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地理国情监测为何会卡在准确性与权威性上?

来源:泰伯网    时间:2017-01-09 08:45:00
 

本文摘自泰伯网

目前,第一次全国地理国情普查工作已经基本结束,这是我国首次开展全国性的地理国情调查工作,随着地理国情普查工作的结束,持续的地理国情监测工作也将陆续展开。

未来地理国情监测工作将成为我国测绘地理信息事业的工作重点,地理国情监测工作将促进各地的测绘地理信息管理部门从“管理型”和“生产型”部门向“服务型”部门转变,同时也为我国广大的地理信息企业发展提供了前所未有的巨大机遇。

作为一项新的工作,地理国情监测产生的背景是什么?未来地理国情工作将如何推广并实现其真正的意义和价值?其工作瓶颈是什么? 地理国情并不是一个新事物。

我国现代地理信息技术从上世纪70年代末80年代初诞生以来,得到了快速发展。特别是进入90年代中以来,我国地理信息技术飞速发展,且得到了广泛应用,逐渐应用到各个领域和行业,产生了巨大的经济和社会效益。但是,随着我国地理信息技术发展,一些问题也逐渐出现。

首先,长期以来我国的地理信息事业中,数据生产一直占据首要位置,而基础地理信息数据又是数据生产的主要工作,基础地理信息数据最根本就是以生产大量4D产品(DOMDRGDLGDEM)为主,而非针对各个领域和行业的地理信息数据。由于大量的数据都是基础地理信息,而比较缺少各个行业和领域的专业地理信息,导致地理信息应用水平较差。

其次,基于以上原因,各个领域和行业的单位自行采集本部门的地理信息,导致各种数据标准与应用接口无法统一,数据质量也得不到保证,数据可靠性不高,特别是数据的通用性差,成为应用的一大阻碍。

再次,由于我国大多数地理信息部门由测绘部门转变而来,存在“重数据、轻应用”的情况,大多数地理信息都是表面地理信息,缺少各种地理实体之间的信息关联与分析,对政府和企业决策提供的信息有限或者不准确。

最后,地理信息各个实体之间的关系是复杂的,而同时这种关系对人类活动的影响也是较大的,而目前我国地理信息系统都未能有效建立和分析各个地理信息实体之间的关系,其数据应用挖掘较弱。

为了能够改变我国地理信息在各个领域应用较差的情况,促进我国地理信息技术和数据为各个领域与行业服务,同时为政府以及市场企业实体决策提供可靠依据,我国政府大力推动我国地理信息走向专业化、标准化和统一化,在这种情况下,产生“地理国情”和“地理国情监测”。

严格来说,“地理国情”并不是一个新事物,而是一个新的定义。地理国情是伴随着人类和国家的诞生而产生的。我国早期的地理著作《水经注》、《禹贡》和《徐霞客游记》等,都属于地理国情范畴,也属于早期地理信息。

地理信息的概念是广泛而模糊的,而地理国情却是相对明确的。

在我国现代地理信息诞生和发展的过程中,曾经出现“测绘派”(南派)地理派”(北派),即以数据为主的地理信息学派和以地理理论为主的地理信息学派。这也可以说是我国地理信息中的地信息理信息技术流派差异,地信息主要是表达空间位置和各种实体的基本信息,而理信息则是各种实体之间的关联关系信息。

地理国情则是两种理论的集成。可以说,地理国情是地理信息的扩展和实用化。

地理国情是与空间地理实体相关的国家自然环境与自然资源、科技教育状况、经济发展状况、政治状况、社会状况、文化传统、国际环境和国际关系等信息以及各种信息的关联分析,从而得出能够深入揭示经济社会发展的时空演变和内在关系的综合国情,即基于地理信息数据和地理理论分析的成果。通过表面调查手机获得的数据称为基础地理国情,而通过建立基础地理国情信息之间的关系,并进行分析而获得的成果,称为高级地理国情。因此,“地信息”是基础地理国情,而“理信息”是高级地理国情。

获取和掌握我国以及全球各国地理国情的工作,称为地理国情监测。

第一次全国地理国情普查以及之后开展的地理国情监测的成果是丰富的,数据量是巨大的。但是,在地理国情普查工作开展之前到地理国情普查数据统计分析基本结束,无论是参与地理国情普查工作者本身还是涉及到的各个领域的工作人员,都会有个疑问,如何能让其他领域和行业的工作人员信服这些数据的准确性和可靠性?

