城市信息化測繪體系建設的若干問題

肖建華，羅名海

(武漢市勘測設計研究院，湖北武漢 430022)

城市信息化測繪體系建設的若干問題

肖建華?，羅名海

(武漢市勘測設計研究院，湖北武漢 430022)

信息化測繪是我國測繪進入新時期的發展方向，城市測繪將從以地圖生產為主轉向以地理信息綜合服務為主，其技術手段、產品結構、服務形式、價值取向都將發生重要變化。本文概述了城市測繪的發展歷程，論述了城市信息化測繪的基本框架，分析了城市信息化測繪體系建設的發展目標、功能作用、存在困難等相關問題，最后以有關城市為例，介紹了城市信息化測繪體系建設在現代測繪基準體系建設、數據標準體系研究、基礎地理信息生產與更新、數字三維模型建設、測繪檔案保管與數字化、地理信息公共服務平臺建設、地理信息創新服務、地理信息綜合服務等方面的具體實踐情況。

城市；信息化；測繪體系

1 概 述

測繪在國民經濟和社會發展中起著基礎性、前期性、保障性的作用，擔負著為社會各界提供地理信息的職責。測繪是發展高新技術又充分應用高新技術的行業，縱觀當今測繪科學技術的發展，測繪學科已由單一學科的研究發展到多學科相互交叉與滲透的綜合技術的研究，由地面發展到空間，由靜態發展到動態，由二維發展到三維、四維乃至多維[1]。在可以預見的將來，測繪技術的發展將緊緊依賴于航空航天技術、光電子技術、計算機技術、網絡技術和通訊技術的發展，不斷提高信息采集效率、管理水平和成果質量，擴大測繪成果的應用領域。

經過新中國60年的快速發展，城市測繪行業已經在儀器設備、技術手段、生產流程、產品形式等方面發生了質的飛躍，實現了從傳統手工作業到現代化作業方式的轉變。城市信息化測繪體系建設是城市測繪實現了由傳統模擬測繪向數字化測繪轉化和跨越之后進入的又一個新的發展階段，是在數字測繪基礎上，在網絡化運行環境下，實時有效地向信息化社會提供地理信息綜合服務的測繪方式和功能形式，代表著城市測繪在進入新世紀后現代化建設總的戰略方向[2]。

2 城市測繪的發展歷程

隨著測繪科技的發展，我國城市測繪經歷了從模擬測繪、數字測繪到信息測繪的三個階段，其技術手段、產品形式、服務對象等方面都發生了質的變化[3]。

2.1 模擬測繪階段(～20世紀90年代初期)

我國測繪事業在改革開放之后進入恢復發展階段。在城市測繪工作方面，形成了外業測量主要采用經緯儀、水準儀、平板儀、鋼尺等光學和機械儀器，內業以解析測圖儀器為主要標志的傳統模擬測繪技術體系。測繪技術相對落后，外業勞動強度大，工作效率不高；內業以手工記錄和計算為主，輔以計算器及測量計算小程序。其生產流程一般為外業測量、內業清繪(膠片)、曬圖復印、膠片更新，產品形式主要是紙質或膠片(薄膜)的線劃地形圖。與此同時，開展了衛星定位系統、航空攝影測量(大比例尺航測機助成圖系統)、地理信息系統的研究和試驗等。

2.2 數字化測繪階段(20世紀90年代初～21世紀初)

20世紀90年初期至21世紀初，測繪事業進入快速發展階段。城市測繪方面，基本建立了以衛星定位技術、遙感技術、地理信息系統技術等為核心的數字化測繪技術體系，形成了將衛星定位、遙感、數字化測圖和地理信息系統等有機結合的地理信息數據獲取與采集、加工與處理、管理和應用服務的數字化生產模式。電子(數字)經緯儀、激光(紅外線)測距儀、全站儀、GPS接收機、航空攝影測圖儀(如JX－4、VirtuoZo)等數字化測量儀器成為數據采集的主要裝備；數據處理平臺以AutoCAD、MicroStation等軟件為主；測繪成果也從傳統的紙質地圖變成了4D產品，即數字線劃地圖(DLG)、數字柵格地圖(DRG)和數字正射影像地圖(DOM)、數字高程模型(DEM)。

2.3 數字化向信息化轉換階段(21世紀初～)

信息化測繪的核心是實現實時、有效的地理信息綜合服務，強調數據采集內容的多元化和專業化，特別是對地理信息的綜合分析與深層次應用。在過去主要考慮空間位置的基礎上，更加注重屬性信息，數據處理以GIS平臺為主，標準體系則面向地理信息建庫，包括數據格式標準、信息交換標準、元數據標準等。其生產流程是外業數據采集與屬性調查——GIS數據建庫——專題信息提取與分析——網絡發布與利用。由于強調面向對象的服務理念，進一步豐富了測繪成果的表現形式及其內容，基于網絡的服務模式進一步提高了地理信息產品的覆蓋領域和服務效率。

