基于地理實體的基礎測繪生產組織模式探索

賈 丹，王 維

(國家測繪地理信息局測繪發展研究中心，北京 100830)

基于地理實體的基礎測繪生產組織模式探索

賈 丹，王 維

(國家測繪地理信息局測繪發展研究中心，北京 100830)

首先分析了目前我國基礎地理信息資源建設存在的主要問題，提出了通過構建地理實體數據庫實現基礎地理信息資源的共享和深入應用的構想。其次，深入分析了目前國內外地理實體數據庫的研究及建設現狀。在以上基礎上，最后以優先滿足國家事權為原則，提出了基于地理實體數據采集的我國基礎測繪國家、省、市縣任務分工和生產組織模式構想。

地理實體；基礎測繪；生產組織模式

新時期，我國提出要建立新型基礎測繪體系。新型基礎測繪體系的核心是探索利用最新理念和技術，實現基礎測繪“動態更新、按需服務、聯動共享”，以滿足信息化社會對基礎測繪的需求。地理實體的數據采集和建庫作為一種新的數據生產、組織模式，將從根本上改變基礎測繪的生產、組織模式，大幅提升基礎測繪的生產服務能力，全面彰顯基礎測繪的價值。

1 基礎地理信息資源建設存在的主要問題

經過幾十年的發展，我國基礎測繪在資源建設方面取得了跨越式發展。根據《測繪地理信息“十二五”規劃綱要執行情況評估報告》，到“十二五”末，我國已基本建成全國衛星導航定位基準服務系統?；A地理信息實現了1∶5萬數據庫按要素年度更新，1∶5萬和1∶25萬數據庫聯動更新；1∶1萬數據庫基本建成。截至2013年年底，27個省份開展了數字省區地理空間框架建設，其中14個已建成。雖然我國基礎地理信息資源取得了豐碩的建設成果，為國民經濟和社會發展提供了全方位服務。但同時也應看到，在數據庫建設方面還存著一些問題，一定程度上，制約了基礎地理信息資源價值的發揮，主要表現在以下兩個方面。

1.1 多尺度基礎地理信息數據庫不能實現集成應用和聯動更新

常規認識上國家基礎地理信息數據庫應為一個有機、統一的整體，大比例尺地形圖更新的同時，可以實現小比例尺地形圖的更新。但實際情況是，受技術水平限制，我國基礎地理信息數據庫建設主要是針對不同比例尺的地理實體建立不同的數據庫，并分別存儲。不同比例尺的數據采集和處理也是獨立的。加上各地經濟發展水平不等，基礎測繪數據生產能力、數據庫建設水平參差不齊，空間基準和標準不夠統一，直接造成各省基礎地理信息數據庫之間不一致。橫向上難以集成應用，縱向上難以與國家多尺度數據庫集成關聯，造成了重復建設，難以形成全國“一張圖”，制約了基礎地理信息的應用。

1.2 基礎地理信息與專題地理信息不易于共享

我國基礎地理信息數據庫建設是在模擬地圖掃描矢量化的基礎上開展的，受技術條件和慣性思維的影響，基本都是按滿足地圖制圖要求的思路建設基礎地理信息數據庫。這種專門或主要以地圖制圖的認識論表達為基礎的數據庫，與專題地理信息對地理實體的認知角度不同、表達方式各異，無法建立彼此之間地理要素一一對應的映射關系，給用戶帶來很多數據冗余和信息干擾，且導致基礎地理信息數據僅僅作為專題地理信息應用的背景圖和空間參考，而不會基于基礎地理信息要素進行加工改造和附加專題屬性信息，制約了數字地理空間框架建設的應用。

在測繪地理信息領域全面深化改革之際，為推進基礎地理信息的全面共享和深入應用，滿足經濟社會發展對基礎測繪的全方位需求，需要統籌謀劃，尋找利用新的發展理念和技術改進基礎測繪的生產、組織方式，形成滿足需求的新型基礎測繪產品和服務體系。

2 基于地理實體的成果采集及管理現狀與趨勢

從我國基礎地理信息的生產、應用現狀來看，要實現基礎地理信息資源的全面共享和深入應用，需要解決兩方面的問題：一是建立多尺度數據之間的聯系，實現基礎地理信息數據庫的整合、統一，真正實現全國“一個圖”“一個平臺”；二是實現數據的共享，建立基礎地理信息數據庫與專題數據庫之間的關聯關系，形成更適合行業實際應用的基礎地理信息數據庫。綜合國內外的發展技術和實踐，構建地理實體數據庫可作為解決這兩個問題的主要途徑和手段。

