对新型基础测绘的再认识

俞肇元，周良辰，袁林旺，罗 文，闾国年

(1.南京师范大学地理科学学院，江苏 南京 210023；2.南京师范大学，虚拟地理环境教育部重点实验室，江苏 南京 210023；3.江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心，江苏 南京 210023)

0 引 言

“智慧城市”“生态文明”等国家战略的快速推进，对测绘地理信息行业和产业的发展提出了新的需求，急需突破传统思维、转变发展模式、实现转型升级[1-3]。在测绘行业全面实现数字化、信息化的背景下，物联网、互联网、大数据、云计算、人工智能等空间技术和信息技术的迅猛发展给测绘行业带来了新的机遇和挑战，对测绘行业思维模式、作业模式产生了巨大影响[4]。在国家规划、战略背景、实际需求等背景和高新技术支撑下，基础测绘向新型基础测绘转型升级已成必然。因此须对新型基础测绘的内涵进行探讨和分析，为新型基础测绘的深入研究和健康发展提供理论与方向指导。探索代表智能化测绘发展方向的新型基础测绘的内涵与外延，是推动测绘行业创新发展的重要基础[5]。本文总结了新型基础测绘的发展背景，研讨了新型基础测绘的概念，并从测绘体系建设、实景三维建设、按需测绘、多测合一、基础测绘与基础地理信息、基础地理信息与专题地理信息、联动更新等六个视角剖析新型基础测绘的内涵。

1 基础测绘

基础测绘是指建立全国统一的测绘基准和测绘系统，进行基础航空摄影，获取基础地理信息的遥感资料，测制和更新国家基本比例尺地图、影像图和数字化产品，建立、更新基础地理信息系统[6]，是对我国国土(包括陆地国土和海洋国土)进行的具有基础性和普遍适用性的测绘活动的总称。

全国统一的测绘基准和测绘系统是各类测绘活动的基础。需要统筹规划建设和维护全国统一的测绘基准，构建陆海统一、精度均衡、服务稳定、安全可控的一张高精度测绘基准网。基础航空摄影得到的资料可详尽记载一定区域范围的地物、地貌特征以及地物之间的相互关系，反映自然资源的分布情况；基础地理信息的遥感资料是基础地理信息数据的重要来源；国家基本比例尺地图是经济建设和社会发展的基本用图；测绘地理信息系统是实现测绘地理信息数据数字化存储、管理、建模、分析的基础。

基础地理信息系统是通过对基础地理信息数据的集成、存储、检索、操作和分析，生成并输出各种基础地理信息的计算机系统。利用地理信息系统的数据库子系统实现测绘数据的多源集成、自动化处理、分发和服务，在完成数据生产任务的同时，也可构建相应的联动更新机制。此外，也可充分利用数据库系统实现对数据安全和访问权限的控制，保证各项测绘业务的合理有序运行。地理信息系统的共享、分析与服务子系统可对基础测绘的公共服务功能提供技术支撑，有效服务国家数字化、数字中国、数字城市、智慧城市建设。

2 新型基础测绘

新型基础测绘是对现有基础测绘的继承和发展，是在保持基础测绘的基础性和公益性不变的前提下，从建设内容、产品形式、服务模式、管理方式、技术手段等方面对基础测绘进行的探索创新[7]。《全国基础测绘中长期规划纲要(2015-2030年)》提出新型基础测绘要具备 “全球覆盖、海陆兼顾、联动更新、按需服务、开放共享”特征[8]，主要体现在对现有基础测绘技术、生产、服务和管理等进行与时俱进的调整、完善。新型基础测绘主要体现在工作范围“新”、工作重点“新”、技术手段“新”、组织模式“新”、成果形式“新”、服务方式“新”。

