基于地理实体的基础测绘生产组织模式探索

贾 丹，王 维

(国家测绘地理信息局测绘发展研究中心，北京 100830)

基于地理实体的基础测绘生产组织模式探索

贾 丹，王 维

(国家测绘地理信息局测绘发展研究中心，北京 100830)

首先分析了目前我国基础地理信息资源建设存在的主要问题，提出了通过构建地理实体数据库实现基础地理信息资源的共享和深入应用的构想。其次，深入分析了目前国内外地理实体数据库的研究及建设现状。在以上基础上，最后以优先满足国家事权为原则，提出了基于地理实体数据采集的我国基础测绘国家、省、市县任务分工和生产组织模式构想。

地理实体；基础测绘；生产组织模式

新时期，我国提出要建立新型基础测绘体系。新型基础测绘体系的核心是探索利用最新理念和技术，实现基础测绘“动态更新、按需服务、联动共享”，以满足信息化社会对基础测绘的需求。地理实体的数据采集和建库作为一种新的数据生产、组织模式，将从根本上改变基础测绘的生产、组织模式，大幅提升基础测绘的生产服务能力，全面彰显基础测绘的价值。

1 基础地理信息资源建设存在的主要问题

经过几十年的发展，我国基础测绘在资源建设方面取得了跨越式发展。根据《测绘地理信息“十二五”规划纲要执行情况评估报告》，到“十二五”末，我国已基本建成全国卫星导航定位基准服务系统。基础地理信息实现了1∶5万数据库按要素年度更新，1∶5万和1∶25万数据库联动更新；1∶1万数据库基本建成。截至2013年年底，27个省份开展了数字省区地理空间框架建设，其中14个已建成。虽然我国基础地理信息资源取得了丰硕的建设成果，为国民经济和社会发展提供了全方位服务。但同时也应看到，在数据库建设方面还存着一些问题，一定程度上，制约了基础地理信息资源价值的发挥，主要表现在以下两个方面。

1.1 多尺度基础地理信息数据库不能实现集成应用和联动更新

常规认识上国家基础地理信息数据库应为一个有机、统一的整体，大比例尺地形图更新的同时，可以实现小比例尺地形图的更新。但实际情况是，受技术水平限制，我国基础地理信息数据库建设主要是针对不同比例尺的地理实体建立不同的数据库，并分别存储。不同比例尺的数据采集和处理也是独立的。加上各地经济发展水平不等，基础测绘数据生产能力、数据库建设水平参差不齐，空间基准和标准不够统一，直接造成各省基础地理信息数据库之间不一致。横向上难以集成应用，纵向上难以与国家多尺度数据库集成关联，造成了重复建设，难以形成全国“一张图”，制约了基础地理信息的应用。

1.2 基础地理信息与专题地理信息不易于共享

我国基础地理信息数据库建设是在模拟地图扫描矢量化的基础上开展的，受技术条件和惯性思维的影响，基本都是按满足地图制图要求的思路建设基础地理信息数据库。这种专门或主要以地图制图的认识论表达为基础的数据库，与专题地理信息对地理实体的认知角度不同、表达方式各异，无法建立彼此之间地理要素一一对应的映射关系，给用户带来很多数据冗余和信息干扰，且导致基础地理信息数据仅仅作为专题地理信息应用的背景图和空间参考，而不会基于基础地理信息要素进行加工改造和附加专题属性信息，制约了数字地理空间框架建设的应用。

在测绘地理信息领域全面深化改革之际，为推进基础地理信息的全面共享和深入应用，满足经济社会发展对基础测绘的全方位需求，需要统筹谋划，寻找利用新的发展理念和技术改进基础测绘的生产、组织方式，形成满足需求的新型基础测绘产品和服务体系。

2 基于地理实体的成果采集及管理现状与趋势

从我国基础地理信息的生产、应用现状来看，要实现基础地理信息资源的全面共享和深入应用，需要解决两方面的问题：一是建立多尺度数据之间的联系，实现基础地理信息数据库的整合、统一，真正实现全国“一个图”“一个平台”；二是实现数据的共享，建立基础地理信息数据库与专题数据库之间的关联关系，形成更适合行业实际应用的基础地理信息数据库。综合国内外的发展技术和实践，构建地理实体数据库可作为解决这两个问题的主要途径和手段。

