数字广西地理空间基础框架建设的研究

1数字广西地理空间基础框架建设的研究摘要本文主要探讨"数字广西"地理空间基础框架建设方面的一些问题，并提出现阶段应进行的工作。关键词国家空间基础设施（NSDI）、"数字广西"、地理空间基础框架1．前言1.1背景随着计算机技术、网络技术的飞速发展，人类已进入以信息化为主要特征的新经济时代，信息化是当今世界经济和社会发展的趋势。发达国家在加快信息基础设施和空间基础设施建设的同时，1998年1月，当时的美国副总统戈尔提出"数字地球"的概念。引发了继"信息高速公路"、"知识经济"以后的第三次信息浪潮。1998年6月，江泽民总书记在两院院士会上提出了关于中国发展"数字地球"的思路，指明了发展信息技术，加快建设国家信息基础设施，早日实现中国的"数字地球"，是我国争先抢占世界科技、产业和经济制高点，走向21世纪的知识经济的发展战略。十五期间，许多地区和部门相继制定了数字省区和覆盖本领域的数字工程项目发展规划，如北京市已2拟?quot;数字北京"总体框架和发展规划，"数字海南"、"数字山西"、"数字福建"、"数字浙江"、"数字陕西"等规划也在制定之中；国土资源部计划用12年时间实施"数字国土工程"，交通部提出实施"智能交通"，国家海洋局提出"数字海洋"，国家测绘局提出建立"数字中国"地理空间基础框架。2001年10月，继国办发53号文后，国家计委、国家地理空间信息协调委员会召开了"国家空间信息基础设施发展战略研讨会"，指出"必须将国家空间信息基础设施的建设和应用作为国民经济和社会信息化的重要内容，应加快发展，以带动地理空间信息技术的应用和相关产业的发展，并进一步推动经济结构的战略性调整"。更引发全国十几个省、直辖市拉开建设"数字省区"地理空间基础框架的序幕。1.2目的和意义：联合国的一份报告表明，人类社会经济生活中80％以上的信息与地理信息有关，地理信息技术大大改变人类观测和认识地球的方式，已广泛应用于资源调查、灾害、环境检测、规划、电力、商业等领域，取得了显著的经济社会效益。成为21世纪国际竞争的制高点之一，其发展水平直接关系到国家的综合国力和国防安全。"数字广西"地理空间3基础框架的建设，将为广西政府部门和各市县的社会和经济可持续发展提供规划、设计和决策支持的基础地理框架信息，为电子政务的实施提供统一标准的基础地理信息支撑平台和环境。1.3主要内容："数字广西"地理空间基础框架的建设就是通称国家空间基础设施（NSDI）在广西的具体表述。也是以3S（GIS－地理信息系统、GPS－全球定位系统、RS－遥感）技术为基础，基础测绘数据的生产和成果存档、管理、分发服务系统在信息时代的具体表现形式和发展。"数字广西"地理空间基础框架建设的主要任务包括：大地测量基准建设、广西省级地理信息数据库建设、基础地理信息采集体系的建设、政策法规与标准体系的建设、技术支持体系的建设、地理空间信息交换网络体系建设、组织机构的建设等，实现覆盖整个广西的多尺度、多分辨率、现势性好的基础地理信息数据。1．4"数字广西"地理空间基础框架在各行业中的应用：2．广西实施该项工程已具备的条件2.1区内环境：以"信息化带动工业化"是我国的战略目4标，作为经济欠发达的广西，其信息化建设起步并不晚，20世纪90年代，南宁、柳州、桂林、北海等城市的土地、规划、环保等部门相继完成了本行业的地理信息系统的建设。