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徐永清、刘利:智慧中国带来的新机遇与新挑战— 国家测绘地理信息局测绘地理信息发展研究中心

 金陵一棵树 2014-01-02

徐永清、刘利:智慧中国带来的新机遇与新挑战

来源: 测绘地理信息发展动态第62期 时间: 2013-05-04 08:45

  在全球“智慧地球”战略的影响下,我国智慧中国建设正在兴起。智慧中国建设必然向测绘地理信息工作提出新任务和新要求,为测绘地理信息事业的发展带来新的机遇和挑战。

  一、新机遇

  1、为生产和服务带来提升与变革

  智慧中国建设将促进测绘地理信息资源的不断丰富。一是促进基础地理信息要素内容的不断丰富。智慧中国建设涉及到几乎所有地理要素,目前我国七大基础地理信息要素将远远不能满足需求,更多的自然和人文要素如海洋、大气、资源、能源、农业、工业、商业贸易、旅游、人口等将涉及。二是促进空间数据属性信息的极大丰富。智慧中国时代,通过多种传感器将获得更多的信息,如温度、压力、湿度、速度、方向、光照等信息,这些信息通过物联网与空间位置连接,将极大地丰富地理信息的属性内容。

  智慧中国建设将极大拓展地理国情监测的范围。智慧中国通过传感器持续获取各种地物信息,这些地物信息的变化,给地理国情监测带了了新的任务,同时也将促进地理信息与物联网应用的进一步结合,实现地理国情监测的自动化和常态化。

  智慧中国建设将给测绘地理信息应用服务带来变革。在云计算技术的支撑下,基础地理信息存储模式、计算模式和应用服务模式将会发生改变,地理信息服务不仅仅局限于地理数据服务,还包括各种地理信息数据处理服务、分析服务、软件和硬件服务等等,这些服务的提供方式都是以地理信息云的方式提供,每个人可以既是服务的提供者,也是服务的消费者。不难看到,在这种服务模式下,地理信息服务内容将更加丰富、更个性化、更有针对性,服务方式更加便捷,这将极大地拓展地理信息应用。

  2、为技术集成与创新提供动力

  近年来,计算机、互联网技术和通信等信息技术的发展极大地推动了地理信息技术的创新与发展,新一代信息技术,包括新一代移动通信、下一代互联网、物联网、云计算、集成电路、新型显示、高端软件、高端服务器等技术的发展,也必将进一步促进地理信息获取、传输、处理和服务等技术的创新发展。智慧中国要求建设全国统一的空天地一体化传感网,必将促进激光遥感技术、高分辨率遥感技术等传感技术的创新发展。智慧中国建设还将促进物联网和云计算等支撑技术与地理信息技术的深度集成与融合,推动地理信息云计算和云服务建设,推动物联网室内定位技术等的创新发展,推动地理信息技术与办公自动化技术、工业控制技术、虚拟现实技术、三维仿真技术、人工智能、数据挖掘等技术的集成应用,提升地理信息获取的实时性、处理自动化性能和空间分析能力。

  3、为地信产业发展开拓更大市场

  智慧中国建设将极大促进地理信息广泛而深入的应用。智慧中国建设更加强调各种信息的智能化应用,而不仅仅是信息化建设,这需要从海量相关“物”或环境信息中挖掘感知规律、发展趋势,通过多种信息的综合分析,形成智能化的解决方案。因此,智慧中国更多关注的是信息的分析、知识或规律的发现以及决策反应,这些无疑会促进地理信息的深入应用。

  物联网产业的快速发展将带动地理信息产业的快速发展。当前,物联网产业已经被列为国家战略性新兴产业,预计将在十二五末达到4000亿人民币规模,越来越多的人开始在这个日渐成熟的新兴市场中寻找商机。由于连接到物联网上的每个“物”都具有地址标识,这一特征将使地理信息广泛应用于智慧中国建设的各个领域中,不难预见,与物联网产业联系紧密的地理信息产业将在这个市场中分得较大一杯羹。随着物联网产业链的逐渐完善,与地理信息应用相关的新产品、新市场将不断产生。

