【行业】新型基础测绘有哪些试点，成果如何应用？|地理|城市规划|基础测绘|武汉|遥感

［摘要］针对新型基础测绘产品应用存在的问题及各类应用场景的需求，在调研国内试点建设情况和需求部门的基础上，围绕自然资源管理、国土空间与城市规划、智慧城市发展对时空数据的需求，汲取先进经验，分析了产品体系、更新机制、数据管理、制度保障及时空数据平台等产品内容，研究构建新型基础测绘产品服务体系，提出构建生产、服务、更新的应用生态。

［关键词］新型基础测绘；服务体系；时空大数据平台；应用生态

0 引言

2015年，《全国基础测绘中长期规划纲要（2015—2030）》，提出“到2030年新型基础测绘体系全面建成”的发展目标［1］。2019年起，《新型基础测绘体系数据库建设试点技术指南》等系列政策指导性文件出台。截至2023年12月，我国已建立11个国家级试点，包括北京、山东、广西、宁夏4个省级试点，上海、武汉、西安、贵阳、徐州（含嘉善县）、株洲7个城市试点。江苏、安徽、湖南、广东等地也自行开展了相关试点。全国试点取得了阶段性试点成果，在技术和管理方面都有所创新突破。2021年发布的《新型基础测绘试点建设技术大纲》提出了地理实体、地理场景及4E标准化产品，各国家级试点也在此基础上设计了相应的产品体系［2］。2023年，《关于加快测绘地理信息事业转型升级更好支撑高质量发展的意见》明确指出要把握“支撑经济社会发展、服务各行业需求，支撑自然资源管理、服务生态文明建设”工作定位，充分发挥测绘地理信息数据要素保障作用，为数字中国建设打造统一的时空基底、为高质量发展提供丰富的数据要素保障，全面赋能高质量发展，助力中国式现代化建设［3-4］。

1 新型基础测绘应用体系建设现状 1.1 新型基础测绘应用体系建设面临的挑战

目前，全国正在加快推进建设和完善新型基础测绘体系，建立以现代大地基准、实景三维、时空大数据平台为主要服务体系的新业务格局［5］。

新型基础测绘体系主要由新的产品体系、技术体系、生产组织体系、政策标准体系和应用服务体系的有机组合构成［6］。主要体现为：新型基础测绘主体产品正从基础比例尺地形图数据向实景三维数据转型，技术体系从信息化向数智化转型，生产组织模式从传统模式向现代模式转型，管理体系从分级管理向统分结合转型，服务方式从定式化向泛在网络和个性定制化转型［7-8］。

1.2 国内试点成果应用情况

1）嘉兴试点。根据“同一实体只采集一次”原则，将二三维实体统一设计分类、分级、精度等指标，构建与自然资源管理的语义、分类、表达等一致的地理实体模型；通过业务融合、数据共享、协同更新等方式，为自然资源管理和其他行业领域提供及时准确的时空数据支撑。目前，通过基础地理实体空间身份编码关联了27个部门168类业务数据库，10亿条数据资源，已发布455个地图服务，支撑了全市2/3政府部门172个应用系统建设，对社会经济发展起到了重要的支撑作用［9］。嘉兴试点为中小城市新型基础测绘开展打造了经验模式。

2）武汉试点。构建了“2+6+N”新型基础测绘产品体系，以采集的地理实体、三维场景数据为基础，通过加工、抽取、组装等方式打造了6个标准产品（实景三维武汉、视频流全景地图、数字矢量地图+（digital line graph，DLG+）、真数字正射影像图（true digital orthophoto map，TDOM）、数字高程模型+（digital elevation model，DEM+）和数字表面模型（digital surface model，DSM））和N个应用产品；在全市出台了《关于建立统筹规划、分级实施的基础测绘协同机制的意见》［10-11］。

3）上海试点。提出了“智能化全息测绘”的理念，形成了“1+5+N”的新型基础测绘成果体系，即：全息数据核心成果、全要素地形数据、全要素实景模型、高精度城市DEM、可量测实景、静态高清地图、N类转型成果。项目成果在上海政务服务和城市治理中得到应用，为实现“一屏观天下、一网管全城”提供了数字底座，实现了城市治理要素、对象、过程、结果等的全息全景呈现；试点成果在规划和自然资源管理中也得到了应用，服务了三维地籍管理和自然资源三维立体一张图，为区域规划和城市设计提供了城市三维场景，覆盖地上、地表、地下的全空间实景模型数据；试点的道路网智能化全息测绘成果应用于上海智能化公安道路交通管理系统，助力道路交通全域、全量、全时、全要素认知，同时与互联网图商合作为智能驾驶领域提供服务［12-13］。

