(shù)的迅速發(fā)展和市場需求的不斷增長,傳統(tǒng)基礎(chǔ)測繪成果的缺陷和組織管理方式的不適應(yīng),以及國家層面規(guī)劃的要求,使得新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)日益迫切,其建設(shè)的必要性體現(xiàn)在以下三個方面。
國家發(fā)展戰(zhàn)略上,黨中央、國務(wù)院要求大力發(fā)展“產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、數(shù)字產(chǎn)業(yè)化”“統(tǒng)籌新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”,推動著測繪產(chǎn)業(yè)面向新需求的快速轉(zhuǎn)型;城市治理上,特別是2020年新冠肺炎疫情的爆發(fā),城市的精細化治理和應(yīng)急管理面臨著巨大挑戰(zhàn);技術(shù)上,人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等前沿技術(shù)迅速崛起和深化應(yīng)用,助推我國經(jīng)濟社會進入高質(zhì)量發(fā)展的軌道,新時期自然資源管理、生態(tài)文明建設(shè)、智慧城市建設(shè)、城市更新和精細化治理等各方面、各行業(yè)都對基礎(chǔ)測繪工作提出了更高、更細、更精、更多的新需求,基礎(chǔ)測繪建設(shè)轉(zhuǎn)型升級迫在眉睫。
在新體制下,基礎(chǔ)測繪在自然資源管理中發(fā)揮“框架、基底、背景”的能力和水平尚存在短板,服務(wù)效能、產(chǎn)品成果、技術(shù)手段和創(chuàng)新發(fā)展等方面,新時期基礎(chǔ)測繪建設(shè)還面臨著諸多問題:沿用紙質(zhì)標準、標準老舊的問題;成果未對象化、未實體化的問題;多尺度化分級、重復(fù)測繪的問題;強調(diào)分級管理、忽略統(tǒng)籌、共享難的問題;成果要素分類分級與自然資源登記管理不一致的問題;技術(shù)手段以3S技術(shù)為代表,基礎(chǔ)測繪生產(chǎn)以3S為分工、以4D產(chǎn)品為目標的問題;測繪與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新信息技術(shù)融合不夠的問題等,新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)要求更加迫切。
轉(zhuǎn)型升級是基礎(chǔ)測繪工作面臨的重大課題?!秶鴦?wù)院關(guān)于全國基礎(chǔ)測繪中長期規(guī)劃綱要(2015-2030年)的批復(fù)》(國函〔2015〕92號)提出:“到2030年新型基礎(chǔ)測繪體系全面建成”,要求全面提升測繪地理信息服務(wù)能力,形成以基礎(chǔ)地理信息獲取立體化、實時化,處理自動化、智能化,服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化、社會化為特征的信息化測繪體系,基本形成以新型基礎(chǔ)測繪、地理國情監(jiān)測、應(yīng)急測繪為核心的完整測繪地理信息服務(wù)鏈條。該批復(fù)中明確了對新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)的實施要求和建設(shè)目標[3]。
2019年全國自然資源工作會上要求“加快基礎(chǔ)測繪轉(zhuǎn)型升級,增強測繪地理信息公共服務(wù)能力”,2020年全國國土測繪工作會議上再次提出“大力推動新型基礎(chǔ)測繪建設(shè),加快構(gòu)建實景三維中國”,明確了新時期測繪工作“兩服務(wù)、兩支撐”的根本定位。新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)目標明確,意義重大。
國家新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)的根本定位是“兩服務(wù)、兩支撐”,主要任務(wù)是圍繞自然資源“兩統(tǒng)一”管理需求,為履行好《測繪法》賦予的為經(jīng)濟建設(shè)、國防建設(shè)、社會發(fā)展和生態(tài)保護提供全方位服務(wù)的職責(zé),對基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品體系升級改造,構(gòu)建新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品體系,以信息化測繪為技術(shù)支撐,構(gòu)建新型基礎(chǔ)測繪技術(shù)體系,根據(jù)新時期基礎(chǔ)測繪生產(chǎn)服務(wù)流程和技術(shù)體系的業(yè)務(wù)要求,優(yōu)化基礎(chǔ)測繪組織架構(gòu)和生產(chǎn)分工,構(gòu)建新型基礎(chǔ)測繪組織管理體系,形成系列標準政策,建立與新型基礎(chǔ)測繪相適應(yīng)的組織管理模式。
