自20世纪80年代研究和发展地理信息系统以来,我国始终将地理信息标准化和规范化作为GIS发展的重要组成部分,做了大量工作,取得了一定的进展,特别是随着地理信息技术的发展、信息共享和服务的深入,无论是地理信息国家标准,还是行业标准的研制都取得了长足进步,有力地促进了地理信息的共享、服务、应用和产业发展。
为尽快满足国家经济社会发展对地理信息标准化的需求,缓解“标准缺失、重复交叉、使用混乱、难以协调”的突出矛盾,更好地指导我国“十一五”期间地理信息标准化工作,促进地理信息资源开发、共享和利用,提高地理信息对经济发展、科技创新、政务管理和社会生活的服务保障能力,国家测绘局和国家标准化管理委员会联合编制,并于2006年12月发布了《国家地理信息标准化“十一五”规划》。《规划》提出的主要任务包括:建立国家地理信息标准体系;面向重点领域,制修订一批急需的标准;转化、采用一批适用的国际标准;加大标准的基础性、前期性研究;探讨建立标准一致性测试和评价体系;加大力度做好标准宣传贯彻工作。拟采取的措施包括:建立健全标准化管理与协调机制;多渠道筹措标准化工作经费;培养和造就一支标准化人才队伍;加强对标准制修订项目的指导;积极参与国际标准化活动。
一、进展
近年来,我国地理信息标准化取得了多方面的进展,以下就这一进展从几个侧面予以述评。
(一) 地理信息标准体系初步建立
《规划》的一项重要任务是采用系统工程和结构化思想,从分析地理信息特征、处理技术、应用服务入手,对已有的和研制中的各项地理信息标准之间的依赖关系和相互作用进行深入分析和整体研究,科学描述和界定各项标准的内容、定位和相互关系,确定国家地理信息标准的分类、结构和层次,提出标准体系表和标准指南,基本建立具有整体性、系统性、协调性和可扩展性,并与国际接轨的动态的地理信息标准体系。
《国家地理信息标准体系框架》于2007年10月印发实施。在其基础上进一步细化,形成了《国家地理信息标准体系》(送审稿),经2008年12月召开的第三届全国地理信息标准化技术委员会第一次全体会议审查,原则通过。
《国家地理信息标准体系》(送审稿)由通用类、数据资源类、应用服务类、环境与工具类、管理类、专业类和专项类共7大类44小类和其他相关标准构成。其中前5类为地理信息基础标准,专业类标准是以上述五类标准为基础,面向各专业应用领域,对其进行扩展和裁剪,形成的地理信息专用标准;专项类标准是以上述六类标准为基础,面向专项工程应用的地理信息专用标准。
该体系虽然还存在某些不足,但它将作为今后地理信息国家标准立项的指导性文件。
(二) 越来越多的国际标准转化为国家标准
ISO/TC211自成立以来,已经立项研制的地理信息国际标准近60项,迄今已经发布实施的达40多项,其中相当一部分又已经开始修订。我国从1994年ISO/TC 211成立之初就参加了该组织的工作,1995年国家质量技术监督局委托国家测绘局担任ISO/TC 211国内活动归口管理部门,在国家基础地理信息中心设立了ISO/TC 211技术归口管理办公室,我国于1998年和2007年两次分别在北京和西安承办了第七次和第二十五次ISO/TC211全体会议暨工作会议。我国从一开始就重视有计划、有重点地参与国际标准的制定,紧密跟踪研究标准起草工作成果,以及标准讨论和试验验证的全过程,并适时开展国际标准转化为我国国家标准的工作。迄今,一部分标准已经转化完成,一部分正在进行中(表1)。
(三) 复审和修订了若干重要的国家标准
对于标龄达到和超过5年的地理信息国家标准进行了复审,提出了复审意见,除一部分继续实施外,修订了其中一部分重要的标准,在一定程度上提高了这些标准的时效性和实用性。如:
《中华人民共和国行政区划代码》(GB/T 2260-2007)自1980年首次发布以来,每两三年修订一次,以满足各有关部门、相关领域的应用需要。该标准将各级行政区划作为基于地理标识符的空间参照系,已经成为我国许多领域基础信息和专题信息空间定位的基础。2007年进行了最新一次修订;
《国土基础信息数据分类与代码》(GB/T 13923-92)是我国最早制定的有关地理信息数据分类与编码国家标准,于1992年首次发布实施,该标准适应数字形式基础地理信息特点,首次突破了比例尺的分割,在国家基础地理信息系统全国1:100万、1:25万、1:5万和1:1万数据库中采用统一的要素分类代码,不但得到广泛应用,也为许多同类标准的研制提供了有益的借鉴,发挥了十分显著的作用。该标准2006年进行了修订,并改名为《基础地理信息要素分类与代码》(GB/T 13923-2006);