4）西安试点。提出了“1+1+1+3+6”的成果体系，即：一个数据库（地理实体、地理网格、地理场景等数据）、一个实景三维平台（能够提供时空数据、政务接口、定制功能等服务）、一套政策标准（包括数据共享办法、数据汇交制度、实体数据规范、实体分类标准）、三个示范应用（自然资源“底座”服务系统、城市公共服务资源管理系统、社区信息管理系统）、六类知识服务（包括城市内涝分析、地面沉降分析、城市公共设施均等性分析、城市功能区分析、城市增长边界分析和用地类型与空气质量的关联性分析）［14］。

5）宁夏试点。设计了致力于“两服务、两支撑”的地理实体数据范畴和分类，建立了“一码多态”的数据管理模式，建立优化了“三生空间”实景三维模型。试点成果在乱占耕地整治、黄河堤防岸线管理等重要工程中得到了良好应用，为建设黄河流域生态保护和高质量发展先行区重大战略提供基础支撑服务，广泛应用于乡村振兴、生态修复、国土空间规划等多个领域，经济和社会效益显著［15-16］。

6）北京试点。立足首都城市战略发展定位，围绕首都高质量发展对空间数据的需求，着力建立“实景三维、分类分级、按需服务、众源更新”的新型基础测绘体系，形成了动态更新的多精度、分等级的实景三维成果，有力支撑了自然资源管理和城市规划、首都城市战略定位、超大城市治理和全球数字经济标杆城市建设［17-18］。

1.3 存在问题

随着全国各个试点的开展，为全国新型基础测绘体系的建立提供了初步的探索，积累和创造了很多好的经验模式。但是，随着试点的陆续验收，也暴露出一些问题亟待解决［19-20］，主要表现在：

1）认识存在误区，存在简单的项目思维，认为新型基础测绘只是短期项目，缺少系统思维和缺少长远发展的战略发展。

2）完善的服务生态体系未建立，系统架构因地而异，无成熟统一的服务体系。

3）标准体系、技术体系、产品体系需要进一步完善，缺少有机地融合。

4）更新模式单一，缺少与政务行为、社会活动的连接。

5）缺少成熟的数据管理与应用平台，成果应用的轻量化、精细化、定制化需要进一步突破。

6）基础测绘产品的安全保密、分级共享、市场公开仍然存在瓶颈。

2 新型基础测绘应用体系建设思路研究

根据对新型基础测绘工作的深入研究，结合对国内试点的开展情况和各行业单位和政府部门的广泛调研与分析，本文提出了新型基础测绘成果应用体系建设的思路。

2.1 建设思路

新型基础测绘应用体系建设，应在完善生产体系的基础上，以需求、问题和目标为导向，建立健全标准体系、技术体系、产品体系及服务体系，并建立完善的保障与更新机制，组成完整的服务系统，进而提升测绘地理信息保障和服务能力水平，建立良性发展的新型基础测绘生态体系，如图1所示。图1中：AI（artificial intelligence）为人工智能；DEM（digital elevation model）为数字高程模型；DOM（orthophoto map）为正射影像图；DSM（digital surface model）为数字表面模型。

图1 新型基础测绘生态体系思路略图

2.2 标准体系

新型基础测绘相关标准包括建立空天地一体化采集方式、全息要素采集内容与分类、二维三维一体化成果内容与形式、新体系下的精度与分类分级、面向地理实体构建的动态标准体系。目前初步建立的标准已得到广泛应用，为了进一步提高新型基础测绘战略布局与发展应用效果，应加强服务标准化的建立、更新与推广，使测绘基准、数据、成果能够权威、动态化的应用。

2.3 技术体系

融合利用空天地一体化采集技术，加强利用倾斜摄影、激光扫描、雷达遥感等多源传感器获取全息地理数据，建立实时高效、高精度的多维地理信息数据；加强基础测绘的数据库建设，建立健全汇交制度，保证各类基础地理信息数据及时统一入库，建立方便快捷的查询、调用、统计、分发等功能；基于全息要素的二、三维成果管理与共享，建立分级管理，实现测绘成果的最大共享；健全政府行业主管部门的统筹机制，实现测绘业务全流程管理，避免测绘项目的重复投资和资源浪费。

