中国地理空间框架建设的内容与进展

李维森

地理空间框架是当今测绘工作的主要活动和主要内容。

地理空间框架究竟是些什么内容？实际上，它是对地理信息数据进行采集加工，或者交换、服务的活动，以及与这些活动相关的法规、标准、基础设施的一个总称。也就是说，在政策标准各方面的支持下，建立相应的机制，在相关技术的支撑下，通过人和设备。设施，向社会各方面提供地理信息的服务。地理空间框架也是当今测绘工作的主要活动和主要内容。

为了把这项工作做好，贯彻落实中央的指示精神，国家测绘地理信息局和当时的国务院信息办（现已并入工信部）联合出台了关于加强数字中国地理空间框架建设应用的一个指导性意见，对于地理空间框架和应用，进行了进一步明确的规范。

这里面地理空间框架的构成，具体而言包括了五大内容：第一是数据部分，这是最基本的；第二个是目录和交换，要建成一个交换体系；第三是提供公共服务体系；第四是政策和标准的支持；最后是要组织保障，没有组织保障这项工作做不好的。这就是我们的地理空间框架的五大体系。五大体系的核心是基础数据，因为其他的是相对固定的。所以我也会重点介绍数据体系。

地理空间框架要求从国家到省、到市县是互联互通的。国家一直是统一的，在全国实现互联互通。这样在全国的保障服务上是非常便捷的，也是非常丰富的。我说的数据体系这个框架的核心，也是国家的自然资源和地理信息基础数据库的主要内容，还包括多尺度、多要素、多类型、多时相，是一个国家的战略性资源。

近十年来我们国家的数字中国地理空间框架到底建设到什么程度了？

新时代的坐标体系建设

首先是国家层面的建设，就是地理空间框架数据体系这个核心的建设。要说数据体系建设，首先要知道我们国家在做地理信息的采集、服务过程中的基准问题。所谓“基准”就是坐标体系。

地理空间信息中的任何一个点都有它的坐标，这是我们测绘活动的一项基础。而这个基准，是由平面基准（平面坐标）、高程基准、重力基准和深度基准构成的。重力基准我们可能用得稍微少一些，但是在矿产方面用得比较多。

平面基准，我们国家经历过三次变化：最早采用的是1954年的全国统一标准——北京坐标系，作为我们国家平面控制网和控制坐标系的原点。到了1982年我们又建立了西安坐标系，也就是80系——1980西安坐标系。这个坐标系也是个平面坐标系，那么这个坐标系派生出来的图和各方面的应用，当前也在用。到了2000年，随着我们卫星定位技术的提高——因为前面这两种坐标系都与卫星定位不相关，所以这个坐标系都是在过去要做各种三角点、天文大地网测量的这些基础上建立的，与现在的精度不行——所以2000年以后，有了卫星定位技术以后，国家开始实施了2000坐标系。这是以地心为中心的一个动态的平面一致的坐标系。

而对于高程坐标系，就是我们国家哪一点多高。这个高程坐标系是我们1956年建成的黄海高程。到了1985年做了一次改造，然后建成了1985的高程，这个高程的原点是在青岛。青岛市观象山的水陆原点，和海平面相接的一点作为我们国家高程的零点。所以到哪个城市说海拔多少，就是以之为计算点的。这是高程系统。

要开展建设离不开这个系统。因为这些基准都有些过时了，为了提高我们现在测绘基准的水平，适合国际要求，特别是卫星定位技术的要求，所以从2000年起，国家就批准了一个测绘基准现代化建设的工程。这个工程国家投资了5个多亿，2001年建设完成，这就是建立我们国家的在2000坐标系环境下的三维动态陆海一体的高程技术。这个系统，要建立360个国家卫星定位的连续运行的基准站。一开始这360个站基本上都是GPS站，现在我们国家的北斗系统出来了，现在我们的这360个站，既满足GPS的要求，也可以和格洛纳斯、伽利略以及我们的北斗兼容。这些系统都可以共享。这360个站分布在我们国家各地，是国家统一建设的，但各个省市也在建省内范围的。目前我们掌握的卫星定位基准站，全国有2000多个。我们全国除了东北和西北部分区域以外，发达省区的基准站基本上都建成了。

基准站体系建成以后，可以解决什么问题呢？解决了我们测控制点，不需要再用经纬仪。现在只要拿着卫星定位仪——GPS仪器或者北斗仪器，往任何一点一放，这个系统就可以收到信号。一般精度的，放一下大概就是一分钟不到，这一点的平面位置就出来了。这些点建了以后，我们测量的精确程度和技术水平就有大大的提高。这是解决了我们平面测量的效率问题，和卫星技术是紧密相连的，给全国提供了平面的基准。

而在高程系统方面，我们在全国开展了12万公里的水准测量——一等水准测量。通过这次测量完以后，我们和现在的GPS点，以及国家的重力点，一起对全国的地质进行了一次模拟的计算。计算完以后，把这套系统和之前的卫星定位数据系统一结合，这时候我们到任何一点就可以不仅获取它的平面位置，还可以获取它的高程。这就是我们的大地基准，到2016年将全部建成。这项工作是在全国大规模地铺开。

