針對測繪地理信息工作融入自然資源管理的時代要求，該文總結了測繪地理信息部門在成果、技術、人員、裝備等方面的優勢和特點，分析了自然資源管理對測繪地理信息工作存在成果貼合化和豐富化、技術輕量化和智能化、人才多元化和組織扁平化、服務體系化和多樣化的要求，提出了轉型升級的實現路徑，指出新成果體系研究與建立、服務體系建設與實踐、地理信息自然資源服務平臺建設和服務是轉型升級的當務之急，并梳理了開展這三項工作的主要任務。

關鍵詞 ：自然資源管理；測繪地理信息；轉型升級；信息化測繪；服務體系；成果體系

引言

微信號：MeetyXiao
添加微信好友, 獲取更多信息
復制微信號

新時代下，黨中央和國務院組建自然資源部，統籌山水林田湖草系統治理，統一行使全民所有自然資源資產所有者職責，統一行使所有國土空間用途管制和生態保護修復職責［1］。《憲法》《物權法》《民法》規定屬于全民所有的自然資源包括礦藏、水流、森林、山嶺、草原、荒地、灘涂、海域、土地、海域等。對于自然資源管理履行兩統一職責而言，最基本的要求就是掌握這些自然資源的數量、分布、變化等信息，就是掌握自然資源對象（What）的時間屬性（When）和空間屬性（Where），這也是開展統計評價、確權登記、空間規劃、用途管制、監督預警以及山水林田湖草的整體保護、系統修復和綜合治理等工作的前提和依據。

以測繪地理信息的視角，這些自然資源都是具有明確空間特征、隨時間變化的地理實體對象。而測繪地理信息工作的本質就是：獲取某一時刻（When）地理實體對象（What）的空間屬性（Where，如位置、邊界、面積、長度、高度、坡度等信息）、空間關系（如方向、方位、距離、拓撲關系等）、空間實景（如影像、色彩、紋理、光譜特征等）以及相關屬性，并處理、表達、共享這些信息。

當前，測繪地理信息科學邁向地球空間信息服務新時代，通過多平臺、多尺度、多分辨率、多時相的空、天、地觀測手段實現全天時、全天候、全地域的時空信息服務［2］。因此，發揮測繪地理信息的專長，為自然資源管理提供技術支撐、科學手段和決策依據，是新時期黨中央和國家賦予測繪地理信息的新使命和主要職責，也是此次機構改革將測繪地理信息融入自然資源管理的戰略要求。如何適應新要求、履行新職責，做好自然資源管理中的測繪地理信息工作是擺在測繪人面前的新課題。

筆者在分析國外測繪地理信息服務自然資源管理中發現美國的現狀值得我們關注和研究。內政部是美國自然資源的管理部門，其下屬的美國地質調查局(United States Geological Survey，USGS)是美國更大的水、地球、生物科學研究機構和民用測繪機構，是內政部10個業務局中唯一沒有管理職能，定位為科學研究的機構，為內政部自然資源管理和其他 *** 部門、企業、社會公眾等提供科學數據、地圖、工具、知識。美國地質調查局成立于1879年，在1996年之前其主要工作內容集中在地質測繪和礦產資源調查、地圖測繪和地形測量、水資源調查3個方面，分別由地質處、國家測繪處、水資源處負責，1996年新成立生物資源處（國家生物服務局合并入USGS），以便從跨學科交叉的角度研究自然資源問題，其1996年組織機構見表1；直至2009年依然按地質學、地理學、水文學、生物學4個學科設置組織架構和預算結構；2010―2011年，美國地質調查局為了更好地滿足社會發展需要，進行了其史上最重大的變革，將以學科為主線調整為跨學科解決重大問題的使命領域為主線設置組織機構和預算結構，將4個處重組為7個使命領域，見表2，并延續至今。其中核心科學系統定位為全局性綜合使命，繼承了國家測繪處的主要職責和地質處、生物資源處的部分職責，履行USGS作為國家民用測繪機構的使命，對樹的頂部一直延伸到最深的地下水的底部的近地表面進行詳細的測繪和調查，開發高質量、高精度的地形圖、地質圖、水文圖和生物地理圖和數據，為其他六個使命領域服務，其他六個使命領域以問題為導向，專注于解決面臨的一些最重要的問題。表3為2020年USGS主要組織機構及職責情況。

