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廣西省級基礎地理信息系統建設及在國土資源信息化中的作用
【摘 要】本文主要探討廣西省級基礎地理信息系統的必要性和建設內容，以及該系統在我區國土資源信息化中所發揮的作用。
【關鍵詞】 國家空間基礎設施（NSDI）、基礎地理信息系統、3S、國土資源信息化
一、廣西省級基礎地理信息系統建設的急迫性和必要性
1、前言
聯合國有關文件曾明確指出“地理空間信息是實現可持續發展的利器”，而且“進入信息化社會后，人們每天接觸到的信息中的80％以上與地理空間信息有關”。西方發達國家出于其政治、經濟、軍事目的和全球戰略需要，在二十世紀九十年代就相繼推出“信息高速公路”，“國家空間基礎設施(NSDI)”和“數字地球”戰略。順應經濟全球化，全球信息化的發展趨勢，為使國土資源工作更好地適應我國可持續發展的需要，國土資源部將"加強信息系統建設，實現信息服務社會化"列為五大目標任務之一，并在新一輪國土資源大調查計劃中設立“數字國土”工程，旨在通過信息基礎設施建設，加速實現國土資源調查評價、規劃、管理、保護和合理利用的現代化，為全社會提供方便快捷的國土資源信息服務，充分發揮國土資源在國家社會經濟發展中的基礎性、公益性和戰略性作用。
西部大開發國家戰略的實施為廣西的全面發展帶來了歷史性機遇。基礎設施建設、電子政務工程、產業結構調整、生態環境建設以及國民經濟信息化等建設正在進行中。科學化決策是成功的關鍵因素之一，廣大的決策者實際上每時每刻都在使用基礎地理信息，只是手段還比較原始，還未充分發揮出信息技術的支撐作用。國土資源信息化、工業布局、農業結構優化、退耕還林(草)、基礎設施建設、社會安全和管理都離不開科學規劃、實施和動態監測，離不開地理空間信息的決策支持作用。不充分考慮地理分布特點的項目總會帶來一系列嚴重的副作用。因此信息化社會需要重視地理空間信息的基本支撐作用。
2、國內及我區空間基礎設施發展現狀及趨勢
2001年，國務院辦公廳以國辦發【2001】53號文轉發國家計委等12個部委“關于促進我國國家空間信息基礎設施建設和應用若干意見的通知”，提出要加快我國國家空間信息基礎設施建設。國家測繪局提出“十五”期間構建“數字中國”地理空間基礎框架作為國家空間信息基礎設施的重要組成部分，為國民經濟和社會信息化提供地理空間基礎平臺。為此，加大了國家基礎地理信息系統的建設力度。目前已經完成了國家級1：100萬、1：25萬地理空間基礎地理信息系統建設，正在進行國家1：5萬基礎地理信息系統的建設工作，以此作為“數字中國”地理空間基礎框架的基礎信息。
除了“數字中國”地理空間基礎框架建設以外，許多省、自治區、直轄市也紛紛提出要建設省級地理空間基礎框架。繼海南省、北京市和福建省提出“數字海南”、“數字北京”與“數字福建”之后，全國又有湖南、湖北、陜西、山西等十多個省、市、自治區提出并確定了各自“數字區域”的發展計劃。必須指出的是，省級基礎地理信息系統的建設是數字省區地理空間基礎框架的核心和基礎。目前，北京、天津、上海等市，山西、廣東等省基礎地理信息中心相繼建成了省級基礎地理信息系統的示范工程。其他省區的基礎地理信息中心都在加快研究和建設本省基礎地理信息系統的步伐。