地理實體是指現實世界中獨立存在、可以唯一性標識的自然或人工地物[1]。一個地理實體由若干圖元組合而成，具有唯一的地理實體標識，通過地理實體標識實現地理實體與相關社會經濟、自然資源信息的掛接。地理實體數據可改變傳統數據庫對空間數據集進行硬性分塊或其他方式的分割，能統一連續地存儲數據。且不同尺度的地理實體數據能通過地理實體數據建立邏輯關聯，同一尺度的同類數據間建立邏輯無縫關聯，解決了多尺度數據之間的關聯和與其他專題數據的共享。

在國內外基礎地理信息數據庫建設中，地理實體數據庫建設也已經成為一種主要內容和趨勢。

2.1 我國地理實體數據建設現狀

我國無論在學術上還是實踐方面都已對地理實體數據庫建設開展了研究和探索。在國家測繪地理信息局發布的《國家地理信息公共服務平臺總體設計》建設大綱中指出，“公共地理框架數據主要包括地理實體數據、地名地址數據、電子地圖數據、影像數據、高程數據五類”；在2009年由國家基礎地理信息中心起草了《地理信息公共服務平臺地理實體與地名地址數據規范》[2]，出臺了國家地理信息公共服務平臺1∶400萬至1∶5萬地理實體數據整合技術要求[3]。國家測繪地理信息局發布的《數字省區地理空間框架建設技術大綱》及作為數字省區建設第一個試點的浙江省測繪地理信息局發布的《浙江省地理空間信息數據交換平臺總體技術方案》均將地理實體數據庫建設作為基礎地理信息數據建設的一個重要內容，并探索了基于地理實體編碼的多尺度表達空間數據聯動更新試驗，嘗試了提供在線的地理實體編碼服務。在智慧城市時空信息云平臺建設的試點城市中，一些城市也開展了基礎地理信息數據庫更新及建庫項目，實現了地理實體數據成果通過地理實體標識實現地理實體與相關社會經濟、自然資源信息的對應。

劉東琴等[4]以河流地理實體構建為例，研究了基礎測繪1∶1萬到1∶100萬基礎地理信息數據地理實體構建及分類編碼方案，結合實踐，構建了全國主要河流實體數據庫，研究了地名地理實體數據庫的構建方法，通過試驗進行了基于地理實體數據庫的應用。陳少勤等以浙江省地理空間數據交換平臺項目建設為推手，建立了多尺度地理實體數據庫，探索了基于地理實體編碼的多尺度表達空間數據聯動更新實驗，嘗試了提供在線的地理實體編碼服務。浙江省測繪科學技術研究院開展了基于語義模型的地理實體譜系標識與標準研究的公益性科研專項，從語義層面深入研究地理實體的本質，探討了各行各業對地理實體的認知方法和表達規律，提出了地理實體譜系標識概念，形成了一套基于地理實體編碼的工業式地理空間數據生產、質檢、應用和服務的總體方案，最大限度地解決了專題地理信息數據之間的數據共享、交換和互為更新的問題。

在國家測繪地理信息“十三五”規劃整體思路中強調，加快推進基礎地理信息數據庫建設的轉型，逐步建立基于最詳細的地理實體的成果采集和管理模式。統一基礎地理信息數據庫結構、類型和表現形式，融合集成多尺度多精度的地理要素，真正形成全國基礎測繪成果一張圖、一個庫。部分省份在測繪地理信息“十三五”規劃中也強調了要開展基于地理實體的成果采集與建庫。

2.2 國外地理實體數據建設現狀

國外早已經開展了諸多面向地理實體數據的研究與應用[5]。根據國家測繪地理信息局測繪發展研究中心編譯的《歐美空間數據基礎社會資料匯編》顯示，2005年美國數字地理空間框架數據中，除了正射影像和高程數據外，其余的框架數據均將采用地理實體的表達。即要素通過賦予它唯一的、永久的標識碼來識別，其位置特征由所鏈接的空間對象來描述，也可以用一組屬性和關系來進一步描述。用戶可以利用標識碼將框架數據與自身的數據聯系起來。標識碼提供了一種跟蹤機制，用于數據更新和將不同分辨率、不同范圍內同一要素鏈接起來。永久的要素標識碼一旦被賦予，就不可改變，除非要素本身發生了實質性的變化，如公路被毀壞或河流成為水庫。在要素標識碼中，交通要素使用現有的線性參考系統，水系標識碼，許多聯邦和州都使用美國環境保護局制定的河流編碼方法。行政單元要素則包括名稱及相應的聯邦信息處理標準(FIPS)編碼屬性。