全國開展新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)具體工作要求包括:
一是提高認識,主動作為。開展新型基礎(chǔ)測繪建設(shè),是貫徹落實黨的十九大和十九屆二中、三中、四中、五中全會精神,深入推進測繪地理信息領(lǐng)域供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重要舉措。深刻認識新型基礎(chǔ)測繪重大意義,加強組織領(lǐng)導(dǎo),認真履行職責(zé),主動開展新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)試點與研究,為加快新型基礎(chǔ)測繪的建設(shè)貢獻力量。
二是加強探索,深入研究。新型基礎(chǔ)測繪工作涉及面廣、技術(shù)性強,具有長期性和復(fù)雜性的特征,尚存在一些難點和困惑,沒有成熟的經(jīng)驗可循。要科學(xué)研判國情省情市情,聚焦新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品形式和服務(wù)模式,加強對技術(shù)創(chuàng)新和體制機制的探索研究,有重點、有步驟、分階段地推進新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)。
三是試點帶動,逐步推廣。自然資源部統(tǒng)一部署新型基礎(chǔ)測繪試點工作。各省市積極參與,組織開展試點工作探索,扎實推動各項試點工作的有效落實,形成可借鑒、可復(fù)制、可推廣的試點成果,為新型基礎(chǔ)測繪全面鋪開積累經(jīng)驗、創(chuàng)造條件。
四是密切配合,協(xié)同推進。自然資源部緊扣新型基礎(chǔ)測繪的發(fā)展方向,圍繞新型基礎(chǔ)測繪的難點和關(guān)鍵環(huán)節(jié),協(xié)同做好新型基礎(chǔ)測繪的頂層設(shè)計;各省、市部門及相關(guān)單位積極配合,制定切實可行的設(shè)計方案,扎實有效地推進各項工作;各支撐單位強化溝通與交流,互相借鑒,互相學(xué)習(xí),及時推廣好的措施和經(jīng)驗,確保新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)順利推進。
按照自然資源部的統(tǒng)一部署,國家新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)采取試點先行探索的模式。試點的設(shè)立總體上分省、超大城市、中等城市三級,每級各選取2~3個試點,其中省級試點目前已批準的有寧夏回族自治區(qū)試點,超大城市級試點已批準的有上海、武漢、西安,中等城市試點目前仍空缺。
試點的設(shè)立,是對新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)認識、概念、思路的嘗試,秉承“試點有目標、創(chuàng)新無邊界”的原則,對基礎(chǔ)測繪轉(zhuǎn)型升級之路大膽嘗試,大膽探索,試出邊界,試出經(jīng)驗,切實面向新時代的新需求,形成新型基礎(chǔ)測繪可復(fù)制、可借鑒、可推廣的經(jīng)驗。
2018年11月27日,為落實國家新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)要求,鑒于武漢市已具備較好的新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)試點工作基礎(chǔ),為加快推進基礎(chǔ)測繪管理、技術(shù)、產(chǎn)品、服務(wù)創(chuàng)新和人才隊伍建設(shè),武漢市人民政府向自然資源部申報國家新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)試點城市。2019年1月21日,自然資源部復(fù)函同意武漢市作為新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)試點城市,武漢市成為全國首個新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)試點城市。2019年8月26日,自然資源部國土測繪司復(fù)函同意試點項目實施方案,項目正式啟動實施。