地理实体是指现实世界中独立存在、可以唯一性标识的自然或人工地物[1]。一个地理实体由若干图元组合而成，具有唯一的地理实体标识，通过地理实体标识实现地理实体与相关社会经济、自然资源信息的挂接。地理实体数据可改变传统数据库对空间数据集进行硬性分块或其他方式的分割，能统一连续地存储数据。且不同尺度的地理实体数据能通过地理实体数据建立逻辑关联，同一尺度的同类数据间建立逻辑无缝关联，解决了多尺度数据之间的关联和与其他专题数据的共享。

在国内外基础地理信息数据库建设中，地理实体数据库建设也已经成为一种主要内容和趋势。

2.1 我国地理实体数据建设现状

我国无论在学术上还是实践方面都已对地理实体数据库建设开展了研究和探索。在国家测绘地理信息局发布的《国家地理信息公共服务平台总体设计》建设大纲中指出，“公共地理框架数据主要包括地理实体数据、地名地址数据、电子地图数据、影像数据、高程数据五类”；在2009年由国家基础地理信息中心起草了《地理信息公共服务平台地理实体与地名地址数据规范》[2]，出台了国家地理信息公共服务平台1∶400万至1∶5万地理实体数据整合技术要求[3]。国家测绘地理信息局发布的《数字省区地理空间框架建设技术大纲》及作为数字省区建设第一个试点的浙江省测绘地理信息局发布的《浙江省地理空间信息数据交换平台总体技术方案》均将地理实体数据库建设作为基础地理信息数据建设的一个重要内容，并探索了基于地理实体编码的多尺度表达空间数据联动更新试验，尝试了提供在线的地理实体编码服务。在智慧城市时空信息云平台建设的试点城市中，一些城市也开展了基础地理信息数据库更新及建库项目，实现了地理实体数据成果通过地理实体标识实现地理实体与相关社会经济、自然资源信息的对应。

刘东琴等[4]以河流地理实体构建为例，研究了基础测绘1∶1万到1∶100万基础地理信息数据地理实体构建及分类编码方案，结合实践，构建了全国主要河流实体数据库，研究了地名地理实体数据库的构建方法，通过试验进行了基于地理实体数据库的应用。陈少勤等以浙江省地理空间数据交换平台项目建设为推手，建立了多尺度地理实体数据库，探索了基于地理实体编码的多尺度表达空间数据联动更新实验，尝试了提供在线的地理实体编码服务。浙江省测绘科学技术研究院开展了基于语义模型的地理实体谱系标识与标准研究的公益性科研专项，从语义层面深入研究地理实体的本质，探讨了各行各业对地理实体的认知方法和表达规律，提出了地理实体谱系标识概念，形成了一套基于地理实体编码的工业式地理空间数据生产、质检、应用和服务的总体方案，最大限度地解决了专题地理信息数据之间的数据共享、交换和互为更新的问题。

在国家测绘地理信息“十三五”规划整体思路中强调，加快推进基础地理信息数据库建设的转型，逐步建立基于最详细的地理实体的成果采集和管理模式。统一基础地理信息数据库结构、类型和表现形式，融合集成多尺度多精度的地理要素，真正形成全国基础测绘成果一张图、一个库。部分省份在测绘地理信息“十三五”规划中也强调了要开展基于地理实体的成果采集与建库。

2.2 国外地理实体数据建设现状

国外早已经开展了诸多面向地理实体数据的研究与应用[5]。根据国家测绘地理信息局测绘发展研究中心编译的《欧美空间数据基础社会资料汇编》显示，2005年美国数字地理空间框架数据中，除了正射影像和高程数据外，其余的框架数据均将采用地理实体的表达。即要素通过赋予它唯一的、永久的标识码来识别，其位置特征由所链接的空间对象来描述，也可以用一组属性和关系来进一步描述。用户可以利用标识码将框架数据与自身的数据联系起来。标识码提供了一种跟踪机制，用于数据更新和将不同分辨率、不同范围内同一要素链接起来。永久的要素标识码一旦被赋予，就不可改变，除非要素本身发生了实质性的变化，如公路被毁坏或河流成为水库。在要素标识码中，交通要素使用现有的线性参考系统，水系标识码，许多联邦和州都使用美国环境保护局制定的河流编码方法。行政单元要素则包括名称及相应的联邦信息处理标准(FIPS)编码属性。