2000年，國家投資2.56億啟動“國家基礎測繪設施項目”建設，簡稱”大專項”建設。廣西測繪局在國家測繪局和區政府的支持下，于2000年8月正式立項（總投資近3000萬元），目前已完成基礎地理信息數據生產技術體系、基礎地理信息數據傳輸網絡體系的建設。基礎地理信息管理服務體系、空間定位綜合服務體系、廣西數字化基地大樓的建設正在如火如荼的進行中。廣西測繪局已建成主干千兆，百兆交換到桌面的局域網，以及光纖聯接的廣域網（黨政機關網）。裝備了企業級服務器、WWW服務器、OA服務器、海量的磁盤陣列、磁帶庫、圖形工作站、高檔微機、大型彩色掃描儀、大幅面繪圖儀等硬件設備，以及數據庫軟件ORACLE，GIS軟件ArcGIS、GeoStar、MapInfo、MapGIS、AutoCAD Map，遙感軟件ERDAS，Web GIS軟件ARCIMS、GeoSurf，數字攝影測量系統Virtuozo、JX4A，掃描矢量化系統Geoway等軟件。通過大專項的建設，還鍛煉出一批精通3S（GIS－地理信息系統、GPS－全球定位系統、RS－遙感）技術、計算機與網絡技術、測繪技術的綜合型人才。
“九五”期間至今，廣西測繪局建立了全區1:50萬,1:25萬DLG數據庫，完成了DEM 共2148幅，DRG 591 幅，DOM 416幅，DLG 809幅；同時完成了三四等水準測量4211公里 516座。 C級GPS網點466點；完成了省級毗鄰行政界線測繪3684公里, 區內地市級行政界線6270公里, 縣市級行政界線10259公里的測繪，這些數據迫切需要建立相應數據庫進行有效的管理。經過大專項建設，廣西測繪局具備的1：1萬基礎地理信息數據年生產規模如下表所示 ：
：按廣西“十五”計劃，需8～10年才能更新測繪完成全廣西1：1萬地圖，廣西共8495幅。
3、廣西省級基礎地理信息系統建設的重要意義
廣西省級基礎地理信息系統的建設是“數字廣西”地理空間基礎框架的核心和基礎。將為“數字廣西”的建設奠定良好的地理空間基礎，為在信息社會和知識經濟時代搶占經濟、政治、科技的制高點，創造新的經濟增長點打下堅實的基礎。為建立電子政務、電子商務、社會保障等信息系統及信息化社區提供良好的條件，有力促進廣西社會、經濟的發展，推動信息化建設。以廣西基礎地理信息數據作為框架，區域內各行各業的數據才能夠在空間上得到集成，不同區域的數據才能夠無縫整合，從而保證決策依據的科學性和準確性。基礎地理信息與各行業的專題信息有機結合將完善各專業管理信息系統的決策支持功能。廣西省級基礎地理信息系統的建立將及時滿足政府信息化工程建設對基礎地理信息的急迫需求。
二、廣西省級基礎地理信息系統建設的主要內容
1、 廣西省級基礎地理信息系統的總體目標
2002年，廣西測繪局正式啟動廣西省級基礎地理信息系統的建設工作。主要工作由廣西基礎地理信息中心承擔，擬于“十五”期末初步完成框架建設，2010年全面建成。廣西省級基礎地理信息系統以1:1萬基礎地理信息數據庫建設為核心，其總體目標是依托統一的標準體系和質量保障體系，建立數據生產體系，采集基礎地理信息數據，建成數據庫管理體系，形成完整的數據庫；以GIS應用為主，兼顧地圖產品的制作，建立產品開發體系和分發服務體系，以及支持系統運行的網絡交換體系。為自治區、市、縣宏觀決策、規劃修編、災害監測，解決人口、資源、環境等面臨問題，促進經濟與社會可持續發展而提供有力的測繪保障。
2、廣西省級基礎地理信息系統研究和建設的主要內容
廣西省級基礎地理信息系統的建設包括數據生產體系的建設、數據庫互操作平臺的選定、地理空間數據庫建設、數據庫管理系統的研發、產品的模式和開發、基于Web GIS的地理空間信息網絡化服務等。
在存儲容量上，全區1：25萬地理數據超過2GB，1：5萬數據將超過70GB，1：1萬數據將超過1TB，大地數據庫及地名數據庫將達到100MB。考慮到將來數據更新歷史數據的存放以及其它不可預見因素，廣西省級基礎地理信息系統共需要1.5至2TB的存儲空間。
圖一：廣西省級基礎地理信息數據庫的組成
3、廣西省級基礎地理空間數據庫的組成（如圖一所示）