加快信息化測繪體系建設已經成為加快經濟社會發展、提高測繪保障服務能力的需要，也是城市測繪行業自身事業發展和產業升級改造的必然，將有力推動傳統測繪向現代地理信息產業的轉型，重點體現在技術創新、服務轉型、經濟增長模式的轉變等方面。測繪的價值將由傳統模擬時代的勞務成本價值、數字化測繪體系的技術成果價值發展為信息化測繪體系的社會經濟價值。

3 城市信息化測繪體系的基本框架

信息化測繪的本質是實現實時、有效的地理信息綜合服務，它以多源、實時的數據采集技術為支持，以自動、智能的數據處理與數據融合為手段，以提供多元、個性的地理空間信息保障服務為目標，代表著新世紀我國測繪發展的總體方向[4]。

城市信息化測繪體系與普遍意義上的信息化測繪體系既有相同的地方，也有其獨特性，總體上由現代測繪基準體系、地理信息實時獲取體系、地理信息快速處理體系、地理信息數據資源體系、地理信息應用服務體系等五大部分組成。

3.1 現代測繪基準體系

城市測繪基準體系是城市不可或缺的空間基礎設施和進行地理信息定位、采集、交換、共享的基本保障。城市現代測繪基準體系的建立就是綜合運用傳統和現代大地測量技術，改造傳統三角網、水準網，建設地心、三維、動態、跨區域的現代測繪基準體系。

城市現代測繪基準體系由城市連續運行衛星定位服務系統、城市高精度GPS控制網、城市精密水準網、城市區域似大地水準面精化四個部分組成，將提供實時厘米級、甚至亞厘米級精確定位，徹底改變傳統平面測量和高程測量分離的模式，極大地提高測繪生產效率和成果質量。

2000國家大地坐標系已由國家測繪局頒布，并于2008年7月1日開始實施，過渡期為8至10年。然而目前大部分城市的坐標系統仍然以1954北京坐標系、1980西安坐標系或地方獨立坐標系為主。因此，對目前在用坐標系統與擬采用坐標系統的成果轉換，成為當前很多城市測繪單位普遍關注的問題，大家都在為全面啟動CGCS2000坐標系統做技術準備。另外，隨著城市化進程的加快和各類城市圈、城市集群及區域城市建設的發展，對于不同城市間坐標系統的轉換以及大比例尺用圖的投影變形問題也越來越引起各地測繪單位的重視。

3.2 地理信息實時獲取體系

城市是國民經濟和社會發展最活躍的地區，城市建設的快速發展迫切要求充分利用測繪科技發展的最新成果，建立實時或準實時的多平臺、多傳感器、全天候、全天時的一體化對地觀測數據獲取系統，形成多類型、多分辨率、高精度的地理信息快速獲取能力[5]。

(1)航空航天遙感技術。系列比例尺航空航天影像的獲取是目前城市信息化的主要信息來源，是城市大范圍數字線劃圖測制和更新維護的基礎資料，也是國土資源管理、農業生產管理、環境監測評價等重要的基礎信息。基于DGPS/IMU的定位定向系統POS(Position and Orientation System)技術的發展及在輔助航空攝影測量中的應用，正在推動航測生產走向真正意義的全數字化流程，航測成圖作業周期正在大幅縮短，空三加密運算速度和對影像的綜合、鑲嵌、勻光、糾正效率成幾何速度加快，正射影像圖(甚至真正射影像)和數字線劃圖、數字地面模型乃至數字三維地圖的測制能力顯著提高。

(2)激光雷達掃描技術。近年來蓬勃興起的航空、地面三維激光掃描技術(LiDAR)，由激光測距儀、DGPS、高精度慣性測量系統(IMU)、高分辨率數碼相機組成，能全天候快速獲取真實地面的高精度三維地形信息，它所采集的三維激光點云數據可以快速重構出目標的三維模型。傳統的測繪技術主要用于單點精確測量，LiDAR主要用于快速獲取大面積三維地形、地貌數據，快速生成數字高程模型(DEM)、數字正射影像(DOM)、數字線劃圖(DLG)等數字產品，是地形圖測繪的全新手段，被認為是對傳統攝影測量方法的巨大挑戰。

(3)低空攝影測量技術。低空攝影測量一般指航高在1 000 m以下的攝影測量，一般由地面GPS、手控設備和計算機、空中云臺、數碼相機、自動控制設備、差分GPS以及無線通訊鏈路組成。無人機、飛艇等低空攝影測量系統具有靈活、方便、觀測細致、效率高、成本低、周期短、飛行管制限制較少等優點，近年來迅速發展起來，廣泛應用于大中城市新區建設、舊城改建及小城鎮規劃中，可以快速獲取局部地區現勢性很強的基礎數據，動態監測城市變化，及時查處違法建設行為。