表1 1996年USGS主要組織機構及職責

表2 2010年USGS重組機構職責變化對應情況

表3 2020年USGS主要組織機構及職責

從USGS的一百多年來的發展和變革看，其職責從最初單純的測繪和調查以提供各類基礎地圖，逐步拓展為以測繪、調查、科學分析研究為核心科學技術手段，綜合利用多學科知識，圍繞自然資源各類問題的認識、發現、研究、評估、解決，為管理部門掌握情況提供基礎信息、政策決策提供依據和方案。近年來USGS對其七個使命領域在不斷進行調整優化，其中核心科學系統一直比較穩定，且呈不斷加強的趨勢。縱觀USGS的發展和轉變之路，值得我們思考和研究。以上對USGS分析研究的數據和信息均來自其官方網站。

針對新時期測繪地理信息服務自然資源管理，國內學者開展了相關研究和分析。文獻[3]分析了自然資源管理內涵，提出了測繪地理信息科技創新在自然資源管理中建立自然資源調查監測技術體系、國土空間規劃技術體系等的相關任務建議；文獻[4]從自然資源的特點以及自然資源管理需求出發, 提出測繪地理信息在自然資源管理中服務資源調查、確權登記、空間規劃、監督監管4項主要任務；文獻[5]提出基礎測繪要同等重視對自然資源管理和經濟社會發展的服務，加快研究基礎測繪在自然資源管理整體布局中的定位，明確基礎測繪相應的工作模式、工作內容、組織形式；文獻[6]從測繪地理信息服務角度，探討了測繪地理信息技術在自然資源統一確權登記中的技術支撐作用；文獻[7]提出開展前瞻研究建立服務基礎以及服務于自然資源調查、確權登記、國土空間規劃、評價分析、保護監測、督查執法等方面的建議；文獻[8]在分析現有自然資源業務數據和基礎測繪數據的基礎上結合自然資源管理需求，提出了新型基礎測繪的相關技術要求、應用方向和地理實體數據的技術路線。上述研究為在自然資源管理中開張測繪地理信息支撐和服務工作提供了方向和思路，但側重在以外因驅動向外觀察的視角進行分析和研究，缺少以內部視角向內審視如何適應如何調整的研究和思考。本文立足于此，以冀補充。

從“九五”期間建成數字化測繪生產基地，完成全國1:25萬地形和地名數據庫建設，啟動全國1:5萬基礎地理信息數據庫建設，推動1:1萬及更大比例尺數據庫的建設開始，經過二十余年不斷努力，形成了體系化的基礎測繪成果。國家測繪基準數據庫包括大地基準、高程基準、重力基準、深度基準和觀測成果數據庫，包括國家級重力測量成果、水準測量成果、三角測量成果、全球衛星導航系統測量成果、大地水準面成果等。通過國家現代測繪基準基礎設施建設，建成高精度、三維、動態、陸海統一的現代測繪基準體系，同時具備面向公眾的亞米級實時導航、面向專業用戶的實時厘米級和事后毫米級定位服務能力[9]。

國家基礎地理信息數據庫覆蓋全國陸地范圍，包括多分辨率的正射影像數據庫以及多比例尺的地形要素數據庫、數字高程模型數據庫和地形圖制圖數據庫4種類型的基礎地理信息資源。同時可以提供覆蓋全部陸地國土的衛星影像或航空影像，數據源包括數字航空攝影、高精度機載激光雷達、無人機數字航空攝影、傾斜航空攝影、機載合成孔徑雷達等。目前持續更新1:5萬、1:25萬、1:100萬基礎地理信息數據庫，每年更新一次、發布一版， 1:1萬基礎地理信息數據庫整合升級已經基本完成。其中1:5萬地形要素數據庫覆蓋全部陸地國土，包括水系、居民地及設施、交通、管線、境界與政區、地貌與土質、植被、地名及注記等9個大類、53個中類、470個小類，共1.8億個要素對象[10]。

