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廣西省級基礎地理信息系統(tǒng)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(tǒng)的必要性和建設內容，以及該系統(tǒng)在我區(qū)國土資源信息化中所發(fā)揮的作用。
【關鍵詞】 國家空間基礎設施（NSDI）、基礎地理信息系統(tǒng)、3S、國土資源信息化
一、廣西省級基礎地理信息系統(tǒng)建設的急迫性和必要性
1、前言
聯(lián)合國有關文件曾明確指出“地理空間信息是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)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(fā)達國家出于其政治、經濟、軍事目的和全球戰(zhàn)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(shù)字地球”戰(zhàn)略。順應經濟全球化，全球信息化的發(fā)展趨勢，為使國土資源工作更好地適應我國可持續(xù)發(fā)展的需要，國土資源部將"加強信息系統(tǒng)建設，實現(xiàn)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(shù)字國土”工程，旨在通過信息基礎設施建設，加速實現(xiàn)國土資源調查評價、規(guī)劃、管理、保護和合理利用的現(xiàn)代化，為全社會提供方便快捷的國土資源信息服務，充分發(fā)揮國土資源在國家社會經濟發(fā)展中的基礎性、公益性和戰(zhàn)略性作用。
西部大開發(fā)國家戰(zhàn)略的實施為廣西的全面發(fā)展帶來了歷史性機遇。基礎設施建設、電子政務工程、產業(yè)結構調整、生態(tài)環(huán)境建設以及國民經濟信息化等建設正在進行中�？茖W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(fā)揮出信息技術的支撐作用。國土資源信息化、工業(yè)布局、農業(yè)結構優(yōu)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(guī)劃、實施和動態(tài)監(jiān)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(qū)空間基礎設施發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢
2001年，國務院辦公廳以國辦發(fā)【2001】53號文轉發(fā)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(shù)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(tǒng)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(tǒng)建設，正在進行國家1：5萬基礎地理信息系統(tǒng)的建設工作，以此作為“數(shù)字中國”地理空間基礎框架的基礎信息。
除了“數(shù)字中國”地理空間基礎框架建設以外，許多省、自治區(qū)、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(shù)字海南”、“數(shù)字北京”與“數(shù)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(qū)提出并確定了各自“數(shù)字區(qū)域”的發(fā)展計劃。必須指出的是，省級基礎地理信息系統(tǒng)的建設是數(shù)字省區(qū)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(tǒng)的示范工程。其他省區(qū)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(tǒng)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(qū)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(shù)據生產技術體系、基礎地理信息數(shù)據傳輸網絡體系的建設�；A地理信息管理服務體系、空間定位綜合服務體系、廣西數(shù)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(lián)接的廣域網（黨政機關網）。裝備了企業(yè)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(shù)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(shù)字攝影測量系統(tǒng)Virtuozo、JX4A，掃描矢量化系統(tǒng)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(tǒng)、GPS－全球定位系統(tǒng)、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(qū)1:50萬,1:25萬DLG數(shù)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(qū)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(shù)據迫切需要建立相應數(shù)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(shù)據年生產規(guī)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(tǒng)建設的重要意義