(4)地面信息采集系統。常規的地面測量技術仍然是城市控制測量、工程測量、紅線測量、竣工測量、土地勘界測量等城市測繪業務應用最多的主要手段。但采集設備已由過去傳統的經緯儀、水準儀、測距儀、平板儀發展為以GPS為主、配合電子手簿甚至激光掃描儀的現代技術體系。除此之外，近來迅速發展的移動測量系統(MMS)是綜合GPS、攝影測量、慣導(INS)和計算機等技術發展起來的一種新型地面測繪及數據采集系統，可以快速、高效、低成本地采集道路及其附屬地物的空間數據、屬性數據(地名地址)和全景視頻，有效彌補了傳統測繪的不足，徹底改變了導航電子地圖的生產模式，有利推進了地理信息數據采集、更新的技術進步。

3.3 地理信息快速處理體系

空間信息獲取技術的發展，使得地理信息數據量以幾何級數的規模迅速增長，迫切需要發展自動化、智能化、實時化、網絡化的數據處理系統，以滿足提供及時、豐富、適用的地理信息產品和服務的需要。

(1)測繪內外業一體化生產。內外業一體化數字測圖主要采用全站儀結合計算機技術模式，有效地改變了傳統的手工作業的測圖方式，避免了野外測量過程中人工作業工序繁多、勞動強度大、容易出錯等弊端，使得作業效率顯著提高，減輕了測繪人員的勞動強度。目前國內具有代表性的測圖系統有清華三維公司的“EPSW電子平板測圖系統”、南方測繪儀器公司的CASS內外業一體化成圖系統、上海數維公司的Walk-Suvey等。下一步的重點是外業數據采集、內業成圖處理和數據庫更新的一體化。

(2)地圖自動綜合與縮編。傳統上采取分比例尺測繪，不僅需要重復投入大量的人力、物力，而且限制了跨比例尺地理信息的集成利用。基于GIS數據庫的地圖自動綜合與縮編，根據基礎地理數據的特點，采用人機交互、協同作業的方式，在地圖數據庫的支持下，對傳統制圖綜合方法進行計算機模擬，適當取舍地圖要素，并進行一定程度的智能化概括，從而快速縮編出滿足需要的較小比例尺地形圖，同時建立起各級比例尺數據之間的關聯，將是根本上轉變測繪生產模式、解決數據更新難題的重要途徑。

(3)遙感影像的快速處理與變化檢測。遙感技術的發展帶來遙感數據量的激增，如何根據實際需要識別和提取出有用的數據、進行自動的變化檢測也越來越重要。目前，關于城市遙感影像的自動識別和快速處理研究主要集中在道路邊線、河流界線、建筑物的自動提取等地圖生產領域(如武漢大學張祖勛院士為主研發的DPGrid)，以及針對基本農田、綠化用地、污染源等具有特定光譜特征、幾何特征目標的自動識別、變化發現和統計分析等。下一步重點是研究基于高分辨率航天航空影像的綜合判調、快速匹配和變化檢測方法，提高數字地形圖的生產和更新維護效率。

3.4 地理信息數據資源體系

地理信息提供與地理位置有關的空間信息與屬性信息，是其他各類信息的空間定位基礎與載體，是城市信息化建設的重要內容。城市信息化測繪體系建設的首要任務就是不斷豐富和完善地理信息數據資源，優化產品結構體系，為建設“數字城市”、“智慧城市”奠定地理空間數據框架，為整合各類自然資源信息和經濟社會人文信息提供基礎平臺，為社會各界提供及時、適用的地理信息服務保障。

(1)基礎地理信息。指通用性最強、共享需求最大、幾乎為所有與地理信息有關的行業采用并作為統一的空間定位和空間分析基準的基礎地理單元，主要由自然地理信息中的地貌、水系、植被以及社會地理信息中的居民地、交通、境界、特殊地物、地名等要素構成。

當前主要任務是適應城鄉建設快速發展的需要，進一步擴大基礎地理信息的覆蓋范圍，縮短更新周期，形成包括數字線劃地圖(DLG)、數字柵格地圖(DRG)、數字正射影像地圖(DOM)、數字高程模型(DEM)、數字地表模型(DSM)、數字三維地圖(D3DM)在內的系列產品，完善城市地理空間框架；加強地下管線、地鐵、隧道、淺部地層信息的采集，建立地下空間信息平臺，為城市地下空間綜合開發提供決策依據。

(2)專題地理信息。指具有專業特點的地理信息，包括行政區劃信息、資源環境信息、土地利用信息、城市建設信息、城市規劃信息、基礎設施信息、公共設施信息、公安警務信息以及包括社會經濟統計信息在內的專題屬性信息。

當前主要任務是充分利用城市測繪部門為各行各業提供地理信息系統建設服務的機會，不斷采集、豐富各種專題信息，促進各種管理信息的“落地”和共享；完善地名地址信息，豐富公眾興趣點信息，為開展地理信息的社會化應用和增值服務奠定基礎。