4.2.1 工作基礎(chǔ)
武漢市基礎(chǔ)測繪20年來的發(fā)展歷程中,始終堅持繼承與創(chuàng)新并重,通過基礎(chǔ)測繪工作“四進”,即“進法規(guī)”“進預(yù)算”“進職責(zé)”和“進規(guī)劃”[4],逐步走出一條具有武漢特色的基礎(chǔ)測繪創(chuàng)新探索與實踐道路,從根本上扭轉(zhuǎn)了基礎(chǔ)測繪供給能力嚴重不足的被動局面。
1999年,基礎(chǔ)測繪工作首次納入武漢市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展計劃。自2001年起,基礎(chǔ)測繪正式納入市財政預(yù)算。通過《武漢市“十五”期間基礎(chǔ)測繪實施計劃》《武漢市基礎(chǔ)測繪“十一五”規(guī)劃》《武漢市基礎(chǔ)測繪“十二五”發(fā)展規(guī)劃》《武漢市基礎(chǔ)測繪發(fā)展“十三五”規(guī)劃》四個“五年規(guī)劃”的實施,武漢基礎(chǔ)測繪工作從探索起步到規(guī)范運行,逐漸形成了較為完整的基礎(chǔ)測繪體系?;A(chǔ)數(shù)據(jù)覆蓋范圍日益擴大,從武漢主城區(qū)擴展到全市域并延伸到武漢“1+8”城市圈;內(nèi)容內(nèi)涵不斷拓展和創(chuàng)新,城市建筑信息調(diào)查、地下管線普查、地下空間調(diào)查、水下地形測繪、地理國情監(jiān)測等均已納入基礎(chǔ)測繪范疇;技術(shù)手段和技術(shù)裝備不斷豐富提升,從傳統(tǒng)平板測圖到現(xiàn)在CORS精確定位、數(shù)字航空攝影、像素工廠、InSAR、傾斜攝影、水下地形測量、實景三維采集、海量遙感影像處理等;應(yīng)用服務(wù)模式不斷升級創(chuàng)新,從地圖為主發(fā)展到圍繞地理信息的獲取、處理、挖掘、集成和服務(wù)提供;標準體系從無到有,技術(shù)人才儲備跨越式發(fā)展,服務(wù)保障能力日益強大。
武漢基礎(chǔ)測繪成果已經(jīng)廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究、經(jīng)濟建設(shè)、文化教育、國防建設(shè)和行政管理等諸多領(lǐng)域,有力地支撐和保障了武漢城市規(guī)劃、建設(shè)、管理和發(fā)展,也為新型基礎(chǔ)測繪試點打下了良好基礎(chǔ)。
4.2.2 建設(shè)目標
武漢試點項目計劃用2年時間,按照自然資源管理和信息化發(fā)展的新需求,完成對武漢市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的升級改造試點試驗;以基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品體系升級改造為牽引,帶動技術(shù)體系、生產(chǎn)組織體系和管理體系的創(chuàng)新,形成系列標準政策,實現(xiàn)“一庫多能、按需組裝、定制服務(wù)”,為全國新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)提供可借鑒、可復(fù)制、可推廣的經(jīng)驗和成果。
4.2.3 建設(shè)思路
武漢試點項目在前期調(diào)研和研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合自然資源部、國土測繪司的批復(fù)要求和武漢市錨定國家中心城市、長江經(jīng)濟帶核心城市、國際化大都市的總體定位,確定了試點建設(shè)“123456”的總體建設(shè)思路。
(1)一個產(chǎn)品體系
新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品體系為“211”架構(gòu)(圖1),“2”是“地理場景數(shù)據(jù)、地理實體數(shù)據(jù)”,兩個“1”分別是標準化產(chǎn)品和應(yīng)用產(chǎn)品。
傳統(tǒng)基礎(chǔ)測繪的服務(wù)形式主要是在完成測繪數(shù)據(jù)處理后提供不同比例尺的全要素地圖圖紙或者數(shù)據(jù)庫,而在新型基礎(chǔ)測繪中,面對自然資源管理和各行業(yè)應(yīng)用的更精細的需求,必須要提供更豐富、更精準的產(chǎn)品服務(wù),以定制化、個性化的服務(wù)模式將相應(yīng)的成果服務(wù)提供給用戶?;A(chǔ)測繪的服務(wù)將會向覆蓋各發(fā)展階段和全生命周期的服務(wù)升級轉(zhuǎn)變。
