国家新型基础测绘建设山东试点的生动实践
2023年12月5日，国家新型基础测绘体系建设山东试点通过自然资源部验收，也为山东近3年的试点历程画下了一个阶段性句号。以陈军院士为组长，中国地理信息产业协会会长李维森、自然资源部原总规划师武文忠为副组长的专家组认为，山东试点统筹生产与应用、技术与政策、城市与乡村、陆地与海洋、省级与市县、基础测绘与自然资源，系统全面、组织有力、创新突出、成效显著。自然资源部国土测绘司司长张继贤认为，山东试点是我国新型基础测绘实践探索中的一张具有里程碑式的靓丽名片。山东以创新推动质的提升，以数据的规模推动量的增长，按照新型基础测绘三大业务格局的要求，高位推动、科学谋划，扎实推进试点取得实效，实现了高质量试点探索与发展，成为全国测绘地理信息事业最具活力的区域。自2021年6月自然资源部批复同意山东作为国家新型基础测绘体系建设试点以来，山东聚焦陆海一体、城乡融合、多级协同等关键内容，坚持全省一体、守正创新，按照整体推进、局部试验、难点探索等三类细化试点任务，全面打造实体分类标准化、数据更新动态化、成果管理实体化、生产组织协同化、平台服务智慧化五位一体、融合贯通的五大体系，实现了基础测绘从二维到三维、从分尺度到分精度、从静态到动态、从要素到实体、从省市县分级到全省一盘棋的全面转型，走出了一条面向未来、融合创新、具有山东特色的基础测绘转型发展之路。时空大数据平台示意图。
生产组织体系探索是山东试点的一项重要任务。通过在滨州和临沂开展生产试验，山东从生产组织政策、机制、技术上开展突破与探索，形成省市县一体化的协同联动生产组织新模式。政策制度层面，在传统基础测绘分级管理基础上，山东顺应基础测绘资源聚合、协同服务的发展趋势，强化了省自然资源厅对全省基础测绘的统筹组织力度，与相关厅局积极协调对接，出台了一系列政策文件。经省政府同意，省自然资源厅会同省大数据局联合印发了《山东省地理空间数据管理办法》，明确省自然资源主管部门负责组织编制全省遥感影像统筹目录。省自然资源厅印发了《数据管理暂行办法》，明确自然资源业务所需遥感影像统一通过基础测绘获取处理，其他厅属事业单位原则上不再进行遥感影像采购。山东省大数据局会同省自然资源厅等21个省直部门联合印发了《新型智慧城市建设指标》，将基础地理实体数据库和城市级实景三维模型建设列入新型智慧城市建设指标，作为山东省智慧城市建设成效的重要评估内容和硬性考核指标。通过在滨州全市域和临沂市开展调研与生产试点，完成了《山东省基础地理实体数据库省市县协同更新管理暂行办法》和《山东省基础地理实体数据库省市县协同更新技术大纲》的编制，并印发实施，重构了全省基础测绘生产组织体系，指导全省基础测绘向新型基础测绘的转型升级。组织机制层面，纵向上，山东试点探索建立了“统筹规划、分级实施、资源共享”的省市县协同更新模式，通过制定统一的技术标准体系和更新计划，按照“不重叠、不交叉、无缝隙”的原则，省市县三级共同划定各自工作责任边界，基于分布存储、逻辑统一的省市县一体化基础地理实体数据库，统筹协同实施基础地理实体数据更新和成果融合共享。同时，研发了在线联动更新平台，探索通过线下数据生产、线上增量共享、线下增量更新的方式，实现省市县三级基础地理实体数据库更新的同步性与一致性，最终形成了基于同一基础地理实体数据库的省、市、县统筹协调更新模式。横向上，建立数据、资源和服务共享交换机制，在自然资源系统内部，融入自然资源调查监测、确权登记等业务数据内容和标准，同时充分发挥机构改革优势，基于“多测合一”数据以及规划竣工等数据进行协同更新，实现与基础测绘数据的深度融合，做到一次更新，多方共用；在行业部门之间，兼顾水利、交通等部门专业数据内容和属性信息，实现基础测绘数据与行业数据成果的共享交换。技术保障层面，通过共享自然资源月度遥感监测图斑、“多测合一”平台数据、规划核验数据等，利用鲁地云“随手拍”微信小程序等手段扩大更新数据源，依靠天地图?山东开展常态化地名地址有奖在线纠错和新增实体的地名地址信息发包更新，引导社会公众等多方参与。多措并举推进协同更新，创新优化更新方式，大幅降低了更新成本，有效提升了更新频率，更好满足成果现势性需求。山东坚持以技术创新为驱动，面向“卡脖子”技术痛点，将测绘地理信息技术与人工智能、大数据等高新技术融合应用，进行了一系列关键技术研究，取得了丰硕的研究成果。为提高基础地理实体数据生产的自动化程度，山东在新型基础测绘试点探索过程中聚焦自动/半自动解译关键环节，在深度学习智能解译的基础上，增加半自动提取功能，将人的目标识别能力和计算机的快速计算能力相结合，保证了识别结果的最大可靠性，大幅降低了实体转换与人工生产工作量，节约了生产成本。同时积极响应自然资源部城市三维模型构建要求，开展LODl.3级城市三维模型自动构建技术路线研究与试验，提出了一种基于多源点云、数字高程模型和矢量数据进行海量LOD1.3级单体模型快速构建技术方法，通过点云分类与建筑物高程拟合技术的结合应用，解决了在点云密度和精度不足的情况下三维实体自动化构建准确度低的难题，确立了一套面向广域场景的建筑实体高效低成本构建技术方案，生产效率达到了300平方千米/天，为构建全省建（构）筑物城市三维模型（LODl.3级）奠定了坚实基础。