新型基础测绘提出以来，全国多地进行了新型基础测绘的试点工作。上海市发布了首部新型基础测绘团体标准即《基于地理实体的全息要素采集与建库》，提出了“智能化全息测绘”的概念，统一了基于地理实体的智能化全息测绘数据采集、处理方法及全息测绘成果的技术要求，并总结了其四大亮点即全息化、精细化、智能化、统一化[9]。浙江省印发《浙江省新型基础测绘体系建设实施方案》，提出“统筹协同、陆海一体、联动更新、智能高效”的新型基础测绘体系[10]。江苏省提出了发展保障型、服务型、开放型基础测绘体系，解决工作内涵不丰富、成果应用不广泛、生产体系不完善等问题[11]。陕西省提出了要实现生产型向生产服务型转变，丰富基础测绘的内涵，提升服务能力，逐步推动多维、多尺度的联动更新；河北省提出了统筹地理信息资源，推进“一网、一库、两平台”建设，把新型基础测绘建设作为融入服务雄安新区建设的切入点；重庆市开展了“3D+”全息空间数据库及应用示范建设工作，形成了重庆样本的基础测绘转型升级路径[12]；上述试点工作体现了在新技术的引入和新的需求驱使下，新型基础测绘的体系结构、服务模式和建设内容的升级，同时由于不同区域、不同部门对新型基础测绘有着自己的理解与应用，试点研究呈现百家争鸣、百花齐放的局面。为了进一步推动新型基础测绘的深入发展，需对新型基础测绘的定义、内涵等内容进行再探讨。

2.1 测绘体系建设

从新型基础测绘的基本特征出发，构建符合新时代智能化测绘发展趋势的新型基础测绘体系，是新型基础测绘建设的关键内容[13]。发展新型基础测绘需要实现测绘到地理信息思维的转变。要从时空一体化和多维高维统一的视角，系统构建测绘基准体系、业务流程体系、测绘产品体系、技术支撑体系、质量控制体系、组织管理体系六大子体系。通过发展新型测绘体系建设，建成“陆海一体、全域覆盖、资源汇聚、时空延续”的基础测绘资源型数据库，实现测绘与地理信息资源的常态化更新。

2.2 实景三维建设

实景三维建设是统筹推进经济建设、政治建设、文化建设、社会建设、生态文明建设“五位一体”的重要内容和重要载体，是支撑数字政府建设、构建现代化政府治理体系的基础，有助于促进经济要素在三维空间中的优化配置和流动。在实景三维数据获取方面，需要构建机载、星载、船载、车载和地面的数据采集系统，有效获取高精度的影像、视频和激光点云数据；在实景三维模型构建方面，首先采用逐像素、逐点模式构建区域高精度的地形三维模型和地表三维模型，然后基于高精度的地形三维模型和地表三维模型可以生成面向各类应用需求的三维场景模型，进一步实现已有二维数据的三维化，也可以在三维场景模型上直接采集获取各类专题地理要素的三维数据，还可以通过区域间、多尺度的三维场景模型与各类地理实体三维模型的融合，形成由地形三维、表面三维、实体三维系列产品——实景三维模型。

2.3 按需测绘

传统的测绘产品，特别是地形图产品，比例尺固定、获取的要素固定，难以满足新时代快速高效的测绘数据生产与更新需求。用户需求的多样化要求决定了测绘地理信息产品应具有采集要素按需获取、尺度按需定制、信息服务实时动态等能力，这给传统测绘数据采集和处理模式提出了巨大挑战。按需测绘是指测绘产品的生产过程遵循“基础模型、尺度综合、各取所需、专题汇聚”的思路，实现测绘产品按需生产。首先高精度、动态更新的实景三维模型理应作为新型基础测绘的核心产品，作为各类应用场景模型和各类测绘要素获取的基础。进而通过对高精度的地形和地表三维模型的简化实现三维场景的尺度综合，支撑不同尺度的地理数据采集，并在不同尺度三维场景模型基础上按需采集要素。更可以不同尺度的三维场景模型为基础，汇聚各类专题地理数据，表达地理事件、地理过程。