廣西省級基礎地理信息系統(tǒng)的建設是“數(shù)字廣西”地理空間基礎框架的核心和基礎。將為“數(shù)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(chuàng)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(tǒng)及信息化社區(qū)提供良好的條件，有力促進廣西社會、經濟的發(fā)展，推動信息化建設。以廣西基礎地理信息數(shù)據作為框架，區(qū)域內各行各業(yè)的數(shù)據才能夠在空間上得到集成，不同區(qū)域的數(shù)據才能夠無縫整合，從而保證決策依據的科學性和準確性�；A地理信息與各行業(yè)的專題信息有機結合將完善各專業(yè)管理信息系統(tǒng)的決策支持功能。廣西省級基礎地理信息系統(tǒng)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(tǒng)建設的主要內容
1、 廣西省級基礎地理信息系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)以1:1萬基礎地理信息數(shù)據庫建設為核心，其總體目標是依托統(tǒng)一的標準體系和質量保障體系，建立數(shù)據生產體系，采集基礎地理信息數(shù)據，建成數(shù)據庫管理體系，形成完整的數(shù)據庫；以GIS應用為主，兼顧地圖產品的制作，建立產品開發(fā)體系和分發(fā)服務體系，以及支持系統(tǒng)運行的網絡交換體系。為自治區(qū)、市、縣宏觀決策、規(guī)劃修編、災害監(jiān)測，解決人口、資源、環(huán)境等面臨問題，促進經濟與社會可持續(xù)發(fā)展而提供有力的測繪保障。
2、廣西省級基礎地理信息系統(tǒng)研究和建設的主要內容
廣西省級基礎地理信息系統(tǒng)的建設包括數(shù)據生產體系的建設、數(shù)據庫互操作平臺的選定、地理空間數(shù)據庫建設、數(shù)據庫管理系統(tǒng)的研發(fā)、產品的模式和開發(fā)、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(qū)1：25萬地理數(shù)據超過2GB，1：5萬數(shù)據將超過70GB，1：1萬數(shù)據將超過1TB，大地數(shù)據庫及地名數(shù)據庫將達到100MB�？紤]到將來數(shù)據更新歷史數(shù)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(tǒng)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(shù)據庫的組成
3、廣西省級基礎地理空間數(shù)據庫的組成（如圖一所示）
�。�1） 1：100萬地理空間數(shù)據庫：包括覆蓋廣西地面分辨率為30m的航天遙感數(shù)字正射影像數(shù)據庫（DOM）、地面格網間距為200m的數(shù)字高程模型數(shù)據庫（DEM）、由原有地圖掃描數(shù)字化處理形成的1：100萬數(shù)字柵格地圖數(shù)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(shù)字線劃地圖數(shù)據庫（DLG）。
（2） 1：25萬地理空間數(shù)據庫：包括覆蓋廣西地面分辨率為15m的航天遙感數(shù)字正射影像數(shù)據庫、地面格網間距為100m的數(shù)字高程模型數(shù)據庫、1:25萬數(shù)字柵格地圖數(shù)據庫、數(shù)字線劃地圖數(shù)據庫。
�。�3） 1：5萬地理空間數(shù)據庫：包括覆蓋廣西地面分辨率為5m的航天遙感數(shù)字正射影像數(shù)據庫、地面格網間距為25m的數(shù)字高程模型數(shù)據庫、1：5萬數(shù)字柵格地圖數(shù)據庫、數(shù)字線劃地圖數(shù)據庫。
�。�4） 1：1萬地理空間數(shù)據庫：包括覆蓋廣西地面分辨率為1m的數(shù)字正射影像數(shù)據庫、地面格網間距為5m的數(shù)字高程模型數(shù)據庫、1：1萬數(shù)字柵格地圖數(shù)據庫、數(shù)字線劃地圖數(shù)據庫。
�。�5） 重點地區(qū)1：2000地理空間數(shù)據庫：覆蓋重點地區(qū)地面分辨率為0.2～0.3m的數(shù)字正射影像數(shù)據庫、地面格網間距為2.5m的數(shù)字高程模型數(shù)據庫、1：2000數(shù)字柵格地圖數(shù)據庫、數(shù)字線劃地圖數(shù)據庫。
�。�6） 地名數(shù)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(shù)據庫：包括覆蓋廣西的大地測量控制網、控制點、坐標系等數(shù)據。
（8） 元數(shù)據庫：包括各種地理空間數(shù)據及數(shù)據庫的規(guī)范化定義和說明信息，以便跟蹤數(shù)據的動態(tài)變化和支持信息查詢。
�。�9） 專題數(shù)據庫：如土地覆蓋數(shù)據庫、人口分布數(shù)據庫等。
4、關鍵技術研究：
廣西省級基礎地理信息系統(tǒng)作為一個系統(tǒng)工程，在建設過程中，要緊跟國內外科技發(fā)展最新動態(tài)，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(tǒng)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(fā)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(tǒng)的三層架構
在實施廣西省級基礎地理信息系統(tǒng)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(fā)。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。
�、诙喾直媛省⒍鄶�(shù)據源4D空間數(shù)據一體化集成
�、郛a品的模式與開發(fā)，地理空間可視化虛擬現(xiàn)實技術。
�、艿乩砜臻g數(shù)據網絡化分發(fā)服務。
⑤海量數(shù)據的安全管理、存儲、備份、災難恢復的研究。
�、蘅臻g數(shù)據庫更新與版本管理
�、� “3S ”（GPS、GIS、RS）集成技術的研究
�、嗷跀�(shù)據庫的在線制圖技術。
⑨基于省級基礎地理信息框架數(shù)據的示范應用工程研究。