《地理空间数据交换格式》(GB/T 17798-2007)于1999年初次制定,但由于标准本身存在许多不足,特别是对图形表现属性方面结构描述薄弱,比较难于执行。2007年的修订版做了许多修改补充,可操作性有所提高;
《地理格网》(GB/T 12409)最早于1990年发布实施,是我国地理信息领域完成的第一项国家标准,它规定了划分地理格网系统的规则和代码,设计了3种类型的格网系统,即10Ο╳10Ο、4Ο╳ 6Ο和直角坐标等格网系统,按一定的数学法则对地球表面进行划分而形成规则的地理格网,用于标识与地理空间分布有关的各种信息,特别是呈面状分布的专题信息。该标准首次规定了一整套地理格网系统,标识与地理空间分布有关的各种信息,包括陆地和近海地区基础地理信息、海洋信息、气象、地球物理、工程规划、设计施工等。该标准于2008年进行了修订;
《城市地理要素 城市道路、道路交叉口、街坊、市政工程管线编码结构规则》(GB/T 14395)于1993年发布实施,是我国首次针对城市地理要素制定的分类编码国家标准,在早期的城市地理信息系统设计、建设中发挥了重要作用,如20世纪90年代初的海口市城市规划信息系统、深圳市规划国土信息系统等都引入了该标准的确定的规则。该标准于2008年进行了修订,以适应技术发展和我国城市发展的新情况。
(四) 许多部门十分重视地理信息国家标准和行业标准的制定
1. 国家测绘局
国家测绘局历来十分重视标准化工作,近年来不仅制定了许多急需的国家标准,而且发布实施了多项行业标准。例如:
(1)发布了2000国家大地坐标系
为满足采用原点位于地球质量中心的坐标系统(简称地心坐标系)作为国家大地坐标系的迫切需求,以利于采用现代空间技术对坐标系进行维护和快速更新,测定高精度大地控制点三维坐标,并提高测图工作效率,于2008年6月20日发布了国家标准《国家大地测量基本技术规定》(GB 22021-2008)。经国务院批准,从2008年7月1日启用我国的地心坐标系-2000国家大地坐标系(英文名称为China Geodetic Coordinate System 2000,缩写为CGCS2000)。计划用8-10年的时间,完成现行国家大地坐标系向2000国家大地坐标系的过渡和转换。
(2)制定和修订了若干有关基础地理信息数据分类、代码、获取、图示表达、质量控制等方面的国家标准(表2)。
(3)制定和修订了许多测绘行业标准和标准化指导性技术文件,其中与地理信息关系密切的见表3。
2. 住房和城乡建设部
住房和城乡建设部组织制定、发布实施了若干与地理信息相关的行业标准,如《城市测量规范》(CJJ 8-99)是目前最主要的一项城市基本比例尺地形数据生产、加工的技术标准,现正在修订中;《城市基础地理信息系统技术规范》(CJJ 100-2004)首次将城市基础地质数据纳入城市基础地理信息系统的基本数据,同时将城市三维模型数据及与城市建设相关的数据纳入城市空间基础数据体系;《城市地理空间框架数据标准》(CJJ 103-2004)规定了城市地理空间基本框架数据和专用框架数据的内容及其质量要求、其他数据与城市地理空间框架数据的空间配准的方式及要求。另外,还发布实施了《城市用地分类与规划建设用地标准》、《城市地下管线探测技术规程》、《全球定位系统城市测量技术规程》、《城市基础地理信息数据库建设规范》、《工程建设地理信息系统软件通用标准》、《建设领域应用软件测评通用规范》、《城市建设信息数字化与城市规划数据标准》、《数字社区应用标准》、《建设信息平台数据通用标准》、《风景名胜区分类标》、《城市公共交通分类标准》等。
住房和城乡建设部在最近两三年内组织编制了7项有关数字化城市管理的系列行业标准:《城市市政综合监管信息系统 单元网格划分与编码规则》(CJ/T 213-2005)、《城市市政综合监管信息系统 管理部件和事件分类与编码》(CJ/T 214-2005)(该标准已经于2007年进行修订,并改名为《城市市政综合监管信息系统 管理部件和事件分类、编码及数据要求》(CJ/T 214-2007))、《城市市政综合监管信息系统 地理编码》(CJ/T 215-2005)、《城市市政综合监管信息系统技术规范》(CJJ/T 106-2005)、《城市市政综合监管信息系统 绩效评价》(CJ/T292-2008)、《城市市政综合监管信息系统 监管数据无线采集设备》(CJ/T 293-2008 )和《城市市政综合监管信息系统 监管案件立案、处置和结案》(2009年3月通过审查,已报批)。这些标准已经和正在有力地指导和规范全国几十个城市的数字化城市管理系统设计、开发建设和应用,也是下一步在全国推广数字化城市管理新模式的规范化技术指导文件。
