广西省级基础地理信息系统建设及在国土资源信息化中的作用

一、广西省级基础地理信息系统建设的急迫性和必要性

　　1、前言
　　联合国有关文件曾明确指出“地理空间信息是实现可持续发展的利器”，而且“进入信息化社会后，人们每天接触到的信息中的80％以上与地理空间信息有关”。西方发达国家出于其政治、经济、军事目的和全球战略需要，在二十世纪九十年代就相继推出“信息高速公路”，“国家空间基础设施(NSDI)”和“数字地球”战略。顺应经济全球化，全球信息化的发展趋势，为使国土资源工作更好地适应我国可持续发展的需要，国土资源部将"加强信息系统建设，实现信息服务社会化"列为五大目标任务之一，并在新一轮国土资源大调查计划中设立“数字国土”工程，旨在通过信息基础设施建设，加速实现国土资源调查评价、规划、管理、保护和合理利用的现代化，为全社会提供方便快捷的国土资源信息服务，充分发挥国土资源在国家社会经济发展中的基础性、公益性和战略性作用。

　　西部大开发国家战略的实施为广西的全面发展带来了历史性机遇。基础设施建设、电子政务工程、产业结构调整、生态环境建设以及国民经济信息化等建设正在进行中。科学化决策是成功的关键因素之一，广大的决策者实际上每时每刻都在使用基础地理信息，只是手段还比较原始，还未充分发挥出信息技术的支撑作用。国土资源信息化、工业布局、农业结构优化、退耕还林(草)、基础设施建设、社会安全和管理都离不开科学规划、实施和动态监测，离不开地理空间信息的决策支持作用。不充分考虑地理分布特点的项目总会带来一系列严重的副作用。因此信息化社会需要重视地理空间信息的基本支撑作用。

　　2、国内及我区空间基础设施发展现状及趋势
　　2001年，国务院办公厅以国办发【2001】53号文转发国家计委等12个部委“关于促进我国国家空间信息基础设施建设和应用若干意见的通知”，提出要加快我国国家空间信息基础设施建设。国家测绘局提出“十五”期间构建“数字中国”地理空间基础框架作为国家空间信息基础设施的重要组成部分，为国民经济和社会信息化提供地理空间基础平台。为此，加大了国家基础地理信息系统的建设力度。目前已经完成了国家级1：100万、1：25万地理空间基础地理信息系统建设，正在进行国家1：5万基础地理信息系统的建设工作，以此作为“数字中国”地理空间基础框架的基础信息。

　　除了“数字中国”地理空间基础框架建设以外，许多省、自治区、直辖市也纷纷提出要建设省级地理空间基础框架。继海南省、北京市和福建省提出“数字海南”、“数字北京”与“数字福建”之后，全国又有湖南、湖北、陕西、山西等十多个省、市、自治区提出并确定了各自“数字区域”的发展计划。必须指出的是，省级基础地理信息系统的建设是数字省区地理空间基础框架的核心和基础。目前，北京、天津、上海等市，山西、广东等省基础地理信息中心相继建成了省级基础地理信息系统的示范工程。其他省区的基础地理信息中心都在加快研究和建设本省基础地理信息系统的步伐。

　　2000年，国家投资2.56亿启动“国家基础测绘设施项目”建设，简称”大专项”建设。广西测绘局在国家测绘局和区政府的支持下，于2000年8月正式立项（总投资近3000万元），目前已完成基础地理信息数据生产技术体系、基础地理信息数据传输网络体系的建设。基础地理信息管理服务体系、空间定位综合服务体系、广西数字化基地大楼的建设正在如火如荼的进行中。广西测绘局已建成主干千兆，百兆交换到桌面的局域网，以及光纤联接的广域网（党政机关网）。装备了企业级服务器、WWW服务器、OA服务器、海量的磁盘阵列、磁带库、图形工作站、高档微机、大型彩色扫描仪、大幅面绘图仪等硬件设备，以及数据库软件ORACLE，GIS软件ArcGIS、GeoStar、MapInfo、MapGIS、AutoCAD Map，遥感软件ERDAS，Web GIS软件ARCIMS、GeoSurf，数字摄影测量系统Virtuozo、JX4A，扫描矢量化系统Geoway等软件。通过大专项的建设，还锻炼出一批精通3S（GIS－地理信息系统、GPS－全球定位系统、RS－遥感）技术、计算机与网络技术、测绘技术的综合型人才。