地理國情數據庫內容包括地表覆蓋、地理國情要素、遙感影像解譯樣本等7個數據庫。其中地表覆蓋數據庫主要依據地表覆蓋物的自然屬性，按照種植土地、林草覆蓋、房屋建筑、道路路面、構筑物、 *** 地表、人工堆掘地以及水面等8個一級類，46個二級類，86個三級類，最小圖斑實地面積200 m2，圖斑數超過2.6億個[11]。

從2014年開始，國家啟動信息化測繪體系建設工作，先后建成多個信息化測繪生產示范基地。以陜西測繪地理信息局為例，從總體架構、生產技術、生產管理、生產裝備、基地構建應用示范等方面，研究了信息化測繪生產基地的構建模式和構建技術，完成了各生產單位測繪生產基地信息化升級改造，初步建成信息化測繪生產體系，測繪服務能力和服務水平有效提升。

為適應大智物云等新一代信息化技術的發展，推動信息化測繪技術更上層樓[12]，2016年陜西測繪地理信息局啟動陜西省地理空間大數據中心建設。目前具有超過1 000臺服務器、超過10 000核的計算能力，20 PB的存儲能力以及萬兆 *** 服務和超過5 000個節點的接入和數據交換能力，已建成可用容量2.8 PB的分布式存儲系統，以及34個計算節點、可用容量超過200 TB的超融合云計算平臺，并實現34個節點的虛擬化安全，實現了資源池統一管理、彈性分配。利用超融合云平臺、分布式計算等多種技術，能夠結合語義分析、機器學習算法、標簽庫、關系庫等建立分析模型，對數據進行分析、挖掘等邏輯運算后，快速向應用系統提供高效、智能、準確的數據服務。依托超融合云平臺、圖形處理器云等技術，海量影像數據的糾正、融合等自動化處理能力大幅提升，大數據快存快取、地圖切片、三維場景構建等生產業務能力提升明顯[13]。目前, 自然資源部測繪領域4個派出機構都已具備牢固的信息化測繪技術基礎。

作為自然資源部測繪領域4個派出機構，陜西、黑龍江、四川、海南測繪地理信息局一直以來發揮著國家基本隊伍的角色，能夠充分保證測繪成果的客觀真實，這都依賴于專業人才隊伍作保障。以陜西測繪地理信息局為例，全局現有測繪地理信息及相關專業技術人員826人，其人員結構見表4。

表4 陜西測繪地理信息局專業技術人員結構

從表4中數據反映出3個個特點。一是工種齊全，從業務與項目管理、生產作業、質量管理到系統研發、標準制定，體系化結構比較完整；測繪專業全覆蓋，人員配置合理；自然資源相關專業人員數量偏少。二是整體學歷水平高，層次分布合理，向技術密集型發展趨勢明顯，但是高端人才數量偏少。三是梯隊建設和年齡結構合理。

各個派出機構在裝備建設上始終處于全國甚至全球的前列。以陜西測繪地理信息局為例，全局擁有高精度航空重力儀、機載激光雷達、應急監測車、絕對重力儀、微形變監測系統、水深測量系統、三維激光掃描系統等先進儀器，形成空天地海一體化數據采集、處理、應用測繪裝備體系。表5為陜西測繪地理信息局主要高精尖裝備。

表5 陜西測繪地理信息局主要高精尖裝備

測繪地理信息服務自然資源管理，需要將多年形成的成果、技術、人才隊伍、服務模式有機融入自然資源管理業務中。當前在這幾個方面雖然都具備較好的基礎，但是也面臨時代的新要求。

聚焦自然資源管理，測繪地理信息成果存在以下問題。一是成果內容沒有貼近自然資源管理。在幾十年的發展中，基于全面服務經濟建設和社會發展的需求，為各行各業和全社會提供基礎性通用成果，因此成果要內容和要求與自然資源管理的需求相距較遠，成果難以直接使用。二是基礎地理信息要素雖然基本覆蓋自然資源山水林田湖草各要素，但是大多定義有差異，指標要求不一致，導致同一實體，多次采集，既提高成本又增加服務難度。三是適合自然資源管理直接利用的成果類型較少，除基準成果、正射影像和數字高程模型外，在自然資源管理中可直接體現測繪地理信息價值的成果不多。需要盡快解決上述問題，使成果更加貼合自然資源管理，同時擴展成果類型、豐富成果形式。

