地理空間信息共享關鍵問題研究

仝江嶺，石吉寶，張俊，張小波

(1.烏魯木齊城市勘察測繪院，新疆烏魯木齊 830000； 2.成都市勘察測繪研究院，四川成都 610081)

地理空間信息共享關鍵問題研究

仝江嶺1?，石吉寶2，張俊2，張小波2

(1.烏魯木齊城市勘察測繪院，新疆烏魯木齊 830000； 2.成都市勘察測繪研究院，四川成都 610081)

從分析地理空間信息共享的現狀入手，分析了制約地理空間信息共享發展的各種問題，提出了在地理空間信息共享過程存在需要解決的標準統一、信息安全和信息快速更新等關鍵問題，并且對每個問題進行深入剖析后，并且根據實際工作經驗，對每個問題都給出了相應解決辦法。

地理空間信息；標準；信息安全；共享；快速更新

1 引 言

“空間信息技術，我們往往又稱為地理空間信息技術，從技術層面上看，它是遙感、地理信息系統、全球衛星定位系統與通訊技術、網絡技術的綜合集成，將空間對地觀測信息的獲取、處理、分析、應用結為一體的信息技術體系。從目標層面看，整個空間信息技術的主要目標是研究并支持社會可持續發展，并為經濟發展提供決策依據。”這是童慶禧院士在2007年接受科學時報記者采訪時闡述的空間信息技術的概念。

從20世紀80年代地理信息系統在中國為人們所知起，經過30年的發展，地理空間信息已經成為我國國民經濟各行業信息化發展的重要技術支撐。由此可見各行業對地理空間信息的需求十分緊迫，如何既能更好地向外提供地理空間信息，又能很好地保護地理空間信息產權，便成為擺在地理工作者面前亟待解決的問題。

2 國內外空間信息共享現狀

2.1 國外地理空間信息共享

當前，世界上約有40多個國家都制定了致力于本國國家空間數據基礎設施(NSDI)建設的相關計劃，并將NSDI建設作為向信息社會過渡的重要舉措。

美國于1994年4月由當時的總統克林頓專門簽署了12906號總統令，提出建立國家空間數據基礎設施。它定義了在促進各級政府、私營和非盈利機構以及學術界范圍內共享地理空間數據時所需的技術、政策和人力資源。

2003年美國政府又頒布“地理空間一站式訪問”( Geospatial one stop，GDS)計劃。其目的是通過更便利、快速和廉價的方式訪問地理空間信息，滿足政府和社會各界的需求，促進電子政務的發展。另外，美國的信息開放政策允許公眾使用幾乎官方所擁有的全部信息，包括官方GIS數據，都可以適當的價格出售。

另外，加拿大、澳大利亞、日本以及歐洲等國家和地區都建設了自己的地理空間信息共享的基礎設施。

2.2 國內地理空間信息共享

近年來，我國在地理空間信息共享方面也取得了長足的進步，國家制定有關地理空間信息共享的發展規劃，很多地方已經將地理空間信息共享作為重要任務寫進了基礎測繪發展規劃中。

2006年國家測繪局發布了新的《基礎地理信息要素分類與代碼》，為空間信息共享提供了標準基礎。

我國一些測繪發達地區相繼建成了地理空間信息共享服務平臺，北京市的地理空間信息共享服務平臺現在已經應用于北京市幾十個委辦局，而且也推出了公眾應用平臺，真正做到了地理空間信息面向大眾、面向服務和面向共享的良好發展態勢，另外山西太原、浙江嘉興等的空間信息共享平臺也都實際投入應用中。

但是，地理空間信息的管理模式和其他原因，造成了我國的地理空間信息共享過程中還存在許多障礙和問題，歸納起來關鍵有以下幾個問題:①信息共享標準難統一；②信息共享安全難保證；③信息快速及時更新困難。

3 關鍵問題及解決方案

3.1 信息共享標準問題

(1)信息共享標準統一存在的問題

要實現地理空間信息的共享，首先要解決的問題就是地理信息數據的標準統一，現階段地理信息數據標準問題具體表現在以下四方面:

①基礎地理信息數據分類編碼不一致

2006年國家測繪局雖然發布了《基礎地理信息要素分類與代碼》的標準，但是，該分類與代碼還是不能完全滿足各地的特殊情況。為此，許多地方都依據該標準制定了適合本地的標準規范，例如在《基礎地理信息要素分類與代碼》中沒有明確到GPS聯測水準的點代碼。在各地進行擴充時都不盡相同，這樣就會造成各地數據的代碼標準不相同。另外，由于不同單位使用地理信息數據生產的軟件不相同，這些軟件采用的編碼方式也都不相同，也會造成生產出來的數據編碼標準不統一。具體如表1所示。