　　“九五”期间至今，广西测绘局建立了全区1:50万,1:25万DLG数据库，完成了DEM 共2148幅，DRG 591 幅，DOM 416幅，DLG 809幅；同时完成了三四等水准测量4211公里 516座。 C级GPS网点466点；完成了省级毗邻行政界线测绘3684公里, 区内地市级行政界线6270公里, 县市级行政界线10259公里的测绘，这些数据迫切需要建立相应数据库进行有效的管理。经过大专项建设，广西测绘局具备的1：1万基础地理信息数据年生产规模如下表所示 ：

数据类型 年生产能力（幅） 数据库存储（GB）
1:1万DOM （数字正射影像图） 1600 1600幅×45MB/幅=72
1:1万DEM （数字高程模型） 1600 1600幅×5MB/幅=8
1:1万DLG （数字线划地图） 880 880幅×4.5MB/幅=4
1:1万DRG （数字栅格地图） 1000 1000幅×5MB/幅=5
遥感影像数据 按1米分辨率计算,500幅×100MB/幅=50GB

：按广西“十五”计划，需8～10年才能更新测绘完成全广西1：1万地图，广西共8495幅。

　　3、广西省级基础地理信息系统建设的重要意义
　　广西省级基础地理信息系统的建设是“数字广西”地理空间基础框架的核心和基础。将为“数字广西”的建设奠定良好的地理空间基础，为在信息社会和知识经济时代抢占经济、政治、科技的制高点，创造新的经济增长点打下坚实的基础。为建立电子政务、电子商务、社会保障等信息系统及信息化社区提供良好的条件，有力促进广西社会、经济的发展，推动信息化建设。以广西基础地理信息数据作为框架，区域内各行各业的数据才能够在空间上得到集成，不同区域的数据才能够无缝整合，从而保证决策依据的科学性和准确性。基础地理信息与各行业的专题信息有机结合将完善各专业管理信息系统的决策支持功能。广西省级基础地理信息系统的建立将及时满足政府信息化工程建设对基础地理信息的急迫需求。

二、广西省级基础地理信息系统建设的主要内容

　　1、 广西省级基础地理信息系统的总体目标
　　2002年，广西测绘局正式启动广西省级基础地理信息系统的建设工作。主要工作由广西基础地理信息中心承担，拟于“十五”期末初步完成框架建设，2010年全面建成。广西省级基础地理信息系统以1:1万基础地理信息数据库建设为核心，其总体目标是依托统一的标准体系和质量保障体系，建立数据生产体系，采集基础地理信息数据，建成数据库管理体系，形成完整的数据库；以GIS应用为主，兼顾地图产品的制作，建立产品开发体系和分发服务体系，以及支持系统运行的网络交换体系。为自治区、市、县宏观决策、规划修编、灾害监测，解决人口、资源、环境等面临问题，促进经济与社会可持续发展而提供有力的测绘保障。

　　2、广西省级基础地理信息系统研究和建设的主要内容
　　广西省级基础地理信息系统的建设包括数据生产体系的建设、数据库互操作平台的选定、地理空间数据库建设、数据库管理系统的研发、产品的模式和开发、基于Web GIS的地理空间信息网络化服务等。
　　在存储容量上，全区1：25万地理数据超过2GB，1：5万数据将超过70GB，1：1万数据将超过1TB，大地数据库及地名数据库将达到100MB。考虑到将来数据更新历史数据的存放以及其它不可预见因素，广西省级基础地理信息系统共需要1.5至2TB的存储空间。
图一：广西省级基础地理信息数据库的组成

