信息化测绘的本质是服务
当今社会已是信息化社会，在世界高新技术飞速发展和社会需求不断变化的推动下，国际上测绘的发展正在经历一场以地图生产为主转向以地理信息综合服务为主的重大变革。我国测绘也不例外，虽然已实现了由传统测绘向数字化测绘的整体转化，但主要还是在生产技术层面上实现了这个转化，还不能说在信息服务功能及其相应的体制和机制上也实现了由传统向现代化的转化。因此，我国测绘当前也仍然面临着由按照一定的规范以测绘产品生产为主，向按照各行各业特色需求为导向的以地理信息综合服务为主的战略转变，这是促成测绘进入地理信息服务阵地的重大变革。信息化测绘体系建设是当前测绘事业发展和地理信息资源共享的热点问题，和空间数据基础设施建设相一致，信息化测绘主要是体现在技术和服务上。因此，信息化测绘的内涵值得我们进行认真的探讨和研究［1］。
一、信息化测绘的概念和基本特征
信息系统与数据库系统不同的是，数据库系统仅仅是一个实际可运行的存储、维护和为应用系统提供数据的软件系统，而信息系统可为支持决策和控制进行信息的收集、处理、存储和分配。从这句话我们很容易看出，信息系统就是一个能解决问题和回答问题的系统。
从概念上来看，信息化测绘系统首先也是个信息系统，因此也是个解决问题和回答问题的系统，是现代测绘经多学科交叉、融合后发展形成的，它能实现地理空间信息的快速获取和更新、智能化处理和一体化管理、网络化生产与分发服务，实现地理空间信息资源的融合、增值服务，使测绘信息与技术产品社会化，为社会提供多尺度、多形式的服务。信息化测绘的支撑技术主要包括全球卫星定位导航技术、卫星重力探测技术、卫星测高、航空航天遥感技术、地理信息系统技术、信息高速公路和计算机网络技术、虚拟现实技术等。随着计算机技术、通信技术、航天遥感、卫星导航定位等科学技术的发展，人类已经能够实现自动化、智能化和实时地回答何时、何地、何目标、发生了何种变化，并且把这些时空信息随时随地提供给每一个人，服务于每一件事，传达到每一个有需求的地方［2］。
信息化测绘的基本特征包括:
(1)从“测绘产品生产”扩大到“空间信息服务”，即信息化测绘的功能取向是由测绘产品生产为主转为地理空间信息综合服务为主。
(2)由“静态的阶段性生产”扩大到“动态变化监测和实时更新”。信息化测绘要采用航天、航空、平流层、地面等一切可使用的快速观测新技术和组织运作方式，实现数据获取实时化;在信息化测绘阶段，基础地理信息变化监测和实时更新将成为基础测绘的基本任务。
(3)由“数据提供”扩大到“网络服务”。传统的测绘服务方式和数字化测绘的服务方式基本上都是以提供数据为主导，而信息化测绘的服务是真正的以服务为主导。随着信息技术的飞速发展，Internet网络和3G无线通信网络在全球迅速普及，使得人类社会空间在信息概念上逐步缩小，测绘服务的方式发生了根本性变化。测绘成果可分布式地存储在各个地方，通过建立地理信息一站式服务系统，建立集成化的地理信息门户网站，用户只需访问一个网站，通过一个查询界面，就可以对分布在各地的地理信息进行检索、访问和浏览，实现任何人都可以在任何地方、任何时候享受地理信息服务。
(4)由按规范测量扩大到按需求测量。传统的测绘完全按规范要求，从原始立体影像上采集基础地理信息;而按需测量则将原始的可量测影像作为产品上传到互联网上，并为用户提供测量的工具，按照Web2.0的思路，使用户成为自主创造性的大众“测量员”。
(5)由测绘产品部门化走向测绘产品社会化。测绘信息服务的信息应用社会化是建立在信息资源集成化和信息服务便捷化的基础之上的，而且需要首先生产公共公开的测绘产品，其最终目标是要让地理信息和测绘产品深入到平常百姓家，让测绘和地理信息成为“全社会的共同需要”。只有信息资源极度丰富，信息获取途径畅通便捷，地理信息公众产品齐全，才能形成广泛的用户群，真正实现应用的社会化。在信息化测绘阶段，应由原来的专业化生产并供专业用户使用为主，升级改造为满足社会大众使用为主，完善公共测绘基础设施建设。
二、4D产品不能满足信息化社会的需求
我国测绘生产传统的4D产品，在满足空间信息服务需求方面存在以下问题:
(1)4D产品是现实世界在二维平面上的投影，而不是实景，忽略了实景影像上的各种人文经济要素。
(2)4D产品是按规范测量的产物，而不是按需要量测，无法覆盖社会化行业用户对信息的需求。
(3)多工序、大分工的生产模式使得面向用户的4D产品代表的是过去，而不是现在，现势性较差。
(4)社会化属性不足。仅对测绘规范中要求的地理要素进行了测绘，没有包含详细的环境、资源、社会、经济、人文等信息，因此不能直接满足大多数行业用户和大众用户的需要。而现实服务时，不同的用户有不同的要求，如公安仅能从4D产品中提取20%左右的警用地理信息。