地方標準差異比較表 表1

②基礎地理信息數據的空間坐標系統不統一

由于歷史原因，在我國現行的地理信息數據的空間坐標系統有1954年北京坐標系統、1980西安坐標系統、WGS－84坐標系統以及2000國家大地坐標系統。而且很多地方為了避免坐標系統跨帶等問題以及基礎地理信息數據管理部門為了保護自己數據不外流，都制定了各自的地方坐標系統。這些坐標系統使用的參數都不一樣，參數又只有少數幾個人知道，這些都給坐標系統的統一和轉換帶來了巨大的困難。即便是已知參數的坐標系統之間相互轉換，也需要耗費很長時間，完全不能滿足數據需要。基礎地理信息數據的空間坐標系統已經成為阻礙地理空間信息共享的主要原因之一。

③不同行業地理信息數據分類不一致

因為不同行業對地理信息數據的需求不一樣，所以不同行業對地理信息數據的理解也不同，自然對相同類型地理信息數據的分類與編碼也不同，各行業都有自己的分類原則，因此造成基礎地理信息數據的信息不對稱。例如想要從測繪部門管理的基礎地理信息數據中提取規劃管理部門需要的道路數據以及道路數據相關信息的難度很大。具體表現為測繪部門對道路的分類是按照國道、省道、縣道、鄉道的行政級別進行分類，但規劃部門一般按照道路寬度進行分類。正是因為這些不同分類方式的存在，這樣人為地加大了信息共享難度。

④信息服務的標準不統一

現在地理信息共享都是以服務形式呈現，以Internet為介質進行傳輸，共享服務依據的標準主要是OGC(The Open Geospatial Consortium，Inc.)開放空間信息協會的標準，其中現在用得較多且較重要的標準主要包括GML、WMS和WFS等，這里要指出的是，雖然大家都遵守這些標準，但是由于這些標準本身存在很多版本，且各版本之間不是完全兼容，所以出現都遵循相同標準卻不能進行共享的現象。拿最常用的GML來說，就已經有GML1.X、GML2.X和GML3.X三個版本，且每個版本都存在著細微的差異。

(2)信息標準統一的解決建議

以上談到了地理空間信息共享在標準方面存在的問題，如何去解決這些問題成了地理空間信息共享的首要事情。經過多年的摸索，許多地方和個人都不同程度地提出了相應的解決方案。我們在借鑒相關經驗的基礎上，依據烏魯木齊的實際情況，提出如下標準統一的解決建議。

考慮到各地方和各行業都有實際情況，所以我們主張允許多種標準并存，但是，需要建立一套標準統一協調機制，來進行標準之間的轉換。要解決這個問題必須做好下面兩個工作，第一，建立各種標準間的對照關系；第二，開發一個標準間快速轉換的工具。具體標準統一的解決方案流程如圖1所示。

3.2 信息共享安全問題

(1)信息安全問題

由于實現地理空間信息的共享與交換的介質是Internet，所以安全問題絕不可回避。

現在地理空間信息共享的安全問題主要體現在保密數據的泄密問題和基礎地理信息數據的產權保證兩方面。

①數據泄密

地理空間信息是反應地理實體對象在地球上空間位置的數據，為此軍事等敏感對象不可避免地會暴露在互聯網上。

②地理信息數據產權流失

提供基礎地理信息數據的目的是共享，基礎地理信息數據的形式全是數字的，因此它完全可以輕松拷貝復制，一旦將數據提供出去后很難保障知識產權，處理不好，數據就容易流失，對數據生產和管理部門來說損失將是不可估量。

(2)保障信息安全的解決方案

基礎地理信息的使用用戶針對不同業務需求，一般分為三種類型:公眾用戶、行業用戶和核心用戶。

公眾用戶對GIS的需求較為簡單，只需要獲取GIS的基本信息，為其業務工作、生活的參考。代表群體:社會大眾。

行業用戶對GIS有一定了解，其需求不僅僅停留在被動地知識獲取層面，還需要結合自己的知識及工作、研究的需要，對已有的數據、模型進行各種交互式操作以獲取更多，更深入的信息。比如對數據匯總、統計、對比分析；將其他數據與系統數據融合、疊加等。代表群體:各委辦局的業務工作人員和領導。

核心用戶不僅需要調用基礎地理信息服務數據，而且會將自己的專業數據融合到服務中進行分析、統計等，這類用戶還會需要直接將數據下載到自己本地進行更進一步應用開發。代表群體:各委辦局空間數據和信息的生產者、挖掘者和發布者。

針對上述三種用戶類型，應該采取不同用戶提供不同服務的策略，即分別建立公眾地理空間信息服務、政務地理空間信息服務和專業地理空間信息服務。

依托地理空間信息服務平臺強大的后臺管理模塊，建立用戶準入機制，即每個用戶都需要通過注冊且要經過服務提供者審批方可使用服務，同時地理空間信息服務平臺還提供針對每個用戶的服務信息配置管理功能，即平臺可以對每個用戶數據訪問的多少和范圍進行限制。另外后臺管理還必須對每個服務做到時刻監控，監控每個服務的狀態，既能對服務維護起到好的作用，又能做到訪問流量一直居高不下時自動斷網。