（1） 1：100萬地理空間數據庫：包括覆蓋廣西地面分辨率為30m的航天遙感數字正射影像數據庫（DOM）、地面格網間距為200m的數字高程模型數據庫（DEM）、由原有地圖掃描數字化處理形成的1：100萬數字柵格地圖數據庫（DRG）、含有大地測量控制信息、地形、交通、水文、境界、居民地和地表覆蓋信息等的1：100萬數字線劃地圖數據庫（DLG）。
（2） 1：25萬地理空間數據庫：包括覆蓋廣西地面分辨率為15m的航天遙感數字正射影像數據庫、地面格網間距為100m的數字高程模型數據庫、1:25萬數字柵格地圖數據庫、數字線劃地圖數據庫。
（3） 1：5萬地理空間數據庫：包括覆蓋廣西地面分辨率為5m的航天遙感數字正射影像數據庫、地面格網間距為25m的數字高程模型數據庫、1：5萬數字柵格地圖數據庫、數字線劃地圖數據庫。
（4） 1：1萬地理空間數據庫：包括覆蓋廣西地面分辨率為1m的數字正射影像數據庫、地面格網間距為5m的數字高程模型數據庫、1：1萬數字柵格地圖數據庫、數字線劃地圖數據庫。
（5） 重點地區1：2000地理空間數據庫：覆蓋重點地區地面分辨率為0.2～0.3m的數字正射影像數據庫、地面格網間距為2.5m的數字高程模型數據庫、1：2000數字柵格地圖數據庫、數字線劃地圖數據庫。
（6） 地名數據庫：包括廣西各種地名的正式名稱、所在地圖圖幅、地理坐標等信息。
（7） 空間定位成果數據庫：包括覆蓋廣西的大地測量控制網、控制點、坐標系等數據。
（8） 元數據庫：包括各種地理空間數據及數據庫的規范化定義和說明信息，以便跟蹤數據的動態變化和支持信息查詢。
（9） 專題數據庫：如土地覆蓋數據庫、人口分布數據庫等。
4、關鍵技術研究：
廣西省級基礎地理信息系統作為一個系統工程，在建設過程中，要緊跟國內外科技發展最新動態，采用當前先進的技術手段和方法。目前，廣西省級基礎地理信息系統采用美國ESRI公司的ARCGIS系列產品和ORACLE作為建設的主要工具，開發工具主要選用VS.NET。如圖二所示：
圖二：廣西省級基礎地理信息系統的三層架構
在實施廣西省級基礎地理信息系統的建設和應用中，還會遇到一系列技術難點，有待研究攻克。為此，要進行一系列關鍵技術的研究開發。主要包括：
①遙感及航空影像快速獲取、處理和解譯的關鍵技術。
②多分辨率、多數據源4D空間數據一體化集成
③產品的模式與開發，地理空間可視化虛擬現實技術。
④地理空間數據網絡化分發服務。
⑤海量數據的安全管理、存儲、備份、災難恢復的研究。
⑥空間數據庫更新與版本管理
⑦ “3S ”（GPS、GIS、RS）集成技術的研究
⑧基于數據庫的在線制圖技術。
⑨基于省級基礎地理信息框架數據的示范應用工程研究。
三、廣西省級基礎地理信息系統在我區國土資源信息化中的作用
1、 國土資源信息的特點
國土資源信息有一系列特點。首先，國土資源行業是一個信息密集的行業，國土資源工作過程主要是一個生產信息的過程。因此，國土資源行業擁有比其它任何行業更多的信息資源。其次，國土資源信息具有地理空間性。這可以說是國土資源信息的最重要特征，幾乎所有的國土資源信息都是空間地理信息，如地形信息、土地信息、地質信息、礦產資源信息、水資源信息、海洋資源信息、地質災害信息等，這些信息僅用屬性數據庫是無法管理的。第三，國土資源信息的數據結構十分復雜，往往一個對象需要數百個數據項才能表達清楚，這些數據間常又呈復雜的層網關系，再加上三維空間位置，更加大了對國土資源信息描述和管理的復雜性。第四，國土資源信息不同于一般經濟、金融和商業信息，它具有長期保存，甚至永久保存的價值。因此，信息增長迅速，而消逝率低，其結果是信息總量極為龐大。這些特點表明，國土資源信息化離不開基礎地理信息和3S技術，“數據是血液”，地理信息及其他各類國土資源信息是保證國土資源信息系統正常運行和取得實效的關鍵。