為推進歐洲空間信息的共享，歐洲議會2007年通過建設歐盟空間信息基礎設施的決議[6-7]。目前歐盟關于空間信息基礎設施已經推出了一系列數據規范，為成員國空間數據共享提供了標準轉換模型，包括坐標系、格網、地名、管理單元、地址、地籍、交通、水系等。這些數據也盡可能地采用面向實體的數據模型。英國軍械測量局開發了一個每天更新的由4億多個地形要素組成的詳細的OSMasterMapTM數據庫[8]，里面的要素都賦予唯一標識符(TOID)，形成一個無縫數據庫。同時還開展了“國土土地信息服務”計劃，建立國家土地和產權數據庫及國家街道數據庫，對國家土地和產權數據庫中的要素都賦予唯一產權參考碼，附帶有坐標的產權參考碼與OSMasterMapTM數據庫內部的唯一標識符建立鏈接。

縱觀國內外基礎地理信息數據庫建設現狀可見[9-10]，地理實體數據庫建設將取代現有的基礎地理信息數據庫建設模式，從根本上改變基礎測繪的生產模式，提高基礎測繪的生產服務效率。

3 基于地理實體數據采集的基礎測繪生產組織模式構想

基于地理實體的數據采集作為一種可行性的采集方式，將徹底改變原有的生產組織模式。

一是基于地理實體數據的采集，由于只需要對地理實體作一次數據采集，即可通過技術實現多比例尺的聯動更新，這將顛覆原有基礎地理信息生產任務分工和職責，形成分建共享的組織管理制度，原有中小比例尺的生產、定期更新與建庫工作將大幅減少。國家和省級測繪地理信息隊伍可以從繁重的生產中解放出來，只需要負責本級數據庫的整合、聯動更新和維護工作即可。

二是基于地理實體數據的采集使基礎地理信息與專題地理信息直接實現聯動更新和共享，這打破了測繪地理信息部門與行業部門之間的界限，為專業部門提供現勢性高的框架數據，并與專業部門合作更新基礎地理信息數據將成為各級測繪地理信息部門的主要任務。同時由于基礎地理信息的實時聯動更新，全要素統一更新顯然也沒有必要，有側重的分要素更新成為現實需求。

基于此，基礎測繪的生產組織在國家層面，應以優先滿足國家事權為原則，在數據庫標準統一的基礎上，制定統一設計和規劃，合理優化調整國家、省、市縣各級測繪地理信息部門的職責、分工，將全國測繪地理信息數據庫建設與更新納入到國家層面統一協調，分要素有側重地實施更新轉變。省級及以下部門根據地方特色和需要，開展要素細化工作，避免重復建設。

3.1 國家測繪地理信息部門的具體任務構想

國家測繪地理信息部門的任務如下：①負責建立全國統一、多尺度融合的國家地理信息數據庫，多尺度融合的數據庫將不考慮比例尺、載幅量等限制；建立基本比例尺數據庫、專題數據庫和框架數據庫等各類數據庫，并根據國家重大戰略、重大工程、行業部門等的需求，實現有重點的聯動更新，生產派生出系列應用產品。②加大對國家數字地理空間框架的推廣應用，重點擴大框架數據的提供范圍，將公司、院校、地方機構等部門的積極性調動起來，共同為框架提供現勢性高的數據。③加大對框架數據的整合、協調更新、訪問，加強教育培訓，推廣數字地理空間框架的應用。④加強對各類數據標準的制定、統一協調等。

在具體的任務分工上面，國家測繪地理信息部門的工作重心需要轉移，由原來比例尺地圖的生產轉移到國家級測繪地理信息數據庫的建設、更新、維護，以及框架數據的推廣使用上。在具體的數據采集、更新方面，地方測繪地理信息部門能夠完成的，由國家統一設計、組織、協調，把任務逐級下達到各省級測繪地理信息部門。對于跨區域的、不適宜地方生產的任務，如邊境測繪、海洋測繪等任務，再由國家組織生產。如圖1所示。

圖1 基礎地理信息數據生產組織模式

3.2 省級測繪地理信息部門的具體任務構想

省級測繪地理信息部門的主要任務是根據國家的需求，設計、下達具體的生產任務。結合省級層面各類專題數據信息，整合行政范圍內的市縣級基礎地理數據信息和行業專題數據信息，實現省級通用數據庫、基本比例尺數據庫、專題數據庫和框架數據庫等各類數據庫的聯動更新。同時在各類數據庫的基礎上，生產出滿足國家、省級層面需求的各類測繪地理信息產品，提供服務。如圖2所示。

