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科技日报:王东华:将国家基础地理信息数字化

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  本报记者 操秀英

  “这是三峡大坝建设之前的地图,你看这里都是村庄。这一幅是大坝修建之后的,从这两张图上就能清楚分析出三峡大坝修建后的变化情况及相关数据。”国家基础地理信息中心副主任王东华指着电脑里的地图告诉记者。

  电脑里正呈现的,是去年更新完成的全国1∶5万基础地理信息数据库。历经8年建成、5年完成更新的这一数据库,对王东华来说,就像是一个慢慢长大的孩子。

  上世纪80年代以来,王东华作为国家基础地理信息系统数据库的主要设计者和组织者,参加了1∶100万、1∶25万、1∶5万比例尺3个大型国家级空间数据库的建设和更新,担当了解决重大技术问题的关键角色。由于出色的科研和管理经历,王东华于近日当选为国家测绘地理信息局第二批科技领军人才。

  从1∶100万到1∶5万的跨越

  基础地理信息数据库建设,通俗说来,就是将地形地貌数字化电子化。它在国家经济建设、国防等各个领域发挥基础作用,也是数字城市、数字中国甚至数字地球建设的基石。

  这一工作听起来简单,但事实上,大范围、高精度的基础地理信息获取及有效持续更新是一个世界性难题,涉及到测绘、遥感、地理信息等多学科领域的技术问题。从上世纪80年代开始,我国陆续开展了1∶100万、1∶25万、1∶5万国家基础地理信息库的建设与更新。

  “1∶100万、1∶25万数据库建设主要是将已有的纸质地图通过人工或扫描方式采集数据,录入到电脑系统中,1∶5万的数据库已经全面采用到遥感及数字测图技术,采集或更新数据,精度更高、速度更快捷。”王东华说。

  从1986年—1998年,王东华作为主要负责人之一,全程参加并完成国家科技攻关项目“国家基础地理信息系统全国1∶100万数据库”,以及承担完成国家重大测绘工程“国家基础地理信息系统1∶25万数据库”建设,研究建成我国第一个实用型和全国范围大型地理信息数据库,开创性地开展了数据库实体建设、技术方法和数据标准研究,以及实际应用等基础工作,整体达到国际先进水平,分别获得国家科技进步三等奖、二等奖。

  2002年,他带领团队第一次尝试国家级大型数据库的更新,建立了采用中分辨率遥感影像数据、车载GPS技术以及各种专业资料更新1∶25万数据库的技术方法、工艺流程和技术规范标准,以及工程化协同更新的生产组织模式等,实现对1∶25万基础地理数据库进行全面更新。2009年,又实现了对全国1∶25万数据库进行第二次全面快速更新。

  从1999年—2006年,历时8年,“十五”期间的国家基础测绘最大的工程项目1∶5万基础地理信息数据库建成。这个项目的总投资超过7亿元,上百个单位、近万人参与,国家基础地理信息中心为主要负责单位。王东华也是主要负责人之一。

  建成全国范围内现势性最高的最大比例尺地理信息数据库

  “近几年我国经济社会迅速发展,城镇化发展速度加快,对国家基础地理信息数据库提出更高要求,因而数据库更新也就成为一项迫切任务。”王东华说,2006年,1∶5万国家基础地理信息数据库更新工程启动。

  在这一项目中,针对我国经济建设和社会发展对国家1∶5万基础地理信息数据库内容完善、现势性提升、全面覆盖的迫切需要,王东华带领团队对1∶5万基础地理信息更新的模型方法和关键技术进行了较为深入系统的研究。他们研制了工程技术方案及工艺流程,制定一系列技术标准规范;研发了先进实用的质量控制技术方法及软件系统;研制基于数据库的1∶5万地形图快速制图技术方法及系统,系统性解决了生僻字地名信息更新、地形图快速制图以及地形数据库与制图数据库联动更新等难题;突破了1∶5万数字高程模型精化与更新技术;创新研发了新型海量空间数据库网络化集成管理与服务系统,形成了新的数据库建库模式。