3. 国土资源部
为了适应国土资源信息化的需要,满足金土工程、第二次全国土地调查、国土资源大调查等专项工作的需要,国土资源部组织制定了多项行业标准,如(表4):
为了解决标准间的协调性、一致性问题,为土地数据的管理、共享与应用提供技术保障,近两年国土资源部在标准化工作中立项,对《县级土地利用规划数据库标准》、《县级土地利用数据库建设技术规范》、《县级土地利用数据库标准》、《县级土地利用规划管理信息系统建设指南》《土地利用动态遥感监测数据库标准》、《土地开发整理规划数据库标准》、《土地开发整理项目数据库标准》、《农用地分等数据库标准》等8项标准进行了集中、同步的修订。
此外,其他许多部门也都十分重视标准化工作,且制定了不少与地理信息有关的国家标准和行业标准,如工业和信息化部、交通运输部、水利部、国家林业局等。
(五) 许多专项应用领域成批研制相应的国家标准
1. 基于位置服务涉及的导航数据和电子地图生产的系列标准
由于市场对电子地图的需求十分迫切,我国许多单位和公司已经生产了几百个大中城市的导航电子地图。为了推动城市定位信息服务和促进电子地图市场健康、有序的发展,已经发布实施了若干急需的国家标准,包括:《导航电子地图数据模型与交换格式》(GB/T 17911-2005)、《导航电子地图安全处理技术基本要求》(GB 20263-2006)、《导航电子地图数据采集处理技术规程》(GB/T 20268-2006)和《导航电子地图产品规范》(GB/T 20267-2006)。(表4)
工业和信息化部牵头的“卫星导航应用系统标准研究制定”专项制定了一系列有关导航电子地图的国家标准和行业标准,包括:《全球定位系统术语及定义》、《导航电子地图元数据》、《导航电子地图数据分类与编码》、《导航电子地图图形符号》、《导航电子地图应用存储格式》、《车载导航电子地图数据质量要求》、《个人位置导航电子地图数据质量要求》、《导航电子地图中文字库》、《基于网络的车载导航电子地图数据传输规范》等,涉及到卫星导航领域中导航电子地图数据的采集、处理、交换以及服务各个方面。
2. 电子政务系列标准
标准规范是实现部门和地区之间电子政务信息整合共享的基础,已经初步制定了自然资源和地理空间基础信息库(简称信息库)标准体系,包含70项标准,其中项目基础类标准7项,专用标准29 项,实用规范34项。
为了保证标准编制的质量和可用性,从标准体系中选出影响面较大的31个标准(包括项目基础类标准6个,专用标准21个,实用规范4个),从标准名称、标准范围、应用目标、标准编写大纲、与其他标准的关系、现有工作基础及工作量、状态、时间进度等方面逐一对标准作了界定。这些标准按内容分为6类:体系类标准、地理信息框架数据内容类标准、数据分类与编码以及目录类标准、信息交换服务类标准、信息库管理类标准和数据产品与质量类标准。迄今标准的制定工作已经取得了阶段性进展,有力地支持了自然资源和地理空间基础信息库的设计和建设。
(六) 更多的国家标准研制工作计划已经制定,有待启动
已初步计划2010-2011年新转化7项地理信息国际标准(表5),同时制定和修订如果国家标准,这将有助于进一步促进地理信息共享、服务、应用和产业发展。表5
二、存在问题
以上从几个方面就地理信息标准化的进展进行评述,虽然是挂一漏万的,却充分说明近年来我国地理信息标准化取得了显著进步,它已经成为促进地理信息产业规范化发展的有力支撑。诚然,我国地理信息标准化目前尚存在一些发展中的问题,需要研究分析,妥善解决,以求获得更好的标准化效益。
(一) 地理信息标准体系表有待进一步完善,并不断修订
地理信息标准体系表虽然经过广泛征求意见和深入讨论,但仍然存在某些不足,如体系表中列出的国家标准项目繁简不均,有些标准的类别定位需要调整,面向各专业应用领域和面向专项工程应用的地理信息专用标准与国家标准之间的关系需要更加具体地协调等。同时,随着时间的推移、技术的发展和应用的深入,体系表本身亦需适时修改、补充,动态完善,以使其真正有利于地理信息标准化工作的科学性、计划性和有序性。
(二) 由国际标准转化完成的国家标准需要落实实施,真正实现与国际接轨