(3)數據庫建設與維護。隨著城市信息化建設的迅猛發展，地理信息數據庫已成為日益重要的地理信息產品。城市測繪工作的重心將從以地圖生產為主轉向數據庫建設為主，基礎地理信息數據庫成為測繪成果綜合表現的重要窗口。

為此，要針對城市測繪部門長期以來基礎地理信息數據類型多、管理分散、平臺各異的問題，通過數據格式轉化，在統一的GIS平臺上實現對多源、多尺度基礎地理信息的集成管理；根據面向網絡化應用環境的實際，探索建立地理信息的共建共享機制，實現地理信息的分布式管理和動態更新

(4)公開GIS數據。基礎地理信息中有部分的信息內容屬于國家保密信息，然而目前網絡影像地圖和各種不規范地理信息的發布給涉密測繪成果帶來操作上的諸多問題，社會應用需求的迅猛增加和保密政策的矛盾長期以來限制了地理信息的推廣應用。因此，急需在基礎地理信息數據庫基礎上，研究開發公開GIS數據，為地理信息產業化發展奠定基礎。一是按照《公開版地圖表示內容若干規定》，合理抽取境界、道路、水系、地名等必要的基本信息，舍棄涉密信息，構成框架信息圖層；二是采取非線性位移等方法，進行坐標的位移加密，適應網絡化應用的需要；三是研究數字水印等地理信息防擴散技術，保護版權利益。

(5)測繪檔案保管與數字化。測繪檔案記錄和反映了各個歷史時期的自然地理狀況、重要地理數據和相關的人文社會信息以及測繪科技本身的發展變化和進步，對了解和掌握城市建設的歷史變遷和演進，具有重要的參考價值。

因此，要高度重視測繪檔案的保存保護，加強測繪檔案工作的信息化建設。一是電子檔案(增量檔案)的規范化管理，建立電子檔案生成、采集、驗收、歸檔的科學流程；二是歷史檔案(存量檔案)的掃描數字化，開展歷史檔案資源的原生性保護和再生性利用。

3.5 地理信息應用服務體系

城市信息化測繪體系其根本是實現從以地圖生產為主向以地理信息綜合服務為主的重大轉變，不僅要滿足城市規劃、建設和管理的需要，而且要面向各類用戶群體，面向政府各級部門、企業單位和市民生活，為電子政務、電子商務、電子生活提供適用的數據產品和廣泛的信息服務。

(1)工程信息服務。為城市建設工程提供基礎地形圖是城市測繪最傳統的應用領域，即圍繞規劃選址定點、建設用地規劃許可證、建設工程規劃許可證、市政工程規劃許可證、規劃驗收以及土地權屬變化展開報建地形測量、規劃紅線測量、規劃竣工測量、地下管線探測、地籍測量與調查、土地勘測定界測量等專業測繪。

目前，一是要進一步完善專業測繪內容，如擴大地形測量范圍、增加正負零驗線、開展三維竣工測量等，為規劃管理提供更優質的工程信息服務；二是整合各專業測繪流程和數據成果，進行建前、批后、建后三個階段的定位、定量和可視化比對，動態反映城市建設項目的空間分布特點和規劃執行情況，為規劃管理提供全過程的跟蹤服務。

(2)地圖信息服務。地圖是人類地理空間認知的工具，是測繪成果最傳統的表達媒介，至今仍然具有不可替代的作用。但是，伴隨著信息化測繪時代的到來，特別是數字地圖與地理信息系統的開發，長期作為主要測繪產品的地圖正發生著一場深刻的變化[6]。

表現形式上，由紙質地圖發展為數字地圖；制作工藝上，由計算機制圖代替了人工制圖；表示內容上，不僅信息量大而且具有可擴展性；產品類型上，呈現出多樣化的趨勢，除4D產品外，各類專題應用系統、專題地圖、多媒體地圖、三維地圖、全景地圖、網絡地圖、手機地圖等，極大豐富了地理信息產品，使地理信息日益走入百姓生活。

(3)公共平臺服務。傳統上地理信息一般是以模擬地圖或電子光盤形式提供給用戶，作為背景底圖或電子圖板使用。地理信息系統技術的發展推動地理信息服務上了一個新的臺階，實現了從拷貝服務到系統服務的轉變，從數據提供發展為增值服務，為專業用戶提供數據庫建設、GIS系統開發服務。信息化測繪的一個重要特征就是利用豐富的基礎地理信息，為各級政府/企業提供基于地理位置的信息集成基礎、政務管理工具和整體解決方案，發揮公共平臺的作用。

基于網絡環境下的信息共享與服務可以歸納為地理信息發布、地理信息分發、地理信息在線應用和一站式訪問等4種主要模式。其根本是實現5個轉變:從紙質產品到數字產品的轉變、從通用產品到定制產品的轉變、從拷貝服務到系統服務的轉變、從封閉服務到開放服務的轉變、從自成體系到綜合集成的轉變、從數據服務到知識服務的轉變。

