浅析智慧中国建设对测绘地理信息事业发展的机遇与挑战

刘 利

(国家测绘地理信息局测绘发展研究中心, 北京 100830)

一、引 言

在全球“智慧地球”战略的影响下，我国“智慧中国”建设正在兴起。2009年，温家宝总理提出要尽快建立“感知中国中心”。2010年，我国正式将物联网产业列入战略性新兴产业范畴予以支持，并提出要推动物联网关键技术研发和在重点领域的应用示范。2011年，工业与信息化部印发了《物联网“十二五”发展规划》。近年来，我国智慧城市建设迅速兴起。智慧中国建设必然向测绘地理信息工作提出新任务和新要求，而测绘地理信息事业发展也将迎来新机遇，面临新挑战。

二、机 遇

1. 为测绘地理信息生产和应用服务带来提升与变革

智慧中国建设将促进测绘地理信息资源不断丰富。一是基础地理信息要素内容将不断增加。智慧中国建设几乎涉及所有地理要素，而目前我国基础地理信息要素主要以7个基本要素为主，还远远不能满足要求。二是空间数据的属性信息将得到极大丰富。物联网将多种传感器进行连结，可以获取更加微观的地物属性信息，这将极大地丰富地理信息的属性信息。三是将极大地拓展地理国情监测的范围。智慧中国的建设是在感知中国的基础上进行的，感知中国的一个重要方面就是要了解地理国情、省情、市情，以及行业的基本情况，因此地理国情监测任务将不断增多，同时需要进一步结合物联网建设，实现监测的自动化和常态化。四是为全国范围内的地理信息共享平台建设带来新的机遇。长期以来，地理信息共享问题一直是阻碍地理信息应用的瓶颈，智慧中国和智慧城市建设，将通过国家自上而下的推进，为解决地理信息共享问题提供重要突破口。当前，智慧城市建设的试点城市已经在地理信息共享方面有了一些令人欣喜的突破。

智慧中国建设将为测绘地理信息应用服务带来变革。在智慧中国云计算技术的支撑下，基础地理信息存储模式、计算模式和应用服务模式将会发生改变，地理信息服务不仅局限于地理数据服务，还包括各种地理信息数据处理服务、分析服务、软件和硬件服务等，这些服务都是以地理信息云的方式提供的，每个人可以既是服务的提供者，也是服务的消费者。不难看到，在这种服务模式下，服务内容更加丰富、更具个性化、更有针对性，服务方式也更加便捷，因此将极大地拓展地理信息应用。

2. 为测绘地理信息技术集成与创新提供动力

近年来，计算机、互联网和通信等信息技术的发展极大地推动了地理信息技术的创新与发展，智慧地球作为新一代信息技术革命推动下提出的新战略，其在中国的具体实施也必将极大地推动地理信息技术更进一步地集成与创新发展。新一代信息技术包括新一代移动通信、下一代互联网、物联网、云计算、集成电路、新型显示、高端软件、高端服务器等技术，将提供更海量的信息存储能力、更快速的信息传输能力、更高精度的信息获取能力、更直观的表达能力、更高效的信息处理能力，以及更便捷的信息服务能力，这些能力的提升无疑将进一步促进地理信息获取、传输、处理和服务等技术的创新发展。智慧中国要求建设全国统一的空、天、地一体化传感网，其必将促进激光遥感技术、高分辨率遥感技术等传感技术的创新发展；智慧中国建设还将促进物联网和云计算等支撑技术与地理信息技术的深度集成与融合，推动地理信息云计算和云服务建设，推动物联网室内定位技术等的创新发展，推动地理信息技术与办公自动化、工业控制、虚拟现实、三维仿真、人工智能、数据挖掘等技术的集成应用，并提升地理信息获取的实时性、处理的自动化性能和空间分析能力。

3. 为地理信息产业发展开拓巨大市场

智慧中国建设将极大地促进地理信息广泛而深入的应用。连接到物联网上的每个“物”都具有地址标识，这一特征使得地理信息被广泛应用于智慧中国建设的各个领域。此外，智慧中国建设更加强调各种信息的智能化应用，而不仅仅是信息化建设，这就需要从海量相关“物”或环境信息中挖掘感知规律、发展趋势，并通过多种信息的综合分析，形成智能化的解决方案。因此，智慧中国更多关注的是信息的分析、知识或规律的发现及决策反应，这些无疑会促进地理信息的深入应用。

