新型基礎測繪問題與對策

蔣許鋒 ，趙利華 ，張志軍

（1.天津市測繪地理信息研究中心，天津 300381；2.中科院空天信息創(chuàng)新研究院，北京 100094）

2015 年6 月國務院批復了《全國基礎測繪中長期規(guī)劃綱要（2015—2030 年）》，明確2030 年全面建成新型基礎測繪體系的發(fā)展目標。新型基礎測繪具有“范圍新”“技術新”“組織模式新”“成果新”“服務新”等特點[1-6]，上海、武漢等地均開展相關的實踐工作，取得一定的成效，但是尚未形成完整的體系，甚至概念還不十分清晰。因此，探討新型基礎測繪的目標、分析存在的問題，提出對策具有十分重要的意義。

1 新型基礎測繪發(fā)展目標

1.1 建成更加科學高效的基礎測繪管理與技術體系

基于已有的基礎測繪管理和技術體系，結合新的需求和技術發(fā)展趨勢，測繪管理法規(guī)更加科學，技術標準規(guī)范更加先進，促進行業(yè)快速、健康發(fā)展。

1.2 建成引領行業(yè)發(fā)展的測繪地理信息新技術應用體系

在傳統(tǒng)測繪技術幾近消失的背景下，進一步升級北斗定位導航技術和遙感技術應用，積極融合物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈等技術，建立嶄新的技術應用體系，引領行業(yè)發(fā)展。

1.3 建成適應社會需要的測繪地理信息公共服務體系

面向自然資源精細化管理的專業(yè)需求、智慧城市建設的政務需求、公眾的日常生活需求以及新基建、城市應急、自動駕駛等新興需求，創(chuàng)新產品，提高服務效率，建立新的測繪地理信息公共服務體系。

2 新型基礎測繪存在的問題

2.1 測繪對象和內容難以確定

“應測盡測”“最大公約數(shù)”等原則也很難確定測繪內容和測繪對象。在復雜的巨系統(tǒng)中，地物劃分的顆粒度是無窮無盡的，社會管理屬性也是動態(tài)變化的。例如建筑物的測繪，各個部門和社會需求千變萬化，難以統(tǒng)一標準，規(guī)劃管理主要是控制界線，而設計單位是關注結構，施工單位則細致到設計內部鋼筋結構，一般管理部門需要關注其戶數(shù)、戶主等，這種情況下，從大比例尺地形圖到BIM 技術也未必能夠完全滿足需求。

2.2 比例尺傳統(tǒng)思維短時間難以打破

“國家—省—城市”基礎測繪內容和精度分級，充分吸納原有比例尺技術規(guī)定的優(yōu)點，也考慮現(xiàn)行管理體制的實際情況，但是從應用的角度來說，具有很大的局限性，是一種過渡期間的折中。就如廣泛使用的電子地圖軟件，只能按照使用者體驗而不是行政區(qū)劃來分級，任何一個地圖元素無論第一級還是第20 級，精度和屬性都是一樣的，只是采用地圖綜合來決定顯示不顯示，而不是根據(jù)不同的層級決定測繪內容和精度。

2.3 問題導向難以解決未來需求

新型基礎測繪目前主要圍繞自然資源“兩統(tǒng)一”職責履行的需求，政府部門管理和社會公眾的需求，以及現(xiàn)有基礎測繪的問題來開展。已有很多學者注意到，現(xiàn)有基礎測繪根本無法滿足需求，應用面已經(jīng)十分狹窄，這種情況下不是解決問題，而是需要建設一套全新的體系。例如，20 世紀90 年代電力選線必須使用地形圖或者正射影像，公眾出行必須依賴基礎測繪衍生的旅游交通地圖，時至今日連項目選址、城市總體規(guī)劃乃至城市設計都可以使用互聯(lián)網(wǎng)地圖資源，電力選線等工程更無須基礎測繪資料，旅游交通圖產品則基本完全退出市場。由此可見，未來的需求不是通過解決目前基礎測繪存在的問題就可以滿足的。

2.4 技術思維導致工作進展緩慢

目前新型基礎測繪的試點工作熱衷于以傾斜攝影測量技術獲取實景三維數(shù)據(jù)，建設三維地理實體時空數(shù)據(jù)庫。主要內容還是從技術角度開展包括單體化、編碼規(guī)則、大數(shù)據(jù)分析、泛在信息獲取和三維平臺建設等。隨著信息化技術的成熟，尤其是互聯(lián)網(wǎng)思維在軟件行業(yè)的滲透，定制化、工具化的建設模式已經(jīng)不是主流模式。在移動互聯(lián)網(wǎng)時代，人們要求極簡單的操作快速獲取信息，不會關注物品的編號，更何況人工智能時代，需要的基于語義的數(shù)據(jù)。因此，需要將“產品設計”融入新型基礎測繪體系建設工作。