4 城市信息化測繪體系建設的有關問題

4.1 城市信息化測繪體系建設的發展目標

城市信息化測繪的一個重要特征就是為建設“數字城市”提供公共平臺服務。國家測繪局“測繪發展戰略研究”提出本世紀頭20年中國測繪發展的戰略核心是實現信息測繪、公共測繪和全面測繪，這也是城市測繪未來的發展方向[7]。

(1)信息測繪。信息測繪是公共測繪的前提，強調測繪發展要走信息化道路，充分利用信息技術，實現以地圖生產為主向地理信息服務為主的重大轉變。

城市信息化測繪體系建設的首要任務就是建設城市現代測繪基準體系，建立包括航天、航空、地面在內的快速、高效的一體化數據采集與處理平臺，豐富基礎地理信息數據資源體系，完善“數字城市”地理空間框架，建立地理市情變化監測體系。

(2)公共測繪。公共測繪是全面測繪的基礎，強調測繪公共服務體系建設，包括完善公共服務職能、豐富公共服務產品、增強公共服務能力、提高公共服務水平。

城市信息化測繪體系建設的當務之急是在基礎地理信息基礎上，針對社會需求，優化產品結構，形成豐富、適用的測繪公共產品；建立和完善地理信息公共服務平臺，為政府、企業管理提供基于地理位置的信息集成平臺和管理工具；發布公益地圖網站，為社會公眾提供普及性的地理信息服務。

(3)全面測繪。全面測繪是信息測繪和公共測繪的最終目標，強調測繪的發展以人為本，全面提高地理信息服務能力，全面滿足經濟社會活動的需要。

城市信息化測繪體系建設的發展方向是全面提升為城市建設和經濟社會發展提供地理信息服務的保障能力，一是進一步拓展地理信息服務的廣度，為各行各業提供全方位、多層次的地理信息服務；二是努力提高地理信息服務的深度，突破傳統領域的局限，開展基于地理信息數據挖掘的知識服務，全面提升測繪工作的社會經濟價值。

4.2 城市信息化測繪體系建設的功能作用

城市信息化測繪體系建設就是充分運用現代計算機、通訊技術、網絡技術和3S技術，改進地理信息獲取、加工、管理、分發、利用手段和效率，促進地理信息社會化應用和產業化發展。城市信息化測繪體系建設是城市測繪技術進步、產業升級和事業發展的重要支撐，起到對推動城市規劃行業信息化的基礎先導作用、對促進勘測行業發展的核心推動作用以及對整個城市乃至國家信息化的資源平臺作用[8]。

(1)在城市宏觀政策制定中的基礎作用。基礎地理信息綜合反映了城市自然地理、社會經濟等方面的發展狀況，是城市空間布局(城市總體規劃、土地利用規劃)、產業發展規劃、經濟社會發展規劃制定的重要基礎。城市信息化測繪體系建設有助于擴大基礎地理信息的覆蓋范圍，增強現勢性，為城鄉發展規劃、國土資源管理、重點工程選址、重大基礎設施建設、新農村建設、舊城改造等提供及時的地理信息支持，提高政府宏觀決策能力和決策水平。

(2)在城市行業管理的平臺作用。地理信息將城市基礎設施和運行功能進行數字化模擬，為各行各業提供基于地理位置的信息集成平臺和管理工具。城市信息化測繪體系建設有助于建立地理信息公共服務平臺，促進政府管理和行業的信息化建設，如城市規劃管理的帶圖辦公和“一書兩證”審批系統、國土資源管理系統、城市道路和地下管線等基礎設施管理系統、房地產以圖管房和網上發布系統、城市網格化管理系統、智能交通系統、電子警務系統、企業法人和稅源管理系統等，使各種管理信息“落地”，促進電子政務建設的發展，提高城市管理效率和管理水平，并以信息化促進經濟社會的發展。

(3)在城市環境監測和應急處理中的保障作用。地理信息具有自然地理的再現作用，真實反映地形、地貌、地物的客觀存在。城市信息化測繪體系建設有助于建立地理市情變化監測體系，為土地資源管理、環境保護管理、自然災害的預防與監測、公共衛生事件處置、社會安全事件防范與應急指揮(如校園安防監控、平安城市建設)等提供及時、高效的地理信息保障。

(4)在城市信息產業發展中的先鋒作用。地理信息產業是新興的高增長產業，具有產業鏈長、產業關聯度大的特點，正成為現代服務業中迅速崛起的新興產業和新的經濟增長點，已經形成了包括測繪業、導航定位業、遙感業和地理信息系統業為主體的地理信息產業群。從某種意義來講，現代測繪業就是地理信息產業。

隨著“智慧城市”、物聯網、云中心建設的興起，城市信息化建設又將掀起新一輪高潮。人類活動無不與地理位置相關，城市信息化測繪體系建設有助于進一步完善測繪公共產品體系，促進基于地理位置的電子商務、智能交通、現代物流、個人移動定位等新興產業的發展。