为推进欧洲空间信息的共享，欧洲议会2007年通过建设欧盟空间信息基础设施的决议[6-7]。目前欧盟关于空间信息基础设施已经推出了一系列数据规范，为成员国空间数据共享提供了标准转换模型，包括坐标系、格网、地名、管理单元、地址、地籍、交通、水系等。这些数据也尽可能地采用面向实体的数据模型。英国军械测量局开发了一个每天更新的由4亿多个地形要素组成的详细的OSMasterMapTM数据库[8]，里面的要素都赋予唯一标识符(TOID)，形成一个无缝数据库。同时还开展了“国土土地信息服务”计划，建立国家土地和产权数据库及国家街道数据库，对国家土地和产权数据库中的要素都赋予唯一产权参考码，附带有坐标的产权参考码与OSMasterMapTM数据库内部的唯一标识符建立链接。

纵观国内外基础地理信息数据库建设现状可见[9-10]，地理实体数据库建设将取代现有的基础地理信息数据库建设模式，从根本上改变基础测绘的生产模式，提高基础测绘的生产服务效率。

3 基于地理实体数据采集的基础测绘生产组织模式构想

基于地理实体的数据采集作为一种可行性的采集方式，将彻底改变原有的生产组织模式。

一是基于地理实体数据的采集，由于只需要对地理实体作一次数据采集，即可通过技术实现多比例尺的联动更新，这将颠覆原有基础地理信息生产任务分工和职责，形成分建共享的组织管理制度，原有中小比例尺的生产、定期更新与建库工作将大幅减少。国家和省级测绘地理信息队伍可以从繁重的生产中解放出来，只需要负责本级数据库的整合、联动更新和维护工作即可。

二是基于地理实体数据的采集使基础地理信息与专题地理信息直接实现联动更新和共享，这打破了测绘地理信息部门与行业部门之间的界限，为专业部门提供现势性高的框架数据，并与专业部门合作更新基础地理信息数据将成为各级测绘地理信息部门的主要任务。同时由于基础地理信息的实时联动更新，全要素统一更新显然也没有必要，有侧重的分要素更新成为现实需求。

基于此，基础测绘的生产组织在国家层面，应以优先满足国家事权为原则，在数据库标准统一的基础上，制定统一设计和规划，合理优化调整国家、省、市县各级测绘地理信息部门的职责、分工，将全国测绘地理信息数据库建设与更新纳入到国家层面统一协调，分要素有侧重地实施更新转变。省级及以下部门根据地方特色和需要，开展要素细化工作，避免重复建设。

3.1 国家测绘地理信息部门的具体任务构想

国家测绘地理信息部门的任务如下：①负责建立全国统一、多尺度融合的国家地理信息数据库，多尺度融合的数据库将不考虑比例尺、载幅量等限制；建立基本比例尺数据库、专题数据库和框架数据库等各类数据库，并根据国家重大战略、重大工程、行业部门等的需求，实现有重点的联动更新，生产派生出系列应用产品。②加大对国家数字地理空间框架的推广应用，重点扩大框架数据的提供范围，将公司、院校、地方机构等部门的积极性调动起来，共同为框架提供现势性高的数据。③加大对框架数据的整合、协调更新、访问，加强教育培训，推广数字地理空间框架的应用。④加强对各类数据标准的制定、统一协调等。

在具体的任务分工上面，国家测绘地理信息部门的工作重心需要转移，由原来比例尺地图的生产转移到国家级测绘地理信息数据库的建设、更新、维护，以及框架数据的推广使用上。在具体的数据采集、更新方面，地方测绘地理信息部门能够完成的，由国家统一设计、组织、协调，把任务逐级下达到各省级测绘地理信息部门。对于跨区域的、不适宜地方生产的任务，如边境测绘、海洋测绘等任务，再由国家组织生产。如图1所示。

图1 基础地理信息数据生产组织模式

3.2 省级测绘地理信息部门的具体任务构想

省级测绘地理信息部门的主要任务是根据国家的需求，设计、下达具体的生产任务。结合省级层面各类专题数据信息，整合行政范围内的市县级基础地理数据信息和行业专题数据信息，实现省级通用数据库、基本比例尺数据库、专题数据库和框架数据库等各类数据库的联动更新。同时在各类数据库的基础上，生产出满足国家、省级层面需求的各类测绘地理信息产品，提供服务。如图2所示。