　3、广西省级基础地理空间数据库的组成（如图一所示）
　　（1） 1：100万地理空间数据库：包括覆盖广西地面分辨率为30m的航天遥感数字正射影像数据库（DOM）、地面格网间距为200m的数字高程模型数据库（DEM）、由原有地图扫描数字化处理形成的1：100万数字栅格地图数据库（DRG）、含有大地测量控制信息、地形、交通、水文、境界、居民地和地表覆盖信息等的1：100万数字线划地图数据库（DLG）。
　　（2） 1：25万地理空间数据库：包括覆盖广西地面分辨率为15m的航天遥感数字正射影像数据库、地面格网间距为100m的数字高程模型数据库、1:25万数字栅格地图数据库、数字线划地图数据库。
　　（3） 1：5万地理空间数据库：包括覆盖广西地面分辨率为5m的航天遥感数字正射影像数据库、地面格网间距为25m的数字高程模型数据库、1：5万数字栅格地图数据库、数字线划地图数据库。
　　（4） 1：1万地理空间数据库：包括覆盖广西地面分辨率为1m的数字正射影像数据库、地面格网间距为5m的数字高程模型数据库、1：1万数字栅格地图数据库、数字线划地图数据库。
　　（5） 重点地区1：2000地理空间数据库：覆盖重点地区地面分辨率为0.2～0.3m的数字正射影像数据库、地面格网间距为2.5m的数字高程模型数据库、1：2000数字栅格地图数据库、数字线划地图数据库。
　　（6） 地名数据库：包括广西各种地名的正式名称、所在地图图幅、地理坐标等信息。
　　（7） 空间定位成果数据库：包括覆盖广西的大地测量控制网、控制点、坐标系等数据。
　　（8） 元数据库：包括各种地理空间数据及数据库的规范化定义和说明信息，以便跟踪数据的动态变化和支持信息查询。
　　（9） 专题数据库：如土地覆盖数据库、人口分布数据库等。
　　4、关键技术研究：
　　广西省级基础地理信息系统作为一个系统工程，在建设过程中，要紧跟国内外科技发展最新动态，采用当前先进的技术手段和方法。目前，广西省级基础地理信息系统采用美国ESRI公司的ARCGIS系列产品和ORACLE作为建设的主要工具，开发工具主要选用VS.NET。如图二所示：

图二：广西省级基础地理信息系统的三层架构

　　在实施广西省级基础地理信息系统的建设和应用中，还会遇到一系列技术难点，有待研究攻克。为此，要进行一系列关键技术的研究开发。主要包括：
　　①遥感及航空影像快速获取、处理和解译的关键技术。
　　②多分辨率、多数据源4D空间数据一体化集成
　　③产品的模式与开发，地理空间可视化虚拟现实技术。
　　④地理空间数据网络化分发服务。
　　⑤海量数据的安全管理、存储、备份、灾难恢复的研究。
　　⑥空间数据库更新与版本管理
　　⑦ “3S ”（GPS、GIS、RS）集成技术的研究
　　⑧基于数据库的在线制图技术。
　　⑨基于省级基础地理信息框架数据的示范应用工程研究。

三、广西省级基础地理信息系统在我区国土资源信息化中的作用

　　1、 国土资源信息的特点
　　国土资源信息有一系列特点。首先，国土资源行业是一个信息密集的行业，国土资源工作过程主要是一个生产信息的过程。因此，国土资源行业拥有比其它任何行业更多的信息资源。其次，国土资源信息具有地理空间性。这可以说是国土资源信息的最重要特征，几乎所有的国土资源信息都是空间地理信息，如地形信息、土地信息、地质信息、矿产资源信息、水资源信息、海洋资源信息、地质灾害信息等，这些信息仅用属性数据库是无法管理的。第三，国土资源信息的数据结构十分复杂，往往一个对象需要数百个数据项才能表达清楚，这些数据间常又呈复杂的层网关系，再加上三维空间位置，更加大了对国土资源信息描述和管理的复杂性。第四，国土资源信息不同于一般经济、金融和商业信息，它具有长期保存，甚至永久保存的价值。因此，信息增长迅速，而消逝率低，其结果是信息总量极为庞大。这些特点表明，国土资源信息化离不开基础地理信息和3S技术，“数据是血液”，地理信息及其他各类国土资源信息是保证国土资源信息系统正常运行和取得实效的关键。

