地理空间信息共享关键问题研究

1引言
“空间信息技术，我们往往又称为地理空间信息技 术，从技术层面上看，它是遥感、地理信息系统、全球卫 星定位系统与通讯技术、网络技术的综合集成，将空间 对地观测信息的获取、处理、分析、应用结为一体的信 息技术体系。从目标层面看，整个空间信息技术的主 要目标是研究并支持社会可持续发展，并为经济发展 提供决策依据。”这是童庆禧院士在 2007 年接受科学 时报记者采访时阐述的空间信息技术的概念。
另外，加拿大、澳大利亚、日本以及欧洲等国家和 地区都建设了自己的地理空间信息共享的基础设施。 2. 2 国内地理空间信息共享
近年来，我国在地理空间信息共享方面也取得了 长足的进步，国家制定有关地理空间信息共享的发展 规划，很多地方已经将地理空间信息共享作为重要任 务写进了基础测绘发展规划中。
2006 年国家测绘局发布了新的《基础地理信息要 素分类与代码》，为空间信息共享提供了标准基础。
图 1 地理空间信息共享标准统一方案流程图
3. 2 信息共享安全问题 （ 1） 信息安全问题 由于实现 地 理 空 间 信 息 的 共 享 与 交 换 的 介 质 是
Internet，所以安全问题绝不可回避。 现在地理空间信息共享的安全问题主要体现在保
密数据的泄密问题和基础地理信息数据的产权保证两 方面。
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城市勘测
2012 年 4 月
标准问题具体表现在以下四方面：
①基础地理信息数据分类编码不一致
2006 年国家测绘局虽然发布了《基础地理信息要
素分类与代码》的标准，但是，该分类与代码还是不能
完全满足各地的特殊情况。为此，许多地方都依据该
标准制定了适合本地的标准规范，例如在《基础地理信
息要素分类与代码》中wenku.baidu.com有明确到 GPS 联测水准的点
2012 年 4 月 第2 期
文章编号：1672－8262（ 2012） 02－47－04
城市勘测 Urban Geotechnical Investigation ＆ Surveying
中图分类号：P208. 2
Apr． 2012 No． 2
文献标识码：B
地理空间信息共享关键问题研究
仝江岭1* ，石吉宝2 ，张俊2 ，张小波2
2 国内外空间信息共享现状
2. 1 国外地理空间信息共享 当前，世界上约有 40 多个国家都制定了致力于本
国国家空间数据基础设施（ NSDI） 建设的相关计划，并 将 NSDI 建设作为向信息社会过渡的重要举措。
美国于 1994 年 4 月由当时的总统克林顿专门签 署了 12906 号总统令，提出建立国家空间数据基础设 施。它定义了在促进各级政府、私营和非盈利机构以 及学术界范围内共享地理空间数据时所需的技术、政 策和人力资源。
第2 期
仝江岭等 . 地理空间信息共享关键问题研究
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①数据泄密 地理空间信息是反应地理实体对象在地球上空间 位置的数据，为此军事等敏感对象不可避免地会暴露 在互联网上。 ②地理信息数据产权流失 提供基础地理信息数据的目的是共享，基础地理 信息数据的形式全是数字的，因此它完全可以轻松拷 贝复制，一旦将数据提供出去后很难保障知识产权，处 理不好，数据就容易流失，对数据生产和管理部门来说 损失将是不可估量。 （ 2） 保障信息安全的解决方案 基础地理信息的使用用户针对不同业务需求，一 般分为三种类型： 公众用户、行业用户和核心用户。 公众 用 户 对 GIS 的 需 求 较 为 简 单，只 需 要 获 取 GIS 的基本信息，为其业务工作、生活的参考。代表群 体： 社会大众。 行业用户对 GIS 有一定了解，其需求不仅仅停留 在被动地知识获取层面，还需要结合自己的知识及工 作、研究的需要，对已有的数据、模型进行各种交互式 操作以获取更多，更深入的信息。比如对数据汇总、统 计、对比分析； 将其他数据与系统数据融合、叠加等。 代表群体： 各委办局的业务工作人员和领导。 