現行技術體系針對的是基礎地理信息成果和國家基本比例尺地圖生產及服務，涉及工種多、生產環節多、質量要求嚴、標準化程度高，適合大區域、規模化生產。整個技術體系成熟、穩定，以常規技術為主。對人工智能、云計算等新興技術的應用還處于摸索和小范圍嘗試階段。

面對服務自然資源管理，更多的是常規監測、專項監測、應急監測、專項調查、日常督察等服務工作。其特點是目標多而小，對單兵技能和知識要求較高。因此必須建立種類多、體量小、針對性強、適應性好、智能化高的各種輕量型的技術體系，側重在衛星遙感、無人機測繪等方面，充分利用大數據、人工智能、物聯網、云計算等技術，突出輕小、快速、靈活、智能的技術特點[14]。

當前人才隊伍測繪地理信息專業度過高，理想的專業配置應達到三三制，即三分之一測繪地理信息專業、三分之一自然資源相關專業、三分之一信息技術相關專業。隨著服務自然資源管理工作的開展，對單兵的綜合素質、技能和知識要求會越來越高，需要大量的復合型專家人才，既掌握測繪地理信息專業技能，又具備一定的山水林田湖草專業知識，同時熟悉自然資源管理相關業務、擁有統計分析評價能力等。現在大部分的測繪隊伍還是以規模生產的傳統模式構建組織體系，層級多、分工細，流水化組織，不適合新的服務的要求，需要加強扁平化組織結構建設。

測繪地理信息要發揮在自然資源管理中的技術支撐作用，需要做好兩個重要工作：一是提供基礎成果，這是基礎性工作，需要進一步繼承發展；二是提供技術服務，直接參與到自然資源業務工作中，需要加快培育發展壯大。目前服務存在散、小、碎的不足，主要是項目零散、規模小、服務碎片化、形式單一，缺乏系統化的頂層設計和整體規劃。同時缺乏深入的服務，需要圍繞自然資源全要素管理，圍繞全過程修復治理，圍繞統一調查評價、統一確權登記、統一用途管制、統一監測監管、統一整治修復等業務工作，將服務嵌入自然資源管理業務鏈中，探索滿足多樣化需求的服務內容和服務形式，建立系統、全面的服務體系。

面對時代新要求，需要從內部做好調整和轉變，做好以生產為核心向生產和服務并重轉型，從廣泛普適向聚焦主業升級，是測繪地理信息服務自然資源管理工作的必由之路。

當前應對現行生產體系按照支撐自然資源管理的需求改造建設為新的生產體系，同時按照服務自然資源管理的需求建立服務體系，及早從以生產為核心向生產和服務并重轉型發展，見圖1。

圖1 現行生產體系、新生產體系和服務體系關系示意

測繪地理信息工作的核心是基礎測繪生產，通過長年積累形成了一套行之有效的生產體系，包括成果體系、技術體系、標準體系、組織體系、質量管理體系、成果服務體系等。各體系成熟、穩定、完善，相互支撐。以生產為驅動，具有鮮明的規模化、規范化、工序化特征，同時具備生產周期長、組織嚴密、勞動密集的特點。所有的資源、技術、人員、管理以合格的成果生產為最終目的，生產全過程有標準可循，從開始到結束在內部運行，形成獨立的、封閉的、不受外部影響的環。在兼顧自然資源管理和經濟社會發展的雙重要求下，基礎測繪生產依然作為核心不能變，但是需要對現行生產體系進行適應性改造。

同時還必須以服務自然資源管理為核心開展相關服務工作，這些工作內容在文獻[3-8]都有論述。其中有的工作規模并不大但需要具備多學科知識、高素質的專家型人才；有的工作只有最終的統計數據需求，沒有量化的標準要求和過程規范可依，需要探索和嘗試；有的工作程序難以固化，環節銜接不緊密，實現路徑多樣化，多種技術交叉，需要更大限度發揮智力作用。這些大多是針對性極強的技術服務或知識服務工作，屬于知識密集型服務。這類服務不是獨立閉合的環，而是自然資源管理中某一業務工作的一個環節或一部分，受到前后環節的影響和制約。