　　2、 广西省级基础地理信息系统在国土资源信息化的作用
　　广西省级基础地理信息系统可真实再现全区的地形地貌，为我们全面了解广西的自然地理环境提供了一个理想的空间支撑，并为可视化地掌握生态资源、模拟和仿真生态重建过程中重大决策实施提供基础支撑，确保我们能够科学地开发自然界，动态监测和合理地配置资源，有效把握发展经济和保护环境的平衡，为生态环境建设和国土资源合理配置提供科学依据。具体说来，至少有以下几方面作用：

　　（1）数据共享，标准统一。共建共享是避免重复建设、维护国家利益的必要措施，是广西省级基础地理信息系统建设中必须坚持的原则。这方面的教训是屡见不鲜的，如广西各地国土资源部门有独立的一套地籍图，规划部门有地形图，房产部门有房产图，每个部门都是各自为政，投入巨资重复测绘、数字化，标准不统一。实际上只要政府牵头协调，各地测绘一套基础地形图，其他部门在其基础上再采集各行业关注的要素。这样的结果是大大节约了经费，却实现了各取所需，同时由于统一技术规范，统一数据格式，各行业能共享、交换成果。这种做法国内已有先例，据《中国测绘报》报道：“2002年，在浙江省余姚市政府办公室的协调下，市规划、国土、建设、水利、交通五部门联手，共同筹措资金，统一技术标准，开展全市1：500数字化测图，为建立基础测绘信息共建共享机制迈出了实质性的一步……”

　　（2）目前，我区国土部门在信息化过程中对基础地理信息的应用主要还是局限于数字线划图，对数字正射影像图的应用据了解也只有南宁、柳州等地为数不多的国土部门，对数字高程模型的使用更是寥寥无几。广西省级基础地理信息系统可以为国土资源部门提供多种权威的、符合国标规范的基础地理信息数字产品服务，包括基本产品、复合产品等。基本产品包括国家基本比例尺地形图系列的数字栅格地图（DRG）、数字正射影像图（DOM）、数字高程模型（DEM）、数字线划地图（DLG），可根据需要以数字和模拟两种形式提供；通过不同基本产品或不同要素的叠加，可生成各种复合产品，如土地覆盖图、数字影像地图（如数字影像交通图、数字影像区划图、数字影像地形图等）、数字影像专题图（如数字影像土地利用图、数字影像土地规划图）、三维立体地形图、立体景观透视图等复合产品。

　　（3）利用GIS的空间分析功能，进行数据增值服务。例如：通过以不同时期的地理空间基础数据和正射影像图为数据核心，结合土地利用详查图，可进行国土资源动态监测，为科学规划和管理提供决策依据；通过数字高程模型、数字正射影像图、数字线划图为数据核心，结合人口经济、土地利用等专题数据，运用生态学理论和方法以及3S技术，可更好地分析耕地分布现状，提出社会经济与生态合理退耕还林规划方案，增强退耕还林规划的可操作性。

四、结束语

　　总之，广西省级基础地理信息系统的建成将使我区彻底完成从传统测绘产业向现代地理信息产业转变，测绘生产、技术、管理以及测绘产品种类将发生全新的变化。其建成将为我国实施“数字中国”空间技术战略，我区实施“数字广西”、国土资源信息化提供省级基础地理信息数据，成为其重要的组成部分。能有效提高我区基础地理空间数据的现势性，缩短数据生产和信息提供服务周期。有效地拓宽地理信息的应用面，为政府决策和社会经济可持续发展提供服务。

主要参考文献：

①　国家测绘局 　　　　　《构建“数字中国”地理空间基础框架总体战略研究》
②　国土资源部信息中心 　《"十五"国土资源信息基础设施建设的基本思路》
③　广西基础地理信息中心 《广西省级基础地理信息系统可行性研究报告》
④　周　涛 　　　　　　　《“数字广西“地理空间基础框架建设的研究》
⑤　中国计算机用户 　　　《国土资源在手上》

作者：周涛