地理空间信息共享关键问题研究

仝江岭，石吉宝，张俊，张小波

(1.乌鲁木齐城市勘察测绘院，新疆乌鲁木齐 830000； 2.成都市勘察测绘研究院，四川成都 610081)

地理空间信息共享关键问题研究

仝江岭1∗，石吉宝2，张俊2，张小波2

(1.乌鲁木齐城市勘察测绘院，新疆乌鲁木齐 830000； 2.成都市勘察测绘研究院，四川成都 610081)

从分析地理空间信息共享的现状入手，分析了制约地理空间信息共享发展的各种问题，提出了在地理空间信息共享过程存在需要解决的标准统一、信息安全和信息快速更新等关键问题，并且对每个问题进行深入剖析后，并且根据实际工作经验，对每个问题都给出了相应解决办法。

地理空间信息；标准；信息安全；共享；快速更新

1 引 言

“空间信息技术，我们往往又称为地理空间信息技术，从技术层面上看，它是遥感、地理信息系统、全球卫星定位系统与通讯技术、网络技术的综合集成，将空间对地观测信息的获取、处理、分析、应用结为一体的信息技术体系。从目标层面看，整个空间信息技术的主要目标是研究并支持社会可持续发展，并为经济发展提供决策依据。”这是童庆禧院士在2007年接受科学时报记者采访时阐述的空间信息技术的概念。

从20世纪80年代地理信息系统在中国为人们所知起，经过30年的发展，地理空间信息已经成为我国国民经济各行业信息化发展的重要技术支撑。由此可见各行业对地理空间信息的需求十分紧迫，如何既能更好地向外提供地理空间信息，又能很好地保护地理空间信息产权，便成为摆在地理工作者面前亟待解决的问题。

2 国内外空间信息共享现状

2.1 国外地理空间信息共享

当前，世界上约有40多个国家都制定了致力于本国国家空间数据基础设施(NSDI)建设的相关计划，并将NSDI建设作为向信息社会过渡的重要举措。

美国于1994年4月由当时的总统克林顿专门签署了12906号总统令，提出建立国家空间数据基础设施。它定义了在促进各级政府、私营和非盈利机构以及学术界范围内共享地理空间数据时所需的技术、政策和人力资源。

2003年美国政府又颁布“地理空间一站式访问”( Geospatial one stop，GDS)计划。其目的是通过更便利、快速和廉价的方式访问地理空间信息，满足政府和社会各界的需求，促进电子政务的发展。另外，美国的信息开放政策允许公众使用几乎官方所拥有的全部信息，包括官方GIS数据，都可以适当的价格出售。

另外，加拿大、澳大利亚、日本以及欧洲等国家和地区都建设了自己的地理空间信息共享的基础设施。

2.2 国内地理空间信息共享

近年来，我国在地理空间信息共享方面也取得了长足的进步，国家制定有关地理空间信息共享的发展规划，很多地方已经将地理空间信息共享作为重要任务写进了基础测绘发展规划中。

2006年国家测绘局发布了新的《基础地理信息要素分类与代码》，为空间信息共享提供了标准基础。

我国一些测绘发达地区相继建成了地理空间信息共享服务平台，北京市的地理空间信息共享服务平台现在已经应用于北京市几十个委办局，而且也推出了公众应用平台，真正做到了地理空间信息面向大众、面向服务和面向共享的良好发展态势，另外山西太原、浙江嘉兴等的空间信息共享平台也都实际投入应用中。

但是，地理空间信息的管理模式和其他原因，造成了我国的地理空间信息共享过程中还存在许多障碍和问题，归纳起来关键有以下几个问题:①信息共享标准难统一；②信息共享安全难保证；③信息快速及时更新困难。

3 关键问题及解决方案

3.1 信息共享标准问题

(1)信息共享标准统一存在的问题

要实现地理空间信息的共享，首先要解决的问题就是地理信息数据的标准统一，现阶段地理信息数据标准问题具体表现在以下四方面:

①基础地理信息数据分类编码不一致

2006年国家测绘局虽然发布了《基础地理信息要素分类与代码》的标准，但是，该分类与代码还是不能完全满足各地的特殊情况。为此，许多地方都依据该标准制定了适合本地的标准规范，例如在《基础地理信息要素分类与代码》中没有明确到GPS联测水准的点代码。在各地进行扩充时都不尽相同，这样就会造成各地数据的代码标准不相同。另外，由于不同单位使用地理信息数据生产的软件不相同，这些软件采用的编码方式也都不相同，也会造成生产出来的数据编码标准不统一。具体如表1所示。

