基于天地图的位置服务

作者系国家基础地理信息中心天地图工作部副处长/高工

在导航和位置服务中，地理信息起着非常重要的作用，天地图作为国家地理信息公共服务平台，在位置服务领域起着一个非常重要的基础性作用。

天地图建设的背景和目标

天地图是实现全国地理信息网络服务所需要的信息数据、服务功能以及运行支撑环境的总称，是数字中国的重要组成部分，它以分布式公共地理框架数据库为基础，以网络化地理信息服务为表现形式。天地图的建设是由以下4个方面的需求来驱动的：

国家战略的需求驱动

国务院发布了《促进我国国家空间信息技术设施建设和应用若干建议》，提出建立统一的全国性地理空间信息交换网络体系，实现国家主要基础性地理空间信息资源数据库的网络互联。在国务院关于加强测绘工作意见中也明确提出要构建基础地理信息的公共服务平台。此外，胡锦涛在2008年的两院院士大会上讲话中提到，在2008年的汶川地震之后，国家有一个突出任务要建立国家减灾信息平台，在这个过程中发现地理信息，尤其是位置信息是一个非常重要的基础性的支撑。在2010年的时候，李克强总理对测绘工作有一个批示，要求加快构建地理信息平台。

社会经济发展驱动

传统的测绘地理信息是以数据的方式或者地图的方式来提供的，用户拿到这些信息后，信息处理的工作量非常大，而且这些数据专业性强，导致数据处理周期长，投入成本比较大。在此背景下需要一个平台提供一种地理信息的公共服务，让这些数据为我所用。

国家安全的需求

以谷歌地球为代表的一些国外的商业公司开发的地图服务，在领土主张与地名标注等方面不完全符合我国的国家利益，并且在里面标注了一些敏感信息，甚至还有一些涉密信息，这对我们的国家安全造成了威胁。从这个角度来讲，需要建立我国自主的一个地理信息的公共平台。

地理信息应用服务的需求

随着人民群众生活水平的提高，以导航定位、本地搜索、物流监控、手机地图等为代表的位置服务发展非常迅速。而可以社会化应用的地理信息数据产品匮乏，供求矛盾十分突出。此外，部分企业自行采集基础地理信息，既造成重复采集和浪费，也无法保证大范围、多尺度数据的适时更新，迫切需要测绘部门能够依托自身优势，为企业提供便捷、高效、低成本的应用开发环境，支持企业结合其它相关信息资源的开发，开展更多的地理信息增值服务，满足社会需求。

因此，我们提出建设地理信息公共平台的目标，主要解决几方面的问题：一个是跨部门、跨地区的地理信息快速集成应用；第二个是面向政府、公众、企业的地理信息公共服务；第三个是建设我国自主的网络地理信息服务平台。与北斗建设目标类似，尽管有GPS，我们还是要建设北斗系统；有了谷歌地球，我们还是要建设我国自主的信息平台，这个平台是我们国家测绘地理信息部门服务民生、服务大局的一个重要载体。

天地图开通以后，党和国家领导人也给予高度重视，李克强总理在2011年5月23日视察国家地理测绘信息局的时候，观看了天地图的演示，特别指出，天地图既是政府的公益性平台，产业发展的基础平台，又是方便群众的服务平台，国家安全的保障平台。这实际上是对天地图给出了一个非常好的定位，非常高瞻远瞩的定位。天地图现在就是按照这“四个平台”的定位来建设的，来做好天地图的各项应用。

当然从具体的方面来说，我们建设天地图有两大目标，一个是把它打造成为测绘地理信息部门对内对外服务的终极服务出口。第二个是集成各类社会、人文统一的信息，使它成为各类信息空间展示或发布的统一的空间框架，这是一个整体的建设目标。在这个目标下面，我们需要若干个建设任务，这些任务主要包括有关的顶层设计，还有数据资源的整合，另外还有技术系统的研发，包括各级节点的建设，另外还有相关的标准、规范的制定，另外还有行业应用的推进等等，这是整个建设任务。