为了打破传统的省、市、县三级独立测绘、分级管理的模式，山东通过制定统一的技术标准体系，划分工作责任边界，建立分布存储、逻辑统一的全省基础地理实体数据库，在此基础上开展省、市、县协同联动更新。设计了面向基础地理实体数据库的增量更新模型，搭建了在线联动更新平台，省、市、县三级以增量更新包为信息载体，通过在线联动更新平台进行更新信息的共享交换，一次采集可同时更新省、市、县三级基础地理实体数据库，真正实现了一个地理实体只测一次的目标。为解决当前测绘生产软件支撑新型基础测绘生产能力不足的问题，在对国内外主流测绘生产软件进行详细调研与比对分析的基础上，山东研发了具有完全自主知识产权的新型基础测绘生产平台。在软件性能、平台特性等方面均按国际先进水平进行目标研发，采用二三维一体化设计、大数据调度模式，性能优、易用性强，同时集成了山东试点技术创新成果，打通了数据生产到更新入库的全流程，可实现“生产即建库”。平台的研发进一步将山东试点在数据生产处理方面积累的丰富经验发扬光大，可为各行业提供专业的地理信息技术服务。依托以上技术创新成果，山东试点获16项发明专利，取得18项软件著作权，并立项编制了7项地方标准。山东省基础地理实体数据库建设与已开展的山东省省级地理信息时空大数据中心建设进行了继承与衔接，在大数据中心数据资源体系以及综合数据库管理系统的基础上，扩展了新型基础测绘数据产品，升级“二三维一体、一库多能、按需组装、服务赋能”等系统能力，建成了全国首个省市县一体的基础地理实体数据库，支持共建共享、联动更新，具有新旧兼容、前后贯通的特点。在数据管理方面，采用多态融合数据库存储组织架构，实现了多源异构实景三维数据的融合建库与统一管理。在数据展示方面，通过多维度性能优化，提升了海量实景三维数据浏览效果。在数据库运营方面，采用在线/离线两种方式实现省级和市县的数据交换，由省级单位统一完成省市县多级实景三维数据成果的接边协调、编码认定和联动更新，并即时反馈市县行政区划内所有数据成果，实现全省共建、共享一个数据库。在应用服务方面，形成了“一库多能、按需组装”的基础地理实体数据库产品组装输出能力。设计了地理实体对象跨尺度综合处理规则，提供从1∶500至1∶5万快速无级制图产品。突破了基于语义关系的地理实体实时计算与快速组装关键技术，改良人机交互式语义关系计算，实现了地理实体语义关系实时计算与实体关系图谱的可视化展示。基于实景三维山东的时空大数据平台，山东建成了覆盖全省陆域及近海、地上地下的多源化、多时态、多尺度时空信息“一张图”，为经济社会发展和各部门信息化提供统一的空间基底，为实现政府治理现代化、助推经济转型升级和城市精细化管理等提供精准有力的三维空间基底。山东省坚持边建边用、以用促建，省自然资源厅会同省大数据局开展“十佳创新应用场景”征集评选，多措并举打造典型应用场景，培育应用生态。目前，实景三维山东已在政府治理、智慧城市建设、国土空间规划、生态保护、防灾减灾等许多领域得到应用。在服务国家重大战略方面，基于实景三维山东，建成了黄河流域（山东段）实景三维“一张图”，聚合资源、环境、农业等七大类专题数据，直观展现黄河流域自然资源禀赋和国土空间现状，为水资源配置、防汛救灾、生态保护修复等提供了精细化、数字化支撑，打造了实景三维服务黄河流域生态保护和高质量发展的典型应用场景。在服务自然资源管理方面，围绕自然资源数字化治理，构建地上地下、陆海相连的全省自然资源三维立体“一张图”，为自然资源管理提供统一的空间定位框架和分析基础。搭建了国土空间规划、项目选址、森林防火和生态修复等方面应用场景。建成森林防火三维地理信息系统，集成水源地、物资储备、防火灭火队伍、防火通道等信息要素，为防火灭火提供了及时有效的应急服务。在支撑资源要素保障方面，会同发改、交通、水利、能源等部门，开发实景三维重大项目选址决策支持系统，应用于全省重大基础设施项目“多评合一”评估，截至目前累计完成了14批次50多个项目论证评审，提高了重大项目选址质量和工作效率，助力全省经济社会高质量发展。在服务数字政府方面，依托实景三维山东为省住建厅提供房屋建筑、市政设施等精准数据支撑，以信息化手段推动房屋建筑和市政设施安全管理模式创新，实现房屋建筑和市政设施安全精准监管、智能监管。会同省审计厅共建一体化智慧审计时空大数据平台，支撑了200多个审计项目，发现疑点96万条，涉及金额80多亿元，极大提升了审计工作成效，被省政府列入2023年援藏服务项目。在服务经济社会发展方面，在全省农业担保业务审核监管中，为省农担公司研发了农业担保“一张图”系统，提供了贷前用地合规性分析服务和贷后种植地类分析服务，有效降低了金融放贷风险，助力全省粮食安全保障工作。构建全省智慧化森林防火指挥平台，实现空天地人一体化指挥，对森林防火进行全方位的规划、布控，显著提升应急处置能力。下一步，山东省将继续把应用作为时空大数据平台建设的出发点和落脚点，积极探索“实景三维+”应用服务模式，不断丰富应用场景和服务领域，让实景三维山东建设成果在服务自然资源管理和经济社会高质量发展工作中发挥越来越重要的作用。
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