核心用户不仅需要调用基础地理信息服务数据， 而且会将自己的专业数据融合到服务中进行分析、统 计等，这类用户还会需要直接将数据下载到自己本地 进行更进一步应用开发。代表群体： 各委办局空间数 据和信息的生产者、挖掘者和发布者。 针对上述三种用户类型，应该采取不同用户提供不 同服务的策略，即分别建立公众地理空间信息服务、政 务地理空间信息服务和专业地理空间信息服务。 依托地理空间信息服务平台强大的后台管理模块， 建立用户准入机制，即每个用户都需要通过注册且要经 过服务提供者审批方可使用服务，同时地理空间信息服 务平台还提供针对每个用户的服务信息配置管理功能， 即平台可以对每个用户数据访问的多少和范围进行限 制。另外后台管理还必须对每个服务做到时刻监控，监 控每个服务的状态，既能对服务维护起到好的作用，又 能做到访问流量一直居高不下时自动断网。 最后对于地理空间信息服务中的静态缓存数据可 以通过坐标变换的方式达到保密需求，而且可对静态 图片打上数字水印的方式来保护产权。静态图片添加 水印后效果如图 2 所示。
土资源信息化，2006（ 4） ［2］ 刘争齐，陈继山． 城市地理信息的共享服务［J］． 江苏建
（ 2） 信息快速更新解决方案 在地理空间数据中，并不是所有的数据更新频率 都很高，例如，河流、道路等这些要素更新的频率相对 较低，将其制作成静态缓存数据。对于像城市部件、树 木等这些更新频率高的专题数据，我们将其制作成动 态的数据服务，可以灵活快速地更新。 在更新手段上，可采用小范围快频率的更新手段， 这样做既可以保证地理空间信息数据的现势性，又可 以解决数据更新周期长的问题。地理空间信息服务数 据快速更新解决方案的结构如图 3 所示。
2003 年美国政府又颁布“地理空间一站式访问”（ Geospatial one stop，GDS） 计 划。其 目 的 是 通 过 更 便 利、快速和廉价的方式访问地理空间信息，满足政府和
社会各界的需求，促进电子政务的发展。另外，美国的 信息开放政策允许公众使用几乎官方所拥有的全部信 息，包括官方 GIS 数据，都可以适当的价格出售。
国家代码 无 无
地方代码 110303 110203
②基础地理信息数据的空间坐标系统不统一 由于历史原因，在我国现行的地理信息数据的空 间坐标系统有 1954 年北京坐标系统、1980 西安坐标 系统、WGS － 84 坐标系统以及 2000 国家大地坐标系 统。而且很多地方为了避免坐标系统跨带等问题以及 基础地理信息数据管理部门为了保护自己数据不外 流，都制定了各自的地方坐标系统。这些坐标系统使 用的参数都不一样，参数又只有少数几个人知道，这些 都给坐标系统的统一和转换带来了巨大的困难。即便 是已知参数的坐标系统之间相互转换，也需要耗费很 长时间，完全不能满足数据需要。基础地理信息数据 的空间坐标系统已经成为阻碍地理空间信息共享的主 要原因之一。 ③不同行业地理信息数据分类不一致 因为不同行业对地理信息数据的需求不一样，所 以不同行业对地理信息数据的理解也不同，自然对相 同类型地理信息数据的分类与编码也不同，各行业都 有自己的分类原则，因此造成基础地理信息数据的信 息不对称。例如想要从测绘部门管理的基础地理信息 数据中提取规划管理部门需要的道路数据以及道路数 据相关信息的难度很大。具体表现为测绘部门对道路 的分类是按照国道、省道、县道、乡道的行政级别进行 分类，但规划部门一般按照道路宽度进行分类。正是 因为这些不同分类方式的存在，这样人为地加大了信 息共享难度。 ④信息服务的标准不统一 现在地理信息共享都是以服务形式呈现，以 Inter-
从 20 世纪 80 年代地理信息系统在中国为人们所 知起，经过 30 年的发展，地理空间信息已经成为我国国 民经济各行业信息化发展的重要技术支撑。由此可见 各行业对地理空间信息的需求十分紧迫，如何既能更好 地向外提供地理空间信息，又能很好地保护地理空间信 息产权，便成为摆在地理工作者面前亟待解决的问题。
图 2 图片添加水印效果图
3. 3 信息共享中信息快速更新问题 （ 1） 信息快速更新面临的难题 地理空间信息共享服务平台一旦推出，将面对每