迄今,已经和正在将10多项地理信息国际标准转化为我国国家标准,但这些转化标准如何实施,从而确实“采用”这些标准。其他相关的国家标准和行业标准如何以它们为基础性标准,做出相应的调整,以保持与它们的一致性,实现真正意义上的与国际接轨,而不是停留在仅仅将国际标准文本转化为国家标准文本的“文本转化”。这是广大地理信息工作者,特别是标准化工作者需要认真对待的问题。例如,国家标准《地理信息 一致性与测试》(GB/T19333.5-2003)完成转化工作已经5年多,迄今我国尚未建立有效的一致性与测试机制,大多数国家标准文本中尚未包含一致性测试的相关条款。又如尚有许多领域的元数据标准未与2005年完成的国家标准《地理信息 元数据》(GB/T 19710-2005)进行一致性协调。其它已发布和已报批的转化标准亦缺乏实施的具体计划安排。
(三) 某些标准的质量有待进一步提高
随着对地理信息标准化工作的必要性和重要性认识的不断提高,我国地理信息国家标准的总体质量已有所提高,标准的技术含量有所增加,标准的实用性和可操作性有所加强。但也有些标准存在质量不高的问题,表现在标准采用的技术不够先进,或不符合技术发展方向、范围和适用对象不清、技术规定含糊其辞、数量指标不切实际、实用性和可操作性不强、与相关标准缺乏协调和一致性,以及标准内容描述的语言不规范等,有待进一步提高。
(四) 专项类标准有待处理好与基础性国家标准的协调关系
标准体系表中表述了专项类标准的定位和专用标准的属性,但在制定专项类标准时,难于体现其与对应国家标准之间的基础性和专用性关系,时而发生除名称、编号、起草单位和起草人修改外,仅仅是国家标准文本的复制品的现象;相对于国家标准的基础性,如何提高专项类标准针对专项工作需求的实用性和可操作性;以及如何有效制约这类标准的数量,提高标准的质量等问题,需要切实进行研究,以免造成新一轮的重复浪费。
(五) 国家标准修订工作的质量有待进一步提高
标准修订的目的应是在已有标准的基础上提高技术水平、适用水平,而不是相反。但个别标准的修订成果值得商榷,例如2006年修订完成的国家标准《基础地理信息要素分类与代码》(GB/T 13923-2006)舍弃了原国家标准《国土基础信息数据分类与代码》(GB/T 13923-92)遵循的、行之有效的淡化数字形式基础地理信息比例尺概念,分类编码独立于比例尺的原则,突出了1:500~1:2000、1:5000~1:10万、1:25万~1:100万三个比例尺区段。这样按比例尺分段虽然与模拟形式的国家基本地形图的比例尺是对等的,但中间出现了比例尺的“裂隙”,给许多专业部门带来了麻烦,当他们的基础地理背景数据的比例尺为1:75000、1:125000、1:200000等等时,如何确定分类和代码将颇费心神;事实上,分3个比例尺区段列出的分类名称和代码重复量极大,使文本十分繁杂,并且引发了每个区段列出的要素内容是否标志该级比例尺数据库应包含的数据内容的歧见;更重要的是,国际上的发展趋势是从要素本体出发进行分类,类型划分的数目越来越少,而通过不同的属性项进行细分和满足不同专题应用需求,这代表着新的技术发展方向。然而,该标准的修订方向似乎是相反的。另有个别标准的修订也存在类似问题。这一点值得深思,由此引出了需要提高标准修订质量的问题。
(六) 个别标准的存在意义和实施效益需要进一步探讨
在现行标准中,个别标准的存在价值和实施效益有待进行实事求是的剖析。如国家标准《地理空间数据交换格式》(GB/T 17798-2007)经修订后,质量和可操作性确实有所提高,但因缺乏统一的格式转换软件工具,缺乏大型GIS基础软件的支持,国产GIS软件均未采用该标准规定的数据格式作为主要格式,使得标准的实施十分困难。一些单位为实施该标准,需要自行开发转换软件,费时费力,事倍功半。加之现有国产GIS基础软件之间以及它们与常用国外GIS基础软件之间已具备直接格式转换的功能,如依据该标准往复进行数据格式转换,似有“多此一举”之虑。另外,从技术发展角度考虑,国外已很少见到与其类似的数据格式转换标准,多代之以互操作为目的的转换标准,如《地理信息 编码》(ISO 19118:2005 Geographic information - Encoding)。因此,需要探讨该标准存在的意义和分析它的实施效益,从而降低标准实施的成本,提高技术水平,探寻更加有效途径,以利于产业发展。
以上仅从个人角度提出我国地理信息标准化目前存在的一些发展中的不足,某些观点可能有失偏颇,希望借此全国地理信息产业峰会和“政策与法规”专题论坛举行之机,抛砖引玉,与地理信息产业各界人士共同切磋、探讨。(蒋景曈)
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