  智慧城市和智慧行业建设也将为地理信息产业带来新市场。据前瞻市场研究公司预测,未来3-5年,我国数字化城市管理平台的市场容量将超过100亿元。“十二五”后三年,国家开发银行与建设部合作投资智慧城市的资金规模将达800亿。智慧城市建设必将进一步促进地理信息市场的扩大,其应用还将催生跨领域、融合性的新兴产业形态。智慧交通、智慧电力等与地理信息息息相关的智慧行业建设,将为地理信息产业创造无法估量的市场空间。

  4、为推进数字城市形成“倒逼”驱动

  智慧城市建设将对数字城市建设的推进形成“倒逼”。目前,我国数字城市建设总体在以较快的速度推进,全国已有270多个市(地级市)在开展数字城市建设,有120多个城市已经开始应用,并产生良好的效益。但应该看到,我国仍有一些城市仍未启动数字城市建设,一些城市的数字城市建设工作进展缓慢,还有一些数字城市建设与应用还有较大差距。与此同时,我国智慧城市建设迅速兴起,在“十二五”规划或政府报告中提出建设智慧城市的地级以上城市共有41个,其中副省级城市10个,越来越多的城市开始了智慧城市建设试点工作。在这种形势下,智慧城市无疑对数字城市建设工作形成了“倒逼”驱动。虽然在项目立项上一些城市可能会存在不开展数字城市建设而直接开展“智慧城市”建设的情况,但数字城市建设是智慧城市建设不可逾越的重要内容,相关数字城市建设工作是不可省略的。不可否认的是,随着智慧城市建设的不断推进,数字城市的规划和建设将站到一个新的起点,同时对地理空间框架建设、“天地图”网站的建设与完善等重点工作提供重要推动。

  二、新挑战

  1、对地理信息资源建设与共享的挑战

  智慧中国建设对基础地理信息资源提出了严峻挑战。一是对超大比例尺基础地理数据提出了挑战。“智慧中国”和物联网的建设与运行涉及对精细资源的空间位置管理,如智能交通、智能社区、智慧电力中对“物”的管理都可能需要1:500及以大的大比例尺地图。当前,我国1:1万以上基本比例尺地理信息资源可以说已经比较丰富,但1:1万及更大比例尺地理数据还没有实现陆地国土的全覆盖,要实现更大比例尺的地形图覆盖以及更新,难度可想而知。二是对全国统一的地名地址门牌编码和数据采集提出挑战。智慧中国建设首先需要搭建全国统一的空间地址平台,空间地址是生产生活中最常用的空间位置信息,以此为入口,可将其他物联网信息进行有效表达。目前,建成全国统一的门牌地址数据库,并按行政区域进行的组织和管理还需要相当长的一段时间。

  地理信息共享问题仍是阻碍智慧中国建设的瓶颈问题。随着物联网的建设,对大比例尺地理信息的共享需求还会增多,地理信息共享的难度还会进一步加大。当前,随着智慧城市建设试点城市建设的进行,部分城市通过自上而下的推进,已经在地理信息共享方面作出了一些令人欣喜的突破。但应该看到,深层次的共享必然会涉及部门之间的利益关系,仍将很难在短时间内得到解决。

