對新型基礎測繪的幾點認識及思考

柴玉坤 盧中秋 李婷玉

（內蒙古自治區(qū)測繪地理信息中心，內蒙古 呼和浩特 010051）

1 引言

新型基礎測繪最早是在2015 年6 月，國務院批復同意的《全國基礎測繪中長期規(guī)劃綱要（2015-2030年）》[1]中提出，到2030 年全面建成新型基礎測繪體系[2]。8 年過去，很多城市都開展了新型基礎測繪試點建設，取得了許多成果和經驗。2021 年12 月，自然資源部國土測繪司印發(fā)了新型基礎測繪與實景三維中國建設技術文件（1-4），新型基礎測繪技術標準體系建設取得了重大進展，標志著新型基礎測繪由試點建設階段進入全面實施階段，新型基礎測繪的時代正式開啟。

其實，基礎測繪一直在創(chuàng)新發(fā)展，比如現代大地測量基準建設、地理國情監(jiān)測、數字城市、天地圖等，從廣義上講，也可認為是新型基礎測繪。比如《浙江省新型基礎測繪體系建設實施方案》中，就包含陸海一體似大地水準面模型優(yōu)化、變化信息管理應用系統(tǒng)建設、影像云處理系統(tǒng)建設等方面內容。但是業(yè)內對新型基礎測繪的認識已經逐步統(tǒng)一，就是基本比例尺地形圖（基礎地理信息）的全面革新，是基礎測繪核心內容的變革，這才真正稱得上是新型基礎測繪。

上世紀90 年代前，國家的基本比例尺地形圖都是手繪的模擬地圖，以地形圖符號為核心內容。到90 年代后，變革為由計算機繪制的數字地圖，隨著航空攝影測量技術的發(fā)展，建成了以4D 為核心的基礎地理信息成果體系，以地形要素為核心內容?，F在，隨著5G、人工智能、大數據、云計算、物聯網等IT 技術的快速發(fā)展，衛(wèi)星遙感、激光雷達、傾斜攝影等測繪手段的進步，推動了以地理實體為核心的新型基礎測繪的需求和創(chuàng)新。新型基礎測繪成果是適應時代發(fā)展的產物，是基礎地理信息發(fā)展的必然要求。

2 新型基礎測繪試點情況

新型基礎測繪正式提出后，在自然資源部的推動下，全國多個省市進行了試點建設。

2017 年11 月，原國家測繪地理信息局批復上海市新型基礎測繪試點建設項目，項目于2020 年8 月通過驗收。上海的新型基礎測繪起點高、標準高，上海市測繪院通過試點研究，創(chuàng)新性地建立了基于地理實體的“智能化全息測繪”技術體系，探索了基礎測繪為數字孿生城市提供地理空間基礎、服務超大城市精細化管理的方案，形成了《基于地理實體的全息要素采集與建庫》的團體標準。

2019 年1 月，武漢市獲批成為自然資源部組建以來全國首個新型基礎測繪試點城市，試點項目于2021年11 月通過驗收。武漢市測繪研究院圍繞“一庫多能、按需組裝、定制服務”的工作目標，以“地理場景”“地理實體”兩類產品的生產建庫應用為主線，最終形成基于新型基礎測繪產品的實體數據庫、生產工具軟件、定制化服務接口、試點政策機制、試點區(qū)片示范應用和系列產品標準等項目成果。項目完成100 平方公里基礎地理實體數據庫改造，更加注重利用原有基礎測繪成果，減少投入成本，為城市級基礎測繪生產提供了新的方案。自然資源部2021 年3 月印發(fā)的《新型基礎測繪體系建設試點技術大綱》，就是以武漢試點成果為基礎編制的。

2019 年7 月，自然資源部批復同意寧夏開展新型基礎測繪建設試點，這是全國第一個省級試點單位，該項目現在仍在開展中，已經取得了階段性成果。寧夏回族自治區(qū)自然資源廳在試點中，形成了對生態(tài)空間和農業(yè)空間等非城鎮(zhèn)空間地理實體生產的探索實踐，為非城鎮(zhèn)空間的基礎測繪生產提供了寶貴經驗。