天大量用户的访问，由于信息变化频率非常快，如何保 证提供给用户信息总是最及时最准确的，这是地理空 间信息服务平台能否良好运行的关键。例如，平台提 供的静态缓存服务数据非常大，完全更新一次需要耗 费几天甚至十几天的时间，完全不能满足需求。怎样 才能保证服务在线使用时同时及时更新，是摆在地理 空间信息服务平台管理者面前的又一难题。
代码。在各地进行扩充时都不尽相同，这样就会造成
各地数据的代码标准不相同。另外，由于不同单位使
用地理信息数据生产的软件不相同，这些软件采用的
编码方式也都不相同，也会造成生产出来的数据编码
标准不统一。具体如表 1 所示。
地方标准差异比较表
表1
地区名称 A 地区 B 地区
要素类 GPS 水准点 水准 GPS 点
net 为介 质 进 行 传 输，共 享 服 务 依 据 的 标 准 主 要 是 OGC（ The Open Geospatial Consortium，Inc． ） 开放空间 信息协会的标准，其中现在用得较多且较重要的标准 主要包括 GML、WMS 和 WFS 等，这里要指出的是，虽 然大家都遵守这些标准，但是由于这些标准本身存在 很多版本，且各版本之间不是完全兼容，所以出现都遵 循相同标 准 却 不 能 进 行 共 享 的 现 象。拿 最 常 用 的 GML 来说，就已经有 GML1． X、GML2． X 和 GML3． X 三 个版本，且每个版本都存在着细微的差异。
3 关键问题及解决方案
3. 1 信息共享标准问题 （ 1） 信息共享标准统一存在的问题 要实现地理空间信息的共享，首先要解决的问题
就是地理信息数据的标准统一，现阶段地理信息数据
* 收稿日期： 2011—08—18 作者简介： 仝江岭（ 1976—） ，男，工程师，主要从事工程测量和 GPS 技术应用、地理信息的研究与应用。
（ 1. 乌鲁木齐城市勘察测绘院，新疆 乌鲁木齐 830000； 2. 成都市勘察测绘研究院，四川 成都 610081） 摘 要：从分析地理空间信息共享的现状入手，分析了制约地理空间信息共享发展的各种问题，提出了在地理空间信 息共享过程存在需要解决的标准统一、信息安全和信息快速更新等关键问题，并且对每个问题进行深入剖析后，并且 根据实际工作经验，对每个问题都给出了相应解决办法。 关键词：地理空间信息； 标准； 信息安全； 共享； 快速更新
我国一些测绘发达地区相继建成了地理空间信息 共享服务平台，北京市的地理空间信息共享服务平台 现在已经应用于北京市几十个委办局，而且也推出了 公众应用平台，真正做到了地理空间信息面向大众、面 向服务和面向共享的良好发展态势，另外山西太原、浙 江嘉兴等的空间信息共享平台也都实际投入应用中。
但是，地理空间信息的管理模式和其他原因，造成 了我国的地理空间信息共享过程中还存在许多障碍和 问题，归纳起来关键有以下几个问题： ①信息共享标准 难统一； ②信息共享安全难保证； ③信息快速及时更新 困难。
（ 2） 信息标准统一的解决建议 以上谈到了地理空间信息共享在标准方面存在的 问题，如何去解决这些问题成了地理空间信息共享的 首要事情。经过多年的摸索，许多地方和个人都不同 程度地提出了相应的解决方案。我们在借鉴相关经验 的基础上，依据乌鲁木齐的实际情况，提出如下标准统 一的解决建议。 考虑到各地方和各行业都有实际情况，所以我们 主张允许多种标准并存，但是，需要建立一套标准统一 协调机制，来进行标准之间的转换。要解决这个问题 必须做好下面两个工作，第一，建立各种标准间的对照 关系； 第二，开发一个标准间快速转换的工具。具体标 准统一的解决方案流程如图 1 所示。
图 3 地理空间信息快速更新方案结构图
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城市勘测
2012 年 4 月
4结语
本文提出的建议是从乌鲁木齐市建设地理信息空间 服务公共平台的实际工作中总结出来的，每个解决方案 都具有实际的可操作性。提出的解决方案还需要进一步 提高工具的可用性，才能更好达到解决问题的目的。
参考文献 ［1］ 李芳芳． 发达国家空间信息共享与服务及启示［J］． 国