目前的建设进展和主要成果

天地图的建设历程

天地图的建设经历了规划、研发、试运行、运行等阶段，其重要的时间节点如下：天地图的测试版是2010年10月21日上线； 2011年1月18日正式版上线，并在国务院新闻办公室举行了全球新闻发布会；2013年5月，天地图的政务版在国家电子政务外网开通；2013年6月份，天地图门户网站2013版上线。

天地图是在国家测绘地理信息局的主导下建设，由国家基础地理信息中心负责具体的实施，此外还有相关的企业，包括四维、东方道尔、武大吉奥、吉威数源等公司的支持。

建设理念的转变

天地图在建设过程中有几个重要理念的转变。

（1）分建共享的建设与运维模式。分建共享是各部门，包括测绘系统内部，或者是专业部门之间，按照自身需求来建立自己的信息资源，同时这个信息资源可以通过统一的接口标准来实现一个在线的集成和协同的服务，这是一个重要的观念的转变。我们经常讲共建共享，实际上共建共享在真正的推进过程中难度很大，所以这里提出一个分建共享的理念。

（2）分布式节点布局。天地图实际上是由国家节点、省级节点和市级节点三级构成的，每一级的节点服务于不同的部门和专业的用户，不同的节点之间通过统一的标准来实现服务的聚合。

（3）协同的服务模式。我们在天地图的建设初期主要是通过服务聚合的模式。服务聚合是按照标准接口来聚合不同的地理信息服务资源，为用户提供一站式的服务。现在我们正在升级天地图的地理信息服务平台，这个平台会采用云计算技术，使用节点同构和数据融合的方式来实现全局的负载均衡与信息服务。

（4）天地图的三个版本。这三个版本也是非常重要的，因为天地图提供的用户种类是不一样的，它运行的网络环境也是不一样的，根据不同的网络环境它分为公众版、政务版、涉密版三个版本，不同的版本面向不同的用户使用。

（5）天地图的三种服务模式。第一种是门户网站的模式，它就是一个地图网站，用户打开这个网站就可以浏览相关的地理信息资源，也可以进行地点的查询、公交线路查询等等；第二种是API模式，这是提供给比较专业的用户使用，专业的用户可以通过天地图提供的API来开展自己的业务；第三种是前置服务，前置服务实际上是软件、硬件和服务打包的形式，像这种服务整个前置在用户的网络环境中，它可以满足用户相关的地理信息应用的需求。

（6）标准框架与重要标准。我们编制了天地图的相关标准，包括技术、服务的标准，另外还有相关的系统集成的标准，这些标准为天地图的建设起到了重要的基础信息作用。

（7）建设规划与管理规定。在国家测绘地理信息局的指导下，我们也编制了相关的规划，这些规划或者指南，或者有关的评估，或者测试要求，也为全国天地图的建设、各级节点的建设提供了指导。

集成并发布了丰富的数据

天地图提供服务的基础在于它丰富的地理信息资源，目前天地图与国内外同类的服务相比，国内的数据是具有绝对的优势，国外的数据资源我们也在不断补充。这个补充数据来源有多种，其中主要有我们国家自己的资源三号卫星，另外天地图的整个数据资源是动态的，我们建立了相应的数据更新的机制，大的数据版本是每年更新两次，像一些重要的地理信息，比如说地名的变更，或者是高速公路的开通，这些信息是实时更新的，如果说获取到它的信息源的话，就实时更新。还包括影像数据的展示，比如岛屿的数据，包括黄岩岛、钓鱼岛、南海诸岛，天地图上都发布了高分辨率的影像信息。另外还有一些运行的数据，包括街景数据、三维数据，这些数据也在天地图上不断地丰富。此外，天地图还发布了一些多语言版本的信息，包括英文的，另外我们还发布了蒙文的信息，还有维文的信息。