地方标准差异比较表 表1

②基础地理信息数据的空间坐标系统不统一

由于历史原因，在我国现行的地理信息数据的空间坐标系统有1954年北京坐标系统、1980西安坐标系统、WGS－84坐标系统以及2000国家大地坐标系统。而且很多地方为了避免坐标系统跨带等问题以及基础地理信息数据管理部门为了保护自己数据不外流，都制定了各自的地方坐标系统。这些坐标系统使用的参数都不一样，参数又只有少数几个人知道，这些都给坐标系统的统一和转换带来了巨大的困难。即便是已知参数的坐标系统之间相互转换，也需要耗费很长时间，完全不能满足数据需要。基础地理信息数据的空间坐标系统已经成为阻碍地理空间信息共享的主要原因之一。

③不同行业地理信息数据分类不一致

因为不同行业对地理信息数据的需求不一样，所以不同行业对地理信息数据的理解也不同，自然对相同类型地理信息数据的分类与编码也不同，各行业都有自己的分类原则，因此造成基础地理信息数据的信息不对称。例如想要从测绘部门管理的基础地理信息数据中提取规划管理部门需要的道路数据以及道路数据相关信息的难度很大。具体表现为测绘部门对道路的分类是按照国道、省道、县道、乡道的行政级别进行分类，但规划部门一般按照道路宽度进行分类。正是因为这些不同分类方式的存在，这样人为地加大了信息共享难度。

④信息服务的标准不统一

现在地理信息共享都是以服务形式呈现，以Internet为介质进行传输，共享服务依据的标准主要是OGC(The Open Geospatial Consortium，Inc.)开放空间信息协会的标准，其中现在用得较多且较重要的标准主要包括GML、WMS和WFS等，这里要指出的是，虽然大家都遵守这些标准，但是由于这些标准本身存在很多版本，且各版本之间不是完全兼容，所以出现都遵循相同标准却不能进行共享的现象。拿最常用的GML来说，就已经有GML1.X、GML2.X和GML3.X三个版本，且每个版本都存在着细微的差异。

(2)信息标准统一的解决建议

以上谈到了地理空间信息共享在标准方面存在的问题，如何去解决这些问题成了地理空间信息共享的首要事情。经过多年的摸索，许多地方和个人都不同程度地提出了相应的解决方案。我们在借鉴相关经验的基础上，依据乌鲁木齐的实际情况，提出如下标准统一的解决建议。

考虑到各地方和各行业都有实际情况，所以我们主张允许多种标准并存，但是，需要建立一套标准统一协调机制，来进行标准之间的转换。要解决这个问题必须做好下面两个工作，第一，建立各种标准间的对照关系；第二，开发一个标准间快速转换的工具。具体标准统一的解决方案流程如图1所示。

3.2 信息共享安全问题

(1)信息安全问题

由于实现地理空间信息的共享与交换的介质是Internet，所以安全问题绝不可回避。

现在地理空间信息共享的安全问题主要体现在保密数据的泄密问题和基础地理信息数据的产权保证两方面。

①数据泄密

地理空间信息是反应地理实体对象在地球上空间位置的数据，为此军事等敏感对象不可避免地会暴露在互联网上。

②地理信息数据产权流失

提供基础地理信息数据的目的是共享，基础地理信息数据的形式全是数字的，因此它完全可以轻松拷贝复制，一旦将数据提供出去后很难保障知识产权，处理不好，数据就容易流失，对数据生产和管理部门来说损失将是不可估量。

(2)保障信息安全的解决方案

基础地理信息的使用用户针对不同业务需求，一般分为三种类型:公众用户、行业用户和核心用户。

公众用户对GIS的需求较为简单，只需要获取GIS的基本信息，为其业务工作、生活的参考。代表群体:社会大众。

行业用户对GIS有一定了解，其需求不仅仅停留在被动地知识获取层面，还需要结合自己的知识及工作、研究的需要，对已有的数据、模型进行各种交互式操作以获取更多，更深入的信息。比如对数据汇总、统计、对比分析；将其他数据与系统数据融合、叠加等。代表群体:各委办局的业务工作人员和领导。

核心用户不仅需要调用基础地理信息服务数据，而且会将自己的专业数据融合到服务中进行分析、统计等，这类用户还会需要直接将数据下载到自己本地进行更进一步应用开发。代表群体:各委办局空间数据和信息的生产者、挖掘者和发布者。

针对上述三种用户类型，应该采取不同用户提供不同服务的策略，即分别建立公众地理空间信息服务、政务地理空间信息服务和专业地理空间信息服务。

依托地理空间信息服务平台强大的后台管理模块，建立用户准入机制，即每个用户都需要通过注册且要经过服务提供者审批方可使用服务，同时地理空间信息服务平台还提供针对每个用户的服务信息配置管理功能，即平台可以对每个用户数据访问的多少和范围进行限制。另外后台管理还必须对每个服务做到时刻监控，监控每个服务的状态，既能对服务维护起到好的作用，又能做到访问流量一直居高不下时自动断网。