3 新型基礎測繪發(fā)展建議對策

3.1 基于測繪的本質明確測繪內容

地理本質是從地理學的角度，進行物質分類，進行地物的客觀描述，測繪就是“地貌+地名地址”。顯然，測繪就是客觀地描述地物的種類、名稱、形狀、大小、顏色、坡度、位置等。

新型基礎測繪應從地理學視角，以大眾的基本認知為出發(fā)點，對地物進行顆粒度分類和描述。例如，一個行政區(qū)的形狀、四至、面積，包含的自然地物和人文地物，又如一棟樓包含的層數(shù)、房間數(shù)、朝向、顏色、高度等，徹底改變測繪界線和采集少量管理的現(xiàn)狀。

重點建立測繪領域的語義體系，以地圖和語義對應關系為理論基礎[7]，參考國外GeoNames 等相關資源，利用知識圖譜技術，制定基于語義的、唯一的位置、大小、形狀、特征、分布、地形等相關定義，真正形成可以用于人工智能的新型基礎測繪數(shù)據(jù)體系。

3.2 以大數(shù)據(jù)思維逐步建立“無極”測繪體系

大數(shù)據(jù)思維區(qū)別于傳統(tǒng)思維主要包括全數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)跨界等。新型基礎測繪應該以大數(shù)據(jù)思維，從管理和技術上逐步重新建立全新的體系，盡量多的最終徹底消除比例尺的概念，實現(xiàn)“無極”測繪。充分吸收現(xiàn)有的天地圖和國情建設經(jīng)驗教訓，以1:500 和1:2000 地形圖要素為基礎，提高高程精度，以GIS 數(shù)據(jù)技術為核心制定相關標準，強化三維地圖綜合技術規(guī)范。測繪精度以自然地物/人工地物，建成區(qū)/非建成區(qū)，發(fā)達地區(qū)/欠發(fā)達地區(qū)等進行分類，信息分級表達依賴于空間統(tǒng)計和地圖綜合等。

3.3 以“愿景”驅動新技術發(fā)展和產品開發(fā)

相對于問題導向，愿景驅動是主動創(chuàng)新技術，創(chuàng)造新產品。新型基礎測繪應積極學習國外先進經(jīng)驗，依托先進技術，突出測繪地理信息的“基礎性”“宏觀性”，以“產品思維”建立新型基礎測繪體系引領其他行業(yè)發(fā)展，而不是問題導向，僅僅迎合其他部門需求，被動響應。

在測繪對象和數(shù)據(jù)分類上，強調基礎性。例如針對市政和交管部門管理道路的復雜性，測繪只需堅持“有明顯邊界就是一個地物”的基本常識進行語義描述即可，市政和交通按需組裝即可。

同時，基礎測繪必須體現(xiàn)宏觀性。地理分布是宏觀決策的重要基礎數(shù)，基于空間統(tǒng)計和制圖綜合的基礎測繪，結合面向語義的表達，能反映自然條件和經(jīng)濟社會的宏觀情況，滿足決策需求。

因此，依托于“基礎性”和“宏觀性”，創(chuàng)造新的數(shù)據(jù)產品和綜合分析成果，以此推動行業(yè)發(fā)展，帶動其他行業(yè)發(fā)展，最終推動整個社會發(fā)展。

3.4 支撐自然資源數(shù)據(jù)治理和智慧城市建設

隨著土地、林業(yè)、海洋、水利、礦產和規(guī)劃等逐步納入自然資源管理體系，需要建立三維地理實體時空數(shù)據(jù)庫。自然資源數(shù)據(jù)治理是建立三維地理實體時空數(shù)據(jù)庫的基礎性工作，有利于摸清各部門的數(shù)據(jù)家底，理順各部門的業(yè)務，發(fā)現(xiàn)存在的管理問題，進而優(yōu)化業(yè)務流程。

土地、林業(yè)、海洋、礦產、水利等不同部門的時空數(shù)據(jù)，基本都是以基礎測繪數(shù)據(jù)為基底進行生產管理的。借助三維地理實體時空數(shù)據(jù)庫項目，逐步將上述行業(yè)的調查、測繪數(shù)據(jù)融入新型基礎測繪體系中來，統(tǒng)一技術標準規(guī)范，能夠提高作業(yè)效率，減少重復建設，為國家節(jié)省大量經(jīng)費。

智慧城市建設是中國的基本國策之一，數(shù)字孿生城市發(fā)展是其發(fā)展的新階段。基礎測繪數(shù)據(jù)是數(shù)字孿生數(shù)據(jù)展示、分析和預測的技術底座。

4 結語

中國已經(jīng)開始新型基礎測繪試點工作，但是依然在測繪內容、技術指標、動機和管理模式等諸多方面存在問題，應該以“地貌+位置”來語義化描述地理實體，從應用角度確定測繪精度，并且要改被動迎合需求為主動技術創(chuàng)新引領，發(fā)揮基礎地理信息在自然資源管理和智慧城市建設中的核心樞紐作用。