圖2 省級測繪地理信息部門的生產任務圖

3.3 市縣級測繪地理信息部門的具體任務構想

基于地理實體的數據采集實現后，市縣測繪地理信息部門對本地區地理信息數據采集主要是滿足國家、省級和本地區的需求。數據采集方式發生變化、需求增加采集的要素類型，包括地下管線、地下水形、不動產信息、地理國情信息等。增加對本地區行業專題數據、遙感影像，以及市縣經濟、人口、生態等數據的收集力度。在基于地理實體數據采集的同時，由于測繪地理信息部門和國土、交通、水利等行業部門積累的大量基礎地理信息數據或專題數據標準不統一、形式和內容也存在差異，還需要對測繪地理信息數據和專業部門數據進行整合加工和必要的改造，使其符合地理實體認知的表達要求，構建通用數據庫樣本庫，以及本地區的框架數據庫、基本比例尺數據庫和專題數據庫，生產滿足國家、省級和本地區需要的各類專題產品。基于地理實體的數據采集任務主要集中在市縣測繪地理信息部門，市縣不僅要負責基礎地理信息數據的采集，還要收集整合行業部門的數據，以及數據庫的建設、維護和平臺應用推廣工作，與省級部門聯合開展數據交換和集成整合工。目前在市縣層面，基礎地理信息數據生產的力量比較薄弱，為此，需要增加市縣隊伍建設，實現測繪地理信息數據生產的重心下移。如圖3所示。

圖3 市縣級測繪地理信息部門的生產任務圖

4 結 語

地理實體數據采集和數據庫建設是一項艱巨的任務，我國國家基礎地理信息系統數據庫中包含的基礎地理信息矢量數據從宏觀到微觀范圍，比例尺跨度從1∶100萬到1∶500，基本覆蓋了全國陸地范圍?，F階段先以國家基礎地理信息數據庫豐富的地理信息資源作為地理實體數據構建的基礎，逐步過渡到基于地理實體的數據采集中。同時，地理實體數據采集和數據庫建設將形成多尺度地理要素級聯更新技術路線與工作流程、基于通用數據庫的多專題地理要素協同更新技術路線與工作流程，形成一套可滿足實際生產需求的聯動更新工藝流程設計方案。

基于地理實體的基礎測繪生產組織模式在我國還處于探索階段，新的技術路線和工藝流程，要有新的生產組織模式為支撐。為此，在構建新的生產工藝流程的基礎上，還需同步優化、重組基礎測繪生產組織模式，利用信息化手段重新改造現有的數據庫模式，并建立相適應的事業單位布局，以實現新型基礎測繪的真正轉型升級。

[1] 國家地理信息公共服務平臺總體技術組. 地理實體數據規范[EB/OL]. [2016-04-01]. wenku.baidu.corn.

[2] 國家測繪地理信息局. 地理信息公共服務平臺地理實體與地名地址數據規范:CH/Z 9010—2011[S]. 北京：測繪出版社，2011.

[3] 陳軍, 蔣捷, 周旭, 等. 地理信息公共服務平臺的總體技術設計研究[J]. 地理信息世界, 2009(3): 7-11.

[4] 劉東琴. 地理實體數據庫構建研究[D]. 泰安：山東科技大學, 2010.

[5] 羅志清, 郝力, 李琦, 等. 空間數據基礎設施概念[J]. 測繪通報, 2004(9): 17-19.

[6] 國家地理空間信息協調委員會.歐洲空間信息基礎設施規劃編制過程介紹[EB/OL]. [2006-04-01]. http:∥www.ngicc.gov.cn/guojia/guojia_25.htm.

[7] 朱雪征, 李莉. 歐盟空間數據基礎設施規劃研究[J]. 測繪通報, 2010(8): 7-10.

[8] Data Collection & Management-Ordnance Surveys National Data Services[EB/OL]. [2016-04-01]. https:∥www.ordnancesurvey.co.uk/business-and-government/products/mastermap-products.html.

[9] 龔健雅, 李小龍, 吳華意. 實時GIS時空數據模型[J]. 測繪學報, 2014,43(3): 226-232.

[10] 王東華, 劉建軍. 國家基礎地理信息數據庫動態更新總體技術[J]. 測繪學報, 2015, 44(7): 822-825.

Exploration of the Production Organization Model for Basic Surveying and Mapping Based on Geographic Entity

JIA Dan,WANG Wei

(Development Research Center for Surveying & Mapping， National Administration of Surveying Mapping & Geoinformation, Beijing 100830, China)

The existing problems of the construction of basic geographic information resources in China are analyzed, and the conception of sharing and deepening the application of basic geographic information resources by constructing geographic entity database is proposed. The present situation of research and construction of the database of geography entities at home and abroad are also analyzed. On the basis of the above, the conception of task division and production organization pattern of China’s basic surveying and mapping on country, provinces, cities and counties based on the data collection of geographical entities is proposed, which is based on the principle of giving priority to the state affairs.

geographic entity; basic surveying and mapping; production organization model

賈丹，王維.基于地理實體的基礎測繪生產組織模式探索[J].測繪通報，2017(4)：125-129.

10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0136.

2016-07-06；

2017-01-05

賈 丹(1980—)，女，博士，副研究員,研究方向為測繪與地理信息戰略。E-mail:jiadan@sbsm.gov.cn

P208

A

0494-0911(2017)04-0125-05