2、 廣西省級基礎地理信息系統在國土資源信息化的作用
廣西省級基礎地理信息系統可真實再現全區的地形地貌，為我們全面了解廣西的自然地理環境提供了一個理想的空間支撐，并為可視化地掌握生態資源、模擬和仿真生態重建過程中重大決策實施提供基礎支撐，確保我們能夠科學地開發自然界，動態監測和合理地配置資源，有效把握發展經濟和保護環境的平衡，為生態環境建設和國土資源合理配置提供科學依據。具體說來，至少有以下幾方面作用：
（1）數據共享，標準統一。共建共享是避免重復建設、維護國家利益的必要措施，是廣西省級基礎地理信息系統建設中必須堅持的原則。這方面的教訓是屢見不鮮的，如廣西各地國土資源部門有獨立的一套地籍圖，規劃部門有地形圖，房產部門有房產圖，每個部門都是各自為政，投入巨資重復測繪、數字化，標準不統一。實際上只要政府牽頭協調，各地測繪一套基礎地形圖，其他部門在其基礎上再采集各行業關注的要素。這樣的結果是大大節約了經費，卻實現了各取所需，同時由于統一技術規范，統一數據格式，各行業能共享、交換成果。這種做法國內已有先例，據《中國測繪報》報道：“2002年，在浙江省余姚市政府辦公室的協調下，市規劃、國土、建設、水利、交通五部門聯手，共同籌措資金，統一技術標準，開展全市1：500數字化測圖，為建立基礎測繪信息共建共享機制邁出了實質性的一步……”
（2）目前，我區國土部門在信息化過程中對基礎地理信息的應用主要還是局限于數字線劃圖，對數字正射影像圖的應用據了解也只有南寧、柳州等地為數不多的國土部門，對數字高程模型的使用更是寥寥無幾。廣西省級基礎地理信息系統可以為國土資源部門提供多種權威的、符合國標規范的基礎地理信息數字產品服務，包括基本產品、復合產品等。基本產品包括國家基本比例尺地形圖系列的數字柵格地圖（DRG）、數字正射影像圖（DOM）、數字高程模型（DEM）、數字線劃地圖（DLG），可根據需要以數字和模擬兩種形式提供；通過不同基本產品或不同要素的疊加，可生成各種復合產品，如土地覆蓋圖、數字影像地圖（如數字影像交通圖、數字影像區劃圖、數字影像地形圖等）、數字影像專題圖（如數字影像土地利用圖、數字影像土地規劃圖）、三維立體地形圖、立體景觀透視圖等復合產品。
（3）利用GIS的空間分析功能，進行數據增值服務。例如：通過以不同時期的地理空間基礎數據和正射影像圖為數據核心，結合土地利用詳查圖，可進行國土資源動態監測，為科學規劃和管理提供決策依據；通過數字高程模型、數字正射影像圖、數字線劃圖為數據核心，結合人口經濟、土地利用等專題數據，運用生態學理論和方法以及3S技術，可更好地分析耕地分布現狀，提出社會經濟與生態合理退耕還林規劃方案，增強退耕還林規劃的可操作性。
四、結束語
總之，廣西省級基礎地理信息系統的建成將使我區徹底完成從傳統測繪產業向現代地理信息產業轉變，測繪生產、技術、管理以及測繪產品種類將發生全新的變化。其建成將為我國實施“數字中國”空間技術戰略，我區實施“數字廣西”、國土資源信息化提供省級基礎地理信息數據，成為其重要的組成部分。能有效提高我區基礎地理空間數據的現勢性，縮短數據生產和信息提供服務周期。有效地拓寬地理信息的應用面，為政府決策和社會經濟可持續發展提供服務。
主要參考文獻：
① 國家測繪局 《構建“數字中國”地理空間基礎框架總體戰略研究》
② 國土資源部信息中心 《"十五"國土資源信息基礎設施建設的基本思路》
③ 廣西基礎地理信息中心 《廣西省級基礎地理信息系統可行性研究報告》
④ 周 濤 《“數字廣西“地理空間基礎框架建設的研究》
⑤ 中國計算機用戶 《國土資源在手上》
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