  最终创建了国家1∶5万基础地理信息更新的技术体系,形成了规模化更新生产能力,完成了我国80%陆地国土面积的更新区域19150幅1∶5万基础地理信息的首次全面更新。

  这是迄今为止唯一能够覆盖全国陆地范围,比例尺最大、现势性最好的地理信息数据库。1∶5万基础地理信息数据库,它将祖国陆地上的各种地理信息以高精确度数字化的形式表现,包括地形要素数据、正射影像数据、数字高程模型数据、地形图制图数据等4种产品形式。其中1米分辨率的影像地图,能反映出1米大小的地面物体和要素,在城市中,大到一个学校、一座桥梁,小到居民楼,甚至公共厕所,都可以在其中找到。

  在具有同等国土规模的大国中,中国是首个完成该尺度国家级基础地理信息数据库全面更新的国家,无论在技术创新性、工程宏伟性、数据现势性,均属于国际先进,这使得中国成为国际测绘地理信息的领先国家之一。

  “国家测绘地理信息局每年向社会提供的基础地理信息数据中,1∶5万数据占71%,数据用途十分广泛。王东华说。

  遵循“边建边用”原则,据不完全统计,数据成果已在国家和省市各行业上千单位使用,在全国水利普查、电子政务建设、省级数据交换平台建设、文物保护、国防建设与反恐维稳应用、应急服务等方面产生了重要效益。

  王东华说,目前国家基础地理信息数据库基本上仍是以社会公益和政府部门内部使用为主,但随着两大工程的竣工,商业化应用会逐渐得到推广。

  目前,王东华和他的同事一直致力于基础地理信息数据库的动态更新技术研究。2012年实现每年对重点要素进行一次更新。今后的目标是实现动态快速更新。

  出色的大工程“管家”

  如今,具备丰富大工程组织管理经验的王东华正在全面负责国家基础地理信息数据库动态更新、国家现代测绘基准体系基础设施建设一期工程,及全国1∶1万数据库整合升级等重大工程项目等。

  重大工程项目的实施不同于一般的科研课题。科研课题寻求的多是单个或某些方面的技术突破,而重大工程则更加需要整体技术集成与无缝链接,以及管理模式的创新等,在近三十年的历练中,王东华成为满足这种需求的科技管理组织人才。

  他在工程管理、技术协调,以及解决工程实施遇到的重大问题中发挥了关键性作用。多年来,他组织设计的工程技术方案就有几十个,解决了许多生产实践中的重大技术问题。他在国内率先主持研究出一整套地理信息工程质量控制的先进技术方法,开发了实用的软件系统,用计算机软件对空间数据进行质量检查。

  同时,在项目管理上大胆创新,建立一套优化的项目管理方式与机制,做到工程实施分工明确,配合协调,管理规范、有序,各项管理工作快速、高效和务实,质量管理严格,保证工程有序推进。国家1∶5万数据库更新工程的组织实施与管理创新,得到有关领导、专家及项目承担单位的一致好评,成为重大测绘地理信息工程管理的成功典范。

  随着各地数字城市建设的脚步不断加快,各省开始全面建设与更新1∶1万基础地理信息库。但由于各地经济发展水平及技术实力不同,如果不能很好地进行统筹规划设计,对于将来全国1∶1万数据库的融合带来困难。

  “我们正在做的就是要设计和编制一套更详细的技术方案及标准,从全国层面统一各省的数据库。”王东华说。

  ■ 人物档案

  王东华国家基础地理信息中心副主任、国家测绘地理信息局科技领军人才。1996年至2008年国家测绘地理信息局青年学术和技术带头人,1999年起享受国务院政府特殊津贴,2005年入选新世纪百千万人才工程国家级人选。现任中国测绘学会地图与GIS专业委员会副主任、影像获取工作委员会副主任、注册测绘师工作委员会副主任;中国海洋工程技术咨询协会理事;中国遥感学会理事。多次荣获国家自然科学奖、国家科学技术进步奖等诸多奖项。



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