2.4 产品体系

在新型基础测绘体系下，面向自然资源管理、国土空间与城市规划、公共安全与应急、重大工程项目建设、交通路网运行、快递物流、社区管理等各层次应用需求，随着新时代新技术飞速发展与测绘技术手段的升级变革，将会更精准地描述和表达地物特征信息，并对各类数据进行科学有效的组织管理，以驱动基础地理信息数据向结构化、语义化、实体化的全面升级，是新时期地理信息产品体系发展和应用的新要求。

新型基础测绘产品主要包括：

1）地理实体产品。包括自然地理实体、人工地理实体、管理地理实体。

2）地理场景产品。包括DEM、DSM、DOM、真数字正射影像图（true digital orthophoto map，TDOM）、倾斜摄影模型、激光点云、全景视频流等。

3）标准化产品。包括地理实体集、地形图、电子地图、天地图、实景三维等。

4）服务类产品。包括基准服务、赋码服务、数据定制组装服务、更新维护服务等。

5）衍生类产品。指在已建成的产品体系基础上，根据自然资源管理、经济建设、政务活动、各行业公共服务等需求，提供的衍生产品，同时也是体系建设中重要的一环，对于按需生产，数据获取，协同更新有着重要作用，包括为智慧城市、公安与交通、智慧水务、应急安全保障提供通用时空数据底座。

2.5 更新模式

建立通过政务活动驱动数据联动更新、遥感影像变化检测更新及众源测绘智能更新的机制，如图2所示。

图2 更新模式略图

1）政务活动驱动数据联动更新。一是在政府使用基础数据进行政务活动过程中发现地理实体数据更新的需求，进而由测绘部门开展实体更新数据的采集；二是在政务活动过程，通过数据交换进行联动更新，直接或辅助地理实体数据更新。

2）遥感影像变化检测更新。通过航空、航天遥感影像对比，结合现有地理实体矢量数据训练深度学习模型，实现变化更新。

3）众源测绘更新。通过互联网、应用程序（application，APP）应用、快递物流等大数据在线获取地理实体相关信息，智能辅助地理实体定向、定点更新。

2.6 数据管理

1）数据管理引擎设计。数据管理引擎的转型应由相互独立向相互关联转变。基础地理实体数据库建设以地理实体的时空数据标识码为索引，实现地理实体空间表达、属性表达及关系数据松散耦合，以及多维基础测绘数据的统一组织管理，同时为将来的各行业数据进行地理实体时空关联挂接工作创造基础条件。

2）时空数据管理系统。基础地理实体数据库中，由非结构化查询语言（not only structured query language，NoSQL）数据库与图数据库共同支撑多源异构基础测绘数据的一体化管理，基于时空管理引擎，能够实现海量数据的查询、概览与联动更新。

一是提供数据清单概览，支持按类型对地理实体各类数据进行统计概览；支持按时空数据标识码查询统一地理实体不同时期、不同空间的数据概览。

二是实现时空数据组织管理功能。将矢量、影像以及三维形态的地理实体数据进行入库并以地理实体时空标识码进行关联组织，形成可通过唯一时空标识码查找所有数据形态的综合数据结构。同时支持对地理实体从产生到灭失整个生命周期过程中产生的数据进行动态化管理和统计分析。

三是实现实体的关系管理能力，通过空间分析计算不同地理实体之间存在的从属、连接、关联、依存等具备普遍性和典型性的关系。

2.7 时空大数据平台

时空大数据平台应具有以地理实体为核心的时空数据治理能力、多维度时空数据服务能力以及时空数据应用能力，为“两服务、两支撑”提供切实有效的时空数据支撑。

1）时空数据治理。基于数据中台架构理念，以数据资产管理为核心目标，基于地理实体关联各行业专题数据，提供数据资产管理、数据开发、数据同步、数据指标管理、数据应用程序接口（application programming interface，API）服务能力。同时基于地理实体的特性，建立数据关联，形成时空大数据图谱，以实现数据溯源，异构数据管理、建立地理实体数据与地名地址、不动产、审批、管理等政府、行业数据的互联互通。