在上面三個省市之后，西安市、北京市、山東省等省市陸續(xù)開展新型基礎測繪試點建設，將為新型基礎測繪探索更多技術方案。

3 對新型基礎測繪的幾點認識

深入認識新型基礎測繪體系，了解新型基礎測繪的總體技術思路，基礎是自然資源部已經印發(fā)的技術標準及文件。截至目前，關于新型基礎測繪的技術標準文件主要有2019 年5 月印發(fā)的《新型基礎測繪體系數據庫建設試點技術指南（征求意見稿）》，2021 年3 月印發(fā)的《新型基礎測繪體系建設試點技術大綱》。還有2021 年6 月發(fā)文推送的國家新型基礎測繪武漢試點有關技術成果，包含3 個技術文件：《國家新型基礎測繪建設產品體系設計》《國家新型基礎測繪建設地理實體數據規(guī)范》《DLG 轉換地理實體技術規(guī)程》。最重要的是自然資源部國土測繪司于2021 年12 月印發(fā)的新型基礎測繪與實景三維中國建設技術文件（1-4），包含：《名詞解釋》《基礎地理實體分類、粒度及精度基本要求》《基礎地理實體空間身份編碼規(guī)則》《基礎地理實體數據元數據》。這是國家確定的技術方案，對新型基礎測繪的學習研究，要以這幾個技術文件為標準。

新型基礎測繪新在哪里，有哪些基本特征？對于這個問題，筆者認為要抓住成果體系這個核心來理解。新型基礎測繪首先是基礎測繪成果的革新，主要有以下特征：

3.1 以地理實體為中心

新型基礎測繪是以地理實體為視角和對象，按“實體粒度和空間精度”開展測繪，構建“基礎地理實體數據庫”為目標，按需組裝“4E 標準化產品”（組合聚合實體集、無級化地圖表達、地形級實景三維、城市級實景三維）的基礎性、公益性測繪行為。與以地理要素為視角和對象、按 “比例尺”開展測繪、構建 “基礎地理信息數據庫”為目標、“4D 產品”為典型代表的傳統(tǒng)基礎測繪相比，測繪產品模式實現了轉型升級。

3.2 實體化、三維化、語義化

地理實體是現實世界中占據一定且連續(xù)空間位置和范圍、單獨具有同一屬性或完整功能的地理對象。相對于傳統(tǒng)基礎測繪中的地理要素，更注重整體性，與人們現實中的認識相統(tǒng)一，更利于使用者認識和理解。與傳統(tǒng)基礎測繪的二維、2.5 維成果不同，新型基礎測繪成果是以三維為主，實景三維是新型基礎測繪的標準化產品。所謂語義化是用標準化范式對地理實體自身屬性及實體間關系進行一致性描述，以實現計算機可識別、可理解、可操作的過程，更好地滿足數字化、智能化時代對地理信息的需要。

3.3 突破比例尺限制，實現“一個實體只測一次”

傳統(tǒng)基礎測繪不同比例尺按不同的精度要求采集地理要素，造成大量重復測繪現象。新型基礎測繪的基本思路是按照所在區(qū)域和類別的不同，采用適宜的精度要求采集地理實體，滿足不同尺度對基礎測繪成果的需求，實現“一個實體只測一次”。探索地理實體變化自動發(fā)現技術，建立實時更新機制，推動基礎測繪成果向動態(tài)化、實時化方向發(fā)展。

3.4 “一庫多能、按需組裝”的基礎測繪服務模式

通過新型基礎測繪，構建基礎地理實體數據庫，以地理實體為索引，按照時空進行序化、關聯和融合，面向“兩服務、兩支撐”按需定制4E 標準化產品，搭載結構化、半結構化和非結構化的多樣化信息，并集成公共專題數據、互聯網抓取數據和物聯網感知數據，經服務化、池化，建立時空大數據平臺，在線或離線提供數據、接口、功能和知識服務?！耙粠於嗄?、按需組裝”的基礎測繪服務模式如圖1 所示。