物联网产业的快速发展将带动地理信息产业的快速发展。当前，物联网产业已经被列为国家战略性新兴产业，并预计在“十二五”末达到4000亿人民币的规模，成为继计算机、互联网和移动通信之后的下一个产值可以达到万亿元级别的新经济增长点。目前，我国物联网产业链条的雏形已基本形成，发展物联网所需的自动控制、信息传感、射频识别等上游技术和产业都已成熟或基本成熟，而下游的应用也已广泛存在，越来越多的人开始在这个日渐成熟的新兴市场中寻找商机[1]。不难预见，与物联网产业联系紧密的地理信息产业将在这个市场中分得较大一杯羹。因此，随着物联网产业链的逐渐完善，与地理信息应用相关的新产品、新市场将不断产生。

智慧城市和智慧行业建设也将为地理信息产业带来新市场。据前瞻市场研究公司预测，未来3～5年，我国数字化城市管理平台的市场容量将超过100亿元。而智慧城市建设必将进一步促进这个市场的扩大，其应用还将催生跨领域、融合性的新兴产业形态。智慧交通、智慧电力等与地理信息息息相关的智慧行业建设，将为地理信息产业创造无法估量的市场空间。

4. 为数字城市等重点工作的推进形成“倒逼”驱动

智慧城市建设为数字城市建设的推进形成“倒逼”。目前，我国数字城市建设总体在以较快的速度推进，全国已有270多个市(地级市)在开展数字城市建设，且120多个城市已经开始应用，并产生了良好的效益。但应该看到，我国仍有一些城市未启动数字城市建设，一些城市的数字城市建设工作进展缓慢，还有一些城市的数字城市建设与应用有较大差距。与此同时，我国智慧城市建设迅速兴起，在“十二五”规划和政府报告中提出建设智慧城市的地级以上城市共有41个，其中副省级城市10个，一些城市开始了智慧城市建设试点工作。在这种形势下，智慧城市无疑对数字城市建设工作形成了“倒逼”驱动。虽然在项目立项上一些城市可能会存在不开展数字城市建设而直接开展“智慧城市”建设的情况，但数字城市建设是智慧城市建设不可逾越的重要内容，相关数字城市建设工作是不可省略的。不可否认的是，随着智慧城市建设的不断推进，数字城市的规划和建设将站到一个新的起点。智慧中国建设还将为地理空间框架建设、“天地图”网站的建设与完善等重点工作提供重要推动。

三、挑 战

1. 对地理信息资源建设与共享的挑战

智慧中国建设对基础地理信息资源提出了严峻挑战。一是对超大比例尺地理数据提出挑战。“智慧中国”和物联网的建设与运行涉及对精细资源的空间位置管理，如智能交通、智能社区、智慧电力中对“物”的管理都可能需要1∶500及更大的大比例尺地图。但当前，我国1∶1万及更小比例尺地理信息资源已经比较丰富，但1∶1万及更大比例尺地理数据还没有实现陆地国土的全覆盖，而要实现更大比例尺的地形图覆盖及更新，难度可想而知。二是对全国统一的地名地址门牌编码和数据采集提出挑战。智慧中国建设首先需要搭建全国统一的空间地址平台，空间地址是生产生活中最常用的空间位置信息，以此为入口，可将其他物联网信息进行有效表达。目前，建成全国统一的门牌地址数据库，并按行政区域进行组织和管理还需要相当长的一段时间。此外，地理信息共享仍是制约地理信息产业发展、影响数字城市建设进程的老大难问题，顺畅的地理信息共享机制的形成，全国互联互通、资源充分共享、实现互操作的地理信息共享平台的建成都还有很长的路要走；而且随着物联网的建设，大比例尺地理信息共享的需求还会增多，地理信息共享的难度还会进一步加大。