(5)现有的4D产品的更新手段落后。在原有地形图、航片或卫片的基础上，通过大量的人工调绘来采集所需的信息加工成电子地图存在以下问题:
①难以获得现势性强的大比例尺地形图。据权威资料显示，我国现有的1∶1万比例尺地形图大多是20世纪70年代～90年代后期生产的。
②航片或卫片存在判读难的问题。受摄影方向和条件的局限，有时不能或难以判读某些地物属性。
③易受人为主观影响。人工调绘的主观局限直接影响了成图的精度。
④效率低下，难以适应地图更新的要求。
三、信息化测绘需要增加的服务内容和服务形式
目前，对信息化测绘服务的基本要求包括［4］:
(1)大众化。网络技术的发展促进了地理信息的应用和普及，降低了技术门槛，拉动了整个产业链条爆炸式增长，成为一种大众化的产品形态。
(2)开放性。开放式的编程接口可以将海量的地理信息纳入到互联网系统中，用户在遵守接口协议的基础上，可自由参与软件的应用开发，因此可以断言，未来网络地图将是全球无数网民合力打造的“数字地球”。
(3)三维可视化。网络地图将传统的二维地图与航片、卫片以及街景影像地图融合为一体，以最直观的方式搭建了一个地理信息系统，它的一个显著的特点是能够将空间数据、属性(报表)数据与图片数据统一管理起来，并以可视化的方式给人们提供了最好的交互性。这是以网络地图为代表的地理信息系统区别于其他系统的重要方面，这一可视化的特点也正好迎合了第二代电子商务的发展特点。
(4)可量测和可挖掘。体现了创造性用户的需要和创造性。信息化测绘可增加的服务内容包括:突破数字地图产品的束缚，发展数字地图的补充产品(如空间信息网格等)［5］;从4D产品发展到第5D产品(可量测的实景影像产品);把普通的GIS发展到网格GIS［6］。
(一)空间信息网格
不同比例尺地图本身就可以被看作是一个网格。例如，1∶100万相对1∶1万来说就是一个网格，只不过这种网格太粗略，还没有超越数字地图产品的规范要求。在美国和加拿大多采用经纬网格，并按行政区划来调查和统计地理空间的分布现象，效果与网格表示比较接近。如果把不同地区的人口、年龄构成、土地分布等全写进一个数据库里，毫无疑问的是，操作起来一定比较慢，如果有统一的网格，可以采用网格与GPS相联系的数据采集策略，用GPS采集空间和非空间数据，按照统一的网格数据标准填充到网格里，只要精度能满足要求，不必考虑行政区划，更不用考虑成图比例尺和投影坐标系，这种数据更新方法在数据更新时优势更加明显，而且数据成果可以作为现有地图的补充产品。
图1是PDA上的武汉大学信息学部多级网格图;图2是基于SIMG的编码索引查询结果。
图1 PDA上的武汉大学信息学部多级网格图
图2 编码索引查询结果
专题索引(如人口信息)可通过给定某个人口信息的属性值，如姓名、身份证、门牌号等，查询数据库中满足条件的记录。
(二)可量测的实景影像产品(5D产品)
“移动道路测量”是在机动车上装配GPS(全球定位系统)、CCD(视频系统)、INS(惯性导航系统)或航位推算系统等先进的传感器和设备，在车辆的高速行进中，快速采集道路及道路两旁地物的空间位置数据和属性数据，如道路中心线或边线位置坐标、目标地物的位置坐标、路(车道)宽、桥(隧道)高、交通标志、坡度、道路设施等。数据同步存储在车载计算机系统中，经事后编辑处理，形成内容丰富的道路空间信息数据库。它包含了所有街景CCD影像视频和全景影像及其内外方位元素。将它们与一般二维城市地图集成在一起，生成众多的关于老百姓衣食住行的兴趣点(POI)，就成为一种典型的为城市居民服务的新产品。图3为影像城市——武汉的一个界面，该系统在800km2武汉市区内，采集了30万个POI，直接为广大市民的安居乐业而服务［7］。
图3 影像城市——武汉(http://map.wuhan.net.cn)
用MMS采集的数据也可与传统人工测量所得的数据以及航片、卫片资料建立无缝关联，使得原有的数据系统、现有的航测遥感资料和MMS数据能够融为一体，相互补充，从而形成更全面、更准确和现势性更强的地理信息系统，我们将此种方式称之为“天地一体化测绘”，如图4所示。
图4天地一体化测绘
(三)发展网格GIS
网格GIS是网格计算环境GIS发展的必然趋势，笔者曾将其分为广义空间信息网格(GSIG)和狭义空间信息网格，广义空间信息网格指的是在网格计算技术支持下，在信息网格上运行的天、空、地一体化地球空间数据获取、信息处理、知识发现和智能服务的新一代整体集成的实时/准实时空间信息系统［7］。GSIG面临的任务是:
(1)实现全球、全天候、全天时、全方位的空间数据获取;