最后對于地理空間信息服務中的靜態緩存數據可以通過坐標變換的方式達到保密需求，而且可對靜態圖片打上數字水印的方式來保護產權。靜態圖片添加水印后效果如圖2所示。

圖2 圖片添加水印效果圖

3.3 信息共享中信息快速更新問題

(1)信息快速更新面臨的難題

地理空間信息共享服務平臺一旦推出，將面對每天大量用戶的訪問，由于信息變化頻率非常快，如何保證提供給用戶信息總是最及時最準確的，這是地理空間信息服務平臺能否良好運行的關鍵。例如，平臺提供的靜態緩存服務數據非常大，完全更新一次需要耗費幾天甚至十幾天的時間，完全不能滿足需求。怎樣才能保證服務在線使用時同時及時更新，是擺在地理空間信息服務平臺管理者面前的又一難題。

(2)信息快速更新解決方案

在地理空間數據中，并不是所有的數據更新頻率都很高，例如，河流、道路等這些要素更新的頻率相對較低，將其制作成靜態緩存數據。對于像城市部件、樹木等這些更新頻率高的專題數據，我們將其制作成動態的數據服務，可以靈活快速地更新。

在更新手段上，可采用小范圍快頻率的更新手段，這樣做既可以保證地理空間信息數據的現勢性，又可以解決數據更新周期長的問題。地理空間信息服務數據快速更新解決方案的結構如圖3所示。

圖3 地理空間信息快速更新方案結構圖

4 結 語

本文提出的建議是從烏魯木齊市建設地理信息空間服務公共平臺的實際工作中總結出來的，每個解決方案都具有實際的可操作性。提出的解決方案還需要進一步提高工具的可用性，才能更好達到解決問題的目的。

[1] 李芳芳.發達國家空間信息共享與服務及啟示[J].國土資源信息化，2006(4)

[2] 劉爭齊，陳繼山.城市地理信息的共享服務[J].江蘇建設，2004(11)

[3] 李德仁，黃俊華，邵振峰.面向服務的數字城市共享平臺框架的設計與實現[J].武漢大學學報·自然科學版，2008，33(9)

[4] 張必勝，肖劍平.城市地理信息系統建設中的若干問題及解決思路探討[J].地理空間信息，2007，5(6)

浙江省測繪與地理信息局領導赴甬走訪調研

(本刊訊)2012年3月6日，浙江省測繪與地理信息局副局長馬建平一行4人在寧波市進行“進村入企”大走訪活動，調研測繪與地理信息對經濟社會發展的保障服務情況。

調研組召集三家甲級測繪資質單位領導座談，仔細聽取了他們轉變測繪發展方式，抓好地理信息產品生產，抓好海洋測繪工作，服務寧波經濟建設情況和遇到的困難。寧波市測繪設計研究院領導在座談中，重點談了該院加快測繪發展方式轉變，為寧波市重點工程建設服務，為政府決策服務，為加強社會建設和保障改善民生服務三個方面取得的成果，并談了三點體會:第一，嘗到了轉變測繪發展方式，促進測繪轉型升級的甜頭。尤其是城市仿真技術在政府部門管理系統、軌道交通、大型企業管道、三維地圖制作上形勢喜人，前景廣闊。測繪轉型升級要在變被動服務為主動服務上下工夫，要在提高測繪成果開發利用和地理信息技術服務高附加值上下工夫，要在基礎測繪、專業測繪與信息化服務的科學協調上下工夫。

第二，科技創新是測繪轉型升級的強力引擎。樹立搶抓機遇，借勢而上意識，對外借力，對內挖潛，“不等”，“不靠”，主動出擊。積極與高校進行“產、學、研”合作活動，引進測繪高新設備，把建設“智慧位置”作為“數字城市”的延續。用“三維數字地圖”、“數字側視地圖”、“可量測實景影像”和三維仿真產品開拓市場，助力寧波市地理信息產業發展。

第三，“軟”、“硬”結合，文化建設助力。按照院《單位文化建設綱要》，目標一致，上下同心，豐富載體。按需錄用高級人才，加大業務技術培訓力度，以“軟實力”保證“硬實力”增強。最后，提出了房產測繪的收費標準和市場規范方面遇到的困難。

省局領導就寧波測繪單位如何實現轉型升級，抓好海洋測繪，促進地理信息產業科學發展等命題，結合寧波市實際，從人才引進與培養、新技術應用等方面進行了指導，并表示省測繪與地理信息局將積極采取政策扶持、技術幫扶等措施給予支持。

(寧波市測繪設計研究院 顧開建供稿)

Key Issues of Geospatial Information Sharing

Tong Jianglin1，Shi Jibao2，Zhang Jun2，Zhang Xiaobo2
(1.Urumqi Urban Institute Survey and Mapping，Urumqi 830000，China；2.ChengDu Institute Of Survey＆Investigation，Chengdu 610081，China)

This paper analyzes sharing geospatial information present situation，analyze the constraints of the development of geospatial information sharing problems，proposed in the geospatial information sharing processes are in need of address standards harmonization，information security and information quickly update and other key issues，and depth analysis of each question，based on practical experience，are given for each question corresponding solutions.

Geospatial Information；standard；Information Security；sharing；quickly update

2011—08—18

仝江嶺(1976—)，男，工程師，主要從事工程測量和GPS技術應用、地理信息的研究與應用。

1672－8262(2012)02－47－04

P208.2

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