2）时空数据服务。提供完整的时空数据服务体系，包括地理信息系统（geographic information system，GIS）服务、地理实体服务、大数据服务以及地理计算分析服务，为各行各业按需提供多维度时空信息服务、专题数据关联服务、地理实体数据服务、地理实体编码服务。包括时空数据融合、转换、空间分析与预测、聚类分类与统计等智能化服务。

3）时空数据应用。基于时空数据服务，提供时空数据查询、时空数据分析、时空数据可视化等能力。以实体对象为核心提供时空数据查询应用。包括时空数据的基本信息查询、地理实体关联的专题数据查询、地理实体多种形态数据查询、地理实体关系图谱查询和统计，实现空间数据分析能力，可挖掘、分析、展现地理实体相关的潜在信息，实现空间信息增值服务应用，辅助智慧城市分析决策。可视化表达能力是能够提供地理实体多维数据的可视化展示，以及地理实体数据与专题数据的关联展示能力。

4）时空数据组装。自然资源管理和社会经济各行各业对地理信息的需求往往是多元化的，体现在数据的种类、颗粒度、表达形式、时态、内容组成和数据间的关系等多方面。组装类型应基于基础地理实体数据库，以地理实体为索引，按应用场景需求提取数据，按照时空进行序化、关联和融合，构建具备实体化、三维化、语义化、结构化、全空间化和人机交互特征提供的组合聚合实体集、地形级实景三维、城市级实景三维和部件级实景三维。组装方式应面向某一特定应用需求，根据应用需求所应覆盖的空间范围和地理实体的类别、粒度、模态和属性结构等，从基础实体数据库中提取相关的地理实体及对应的遥感影像数据、地形数据、倾斜摄影三维模型等数据进行适配组装。

2.8 应用生态

数字中国建设、数字经济发展、数字产业集群打造、平台经济规范，都离不开新型基础测绘建设的时空大数据底座支撑，同时也可反作用新型基础测绘体系，形成良好的成果应用生态。

1）建立统一时空基底服务。以实景三维为时空基底，以“空天地网”一体化感知网络为重要支撑，以数字化、网络化、智能化技术为手段，建立新型基础测绘产品与各服务体系的要素之间的时空关联，构建“实时感知、空间状态监测、时空分析、动态反馈、趋势预见、实时控制”的服务模式，助力各行业、各级政府管理部门高质量发展。

2）建立多测合一、多库合一、协同更新的模式。将新型基础测绘与现有的国土空间调查、土地变更调查、全过程规划测绘等测绘活动整合，实现一次测绘多方使用；同时融合各类国土空间、自然资源数据库，实现互联互通，相互补充，协同更新；通过为政府部门、各行业服务过程中获取数据，实现基础数据与众源数据互通。同时，通过人机交互、物联感知、泛在服务，实现数字空间与现实空间关联，实现海量多源数据交互融合，推动新型基础测绘成果的时效性、广泛性、精准性。

通过打通新型基础测绘应用体系和信息化、数字化、智能化公共服务体系之间的堵点，构建良好的服务生态，实现基础测绘生产与服务应用的同步化和一体化，提高新型基础测绘的整体服务水平。

2.9 保障机制

组织开展新型基础测绘产品标准、数据分类、数据库建设、更新模式、质量控制、平台建设、成果分级、共享发布等方面规范的制定工作。及时发布相应的规章制度和保障政策，指导和监督全国新型基础测绘体系建设高质量发展：

一是与时俱进合理制定地理信息数据安全保密要求和分级分类提供政策。

二是出台政策建立“联动更新”的协同机制，建立省、市、县三级联动更新的新型地理实体框架数据，同时打通政府各部门之间、社会各行业间的数据壁垒，协同更新。

三是建立全局统筹、长效稳定的财政投入机制，确保国家基础测绘工作稳定持续开展。

四是建立脱密脱敏发布机制，加强自主可控的脱密技术研究，提供各场景和各种网络环境下的安全应用环境。

3 结束语

新型基础测绘是社会和经济发展的新需求，是测绘地理信息事业发展的新阶段。随着新技术飞速发展进步和应用场景需求的不断变化，测绘地理信息的发展面临重要机遇。面向国家高质量发展重大战略目标，应加强新型基础测绘的顶层设计、理论研究、技术攻关，同时注意政策引导与保障方面的研究，推动新型基础测绘体系建设，加强应用生态建立形成，挖掘时空数据优势潜能，加快形成新质生产力和新动能，赋能高质量发展，为社会经济发展和国家安全提供有力保障。

参考文献

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