過去測繪地理信息服務于經濟建設、國防建設、社會發展各部門，以地形圖、4D成果為代表的基礎測繪成果作為廣泛應用的基礎性、公益性空間數據成果，凸顯全社會各部門、各行業的共性需求，提供最基礎的空間信息，因此比例尺從1:500～1:1 000 000設置齊整，要素選擇完整、通用，其特點是信息負載均衡、應用廣泛普適。表6列舉了地形圖在機構改革前應用較多的部門中的主要用途[15]。

表6 機構改革前地形圖在相關部門的主要用途

機構改革后，自然資源部整合的部門和職責涉及表6中國土、城市規劃、城鄉建設、地質礦產、水利、農業、林業等主要測繪地理信息用戶部門，隨著整合的深入，以前各部門的專業要素必然融合成為統一的自然資源要素，在分類管理的基礎上向統一管理轉變，統一劃定自然資源要素，制定統一的自然資源要素定義和分類標準，達到對“山水林田湖草”全要素的綜合管理，基礎測繪成果服務方向有了清晰的主線。

在支撐自然資源管理中，新生產體系應以“一測多用”為目標，加強頂層設計，對已有成果體系進行調整改造（圖1），構建新成果序列和數據模型，形成新成果體系，為建立新生產系統中的技術體系、標準體系、組織體系、質量管理體系、成果服務體系提供依據和方向。可以通過以下工作開展新成果體系研究與建立。

1）梳理需求。圍繞自然資源管理中調查監測評價、統計分析評估、確權登記、空間規劃、用途管制、開發利用、保護修復、督察監管、預警預報等全部業務的工作內容、業務流程和環節，梳理對測繪地理信息成果的需求和要求。

2）形成新成果序列。以需求為基礎，對大地基準、高程基準、重力基準、深度基準等成果，利用地球參考框架精化技術、衛星精密測高技術、大地水準面精化技術等，持續優化、完善、維護全國統一、陸海一體、三維、高精度的空間基準；對基礎地理信息成果類型逐一進行梳理，從空間參考、分辨率、比例尺、成果類型、數據類型、質量檢驗、保密等級等各方面進行適用性分析，研判新成果類型的可能性和可行性，形成新成果序列。

3）建立成果數據模型。對新成果序列中的每一類成果確立數據模型。以數字線劃圖成果為例：對基礎地理信息要素與自然資源要素進行逐一分析比對，從定義、精度、屬性、采集、制圖等各方面，分析共性和差異，提出融合 *** ，對共性要素進行融合實驗驗證，判斷融合的效果，全面評估融合可能產生的各類影響和接受程度，提出解決方案，形成新時期的基礎地理信息要素；同時，對其成果精度、要素數據字典、圖式表達、質量要求等進行類似的分析，融合、調整，最終形成新的數字線劃圖成果數據模型。

4）建立新型成果管理模式。地球空間網格適合多源異構海量時空數據的集成、檢索、關聯、融合、共享、統計、分析及三維可視化，應加快研究基于地球空間網格對各類成果數據進行統一組織和管理的模式、 *** 和技術。

服務體系由業務體系、成果體系、技術體系、標準體系、組織體系、質量管理體系等構成，見圖1。業務體系明確服務的對象、內容和要求，解決“服務什么”的問題。成果體系、技術體系、標準體系、組織體系、質量管理體系解決“怎么服務”的問題。

1）業務體系建設。目前對于業務體系的研究和討論不多，主要側重在具體點上的服務業務的探索和實踐上，如三調、房地調查、資源環境承載力、自然資源資產審計、自然資源資產負載表編制等，或是籠統地對調查監測、確權登記、空間規劃、生態修復等方面宏觀的分析，缺少由面到線到點鉤織的體系化業務的思考。需要對自然資源管理全鏈條、全過程、全環節調研掌握需求和要求，研究分析測繪工作的嵌入點和結合點，明確各項服務業務的對象、內容和要求，以及工作流程和環節、相互的關聯關系和影響因素等，從而構建業務體系。