圖1 “一庫多能、按需組裝”的基礎測繪服務模式

4 對新型基礎測繪的幾點思考

4.1 關于區(qū)域的劃分

新型基礎測繪，雖然已經不再按比例尺進行測繪，但是從試點地區(qū)的相關經驗來看，大多認為應在權衡投入和需求的情況下，合理進行區(qū)域劃分，不同區(qū)域的地理實體有不同的粒度和精度要求。一般認為應該劃分為城鎮(zhèn)空間、農業(yè)空間和生態(tài)空間。

在已經開展試點工作的省份中，山東省劃分為城鎮(zhèn)空間和農業(yè)生態(tài)空間，寧夏回族自治區(qū)主要探索非城鎮(zhèn)區(qū)域的地理實體生產。兩個省份的試點都是將非城鎮(zhèn)地區(qū)按照同一區(qū)域進行處理，獲取0.2 米分辨率的航空遙感影像數據，并在此基礎上按照1∶2000 地形圖測繪的精度進行地理實體的生產和實景三維建設。考慮到山東省經濟比較發(fā)達，寧夏回族自治區(qū)面積較小，其他省份不能完全借鑒他們的區(qū)域劃分方式。比如內蒙古自治區(qū)，如果非城鎮(zhèn)地區(qū)全部劃分為一個區(qū)域，按照1∶2000 的精度采集航空遙感影像，進行地理實體生產和實景三維建設，投入成本比較大，實際也不一定有這么高的需求。筆者認為，還是應該按照城鎮(zhèn)空間、農業(yè)空間和生態(tài)空間進行劃分，分別按照1∶500、1∶2000 和1∶10000 比例尺地形圖的精度要求進行數據的采集和生產，既可節(jié)約經費投入，又能更好地與已有的基礎測繪成果銜接。近兩年，內蒙古測繪地理信息中心正在進行的實體三維建設數據采集和三維場景生產，也是大概按照這個思路進行的區(qū)域劃分。

4.2 關于地理實體的生產

地理實體是新型基礎測繪的核心和基礎，是新型基礎測繪的出發(fā)點和落腳點。自然資源部下發(fā)的新型基礎測繪和實景三維中國建設技術文件（1-7），主要是針對基礎地理實體生產的技術要求，是在前期試點工作基礎上的總結和提煉。地理實體生產按照上述技術文件相關要求操作，地理實體的生產編輯軟件及數據組織表達，選擇比較靠譜的軟件供應商即可。由于新型基礎測繪仍在試點階段，產品的定制和修改會是一個持續(xù)過程，因而軟件供應商的實力和服務就顯得非常重要。當然，也要根據地方實際特點，合理確定地理實體的分類、粒度、精度以及屬性。

基礎地理實體分為自然地理實體、人工地理實體和管理地理實體三大類。自然地理實體包括山體、水系、冰雪、海洋、農林用地與土質等5 個一級類、30 個二級類；人工地理實體包括水利、交通、建（構）筑物及場地設施、管線、院落、人工地貌等6 個一級類、20 個二級類、96 個三級類；管理地理實體包括行政區(qū)劃單元、地名地址、國土空間規(guī)劃單元、其他管理單元等4 個一級類、8 個二級類、27 個三級類。從各試點地區(qū)的分類來看，全部都進行了分類的擴充，基本進行了四級類的擴展。具體來說，城鎮(zhèn)空間需要較多擴展分類，即使是生態(tài)空間分類，可能也需要適當擴展。比如，內蒙古自治區(qū)有很多風力發(fā)電塔架、天然氣井、油井，經濟價值比較突出，應擴展為單獨分類。基礎地理實體分類是一項較為重要的工作，應根據本地區(qū)實際特點，對自然資源部下發(fā)的技術文件中的分類進行擴充、擴展，以更好地滿足本地區(qū)自然資源管理和經濟社會發(fā)展對基礎地理信息的需要。

在新型基礎測繪實施中，應根據不同的區(qū)域劃分，確定地理實體的粒度和精度，技術文件中有關地理實體粒度和精度的要求，各地區(qū)可以作為參考。而技術文件中規(guī)定的按省級、地市級和區(qū)縣級劃分不同的精度要求，筆者認為不應再做這樣的區(qū)分，應根據不同區(qū)域的具體要求確定精度。省級、市級和縣級可以分別負責不同區(qū)域的新型基礎測繪工作，比如省級負責生態(tài)空間，市級負責城鎮(zhèn)空間，縣級負責農業(yè)空間的地理實體生產。