圖1 產(chǎn)品體系“211”設(shè)計框架
(2)兩種創(chuàng)新模式
一是繼承式創(chuàng)新,即以傳統(tǒng)存量數(shù)據(jù)改造為抓手,實現(xiàn)實體化、一體化、語義化和自動化的地理實體數(shù)據(jù)建庫。繼承武漢市多年來基礎(chǔ)測繪工作已形成的組織實施的經(jīng)驗、成熟的技術(shù)體系、豐富的成果基礎(chǔ),繼續(xù)傳承基礎(chǔ)測繪的基礎(chǔ)性、公益性屬性。
二是實現(xiàn)突破式創(chuàng)新,實現(xiàn)“兩地融合”(地理信息和地質(zhì)調(diào)查)、“兩域一體”(陸域和水域)、“兩室打通”(室內(nèi)和室外)及實現(xiàn)市區(qū)兩級協(xié)同更新并細化五個維度(時間、幾何、屬性、類別和紋理)精度指標內(nèi)容,創(chuàng)新建設(shè)和完善新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品體系和技術(shù)手段,謀劃探索新型基礎(chǔ)測繪組織實施和服務(wù)模式。
(3)三項工作原則
繼承與創(chuàng)新并舉。繼承武漢市多年來基礎(chǔ)測繪工作已形成的組織實施的經(jīng)驗、成熟的技術(shù)體系、豐富的成果基礎(chǔ),繼續(xù)傳承基礎(chǔ)測繪的基礎(chǔ)性、公益性屬性,圍繞新時代自然資源管理、城市治理等各方面新需求,創(chuàng)新建設(shè)和完善新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品體系和技術(shù)手段,謀劃探索新型基礎(chǔ)測繪組織實施和服務(wù)模式。
統(tǒng)籌與試點并重。系統(tǒng)謀劃全市基礎(chǔ)測繪工作轉(zhuǎn)型升級,統(tǒng)籌試點期與“十四五”新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)探索的工作安排。加強新型基礎(chǔ)測繪工作組織,落實保障措施,發(fā)揮東湖高新區(qū)“先行先試”作用,完成好試點項目各項任務(wù)。
重點與全局并進。以基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的升級改造和相關(guān)標準規(guī)范政策制定為重點,深入服務(wù)自然資源管理,完善標準規(guī)范,創(chuàng)新管理機制,探索形成以地理實體為基礎(chǔ)的集成聚類新方式,形成各類信息要素實體化、一體化建庫新流程,保障全局基礎(chǔ)測繪各項工作開展的同時,加強基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的升級改造和相關(guān)標準規(guī)范政策制定等重點工作推進,深入服務(wù)自然資源管理,創(chuàng)新管理機制確保試點期工作實效,開啟武漢市新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)新局面。
(4)實景三維武漢建設(shè)
實景三維武漢是武漢試點項目著力生產(chǎn)的新型基礎(chǔ)測繪典型產(chǎn)品,是客觀真實反映現(xiàn)實世界的三維模型,具有單體化、實體化、結(jié)構(gòu)化、語義化的特點,包括模型三維、傾斜三維、全景三維等多種形式,是可空間量算和綜合分析的模型,人機兼容,人眼可讀,機器能懂。
(5)四個工作階段
武漢新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)分為四個工作階段:
第一階段是3 km2樣例數(shù)據(jù)生產(chǎn),包括地理實體的分類、分級、粒度、編碼、數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)、建庫等設(shè)計思路和技術(shù)方案的驗證,總結(jié)實踐經(jīng)驗;
第二階段是優(yōu)化完善分項詳細設(shè)計并編制作業(yè)指導(dǎo)書,為試點任務(wù)的正式推進提供支持;
第三階段是推進試點任務(wù)100 km2范圍全面建設(shè),即武漢市江漢區(qū) 28 km2和東湖高新技術(shù)開發(fā)區(qū) 72 km2的生產(chǎn)工作;
第四階段進行總結(jié)歸納,形成相關(guān)標準和成果。
(6)四個合作層面
武漢新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)在四個層面上與各科研機構(gòu)、高等院校、公司企業(yè)和城市勘測單位開展合作:
