《美国国家大地测量局十年规划(2013-2023)定位未来美国》简述

曹会超、马萌萌：《美国国家大地测量局十年规划（2013-2023）：定位未来美国》简述来源：测绘地理信息发展动态第77期时间：2014-07-1715:51为应对新的发展形势及不同用户的新需求，美国国家大地测量局（NGS）对其2008—2018年战略规划进行了全面修订，在修订的基础上重新发布新一轮发展战略规划——《美国国家大地测量局10年战略规划（2013—2023）：定位未来美国》。新的规划将全面提升美国现行大地测量标准，升级美国国家空间参照系统及国家地理空间信息数据库，实现国家空间参照系统应用与服务的新拓展。主要内容如下：一、NGS的使命美国国家大地测量局（NGS）的使命主要是定义、维护美国国家空间参考系统（NSRS）和提供NSRS访问，以满足国家经济社会和环境的需要。美国国家大地测量局将NGRS定义为全国统一的允许用户确定大地坐标（包括国际地球参考框架或者相对于国际地球参考框架的经度、纬度、高程、比例尺、定向等信息）的联邦政府官方参考系统。NSRS还覆盖美国的官方国家海岸线。在美国本土及其领土范围内，NSRS是所有调查、测绘、制图和定位活动的基础。这些活动包括对允许贸易流动美国港口进行的水文测量，为提醒当地社区洪水泛滥带来的危险而进行的沉降监测，为恢复生态而进行的环境监测等，这些活动都必须建立在一个非常精准的NSRS之上。NGS采取了许多措施制定完善NSRS。NGS开发和改进了相关标准、规范及指南，包括NAD83(2011),NAD83(PA11),NAD83(MA11),NAVD88,PRVD02,ASVD02,NMVD03,GUVD04,和VIVD09等。此外，NGS定义的国家海岸线也应用到了美国国家海洋和大气局和其他机构的产品中。NGS还制定了民用大地水准面，地球形状的数学近似值，为连接全球定位系统必要所推断出的地球物理椭球面高及其高程。随着技术的进步，为维护NSRS，NGS会定期更新海岸线、数据库和大地水准面，不断完善其精度。NGS必须跟踪NSRS上所有点位的时空变化以便维持NSRS的准确性，如果没有持续更新，NSRS将会很快被淘汰。二、NGS的愿景实现任何人在任何时间任何地点都能确定自身及其相关事物所处的精确地理位置。如今，伴随智能手机、导航汽车和其他GNSS电子设备似乎上述愿景已经得到实现。但是，这些设备的精度成了当下和NGS对于未来世界的设想之间的关键区别。NSRS的功能就是在美国领土范围内提供一致的坐标系统以及所有当前或未来新兴的地理空间技术基础，从科学家需要关键定位到普通民众的服务需求，为所有国家用户提供全方位的最高精度的位置和海拔定位需求。当测绘洪灾区，监测海平面变化，或者在低能见度下起降飞机时，即使是厘米级别的差异都是非常关键的。通过勤奋的努力履行其使命，NGS致力于支持这样的世界，每个人都知道自己的位置在哪，其他事物的位置及其相互关系，而且其精度不仅仅是一般的，而是精准的。此规划制定了NGS未来的方向，但这只是第一步。在NGS内，每一个规划目标都会有指定带头人负责编写目标实施规划，执行该规划，监测规划完成进展。这些目标大多需要跨部门工作，规划目标带头人也需要协调众多领域专家。NGS项目包括各种各样的战略目标，这些战略目标规划将被重新设计以适应新的NGS十年规划。所有这些单独的碎片战略规划将阐明如何组合在一起，提供一个明确的前进方向。三、新十年规划的战略目标（一）为NSRS用户提供支持一是制定蓝皮书和数据手册。维持NGS在获取、分析和存储内部及外部调查数据并将其以有用信息形式反馈给公众的能力。通过蓝皮书来维持目前摄取调查的能力，与此同时为未来的实施运用不断改进。继续保持其他的技术能力和标准蓝皮书将。二是维持NGS国家海岸线的确定与年度发布工作。参考NOAA所提供的海岸线图，为更新航海图、确定国土边界以及管理国家沿海资源提供关键基准数据。三是保证航空测量的能力。不仅为NGS履行相关任务所必需的遥感及现场运行技术的掌握提供保证，而且也将提供有关航空站点特征的关键信息。四是确保现场作业能力。由于运营方式的变化，NGS大地测量任务需要更少的现场作业人员；然而，现场作业人员的能力和专业知识仍然是关键所在。因此NGS必须清楚并全面了解相关的现场操作程序。五是维护在线工具确保用户访问NSRS。最新的大地坐标信息的生成有赖于活跃控制站点或持续运营参考站点，而对这些站点数据的利用则离不开NGS配套开发的诸多相关软件工具（如在线定位用户服务），维护并改进这些工具也是维持NGS基础职能所必需的。（二）升级并改进国家空间参照系统一是替换83版北美水平基准数据。计划到2022年，将大地测量参考体系的所有界定性及有关数据获取的误差降至1cm（以15分钟GNSS数据使用为标准），形成真正的地心坐标参考体系。通过制定一个总体目标在未来十年对工具进行改善，并最终实现NAD83更换为真正的地心坐标参考体系。二是替换88版北美高程基准数据。