21世纪的今天，南宁、柳州、桂林列入国家级信息化试点城市，在这三个试点城市的带动下，全区社会信息化建设全面展开，围绕政府网的建设，各地根据实际情况懈骶咛厣男畔⒒ㄉ琛Ｈ绫焙Ｊ械?quot;数字北海"项目，百色地区的"农业信息化示范项目"、防城港市的"港口信息化项目"、玉林市的"有线电视宽带网工程"等，以及全国第一套应急联动系统――南宁市社嵊绷低常?11）的初步建成，都为广西的社会、经济发展起到了不可估量的作用。预计到2005年，全广西将铺设光纤约4.8万公里，每千人拥有计算机50台，互联网普及率达8％以上，信息产业增加值将达到250亿元，占广西国民生产总值的8％以上.2．2广西测绘局内环境：国家测绘部门投资2.56亿启动"国家基础测绘设施项目"建设，简称"大专项"建设。广西测绘局在国家测绘局和区政府的支持下，于2000年8月正式立项（总投资2700万元），目前已完成基础地理信息数据生产技术体系、基础地理信息数据传输网络体系的5建设，基础地理信息管理服务体系、空间定位综合服务体系、广西数字化基地大楼的建设正在如火如荼的进行中。广西测绘局已建成主干千兆，百兆交换到桌面的局域网，装备了若干台企业级服务器、海量的磁盘阵列、磁带库、图形工作站、高档微机、大型彩色扫描仪、大幅面绘图仪等硬件设备，以及数据库软件ORACLE，GIS软件ARCGIS、Geostar、MapInfo、ERDAS、数字摄影测量系统、扫描矢量化系统等软件。通过大专项的建设，还锻炼出一批精通3S技术、计算机与网络技术、测绘技术的综合型人才。1．基础地理信息生产技术体系已初步建成：目前，广西测绘局已具备的1：1万基础地理信息数据年生产规模如下表所示：数据类型年生产能力（幅）数据库存储（GB）1:1万DOM（数字正射影像图）16001600幅×45MB/幅=721:1万DEM（数字高程模型）16001600幅×5MB/幅=81:1万DLG（数字线划地图）880880幅×4.5MB/幅=41:1万DRG（数字栅格地图）10001000幅×5MB/幅=5遥感影像数据按1米分辨率计算,500幅×100MB/幅=50GB注：按广西"十五"计划，需8～10年才能更新测绘完成全广西1：1万地图。63．建设原则和关键技术3.1建设原则"数字广西"地理空间基础框架的建设要贯彻"需求牵引、统筹规划、统一标准、阶段发展、面向应用、共建共享"的方针，坚持市场引导与政府调控相结合，引进和自主创新相结合，重点开发和普及应用相结合，调动各方面的积极因素，以应用促进发展。3.2关键技术海量数据库存储技术：目前，单是按覆盖广西的4D（DLG、DEM、DOM、DRG）测绘产品的数据量计算，就达到了TB级，如何采用关系数据库（如ORACLE）管理海量空间数据，将是今后几年内的研究热点。菘焖倩袢∈侄危喝绾纬浞掷?S技术及其集成，快速获取信息也是一个值得研究的课题。宽带网络：利用高速网络实现信息共享和互操作。虚拟现实技术：虚拟现实和三维模型是数字城市表现的主要形式。7知识产权问题：模拟测绘产品版权问题较好解决。受法律不健全、法制观念淡薄等客观条件的影响，数字化测绘产品的版权问题亟待解决，因为数字化产品一经提供，可以轻而易举地进行复制。要解决这个问题，除了法律、制度外，还需在技术上研究加密手段。空间数据库更新与版本管理：为满足国民经济建设的需要，必须定期更新数据，保持基础数据的现势性。数据更新后，历史数据仍须保存。因此必须建立一套有效的数据版本管理机制，确保有效数据能长期保存，又避免不必要的数据冗余。4．现阶段的主要任务4.1数据标准和规范的制定。数据标准是急待解决的问题。很多标准国家尚未出台，必须加快基础地理信息各类标准的制定，完善各种数据库的建设标准、质量控制标准和安全保密标准，加快制定基础地理信息的产品标准、信息交换标准和应用标准等。