在頂層設(shè)計層面,與“國家隊”開展廣泛合作,同中國測繪科學(xué)研究院開展項目的頂層設(shè)計和統(tǒng)籌規(guī)劃研究合作,同國家基礎(chǔ)地理信息中心開展數(shù)據(jù)建庫方面的合作,同國家測繪產(chǎn)品質(zhì)量檢驗測試中心開展數(shù)據(jù)質(zhì)量的檢驗合作,同自然資源部測繪標準化研究所進行了標準體系研究和標準規(guī)范制定方面的合作。
在科研創(chuàng)新層面,與各相關(guān)大專院校開展廣泛合作。同武漢大學(xué)就全息采集、智能處理等關(guān)鍵技術(shù)研究上開展聯(lián)合攻關(guān),與中國地質(zhì)大學(xué)開展城市多要素地質(zhì)調(diào)查探索,與中國科學(xué)院開展地質(zhì)調(diào)查相關(guān)工作的合作,與華中農(nóng)業(yè)大學(xué)開展國土空間規(guī)劃研究應(yīng)用合作等。
在應(yīng)用服務(wù)層面,同行業(yè)前沿公司企業(yè)進行了地理實體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、實體處理工具研發(fā)、軟件開發(fā)等方面的研究合作。
在共享支撐層面,同上海、西安等城市勘測單位在成果共享、平臺支撐等方面開展合作。
(7)五項關(guān)鍵技術(shù)
武漢試點技術(shù)體系5項關(guān)鍵技術(shù)包括“全息采集、智能處理、變化發(fā)現(xiàn)、實體建庫、定制服務(wù)”技術(shù)。
“全息采集技術(shù)”(即智能化全息采集)主要實現(xiàn)泛在信息獲取。它是根據(jù)地理實體建庫需要,以地理信息服務(wù)精細化、精確化、真實化、智能化為目標,利用空地一體的傾斜攝影、激光掃描等多源傳感技術(shù)獲取包括地上、地下、室內(nèi)、室外且涵蓋多時態(tài)、多尺度、多層次、多粒度、多來源、多維度、多類型的等全息地理實體要素信息[5]。
“智能處理技術(shù)”主要實現(xiàn)空間信息提取。它是通過深度學(xué)習(xí)等AI技術(shù),對全息采集獲取的泛在信息自動或半自動化地提取建立地理實體的矢量、三維模型等數(shù)據(jù)。
“變化發(fā)現(xiàn)技術(shù)”主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)高效更新。它是針對互聯(lián)網(wǎng)蘊藏著豐富的公開空間信息和人文社會信息,且具有“現(xiàn)勢性高、傳播快、信息豐富和數(shù)據(jù)量大”等特點,通過互聯(lián)網(wǎng)抓取技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘分析技術(shù),從海量眾源數(shù)據(jù)中自動發(fā)現(xiàn)并提取,作為快速更新與完善地理實體信息的數(shù)據(jù)源。
“實體建庫技術(shù)”主要實現(xiàn)地理實體數(shù)據(jù)成果的生產(chǎn)、檢查與建庫。圍繞自然資源“兩統(tǒng)一”和“兩服務(wù)、兩支撐”職責(zé)要求,以應(yīng)用為導(dǎo)向,根據(jù)本項目制定的地理實體數(shù)據(jù)標準等規(guī)范,構(gòu)建“對象化、語義化、三維化”的地理實體數(shù)據(jù)庫,并附加必要的自然、社會與經(jīng)濟屬性。
“定制服務(wù)技術(shù)”主要實現(xiàn)成果應(yīng)用服務(wù)。它是為了滿足自然資源管理和社會經(jīng)濟建設(shè)各行業(yè)對地理空間信息個性化應(yīng)用需要,基于構(gòu)建的地理實體數(shù)據(jù)庫,研發(fā)智能化的數(shù)據(jù)服務(wù)、功能服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)定制接口。
(8)五個精度指標
為滿足新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品“看得清、看得對、看得準、看得及時”和“更新時間越短越好,精度合理就好”的基本要求,為避免新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)中出現(xiàn)過度測繪和質(zhì)量浪費,根據(jù)產(chǎn)品級別、類別、應(yīng)用需求、表現(xiàn)形式及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)組織等各方面特點,結(jié)合新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)武漢試點項目的產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)成果經(jīng)驗,地理實體的精度主要體現(xiàn)在幾何、時間、紋理、類別和屬性等五個方面。