基于空间云计算技术的自主软件平台

天地图是一个我们国家自主的地理信息公共服务平台，在这方面我们也开发了自主的云平台，在这方面我们主要是采用云计算技术，主要是三个部分，一个是云存储，还有云搜索、云服务，这些技术的使用上极大地提高了天地图的服务效率，也降低了天地图的建设成本。该平台对服务器的要求不是很高，我们可以用比较便宜的服务器来构建云的服务环境，这样使得整个天地图的服务效率和服务性能得到一个大的提升，同时整个建设成本得到一个大幅度的降低。

门户网站功能拓展、性能提升

天地图门户网站上有矢量地图、影象地图、地形图、三维地图、实拍街景地图，还有一些路径规划的功能，现在也发布一些社会经济的信息，比如说统计、人口普查、旅游信息。这些信息跟地理信息整合起来以后，可以起到一个非常好的可视化的作用。

手机地图

天地图也推出了手机地图，还有服务接口和API的资源服务。

分布式数据中心

现在天地图已经建设了5个数据中心，包括国家级主节点、克拉玛依灾备中心、天津国家数据中心、长沙南方数据中心等。目前天地图实现了除了西藏以外的30个省级节点，还有113个市级结点的服务聚合。这些分布式的节点通过天地图的统一平台为用户提供服务。

数据融合和软件同构

数据融合实际上就是将国家的地理信息资源和省里、市里的信息资源做一个数据结构上的融合、数据资源的整合，这样使得我们的数据更丰富。通过数据融合之后，天地图的国家、省、市三级节点之间形成了一个互联互通的服务网络，这样实际上是集成了全国的测绘地理信息资源，包括各个企业，或者是一些政府部门等等这样的地理信息资源，做一个统一的地理信息平台，来为用户提供服务。

天地图对位置服务的支持

为专业部门提供业务化服务

天地图为位置服务提供相关的支持也是体现在地理信息公共服务平台的基础上。天地图拥有地理信息资源，与位置信息结合起来后，就可以提供相关的服务，这个服务是需要与用户需求相结合的。

天地图提供了一个非常好的基础平台，专业的用户可以将自己专题的信息，或者是专业的业务数据叠加到天地图上。比如国家安全生产指挥中心建立的安全生产应急平台，也是应用天地图，它以天地图作为基础平台，在上面发布安监相关的业务信息，包括危险源、人员的部署、救援的方案等等，这些信息和地理信息结合起来，可以起到很好的决策指挥、辅助决策的重要作用。

此外，重大测绘工程、水利部水利普查信息发布系统、教育部全国中小学校舍管理系统、城市空气质量监测系统、国土部土地出让查询系统、矿产资源管理系统、地调局的地质调查信息发布系统，都是基于天地图来建设的。

应急救灾与科研考察

天地图在应急减灾中也发挥了重要的作用，尤其是雅安地震发生的时候，天地图第一时间将震后的无人机影像发布到天地图上，这个信息在央视的直播中发挥了重要的作用，为民众了解地震灾区震后的相关情况提供了第一手的资料。

黑龙江森林防火平台的基础也是利用天地图，当然它也利用了北斗、GPS等相关的卫星导航系统。平台可以进行火灾的现场的标注，一些相关的水源地信息的提取。

尤其值得一提的，在中央电视台的藏羚羊科考活动报道中，天地图与北斗结合的应用效果也非常好。相关研究部门研发了定位项圈挂在藏羚羊的脖子上，它传回来的信息和天地图有一个动态的叠加，这样就可以看到藏羚羊的迁徙路径，另外还可以分析整个藏羚羊的迁徙的习性，包括生活习性等等。

宣示国家领土主张与捍卫国家主权

天地图在宣示我们国家的领土主张和国家主权方面发挥了重要的作用。因为国家版图是国家领土主张的重要象征，天地图完全按照我国的政治主张，清晰明确地表达了我们对钓鱼岛、黄岩岛，还有南海诸岛、藏南地区的领土主张。另外，国外的一些停火线、首都都是按照我们国家的政治主张标示在天地图上的，所以天地图在这方面也发挥了宣示我们国家的领土主张，起到了捍卫国家主权的作用。在这方面也希望大家积极地使用天地图，用好天地图。