(2)实现从传感器直到应用服务端的无缝交链;
(3)实现从数据到信息和知识的自动升华;
(4)实现对各类不同用户(包括实时用户)提供空间信息服务。
广义空间信息网格由智能传感器网络、基于网格计算的多传感器数据-信息-知识的自动化、实时化的智能处理系统、解决空间基准不一致引起的问题、数据格式不一致引起的问题、时间基准不一致引起的问题、语义表达不一致引起的问题，适应于网格计算环境的新一代地理信息系统、基于网格计算技术的空间信息智能服务代理等组成。空间信息智能服务是广义空间信息网格建立的主要目的，是使空间信息为各行各业——从科学研究、经济建设、国防安全、人民生活到和谐社会可持续发展，提供实时智能服务，将最有用的信息用最快捷的方法和最低的成本送给最需要的用户。
四、发展信息化测绘当前可推进的地球空间信息服务
发展信息化测绘当前可推进的服务包括电子政务与各专业信息系统、汽车导航、城市网格化管理与服务、基于可量测实景影像的空间信息服务等。
城市网格化管理与服务是以不同层次的网格为单元实现城市各种空间数据和非空间数据(社会经济数据)的采集、处理、存储、管理和分析，实现下级网格信息到上级网格信息的传递;在网格计算环境下，将不同层次的空间网格中的各种空间数据、非空间数据分布在不同的网格计算节点上，提供功能强大的计算能力、存储能力和数据处理分析能力，从而为突发事件，如地震、洪水、火灾、重大交通事件、公共设施故障或事故、公共安全紧急救援等提供快速、及时的空间信息和非空间信息支持，提高对紧急事件快速应变与决策的能力，为政府决策提供数据支持。图5所示的城市网格化管理与服务系统不仅实现了空间数据和非空间数据的网格化存储和管理，而且实现了基于空间信息网格的精细化管理和服务。从该流程图上可以看到案件所在的单元网格、案件在网格化管理与服务系统中的数据流程和每阶段的办理时间。空间数据提供的服务是全方位的，遍布监督员、监督中心、指挥中心、职能部门的全过程。
图5 城市网格化管理与服务系统处理流程
移动道路测量系统可提供可量测实景影像产品，该产品是一种“可视、可量、可挖掘”的近景影像数据(Digital Measurable Images)，融合现有的4D产品，提供各种集成服务。如可量测实景影像DMI可以与DOM、DTM、DLG无缝集成，在此基础上实现一体化分析，如图6所示。
图6 DMI与DOM+DTM+DLG的集成
该集成模式可直接应用于基础地理数据库的更新、数据质量检查和行业GIS应用，如大比例尺道路网更新、竣工测量、道路设施(栅栏、标志、标线等)施工验收、数字社区等。
五、结论与建议
信息化测绘是我国测绘实现由传统测绘向数字化测绘转化和跨越之后进入的又一个新的发展阶段，它代表着我国测绘在进入新世纪后现代化建设总的战略方向。走信息化测绘的道路，也是测绘行业由生产走向服务的必由之路。
信息化测绘体系要解决的关键问题是服务问题，需要增加地球空间信息的表达形式和服务内容，需要从单一的地图格式转变为广义和狭义空间信息网格，终极目标是实时的广义空间信息网格。因此，我们要改变观念，将按规范生产改变为按需生产，需要加强测绘部门与其他学科的集成。在现阶段，城市空间信息网格已经可以服务于政府电子政务和应急响应等应用;由移动测量系统得到的可量测实景影像应作为第5D产品充实到空间数据库中去，特别在城市，它明显优于三维矢量城市模型。信息化社会的需求要求我们要做大测绘，按需测量，主动服务，只有实现了为大众衣食住行的服务，信息化测绘才能真正走上产业化道路。
［1］李德仁，苗前军，邵振峰.信息化测绘体系的定位与框架［J］.武汉大学学报(信息科学版)，2007，32(3):189-192.
［2］李德仁.抓好地球空间信息的数据源［J］.地理空间信息，2004，2(1):1-2.李德仁，邵振峰.中国对地观测卫星及其应用［J］.科学，2007，59(6):4-8.
［4］测绘发展战略研究项目组.中国测绘事业发展战略研究报告［M］.北京:测绘出版社，2005.
［5］李德仁，邵振峰，朱欣焰.空间信息多级网格及其典型应用［J］.武汉大学学报(信息科学版)，2001，26(11):945-950.
［6］李德仁，朱欣焰，龚健雅.从数字地图到空间信息网格——空间信息多级网格理论思考［J］.武汉大学学报(信息科学版)，2003，28(6):642-650.
［7］李德仁.论广义空间信息网格和狭义空间信息网格［J］.遥感学报，2005，9(5): 513-520.
(合著者:邵振峰)
(测绘通报:2008(5))
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