幾何精度是人機對新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品能夠識別和獲取的最小單元的尺寸大小的數(shù)據(jù),是表達空間分辨率的指標。幾何精度分為平面精度和高程精度兩個部分,具體精度等級劃分,如表1和表2所示。傳統(tǒng)基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品中的精度指標,可以通過數(shù)值運算,轉(zhuǎn)換為上述新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品精度指標,從而實現(xiàn)利用新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品精度指標評價傳統(tǒng)基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品的精度等級。如原 1∶500比例尺地籍圖中界址點精度是圖上 0.1 mm,即實際距離為 0.05 m,則該界址點滿足P0精度等級要求。
地理實體平面精度 表1
地理實體高程精度 表2
時間精度是對產(chǎn)品生產(chǎn)更新的時間間隔進行精度評定的指標,即時間分辨率。時間精度的設(shè)計主要從產(chǎn)品的選型、生產(chǎn)更新技術(shù)路線選取、應(yīng)用服務(wù)需求等多方面考量,對產(chǎn)品的實效性、更新頻率進行針對性設(shè)計。原則上單體級重點區(qū)域(重點監(jiān)測、中心城區(qū)建設(shè)區(qū)域等)以周為周期進行生產(chǎn)更新,框架級城市區(qū)域更新以月為周期進行生產(chǎn)更新,地形級宏觀區(qū)域更新以年為周期進行生產(chǎn)更新。
紋理精度是對新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品外觀溝紋、圖案、形態(tài)等結(jié)構(gòu)特征表現(xiàn)能力的尺度描述。對新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品紋理精度進行設(shè)計時,首先要明確的是,紋理精度是針對具備紋理表示條件的二維或三維產(chǎn)品進行的描述或評價,一維數(shù)據(jù)或二維線劃數(shù)據(jù)不具備紋理表示條件,故不討論。具備紋理的二維產(chǎn)品是衛(wèi)星影像、航空影像或低空無人機影像,三維產(chǎn)品即是地形級、框架級和單體級的實景三維數(shù)據(jù)。實景三維紋理精度的設(shè)計參考了CH/T 9015-2012《三維地理信息模型數(shù)據(jù)產(chǎn)品規(guī)范》中紋理精細度要求,如表3所示:
紋理精度 表3
類別精度是對地理實體間本質(zhì)差異的定性的一種語義描述。地理實體類別精度指標的設(shè)計是根據(jù)地理信息的來源,即自然地理信息和人文地理信息,將地理實體的分類,從門類、大類、中類、小類四個定性精度層級。
屬性精度是對地理實體性質(zhì)和關(guān)系的描述表達詳細程度的衡量。
(9)六個一體化
在信息域上,實現(xiàn)二維三維一體化,時間空間一體化,空間屬性一體化;在空間域上,實現(xiàn)地上地下一體化,室外室內(nèi)一體化,陸地水域一體化。
新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)是一項全新的,帶有系統(tǒng)性、全局性、根本性變革的測繪事業(yè)轉(zhuǎn)型工作,加強試點統(tǒng)籌規(guī)劃實施,推進體系科學(xué)高效建設(shè),是測繪工作立足新發(fā)展階段、貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局的重要舉措。關(guān)于新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè),筆者提出以下五個方面的思考和建議。