地理實體屬性的設計是一個比較復雜的問題，需要根據實際情況具體問題具體分析，每一種或者每一類的地理實體都應該有獨特的屬性要求。當然，本著穩(wěn)步推進的工作原則，還可以先設計基本屬性，后續(xù)在實際工作中根據需要逐漸擴展其他屬性。

4.3 關于實時更新機制

實時化是新型基礎測繪的一個重要特點，但是要完全實現實時更新，還有很長的路要走?，F階段只能是逐步縮短更新周期，不斷向實時化努力。比如城鎮(zhèn)空間實現按月更新，農業(yè)空間實現按季度更新，生態(tài)空間實現按年度更新。更新周期的確定要立足實際，根據實際需求、投入規(guī)模及技術能力進行綜合考量，要堅持量力而行、適度超前的原則。新型基礎測繪的實施更新機制建設要與自然資源調查監(jiān)測體系建設統(tǒng)一協調，聯動更新。機構改革后，測繪地理信息已經融入自然資源管理，要充分進行數據的共建共享，爭取用最小的投入，產生最大的成效。

4.4 關于服務平臺建設

新型基礎測繪成果，最終還是要服務自然資源管理和經濟社會發(fā)展，滿足其對測繪地理信息的需求。在建設數字中國、數字政府的大前提下，新型基礎測繪必然要通過服務平臺進行共享服務。因此建好服務平臺是新型基礎測繪最后也是最重要的一個環(huán)節(jié)。服務平臺的建設是一個復雜的系統(tǒng)工程，必須深入調研用戶需求，建立良好的互動關系，不能搞成是自彈自唱的獨角戲。按照新型基礎測繪建設技術大綱試點的要求，新型基礎測繪生產的地理實體數據庫，按照“一庫多能、按需組裝”的模式，通過時空大數據服務平臺提供服務。

多年來的實踐證明，測繪地理信息服務平臺的建設不宜各自為政，多方建設。最典型的例子就是各地政府建了很多數字城市平臺，但至今真正能夠提供優(yōu)質服務的平臺，可謂少之又少。新型基礎測繪服務平臺的建設，應該效仿“天地圖”和衛(wèi)星應用服務平臺建設的成功經驗，采用由部級層面組織建設，各省、市建設分節(jié)點的方式進行。

4.5 關于生產組織體系

新型基礎測繪是一項比較大的工作，僅靠一個部門或者一個政府層級很難完成。通過各試點地區(qū)的經驗來看，應該按省、市、縣三級來組織，通過合理分工建立完善的生產組織體系，發(fā)揮各級政府的作用。比如山東省的新型基礎測繪試點，就是按照省、市、縣三級合理分工，統(tǒng)一組織，具體如圖2 所示。為調動各級政府的積極性，山東省將新型基礎測繪工作的完成情況列入各級政府考核的加分項。

圖2 山東省新型基礎測繪組織分工

因為涉及各級政府的組織分工，就內蒙古自治區(qū)的新型基礎測繪來說，就必須形成合理方案，積極向自治區(qū)政府匯報，爭取獲得支持，積極推動新型基礎測繪工作。就現狀來看，比較可行的方案是由自治區(qū)級政府負責農業(yè)空間和生態(tài)空間、市縣級政府負責城鎮(zhèn)空間的新型基礎測繪。也可以探討由自治區(qū)級負責生態(tài)空間、市級負責城鎮(zhèn)空間、縣級負責農業(yè)空間的新型基礎測繪。

5 結語

新型基礎測繪是基礎測繪工作轉型升級發(fā)展的必然趨勢，是測繪地理信息行業(yè)高質量發(fā)展的必然要求。做好新型基礎測繪工作，首先必須要明確目標，有的放矢；其次要加強技術和人才儲備，緊跟新型基礎測繪試點取得的新進展；最后要積極開展試點工作，通過試點的實踐提高認識水平，積累技術，鍛煉人才。