1∶50000地图的全国覆盖与更新

同时，按国家的要求，我们要将1∶50000的地图对全国进行全覆盖。这是一项重大的工作。我们在2006年以前，曾把过去测绘的1∶50000的图都输进去建立了数据库，但这个数据库是比较陈旧的。所以从2006年起，国家又专门投资了5.4亿，对过去的老的1∶50000的地形图进行更新。这个更新工程，从2006年起，到2011年结束。

我们用5年多的时间，把总共19000多幅地形图测完。2011年举行了项目的验收，这部分占了全国面积的80%。而青藏高原——新疆、西藏、青海这一部分，海拔在4千米以上，过去有很多无法测，随着技术水平的提高可以实现后，国家就西部这个项目就投资了11个亿，同样也是2011年竣工完成。

工程顺利完工以后，我们在国务院新闻办公室就对这两项工程进行了联合发布：全国的最新的1∶50000数据，实现了全国的全覆盖。这个全覆盖，在国际上都是非常罕见的。除了美国的基本图是1∶24000以外，像加拿大、俄罗斯都没有实现。现在各个省，任何地方和部门都可以拿到这个数据。

完成了陆地测量后，陆地的延伸——海岛礁的问题怎么解决？所以在很多部门、专家的要求下，我们提出了关于开展海岛礁的一个测绘工程。这项工程是以总参谋部和国土资源部联合的名义申报中央的，具体实施由国家测绘局、总参测绘局、国家海洋局和海军司令部四家联合来组织实施，由国家测绘局来牵头。项目由时任国务院总理温家宝亲自批的，胡锦涛总书记和中央军委几位副主席都在上面签了字。

这项工程国家投入了15.6个亿，从2009年开始，今年一期工程完成，明年上二期。这项工程我们主要对600多个大于500平方米的岛屿进行定位和测图，同时要全面摸清我们国家到底有多少个岛礁是实际被外国在控制着。

这三项工作做完后，我们的测绘工作，从国家的角度就全面完成了。但是因为我们国家的建设发展速度非常快，很多部门特别是道路交通部门提出来，能不能每年把图可以快速地更新？

在这种诉求下，我们就开展了定期更新的工作。因为我们国家有自己的测绘卫星，数据源没有什么成本，所以大概每年只要花将近1个亿左右的经费，就可以把全国的1∶50000地形图的数据实现全面的更新。通过各种努力，这几年已经实现了。从2012年开始，对重要的地理信息要在全国范围内，每年做一次更新。

这个年度的更新出来以后，给相关部门提供使用，反映非常好。我们不仅实现了全覆盖，而且实现了动态更新，很多数据现势性很高。应该说我们国家的数据在1∶50000的尺度上是非常丰富，而且现势性非常好，所以在各个部门像国土方面使用的地质调查等等，应用很广。

地理信息公共服务平台和数字城市建设

我们建立了这个数据库以后，同时为了满足各方面的要求，建立起国家的地理信息公共服务平台。

地理信息公共服务平台分三种类型：一个是涉密版，因为5万的地形图是机密版，机密版是不能卖的，也不能泄露的，所以我们就设置了平台的涉密版；其他两个是政务版和公众版。

涉密版主要是公安部门需要的，而其他政府内网环境下运行的是政务版。现在我们各个城市的数字城市基本上是政务版的偏多。同时我们从2010年开始，实行了一个基于互联网环境下的公众版，就是天地图。天地图和现在的谷歌地图是相类似的。我们想通过我们全国的努力，实现某种形式替代谷歌。现在天地图除了西藏没有连上以外，其他的对全国实现了对接联网。

国家在测绘地理信息方面实行的是分级管理。国家完成了1∶50000的，任务基本上是完成，可以提供保障了。省这一级的，是要求1∶10000或者1∶5000的数据基础；而到市县这个层级，就是1∶2000甚至1∶500。因为现在经济快速发展和卫星影像的技术提高，大家对大比例尺、高精度的数据需求非常旺盛。所以这时候我们地方不能全靠国家的这个版本，所以数字省区和数字城市也是在这个环境下提出来的。

数字省区的建设内容，我们在2009年就印发了关于数字省区建设的技术大纲。数字省区到底怎么建，数字省区建设的数据体系方面，也就主要是三个方面：一个是我们现代的基准要和国家基准一致；一个是数据库，就是1∶5000和1∶10000的数据库；再一个就是要建立起公共平台，包括涉密版的和政务版的。

由于各地的发展不平衡，我们对建设数字城市也不能一刀切。对具备硬件环境的城市，对数据要求比较紧迫的城市，从2006开始，提出了建设数字城市的全国性工程。

这项工程实际上是在总结国家和省的建设的基础上，提出了四项工作：第一是建立一个数据库，就是以为1∶10000、1∶5000、1∶2000和1∶500为基础的，覆盖城市市域和市中心的数据库；第二是在这个数据的基础上，建立起一个公共服务平台，同样分为政务版、涉密版和公众版的，为各方面服务；第三是建立一套机制，在市域范围之内，政府来主导，大家共享，测绘地理信息部门、国土部门来做基础的技术保障支持，来做更新；同时第四点，在这个基础上，实现若干应用——各个部门在应用，以此实现政府间的数据互通共用，一套数据解决大家的问题。

我们的要求是十二五期间，333个地级市要全面完成。现在的情况是到目前为止，324个地级市已经开展了这项工作。

（本文根据作者在8月湖南数字城市地理信息基础工程市长研讨班上所作报告录音整理而成，有删节，未经作者本人审阅）