三、廣西省級基礎地理信息系統(tǒng)在我區(qū)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(yè)是一個信息密集的行業(yè)，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(yè)擁有比其它任何行業(yè)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(shù)據庫是無法管理的。第三，國土資源信息的數(shù)據結構十分復雜，往往一個對象需要數(shù)百個數(shù)據項才能表達清楚，這些數(shù)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(yè)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(shù)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(tǒng)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(tǒng)在國土資源信息化的作用
廣西省級基礎地理信息系統(tǒng)可真實再現(xiàn)全區(qū)的地形地貌，為我們全面了解廣西的自然地理環(huán)境提供了一個理想的空間支撐，并為可視化地掌握生態(tài)資源、模擬和仿真生態(tài)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(fā)自然界，動態(tài)監(jiān)測和合理地配置資源，有效把握發(fā)展經濟和保護環(huán)境的平衡，為生態(tài)環(huán)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(shù)據共享，標準統(tǒng)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(tǒng)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(guī)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(shù)字化，標準不統(tǒng)一。實際上只要政府牽頭協(xié)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(yè)關注的要素。這樣的結果是大大節(jié)約了經費，卻實現(xiàn)了各取所需，同時由于統(tǒng)一技術規(guī)范，統(tǒng)一數(shù)據格式，各行業(yè)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(xié)調下，市規(guī)劃、國土、建設、水利、交通五部門聯(lián)手，共同籌措資金，統(tǒng)一技術標準，開展全市1：500數(shù)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(qū)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(shù)字線劃圖，對數(shù)字正射影像圖的應用據了解也只有南寧、柳州等地為數(shù)不多的國土部門，對數(shù)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(tǒng)可以為國土資源部門提供多種權威的、符合國標規(guī)范的基礎地理信息數(shù)字產品服務，包括基本產品、復合產品等�；井a品包括國家基本比例尺地形圖系列的數(shù)字柵格地圖（DRG）、數(shù)字正射影像圖（DOM）、數(shù)字高程模型（DEM）、數(shù)字線劃地圖（DLG），可根據需要以數(shù)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(shù)字影像地圖（如數(shù)字影像交通圖、數(shù)字影像區(qū)劃圖、數(shù)字影像地形圖等）、數(shù)字影像專題圖（如數(shù)字影像土地利用圖、數(shù)字影像土地規(guī)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(shù)據增值服務。例如：通過以不同時期的地理空間基礎數(shù)據和正射影像圖為數(shù)據核心，結合土地利用詳查圖，可進行國土資源動態(tài)監(jiān)測，為科學規(guī)劃和管理提供決策依據；通過數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像圖、數(shù)字線劃圖為數(shù)據核心，結合人口經濟、土地利用等專題數(shù)據，運用生態(tài)學理論和方法以及3S技術，可更好地分析耕地分布現(xiàn)狀，提出社會經濟與生態(tài)合理退耕還林規(guī)劃方案，增強退耕還林規(guī)劃的可操作性。
四、結束語
總之，廣西省級基礎地理信息系統(tǒng)的建成將使我區(qū)徹底完成從傳統(tǒng)測繪產業(yè)向現(xiàn)代地理信息產業(yè)轉變，測繪生產、技術、管理以及測繪產品種類將發(fā)生全新的變化。其建成將為我國實施“數(shù)字中國”空間技術戰(zhàn)略，我區(qū)實施“數(shù)字廣西”、國土資源信息化提供省級基礎地理信息數(shù)據，成為其重要的組成部分。能有效提高我區(qū)基礎地理空間數(shù)據的現(xiàn)勢性，縮短數(shù)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(xù)發(fā)展提供服務。
主要參考文獻：
① 國家測繪局 《構建“數(shù)字中國”地理空間基礎框架總體戰(zhàn)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(tǒng)可行性研究報告》
④ 周 濤 《“數(shù)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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