2. 对地理信息技术的挑战

智慧中国强调应用的智能化，其向地理信息技术的发展提出了挑战。在数据获取技术方面，物联网产业的发展向室内外无缝定位和导航技术、更高分辨率的遥感获取技术、激光雷达技术、高精度的工业测绘技术提出了更高需求，此外，按需更新、动态更新、面向对象的更新将成为重要的更新方式；在数据处理技术方面，感知中国物联网通过传感器采集到的数据更加丰富、繁杂，需要进行更海量的地理空间数据存储，且对航空和卫星影像的自动化解译和处理，对多源数据的高效集成和组织，对快速、协同、智能化的地理数据处理提出了更高要求；在数据管理技术方面，需要实现从按图幅的管理方式向按行政区域的数据存储与管理方式的转变，实现时空、三维、动态数据，以及大众上传的地理数据的有效管理等；在数据分析技术方面，智慧中国建设更加强调从海量相关“物”或环境信息中挖掘感知规律和发展趋势并实现智能化应用的能力；在服务方面，智慧中国建设更需要全方位、多内容、个性化的地理信息服务。目前，我国地理信息数据采集核心技术主要依赖国外，数据快速实时处理与需求的差距较大，应用不深入，且许多服务停留在地图可视化和空间查询的层面，空间分析功能在解决行业问题方面的应用亟待加强，此外，地理信息服务方式还主要以地理信息数据提供、软件提供和行业应用GIS系统集成等服务为主，测绘地理信息的基础传输网络也不健全，因此地理信息技术水平亟须全面提升。

3. 对地理信息标准化的挑战

智慧中国是由若干个系统有机无缝集成的庞大智能系统。要保证各个系统有机无缝的集成，必须要进行整体规划，遵循统一的标准和规范。缺少了标准，智慧中国建设建成的只会是一个个孤立的智能化系统。因此，智慧中国建设向地理数据标准化、技术标准化，以及与物联网等其他技术标准化结合、与其他行业的标准化统一等方面都提出了更高的要求。目前，我国测绘地理信息还存在标准滞后的情况，标准化投入经费仍显不足，标准前期研究相对薄弱，高层次标准化人才缺乏，标准的贯彻实施水平有待提高，而且我国在地理信息基础框架上的各种标准都还未进行统一，数字中国建设也缺乏整体规划和顶层设计，各地数字城市建立的模式千差万别，许多必要的数据标准规范没有建立起来，没有形成基本的技术标准和考核体系。因此，智慧中国建设亟需加强地理信息标准化建设。

4. 对地理信息安全的挑战

智慧中国建设涉及高精度、大比例尺的涉密地理信息，智慧中国大量的物联网信息都通过地理信息进行组织和集成，这向地理信息的安全性提出了更高级别的要求。如何在智能化应用的同时进行统一的安全保密管理，是智慧中国时代测绘地理信息工作面临的新课题。同时，目前地理信息的获取正在全球化，发达国家通过高分辨率遥感、高精度导航卫星系统等手段就可以获得高精度的地理信息数据；国外高分辨率商业遥感卫星可以获取我国国土覆盖范围内0.41 m分辨率(黑白)的遥感影像数据和1.65 m分辨率(彩色)的图像；国外卫星导航技术能以优于3 m的定位精度精确确定我国疆域内的目标位置，美国第三代GPS全球定位系统的定位精度将提高到1 m以内；国外遥感可以获取我国DEM数据，其在现势性、精度等方面已经达到我国自行生产的1∶5万DEM和1∶25万DEM数据水平；利用国外重力卫星获取的重力场数据精度已经优于我国的数据。在这种形势下，智慧中国建设给我国地理信息安全提出了严峻挑战。

四、结束语

智慧中国建设是一个相当长期的过程，其将对地理信息技术和产业的发展提供源源不断的需求和推动力，使测绘地理信息生产和应用服务模式发生新的变革，并加快推动当前的数字城市建设，为地理信息共享开拓新思路。同时，智慧中国建设也给测绘地理信息事业发展带来新的挑战。我们在抓住机遇的同时，应不断丰富智慧中国所需的地理信息资源，加强共享，创新地理信息技术，强化地理信息安全，促进地理信息标准化建设，提升测绘地理信息在智慧中国建设中的保障服务水平，迎接智慧中国建设带来的挑战。

参考文献：

[1] 黄桂田，龚六堂，张全升.《中国物联网发展报告(2011)》[M].北京：社会科学文献出版社，2011.

[2] 史照良，龚越新，曹敏，等.测绘技术在物联网时代的应用[J].现代测绘，2010，33(3):3-5.

[3] 韩凉，谭继强，王金梁.地理信息技术在物联网建设中的应用[J].测绘与空间地理信息，2011,34(2)：75-79.

[4] 吴功宜.智慧的物联网[M].北京：机械工业出版社，2010.

[5] 陈建军.地理信息物联网时代[J].国土资源导刊，2010(2)：13.

[6] 李清泉.物联网应用在GIS 中需要解决的若干技术问题[J].地理信息世界，2010(10)：7-21.

[7] IBM商业价值研究院.智慧地球[M].北京：东方出版社，2009.