2）技術體系建設。技術體系與現有生產體系中的技術體系差異不大。例如，對于自然資源動態監測服務，以衛星遙感技術結合無人機測繪技術，綜合使用全色、多光譜、高光譜、紅外、熱感應、激光雷達、干涉雷達等傳感器，快速獲取高空間分辨率、高時間分辨率、高光譜分辨率、高輻射分辨率的各類影像作為動態監測的數據源；應用在云計算環境下以機器學習為核心的影像識別和智能解譯技術實現目標檢測和變化檢測[16-17]；運用移動測量技術、手持測量技術、電子調繪技術等進行野外核查取證；運用地理信息系統技術進行對比分析、疊加分析、沖突檢測、融合處理、制圖輸出。這些技術都包含在現有技術體系中，只是目標對象不同。重點需要加強運用大數據技術進行數據挖掘、管理、應用，運用人工智能技術進行數據分析、評價、輔助決策等的技術實現。

3）成果體系建設。成果體系需要新建，包括實現業務體系中所有服務業務所產生的結果和成果，與新生產體系中的成果體系完全不同，更多的是如統計數據、報表報告、圖冊圖集、專題圖等成果類型。

4）標準體系建設。標準體系也需要新建，雖然兩個技術體系中的技術差異不大，但是兩個成果體系中的成果不同，實現過程和技術要求存在差異，需要制定新標準，建設新標準體系。需要研究測繪標準體系中以信息流為主維度構建的原則是否適合服務型業務的開展。信息流為主維度側重于數據和成果的生產和處理標準，而數據獲取和應用服務管理標準較少，對于服務自然資源管理業務而言，這種情況剛好相反。

5）組織體系建設。組織體系包括行政管理、項目實施、人員調度和設備管理等方面的建設內容，涉及組織機構、人員結構的調整、優化以及業務運行相關的管理制度，通過組織體系建設，減少層級、剔除冗余、加強設計，形成扁平化、模塊化(按技術特長和業務知識等劃分基本組織單元)、自適應(根據不同業務要求，各模塊可自行銜接調整形成任務鏈)的新型組織結構，保障服務過程中信息流、任務流、數據流的有序暢通和受控管理。

6）質量管理體系建設。質量管理體系需要研究以“兩級檢查一級驗收”保障“合格成果”為核心的生產質量理念是否適用服務業務，根據成果體系中的每項成果，研究滿足自然資源管理的質量目標和質量要求，進行綜合分析、理論研究、實踐驗證，探索質量管理技術和管理制度，建立質量管理體系。

在繼續做好地理信息公共服務平臺建設與服務的基礎上，謀劃開展地理信息自然資源服務平臺的建設和服務。其定位是為國、省、地市自然資源管理各項業務工作提供全要素、全時空、多尺度、多維度的空間基底；提供滿足多源異構時空大數據管理需要的地理信息服務；同時是滿足自然資源社會化服務需要的公共服務平臺。

空間基底，主要包括地理空間網格、二維地形成果、三維地貌成果、三維地物成果、地表影像成果等，能夠全面、真實反映當前地理現狀，作為自然資源管理各類業務數據整合、集成的底圖，是實現三維立體自然資源一張圖的基礎。

地理信息服務，主要包括對自然資源管理涉及的各類時空數據提供分布式時空大數據管理、時空大數據定位服務、地理編碼服務、空間分析服務、時空大數據共享計算、時空大數據可視化、時空大數據業務服務、時空大數據運營等服務[18]。這些數據包括：地上地下、水上水下各類自然資源現狀數據，不動產權籍、三區三線等管控數據，統計分析、日常監管、開發利用、保護治理等形成的業務數據以及其他 *** 部門協同共享的時空數據，主要用于滿足日常業務的需要。

公共服務平臺，即自然資源公共服務平臺，提供面向社會公眾、科學研究、教育科普、行政執法等方面的一站式門戶網站服務，向外發布可公開的自然資源時空數據。

面對融入自然資源管理的時代要求，測繪地理信息工作既需要外視以明確服務方向和服務方式，還需要內察以調整自身的結構和模式，通過外合需求、內調結構，共促轉型升級。本文從內察的角度出發，梳理了在成果、技術、人員、裝備等方面具備的工作基礎和面臨的新要求，從發展模式和體系結構層面分析解決路徑、從工作層面提出具體舉措，對急需開展的新成果體系研究與建立、服務體系建設與實踐、地理信息自然資源服務平臺建設和服務進行了初步思考，下一步需要在具體工作中開展進一步的研究和實踐。