  2、对地理信息技术的挑战

  “智慧中国”强调应用的智能化,向地理信息技术发展提出了挑战。在数据获取技术方面,物联网产业的发展向室内外无缝定位和导航技术、更高分辨率的遥感获取技术、激光雷达技术、高精度的工业测绘技术提出了更高需求,此外,“按需更新”、动态更新,面向对象的更新将成为重要更新方式。在数据处理和管理技术方面,感知中国物联网通过传感器采集到的数据更加丰富、繁杂,需要进行更海量的地理空间数据存储,对航空和卫星影像的自动化解译和处理,对多源数据高效集成和组织,对快速、协同、智能化地理数据处理提出了更高要求。在数据管理技术方面,需要实现按图幅管理向按行政区域的数据存储与管理方式的转变,实现时空、三维、动态数据以及大众上传地理数据的有效管理等。在数据分析技术方面,智慧中国建设更加强调从海量相关“物”或环境信息中挖掘感知规律和发展趋势、实现智能化应用的能力。在服务方面,智慧中国建设更需要全方位、多内容、个性化的地理信息服务。当前,我国地理信息数据采集核心技术还主要依赖国外,数据快速实时处理与需求的差距还较大,应用还不深入,许多服务停留在地图可视化和空间查询的层面,空间分析功能在解决行业问题方面的应用还亟待加强,地理信息服务方式还主要以地理信息数据提供、软件提供和行业应用GIS系统集成等服务为主,测绘地理信息的基础传输网络也还不健全,地理信息技术水平亟需全面提升。 

  3、对地理信息标准化的挑战

  智慧中国是由若干个系统有机无缝集成的庞大智能系统。要保证各个系统有机无缝的集成,必须要进行整体规划,遵循统一的标准和规范。缺少了标准,智慧中国建设建成的只会是一个个孤立的智能化系统。因此,智慧中国建设向地理数据标准化、技术标准化,以及与物联网等其他技术标准化结合、与其他行业的标准化统一等方面都提出了更高的要求。目前,我国测绘地理信息还存在标准滞后情况,标准化投入经费仍显不足,标准前期研究相对薄弱,高层次标准化人才缺乏,标准的贯彻实施水平有待提高,我国在地理信息基础框架上的各种标准都还未进行统一,数字中国建设也缺乏整体规划和顶层设计,各地数字城市建立的模式千差万别,许多必要的数据标准规范没有建立起来,没有形成基本的技术标准和考核体系。智慧中国建设亟需加强地理信息标准化建设。

  4、对地理信息安全的挑战

  智慧中国建设涉及高精度、大比例尺的涉密地理信息,智慧中国大量的物联网信息都通过地理信息进行组织和集成,这向地理信息安全提出了更高级别的要求。如何在智能化应用的同时进行统一的安全保密管理,是智慧中国时代测绘地理信息工作面临的新课题。同时,目前地理信息的获取正在全球化,发达国家通过高分辨率遥感、高精度导航卫星系统等手段就可以获得高精度的地理信息数据;国外高分辨率商业遥感卫星可以获取我国国土覆盖范围内的0.41米分辨率(黑白)遥感影像数据和1.65米分辨率(彩色)图像;国外卫星导航技术能以优于3米的定位精度精确确定我国疆域内的目标位置,美国第三代GPS全球定位系统的定位精度将提高到1米以内;国外遥感可以获取我国DEM数据,其在现势性、精度等方面已经达到我国自行生产的1:5万DEM和1:25万DEM数据水平;利用国外重力卫星获取的重力场数据精度已经优于我国的数据。在这种形势下,智慧中国建设给我国地理信息安全提出了严峻挑战。

  结语

  智慧中国建设是一个相当长期的过程,这个过程将对地理信息技术和产业的发展提供源源不断的需求和推动力,使测绘地理信息生产和应用服务模式发生新的变革,并加快推动当前的数字城市建设,为地理信息共享开拓新思路。同时,智慧中国建设也给测绘地理信息事业发展带来新的挑战。测绘地理信息工作需不断丰富智慧中国所需的地理信息资源,加强共享,创新地理信息技术,强化地理信息安全,促进地理信息标准化建设,提升测绘地理信息在智慧中国建设中的保障服务水平,迎接智慧中国建设带来的挑战。

  

(作者单位:国家测绘地理信息局测绘发展研究中心)

  

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