4.3 城市信息化測繪體系建設存在的困難和問題

雖然全國各地城市測繪工作取得了很大進步，信息化測繪體系建設也取得了顯著成效，但目前在推進城市信息化測繪體系建設過程中還存在一定的困難和問題，既有技術上的局限，也有體制、機制方面的制約，急需認真研究和解決。

(1)核心技術的國產化程度較低的問題。由于整體技術環境的原因，我國在城市測繪技術創新方面的矛盾依然很突出。一是自主創新不夠，GPS系統、主流GIS軟件、核心數據庫等大多依賴于國外，技術安全隱患很大，需要集中各方面優勢力量進行攻關；二是成果轉化不力，已經建成的各種系統應用不充分，技術優勢尚未轉化為現實的生產力，需要在推廣應用上下工夫，提高地理信息和相關技術對企業發展和經濟增長的貢獻率。

(2)信息獲取與處理的時效性問題。我國正處于城市化、工業化加速發展的時期，地理信息的快速獲取、處理、更新依然是未來很長一段時間城市測繪單位的中心任務。但目前基礎地理信息覆蓋不夠、更新周期長的矛盾突出，數據獲取——處理——應用三個環節仍然表現為典型的橄欖形結構，數據處理技術明顯滯后于獲取數據資源數量的迅猛增加和社會應用對數據質量、信息含量的提高，需要重點突破。

(3)信息變化的自動判別和提取問題。傳統上城市基礎地理信息一直采用按年代劃版更新的模式，與城市的動態發展變化無法適用。發展基于影像數據的自動判別、變化檢測和快速提取技術，是充分利用海量數據資源、實現地理信息的動態更新、建立地理市情變化監測體系的重要途徑。

(4)海量地理信息的存儲維護更新問題。基礎地理信息數據庫已成為日益重要的地理信息產品，但目前的數據建庫仍然以集中方式為主，數據更新則幾乎相當于重新建庫，無法滿足分布式應用、動態應用的需求。因此，應重點解決海量地理信息的分布式管理、維護和增量更新問題，適應社會化應用需要。

(5)系統建設方面的孤立性問題。隨著地理信息系統開發建設的推廣，GIS與電子政務等其他系統的交叉、結合要求日益明顯，傳統上單個孤立系統建設的方法已無法滿足數據共享、系統融合的要求。一是要解決測繪單位內部系統集成的問題，建立基礎地理信息的“一張圖”；二是要積極研究市場GIS項目的系統集成問題，提供“一體化”解決方案，促進信息共享；三是積極開展地理信息的在線應用，建立服務方式上的“一站式”模式。

(6)地理信息的保密與公開服務的矛盾問題。測繪成果保密政策長期以來制約著地理信息的推廣應用。因此，應著手研制公開版地圖，一是表示內容上去除涉密信息，二是定位系統上進行位移處理，三是發布技術上加強版權保護，促進地理信息的產業化發展。

(7)信息共享機制的問題。目前限制地理信息應用的最大瓶頸是共享機制的缺乏，一方面各部門在地理信息建設上的重復投資、多頭管理，形成地區之間、行業之間、部門之間許多的地理信息孤島，導致信息封鎖、利益不均、低水平重復建設的局面；另一方面也存在對共享機制的片面認識問題，無償調用、單向共享，忽視了版權單位的合理利益，不利于信息共享的可持續發展。為此，應加快建立各級地理空間信息協調機制，制定完善包括數據標準體系、信息共享與利益公平政策、信息服務收費政策在內的信息共享機制和政策，以提高信息化建設的整體效益。

(8)復合型人才缺乏的問題。城市信息化測繪體系建設的深入發展，逐漸暴露出城市測繪單位人才知識面局限的問題，需要引進和培養復合型人才。一是測繪與城市規劃、國土資源管理等的復合型人才，有助于推動測繪業務的拓展，增強測繪服務的針對性；二是地理信息技術與電子通訊、計算機網絡、電子政務等開發技術的復合型人才，適應GIS市場開發的多方面需要。

5 城市信息化測繪體系建設的實踐

5.1 現代測繪基準體系建設

近年來，城市現代測繪基準體系建設取得重大突破，各地相繼建立起了一批區域性連續運行衛星定位服務系統，成為構筑城市地理空間基礎框架的重要基礎設施。如上海市測繪院建立的上海市VRS多功能GPS臺站網、重慶市勘測院建立的重慶市GPS綜合服務系統、長株潭GNSS連續運行參考站系統、哈爾濱市勘測院建立的哈爾濱市雙星導航服務系統、武漢市勘測院建立的武漢市現代測繪基準體系(包括武漢市連續運行衛星定位服務系統、武漢市城市高精度GPS控制網、武漢市城市精密水準網、武漢市區域似大地水準面精化四個部分，武漢城市圈WHMCORS正積極建設、推廣中)等。其他城市還有天津、昆明、東莞、福州、貴陽、西安等。