2.4 多测合一

多测主要指地形测绘、工程测绘、地籍测绘、房产测量以及各类专题测绘。由于历史上分属不同主管部门，执行的标准、采用的技术手段均存在较大差异，导致重复测绘，测绘成果难以共享使用。多测合一则需要不同类型测绘的“合一”，以及不同测绘阶段的“统一”。对不同类型的测绘，应基于统一的时空框架，构建覆盖不同业务类型的地理实体分类体系、地理实体颗粒度分割体系，以及数据获取的技术手段，提供满足不同测绘应用需求的测绘产品和服务。如在房产测绘时需基于统一的空间基准和房屋地理实体，除了幢、层、户信息外，还需要补充室、屋顶、门、窗等地理实体。在地籍测绘时需要采集界址点的三维信息。在地形测绘时需要补充采集房屋外部三维几何数据。对测绘过程的“统一”，则需要面向土地开发过程中的土地收储、规划设计、施工建设、竣工验收到使用管理等全生命周期所实施的测绘过程，实现现状测绘、过程测绘、房屋预测绘、竣工测量等阶段性测绘工作的有效衔接，保证现实地理空间与规划设计的虚拟空间统一，规划设计图纸或BIM模型与工程建设施工之间的一致性。在土地开发过程中的的竣工验收环节，是地形、地籍、房产等不同类型测绘合一的关键环节，在该环节统筹协同不同测绘内容、测量精度，可避免重复劳动、防止成果冲突。

2.5 基础测绘与基础地理信息

基础测绘是国民经济和社会发展的一项前期性、基础性和公益性事业，广泛服务于社会各个行业与领域[14]。基础地理信息是基础测绘的主要成果之一，主要是指通用性最强，共享需求最大，为各行业提供统一的空间定位和进行空间分析的基础地理单元。然而，现行基础测绘的目标、采集和处理的主体是地理实体或几何对象，而新型基础测绘更需要面向地理空间中的时间、地点、人物、事物、事件、现象、场景，在采集和处理几何信息的基础上，同时要记录和描述语义、过程、关系、作用和属性等信息，实现测绘几何信息到地理信息的提升，使得地理信息可看、可用、能用、好用。

2.6 基础地理信息与专题地理信息

基础地理信息是测绘地理信息在不同领域应用的最大公约数，是测绘地理信息服务不同行业领域的基础数据。专题地理信息是指在基础地理信息的基础上，根据不同行业应用需求，将满足行业应用需求的测绘地理信息叠加到基础地理信息中，形成展现特定行业领域的专用信息[15]。一般情况下，专题地理信息是行业、专业独有的专题信息，但也还有相当一部分与基础地理信息相同，或在基础地理信息基础上进一步分类。例如道路信息既是基础的地理信息的重要组成部分，也是交通部门、公安部门的专题信息。交通和公安部门不仅直接使用基础地理信息中的道路数据，而且还会对道路数据进一步开发，一方面为道路增加语义、属性信息，另一方面将道路进一步划分为路段、车道等。这些基础与专题地理信息在语义和颗粒度方面的差异，导致了基础数据的更新和专题地理数据的维护之间的严重矛盾。因此，需要统筹基础测绘要素与专题地理要素的分类、颗粒度划分，明确基础地理信息分类层级和深度，基础地理信息与专题地理信息之间的涵盖范围，形成同一实体、不同颗粒度的基础数据与专题数据的共享交换机制。

2.7 多源联动更新

新型基础测绘要实现多尺度的测绘地理数据实时动态的更新，需要以“统一规划、协同共建、多级联动、有序推进”为指导，建立国家-省-市-县四级联动的动态更新机制[16]。落实全国“一盘棋”，统一技术要求和实施步骤，明确国家-省-市-县多尺度数据表达和更新权限，建立各部门在数据汇交、质量检查、融合处理、数据汇聚等业务流程中的协同管理与同步更新机制。需要利用航天、航空、无人机、塔基、地基、车载遥感、摄影测量、视频、LiDAR等新型测绘技术精准动态获取信息，需要发展基于互联网环境的信息抓取技术，利用大数据和人工智能方法，及时发现地理实体、地理现象、地理事件和地理场景的变化，及时获取空间位置、几何形态及相关属性的信息，通过国家-省-市-县多级审核，一次更新，多级受用。

3 结 语

新型基础测绘是经济社会发展的新需求，是测绘发展的新阶段。随着新技术的不断进步和应用需求的不断变化，测绘地理信息的发展面临重要发展机遇。面向壮大地理信息产业、建设测绘强国的战略规划，应加强新型测绘的顶层设计、理论研究、技术攻关，推动新型测绘体系建设，促进测绘地理信息实现跨越式发展，不断提高自身服务能力，为经济社会发展和国家安全提供有力保障。通过完全打通新型基础测绘和现代地理信息公共服务体系之间的堵点，实现基础测绘生产和服务的同步化和一体化，提高新型基础测绘的服务水平。