4.2广西省级基础地理数据库的建设按基础测绘分级管理的原则，国家负责1：100万、1：25万和1：5万尺度的基础地理信息生产、管理、服务和更新。省级政府部门负责1：1万、1：5000比例尺甚至更大尺度的8基础地理信息生产、管理、服务和更新工作。其中1：1万基础地理信息数据库的建设将是"数字广西"地理空间基础框架的核心和基础。省级基础地理信息数据库的组成如图所示：4.3实施一批地理空间信息重点应用示范工程的建设当前，人口、资源、环境等可持续发展是国家和地方政府最为关注的领域，为共享"数字广西"地理空间基础框架资源，应当把应用开发的重点放在人口地理信息系统、资源（国土、海洋、地矿等）地理信息系统、环境地理信息系统的开发研究中。同时作为广西测绘局与区政府部门的合作项目――广西综合区情地理信息系统（9202工程）建设的延伸扩展，更要充分利用"数字广西"地理空间基础框架资源，结合西部大开发政府急于掌握的信息，急政府之所急，想政府之所想，积极与政府部门联系、沟通，进一步完善综合区情地理信息系统，注重反映广西自然资源、经济两方面的信息。4.4积极创造条件推进地理空间信息共建共享机制的建立测绘部门多年来生产了大量的地理信息资料，它们在广西的经济建设和社会发展中发挥了公益性、基础性的作用，但要在更深层次和更广的领域应用，需要政府及各行业的通力合作。共建共享是避免重复建设、维9护国家利益的必要措施，是"数字广西"地理空间基础框架建设中必须坚持的原则。这方面的教训是屡见不鲜的，如广西各地方土地部门有独立的一套地籍图，规划部门有地形图，房产部门有房产图，每个部门都是投入巨资测绘、数字化，标准都不统一。实际上只要政府牵头协调，各地测绘一套基础地形图，每个部门在其基础上再采集各行业关注的要素（称之为三图合一）。这样的结果是大大节约了经费，却实现了各取所需，同时由于数据标准的统一，各行业能共享、交换成果。要实现共建共享，一方面要积极推动地理空间信息政府协调机制的建立，充分发挥测绘部门的作用，加强与政府相关部门的合作，按照互惠互利的原则交换数据；二要研究制定共建共享的法规政策，明确规定知识产权的保护、用户的权利和义务、有偿使用等问题；三是测绘部门要在信息共建共享中发挥带头作用，进一步强化"四个主动服务"意识：主动为领导宏观决策服务，主动为国家重大战略、方针提供服务，主动为广西重大基础设施提供服务，主动为提高人民生活质量提供服务。为推进共建共享机制的建立作出应有的贡献。4.5建设基于WEBGIS的地理空间信息交换网络体系。"数字广西"网站（）作为广西测绘局的宣传阵地及元数据发布窗口，应加强地理空10间信息网站建设和网上地图的开发，探索地理信息网络服务模式，以适应网络快速发展和广大人民群众对网上地图的迫切需求。5．极待解决的问题：5.1政策方面的问题去年广西制定的《广西广西国民经济和社会发展第十个五年计划信息化重点专项规划》中并没有完整地将"数字广西"地理空间基础框架列入其中。广西的信息产业在2000年全年的总产值为28.6亿元，仅占全区GDP的千分之二，在全国排22位，在西部地区排第5位。可以看出，广西的信息化总量还较低。基于"数字广西"地理空间基础框架的重要性和其能推动国民经济和社会信息化跨越式发展。建议由区计委统一协调，广西测绘局负责具体实施，各部门共同组成广西地理空间信息协调委员会，加快制定"数字广西"地理空间基础框架的建设规划工作。5.2人才缺乏、财力支撑不足的问题：测绘滞后于国民经济建设的步伐，这是目前的尴尬现状。主要的原因是财力投入的不足。"数据是血液"，没有了数据的"数字广西"地理空间基础框架，