下一步的重點是深化和推廣CORS系統的應用，一是與不同行業的結合，實現一網多用；二是與省級、區域CORS的銜接，推廣應用；三是實現從單星到多星的轉變，特別是與即將布設成網的北斗衛星導航系統的接軌。

5.2 數據標準體系研究

近年來，建設部、城市勘測專業委員會非常重視標準化工作，在國家有關標準規范基礎上，先后組織制定了《城市測量規范》、《城市基礎地理信息系統技術規范》、《基礎地理信息城市數據庫建設規范》、《城市地理空間框架數據標準》、《城市市政綜合監管信息系統單元網格劃分與編碼規則》、《城市市政綜合監管信息系統地理編碼》、《城市市政綜合監管信息系統管理部件和事件分類與編碼》等。

城市測繪單位也相繼主持編制了一些地方性測繪標準。如北京市測繪院編制了《北京市大比例尺數字地形圖要素分類與代碼標準》和《北京市基礎地理信息矢量數據交換格式規范》；寧波市測繪院編制了寧波市地方標準《寧波市 1∶500、1∶1 000、1∶2 000比例尺數字地形圖圖式》、《寧波市 1∶500、1∶1 000、1∶2 000比例尺數字地形測量技術規程》和《寧波市1∶500、1∶1 000、1∶2 000比例尺基礎地理信息數據規程》；武漢市勘測院編制的湖北省地方標準《武漢市系列比例尺地形圖要素分類編碼及數據庫標準》已通過審查，即將頒布。

5.3 基礎地理信息生產與更新

在不斷擴大基礎地理信息覆蓋范圍的同時，各地測繪單位都把工作重點放在數據更新上面。上海市測繪院主動調整各種比例尺地形圖的覆蓋范圍和更新周期，形成與上海市域城鄉規劃體系和新農村建設需要相適應的“1966”覆蓋體系，即 1個中心城區為1∶500，9個新城為1∶1 000，60個新市鎮重點區域為1∶1 000，其他地區 1∶2 000，600個中心村為1∶2 000。其中中心城區1∶500圖半年更新一次，郊區1∶1 000圖一年更新一次，農村地區1∶2 000圖兩年更新一次。北京提出了2－3－4－8的動態更新周期目標。廣州提出了針對 1∶500、1∶2 000、1∶5 000三種比例尺的1－2－3－5的動態更新機制。

在數據更新技術方面，北京院建立起數據生產一體化技術體系，對制圖數據和GIS數據進行統一檢驗，保證制圖數據和GIS入庫數據二者之間的一致性和相互轉換。廣州院基于EPSW2008平臺建立起制圖數據與建庫數據一體化的基礎地理信息生產與更新平臺。

武漢市經過“十五”、“十一五”基礎測繪，已形成了1∶500、1∶2 000、1∶5 000到 1∶10 000系列比例尺的分級全覆蓋，并推出了全國首家城市版1∶1萬地形圖，并建立起城市地形圖輔助縮編系統。

5.4 數字三維模型建設

基礎地理信息從二維地圖走向三維地圖是技術和應用發展的必然趨勢。在此方面，E都市、城市吧等非測繪公司已經走在了前面。各地城市測繪單位近年來相繼建立了一大批三維數字地圖系統，如重慶市三維數字地圖系統、濟南市城市規劃決策管理三維支持系統、福州市三維地圖、常州城市規劃三維輔助決策系統、武漢市三維數字地圖系統等。

當前一方面要研究三維建模的技術問題，降低三維地圖的建設門檻；二要研究三維地圖與二維地圖的結合問題，充分利用地名地址信息，提高三維地圖的實用性；三是積極開展地下三維的研究，建立包括地下管線、地層結構、地下構筑物、地鐵隧道在內的地下空間信息平臺。

5.5 測繪檔案保管與數字化

測繪檔案作為不可再生的重要信息資源日益受到重視，測繪檔案的保管保護是各級測繪部門的重要任務。城市測繪單位應充分利用各種新技術，加強測繪電子檔案的規范化管理和歷史檔案的數字化。

武漢市勘測設計研究院在相繼完成國家檔案局課題“城市勘測電子檔案管理方法研究”、“城市歷史測繪檔案資源保護與開發利用研究”基礎上，又申請并正在開展國家檔案局課題“城市數字地圖檔案館建設方法研究”，將重點解決信息化測繪體系下的測繪檔案信息化管理問題，實現測繪成果管理從數字化向信息化的轉變。