图2 省级测绘地理信息部门的生产任务图

3.3 市县级测绘地理信息部门的具体任务构想

基于地理实体的数据采集实现后，市县测绘地理信息部门对本地区地理信息数据采集主要是满足国家、省级和本地区的需求。数据采集方式发生变化、需求增加采集的要素类型，包括地下管线、地下水形、不动产信息、地理国情信息等。增加对本地区行业专题数据、遥感影像，以及市县经济、人口、生态等数据的收集力度。在基于地理实体数据采集的同时，由于测绘地理信息部门和国土、交通、水利等行业部门积累的大量基础地理信息数据或专题数据标准不统一、形式和内容也存在差异，还需要对测绘地理信息数据和专业部门数据进行整合加工和必要的改造，使其符合地理实体认知的表达要求，构建通用数据库样本库，以及本地区的框架数据库、基本比例尺数据库和专题数据库，生产满足国家、省级和本地区需要的各类专题产品。基于地理实体的数据采集任务主要集中在市县测绘地理信息部门，市县不仅要负责基础地理信息数据的采集，还要收集整合行业部门的数据，以及数据库的建设、维护和平台应用推广工作，与省级部门联合开展数据交换和集成整合工。目前在市县层面，基础地理信息数据生产的力量比较薄弱，为此，需要增加市县队伍建设，实现测绘地理信息数据生产的重心下移。如图3所示。

图3 市县级测绘地理信息部门的生产任务图

4 结 语

地理实体数据采集和数据库建设是一项艰巨的任务，我国国家基础地理信息系统数据库中包含的基础地理信息矢量数据从宏观到微观范围，比例尺跨度从1∶100万到1∶500，基本覆盖了全国陆地范围。现阶段先以国家基础地理信息数据库丰富的地理信息资源作为地理实体数据构建的基础，逐步过渡到基于地理实体的数据采集中。同时，地理实体数据采集和数据库建设将形成多尺度地理要素级联更新技术路线与工作流程、基于通用数据库的多专题地理要素协同更新技术路线与工作流程，形成一套可满足实际生产需求的联动更新工艺流程设计方案。

基于地理实体的基础测绘生产组织模式在我国还处于探索阶段，新的技术路线和工艺流程，要有新的生产组织模式为支撑。为此，在构建新的生产工艺流程的基础上，还需同步优化、重组基础测绘生产组织模式，利用信息化手段重新改造现有的数据库模式，并建立相适应的事业单位布局，以实现新型基础测绘的真正转型升级。

[1] 国家地理信息公共服务平台总体技术组. 地理实体数据规范[EB/OL]. [2016-04-01]. wenku.baidu.corn.

[2] 国家测绘地理信息局. 地理信息公共服务平台地理实体与地名地址数据规范:CH/Z 9010—2011[S]. 北京：测绘出版社，2011.

[3] 陈军, 蒋捷, 周旭, 等. 地理信息公共服务平台的总体技术设计研究[J]. 地理信息世界, 2009(3): 7-11.

[4] 刘东琴. 地理实体数据库构建研究[D]. 泰安：山东科技大学, 2010.

[5] 罗志清, 郝力, 李琦, 等. 空间数据基础设施概念[J]. 测绘通报, 2004(9): 17-19.

[6] 国家地理空间信息协调委员会.欧洲空间信息基础设施规划编制过程介绍[EB/OL]. [2006-04-01]. http:∥www.ngicc.gov.cn/guojia/guojia_25.htm.

[7] 朱雪征, 李莉. 欧盟空间数据基础设施规划研究[J]. 测绘通报, 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] 龚健雅, 李小龙, 吴华意. 实时GIS时空数据模型[J]. 测绘学报, 2014,43(3): 226-232.

[10] 王东华, 刘建军. 国家基础地理信息数据库动态更新总体技术[J]. 测绘学报, 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

贾丹，王维.基于地理实体的基础测绘生产组织模式探索[J].测绘通报，2017(4)：125-129.

10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0136.

2016-07-06；

2017-01-05

贾 丹(1980—)，女，博士，副研究员,研究方向为测绘与地理信息战略。E-mail:jiadan@sbsm.gov.cn

P208

A

0494-0911(2017)04-0125-05