針對新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)試點工作開展以來調(diào)研和總結(jié)歸納,建議中國測繪科學(xué)研究院等負責(zé)頂層設(shè)計的科研院所,就新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)的產(chǎn)品體系、技術(shù)體系、組織管理體系和標準體系設(shè)計方面加強總體謀劃和技術(shù)指導(dǎo),牽頭組織試點省市和主要的大專院校、公司企業(yè)開展新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)研討,研究新型基礎(chǔ)測繪建設(shè)的邊界、實施路由、重難點等問題,鞏固新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)基礎(chǔ)。
重點聚焦新型基礎(chǔ)測繪地理實體定義、分類、分級、施測粒度、精度、質(zhì)量評價、建庫、服務(wù)以及實景三維建庫等關(guān)鍵問題,聯(lián)合中國測繪科學(xué)研究院、武漢大學(xué)等大專院校、研究院所,以及行業(yè)前沿的企業(yè)單位、城市測繪單位,各抒己見、各司其職、發(fā)揮長處,進行研究探索、采集生產(chǎn)、建庫服務(wù)、推廣應(yīng)用等,推進產(chǎn)學(xué)研用有機結(jié)合,推動新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)。
在“ABIS”技術(shù)體系(人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、新型測繪技術(shù))的驅(qū)動下,在全息采集、智能處理、變化發(fā)現(xiàn)、實體建庫、定制服務(wù)、質(zhì)量評價評定等關(guān)鍵技術(shù)和問題進行攻關(guān),拓展新型基礎(chǔ)測繪技術(shù)方案,總結(jié)形成指導(dǎo)性好、可操作性強的經(jīng)驗,并研究、制定和修訂相關(guān)技術(shù)標準規(guī)范,切實提高新型基礎(chǔ)測繪技術(shù)體系的服務(wù)能力和支撐水平。
通過試點建設(shè),進行地理實體數(shù)據(jù)和地理場景數(shù)據(jù)生產(chǎn)建庫實踐,形成服務(wù)自然資源管理、服務(wù)智慧城市建設(shè)的新型基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品體系,擴展服務(wù)形式,拓展服務(wù)面,構(gòu)建新時期新型基礎(chǔ)測繪服務(wù)模式,以“一個實體只測一次”為目標,創(chuàng)新多級聯(lián)動的基礎(chǔ)測繪組織管理模式,健全新型基礎(chǔ)測繪標準體系,真正形成可推廣、可借鑒、可復(fù)制的新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)經(jīng)驗。
“創(chuàng)新是源動力,實用是硬道理,更新才有生命力”,拓寬新型基礎(chǔ)測繪成果更新渠道,提升成果更新和維護的質(zhì)量、效率,充分應(yīng)用大數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段,發(fā)揮眾包、眾源測繪優(yōu)勢,落實“多測合一”更新地理實體辦法,采用定期更新機制和靈活機動的更新手段相結(jié)合、主動更新和動態(tài)維護相輔助的方式,提高新型基礎(chǔ)測繪成果的生命力。
新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)必須堅持以習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想為指導(dǎo),以需求為導(dǎo)向,以測繪地理信息供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革為主線,創(chuàng)新升級基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品體系、技術(shù)體系、組織管理體系、標準體系,提升新時代基礎(chǔ)測繪有效供給,滿足新時代自然資源“兩統(tǒng)一”職責(zé)履行和城市更新等各方面的新需求,推動基礎(chǔ)測繪服務(wù)能力和水平大幅躍升,促進自然資源管理和治理能力現(xiàn)代化,服務(wù)國民經(jīng)濟社會各領(lǐng)域的高質(zhì)量發(fā)展。
新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)是一項開創(chuàng)性的工作,極具挑戰(zhàn),需要廣大的測繪工作者深入探索、勇于創(chuàng)新,通過鍥而不舍的研究和奮斗,共同推進全國新型基礎(chǔ)測繪體系建設(shè)邁上新臺階。