5.6 地理信息公共服務平臺建設

近年來地理信息公共服務平臺建設已成為國家、省、市地理信息服務的重點工程，除國家級外，各地也相繼建成了一批城市地理信息公共服務平臺，如哈爾濱市地理信息公共服務平臺、武漢市地理信息公共服務平臺、重慶市地理信息公共平臺、北京市國家地理信息公共服務平臺分節點等。重慶市成立了以市領導牽頭、市規劃局為主的重慶市空間信息協調委員會，推行“一數一源”原則，避免重復采集，保證信息的準確、完整、及時更新和共享。北京市測繪院研制的電子政務地理信息平臺，通過北京市信息化工作辦公室的北京市政務信息資源共享交換平臺，向全市各行業推廣應用。太原市將以數字太原地理信息公共平臺為基礎，推動數字太原物聯網建設。

地圖網站作為地理信息公共服務平臺的重要內容，近年來迅速發展起來。如“上海公眾網絡地理信息系統”、“重慶市印象三維地圖”、“天津市電子地圖——天津方圓”、“寧波市電子地圖服務網”、武漢市公益地圖網站等等。

當前關鍵工作一是建立和完善地理信息共享機制，避免在數字城市建設中被邊緣化的困境；二是從思想認識和技術上實現從離線服務到在線服務的轉變，搶占戰略高點。

5.7 地理信息創新服務

城市規劃、建設和管理始終是城市測繪的主要服務對象。近年來，各地城市測繪單位充分利用地理信息資源和技術，在為政府決策和行業管理服務方面提出了很多創新理念和方法。

如各地開展的城市網格化管理部件/事件調查和建庫、重慶市勘測院研制的“重慶市綜合市情信息系統”、“安保指揮調度系統”，南京市測繪勘察研究院有限公司研制的“重大危險源應急系統”，天津市測繪院研制的“數字城建”、北京市測繪院開展的城市規劃用地現狀圖編制，武漢市勘測院開展的規劃道路實施情況比對分析、北京院正在開展的北京市房屋全生命周期地理信息平臺、武漢市勘測院合利用地理信息系統、視頻監控、無線網絡傳輸和立體測量等技術建立的“天上看、網上查、短信預警”的規劃執法在線監控系統等等。

5.8 地理信息綜合服務

地理信息不僅是空間定位、信息集成的基礎和可視化管理工具，還真實記錄和反映了自然地理、城市建設、社會發展的客觀現象和歷史過程。開展數據挖掘，透過大量的空間現象發現其背后隱含的規律性知識，將進一步深化地理信息的服務領域和應用層次。

如北京市測繪院編撰的《北京人文地理》、上海市測繪院編制的《上海歷史人文地圖》、武漢市勘測院發布的《武漢市地理信息藍皮書》、重慶院提出的地理市情監測與統計分析研究等，都以獨特的視角反映城市的發展，再現城市的變化，為社會公眾提供一個了解城市發展的信息媒介，促進從數據服務到信息服務、知識服務的轉變。

6 結 語

當前，我國已進入全面建設小康社會、加快推進社會主義現代化建設的新的發展階段，測繪事業正面臨著社會需求結構、技術手段、消費層次和資源配置方式的深刻變化。城市測繪行業急需綜合運用3S技術，加快信息化測繪體系建設，實現技術創新、服務轉型和經濟增長模式的轉變。一方面要加快構建信息化測繪體系，開展自主創新、集成創新和應用創新，加強對測繪成果的深層加工、信息整合和綜合應用；另一方面要加快建設和推廣地理信息公共服務平臺，推進地理信息的社會化應用和產業化發展，實現傳統測繪行業向現代地理信息產業的轉變。

為此，必須轉變觀念，以戰略眼光認識城市信息化測繪體系建設的意義，以發展眼光看待城市信息化測繪體系建設的內涵與前景，以務實的態度處理好長遠規劃與近期目標的關系，通過技術創新、人才隊伍培養和共享機制建設，真正將發展方向調整到面向地理信息應用的軌道上來，為社會各界提供全方位、多層次的地理信息服務，實現城市測繪事業和地理信息產業的可持續發展。

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[8]肖建華，羅名海.加快測繪信息化建設 推動城市測繪技術進步和事業發展.湖北勘察設計[J]，2009(5)

Some Issues on the Construction of Urban Information Surveying and Mapping System

Xiao JianHua，Luo MingHai
(Wuhan Geotechnical Engineering and Surveying Institute，Wuhan 430022，China)

Information surveying and mapping is the developing direction of Chinese surveying and mapping，urban surveying and mapping will change from map production to geographical information service，and its technology methods，product structure，service form and value standard will change a lot.This paper summarizes the development course of urban surveying and mapping，discusses the framework of urban information surveying and mapping system，analyzes the development aim，function and problems of urban information surveying and mapping system construction，and introduces the some practices in modern surveying and mapping datum system construction，data standard study，geographical information production and updating，digital three dimension map construction，archives keeping and protection，geographical information public platform construction，geographical information innovation service and geographical information integrated service.

Urban；Information；Surveying and Mapping System

1672－8262(2010)05－6－08

P205

B

2010—09—08

肖建華(1963—)，男，正高職高級工程師，院長，主要從事城市勘測技術與行政管理工作。

精密工程與工業測量國家測繪局開放基金項目PF2009－4。