最后对于地理空间信息服务中的静态缓存数据可以通过坐标变换的方式达到保密需求，而且可对静态图片打上数字水印的方式来保护产权。静态图片添加水印后效果如图2所示。

图2 图片添加水印效果图

3.3 信息共享中信息快速更新问题

(1)信息快速更新面临的难题

地理空间信息共享服务平台一旦推出，将面对每天大量用户的访问，由于信息变化频率非常快，如何保证提供给用户信息总是最及时最准确的，这是地理空间信息服务平台能否良好运行的关键。例如，平台提供的静态缓存服务数据非常大，完全更新一次需要耗费几天甚至十几天的时间，完全不能满足需求。怎样才能保证服务在线使用时同时及时更新，是摆在地理空间信息服务平台管理者面前的又一难题。

(2)信息快速更新解决方案

在地理空间数据中，并不是所有的数据更新频率都很高，例如，河流、道路等这些要素更新的频率相对较低，将其制作成静态缓存数据。对于像城市部件、树木等这些更新频率高的专题数据，我们将其制作成动态的数据服务，可以灵活快速地更新。

在更新手段上，可采用小范围快频率的更新手段，这样做既可以保证地理空间信息数据的现势性，又可以解决数据更新周期长的问题。地理空间信息服务数据快速更新解决方案的结构如图3所示。

图3 地理空间信息快速更新方案结构图

4 结 语

本文提出的建议是从乌鲁木齐市建设地理信息空间服务公共平台的实际工作中总结出来的，每个解决方案都具有实际的可操作性。提出的解决方案还需要进一步提高工具的可用性，才能更好达到解决问题的目的。

[1] 李芳芳.发达国家空间信息共享与服务及启示[J].国土资源信息化，2006(4)

[2] 刘争齐，陈继山.城市地理信息的共享服务[J].江苏建设，2004(11)

[3] 李德仁，黄俊华，邵振峰.面向服务的数字城市共享平台框架的设计与实现[J].武汉大学学报·自然科学版，2008，33(9)

[4] 张必胜，肖剑平.城市地理信息系统建设中的若干问题及解决思路探讨[J].地理空间信息，2007，5(6)

浙江省测绘与地理信息局领导赴甬走访调研

(本刊讯)2012年3月6日，浙江省测绘与地理信息局副局长马建平一行4人在宁波市进行“进村入企”大走访活动，调研测绘与地理信息对经济社会发展的保障服务情况。

调研组召集三家甲级测绘资质单位领导座谈，仔细听取了他们转变测绘发展方式，抓好地理信息产品生产，抓好海洋测绘工作，服务宁波经济建设情况和遇到的困难。宁波市测绘设计研究院领导在座谈中，重点谈了该院加快测绘发展方式转变，为宁波市重点工程建设服务，为政府决策服务，为加强社会建设和保障改善民生服务三个方面取得的成果，并谈了三点体会:第一，尝到了转变测绘发展方式，促进测绘转型升级的甜头。尤其是城市仿真技术在政府部门管理系统、轨道交通、大型企业管道、三维地图制作上形势喜人，前景广阔。测绘转型升级要在变被动服务为主动服务上下工夫，要在提高测绘成果开发利用和地理信息技术服务高附加值上下工夫，要在基础测绘、专业测绘与信息化服务的科学协调上下工夫。

第二，科技创新是测绘转型升级的强力引擎。树立抢抓机遇，借势而上意识，对外借力，对内挖潜，“不等”，“不靠”，主动出击。积极与高校进行“产、学、研”合作活动，引进测绘高新设备，把建设“智慧位置”作为“数字城市”的延续。用“三维数字地图”、“数字侧视地图”、“可量测实景影像”和三维仿真产品开拓市场，助力宁波市地理信息产业发展。

第三，“软”、“硬”结合，文化建设助力。按照院《单位文化建设纲要》，目标一致，上下同心，丰富载体。按需录用高级人才，加大业务技术培训力度，以“软实力”保证“硬实力”增强。最后，提出了房产测绘的收费标准和市场规范方面遇到的困难。

省局领导就宁波测绘单位如何实现转型升级，抓好海洋测绘，促进地理信息产业科学发展等命题，结合宁波市实际，从人才引进与培养、新技术应用等方面进行了指导，并表示省测绘与地理信息局将积极采取政策扶持、技术帮扶等措施给予支持。

(宁波市测绘设计研究院 顾开建供稿)

Key Issues of Geospatial Information Sharing

Tong Jianglin1，Shi Jibao2，Zhang Jun2，Zhang Xiaobo2
(1.Urumqi Urban Institute Survey and Mapping，Urumqi 830000，China；2.ChengDu Institute Of Survey＆Investigation，Chengdu 610081，China)

This paper analyzes sharing geospatial information present situation，analyze the constraints of the development of geospatial information sharing problems，proposed in the geospatial information sharing processes are in need of address standards harmonization，information security and information quickly update and other key issues，and depth analysis of each question，based on practical experience，are given for each question corresponding solutions.

Geospatial Information；standard；Information Security；sharing；quickly update

2011—08—18

仝江岭(1976—)，男，工程师，主要从事工程测量和GPS技术应用、地理信息的研究与应用。

1672－8262(2012)02－47－04

P208.2

B