到2022年，将大地重力参考体系垂直高程的所有界定性及有关数据获取的误差降至2cm（以15分钟GNSS数据使用为标准）。通过美国垂直基准面的重力重新定义（GRAV-D）项目，以及高度现代化项目的支持，将通过跨机构合作进行重要数据的链接。三是制定新的蓝皮书。到2018年，实现所有调查数据处理结果的征集、验收、处理、存储及报告的效率及精度，并保证高的质量标准。扩展被动控制网络的时代即将终结，NGS未来计划创建的工具将实现用户自主掌握任意给定位点的所有相关信息（包括历史的和现实的）。在未来，例如OPUS-Database(OPUS-DB)或者OPUS项目将颇具重要意义并通过蓝皮书实现其权威性。四是加强工具维护。继续增加商业软件的使用，提升NGS所有产品及服务的有效性以及NGS软件与商业软件之间的互操作性。为公众以及项目的初建提供了具备一致性和现代化的有效清理工具包，使其产品提升用户友好性及科学准确性。未来NGS产品及服务将在精度、速度以及有关大地测量控制元数据提供方面得到进一步提升和扩展。五是改进大地测量技术，提升地理空间数据收集方法的效率和精度。进行新一轮的实地调查研究，更新大地测量手册的最新技术，并对其进行科学性的验证。未来NGS将致力于创建新的大地测量标准而非仅仅发布相关工作指南。（三）通过合作、教育和宣传扩大国家空间参照系统的受益方一是制定实时参考网络接入认可机制。到2015年，面向实时参考网络（RTNs）提供NSRS接入服务并制定正式的实时参考网络接入认可机制使之符合NSRS及NGS可接受的标准。随着RTN使用的增长，NGS促使RTN用户社区共同参与开发一个如何使其派生坐标与NSRS保持一致的方法。二是不断扩大受益方。通过相关的教育和培训扩大其产品和服务的受益方，以使增进公众对大地测量学的认识和了解。NGS培训中心在过去为非传统的客户提供培训，但是现在转变为为高精度的地理空间提供专业培训而不再是针对大众群体。三是加强与高校的合作。NGS和高校每年进行的合作可解决未来三年的研究问题。面向未来相关研究，加强NGS与高校之间的合作，鼓励NGS人员在高校进修或在高校任教。四是提升网络活跃度。关注在线形式的对外宣传，促进网络用户的参与并改进NGS的在线响应机制。NGS计划巩固其网页，着重于在线的对外宣传（例如教育和推广），应当建立分级响应查询系统，正如旧系统的问题跟踪和监控信息的一致性。五是增加教育投入。到2017年，实现在线教育业务的开展。NGS将继续组织其“教育工具包”,确保信息易获取、及时更新、易于使用以及定期监控。首先是完善并向公众提供NGS实地操作手册，最终将相关教育扩展至从高校到初级教育的各个层面。六是开展海洋及其海岸带综合绘图项目。促进NOAA海洋及其海岸带综合绘图项目（IOCM）数据成果的使用和数据用户的扩增。NOAA于2007年完成了IOCM项目，实现了海洋及其海岸带地理空间数据的多种用途。NGS计划继续扩增海岸带综合绘图项目（CMP）的相关产品以及将IOCM数据应用于CMP产品中。（四）发展和培养人才队伍一是加强人员培训，NGS将连年增加其人才的科学、技术及能力水平。通过开设职员为导向的教育课程、开展长期培训以及举办特约讲座等多种形式提升机构整体的大地测量知识水平。二是注重人才招募，未来三年内完善NGS人才与任务的配置。NGS计划在未来3年内，在政策允许的情况下，调动一切可能的手段来吸纳和招募人才，以确保各个环节新人的及时补充。具体措施包括：短期招聘与长期聘用相结合、招聘合同制研究人员、提供实习岗位、保留长期有效的招聘职位、加大面向高校的宣传，专门面向高校学生设立测绘学、航空工程学、电子工程学等相关专业学位项目、设立地理信息系统专业培训项目等。三是到2014年实现相关计划的制定以及部署永久执行。保证机构知识的完整性和传承性，NGS将出台相关政策，强制性要求所有NGS成员将其工作程序及相关文件进行存档。相关计划将于2014年制定完毕，并部署其永久执行。（四）改进组织及管理职能一是加强项目管理。至2016年实现项目管理的全部纳入。项目管理对于各种项目的合理规划、预算、执行以及评估至关重要，NGS计划到2016年全面将项目管理纳入机构运营的各个环节。二是加强信息技术支持。持续维护信息技术设施。为保证正常运营，NGS将评估机构的信息技术需求并完善运营所必需的信息技术设施。三是提升社会经济意识。以10年为周期对NGS的产品及服务的社会经济效益进行分析，作为更新和改进机构项目评估的基础依据。经常性执行项目评估，可以有效地进行自我检查，使得经费在提供服务等方面得到有效利用。四是加强档案管理。提升NGS档案管理水平。改进NGS档案管理以更为严格地履行政府及NOAA有关专门记录与档案保存的规定，并进而保证NGS组织得力、运行有效。五是开展区域顾问项目。至2016年实现区域顾问项目的部署。鉴于目前以州为单位设立NGS顾问组的计划的实施效果和地方预算缩减的现实，将现有顾问项目改为区域顾问项目，由规模更小、人员配备精良、机动性更强的顾问小组负责多个州的事务。项目将由NGS单独资助，并计划于2016年部署完毕。