众所周知,第一次全国地理国情普查工作调查虽然仅仅是最基础的地理国情,但是内容涉及到农业、林业、水资源、矿业和交通等,在标准和方案制定前,也多次与这些相关部门进行交流以及让这些领域技术人员参与了标准制定,但是由于在实际实施过程中遇到各种情况和问题非常复杂,甚至这些行业和领域之间的标准和内容也存在冲突,因此这些最终数据是否能让这些“第三方”接受,肯定是心存疑虑的。

这些领域的部门,也有自己的数据,当地理国情普查数据与行业部门的数据相冲突,谁的数据更可信?更权威?政府、企业和大众更倾向于接受谁的数据?

这不仅仅是本次地理国情普查的问题,也是未来地理国情监测工作中所面临的最大问题。

技术是地理国情监测工作的第一支持力,而应用则是地理国情监测工作的第一推动力。如果基础地理国情的准确度不足,导致其影响力和权威不足,无法得到普通大众和专业部门以及政府部门的认可,其应用困难,高级地理国情成果的推广应用更无从谈起,地理国情监测工作将很难持续开展。

因此,地理国情的准确性和权威性,是开展持续化地理国情监测工作的第一瓶颈。

我国测绘地理信息工作正在进行转型升级,大量工作人员都将转为参与地理国情监测工作,解决这一问题,将关系到我国测绘地理信息事业的发展。

如何突破该瓶颈?

要打破该瓶颈前,我们首先应当以旁观者特别是非专业领域的普通大众以及政府决策者的身份看待我们地理国情普查和监测工作的一些问题,只有看到这些问题、解决这些问题,我们才能突破这个瓶颈。

第一, 监测目标的定义与分类问题。

这是地理国情监测工作的第一难题。地理国情信息涉及到地球上的各种实体,这个实体是一个非常庞大的体系,需要对各种实体目标进行定义和分类。

与基础地理信息简单定义与分类不同,地理国情分类要遵循各种实体定义和分类的科学性、专业星、统一性和延续性。定义包括其概念定义与范围定义,分类除建立同类群属外,还需要建立分层次的分类级别,如生物界的“门、纲、目、科、属、种”。确定地理国情实体的定义与分类外,还要通过分类层次和排序进行编码,使每一个实体都有唯一固定编码,同时还要考虑编码的扩容性。

由于地理国情实体因素太多,要建立如此庞大而科学的分类和编码体系是非常复杂的,如果不建立这个体系,基础地理国情信息就不是一个科学可靠的信息体系,也无法开展后续地理国情应用推广和高级地理国情信息的获取。因此,地理国情实体的定义、分类和编码,是地理国情监测工作中急需解决的问题,也是最基础的工作。

从地理国情普查的过程和结果上看,虽然涉及到的地理国情实体并不多,但是在实体定义过程和编码中的教训很多,多次出现实体定义变动和分类不明确等问题,且编码也存在不完整(编码目录树不完整),作为第一次地理国情普查,这种教训却是巨大的收获。

第二, 数据获取尺度的统一。

地理国情监测工作是一项涉及到多个专业领域的工作,获取地理国情的技术方法和手段也是有多种多样的。如卫星遥感、航空摄影和无人机低空摄影、实地调查等,未来还要通过实地传感器以及其他部门的统计数据传输等方式获得各种地理国情数据。

由于数据获取方式和手段太多,基础数据源太多,涉及到信息尺度统一的问题,特别是时间尺度和空间尺度问题,即如何保证数据更新周期以及在相同标准的基础数据源(如影像分辨率)上获得地理国情信息。长期依赖,如何快速更新地理信息数据一直是个难题,当发展到地理国情监测时,这个问题的矛盾更加突出。

如果不能实现时间尺度、空间尺度以及质量尺度的统一,所获得的地理国情并非统一框架下的国情。同一实体的时间演化以及不同实体之间的关联关系都不是正确的(如用夏天的绿化率与冬天绿化率比较),其结果往往是错误的。

因此,地理国情监测,其时间和空间尺度统一非常重要。

第三, 地理国情成果的真实可靠性。

如前文所述,地理国情成果应用推广一个重要的问题就是其地理国情成果的可靠性。其实,在我国真正全面开展地理国情监测工作之前,很多部门特别是非测绘地理信息部门的科研院所都开展过一些专题的地理国情监测,不过基本上都是基于卫星遥感特别是中低分辨率卫星遥感的专题地理国情监测,基于各种理论通过反演的方法获得各种专题地理国情信息,但是得到的成果往往都是一些显而易见的定性成果,定量成果极少,即使有极少定量成果,其数据范围也是很大,数据可靠性低。

这也是我国卫星遥感应用推广长期以来存在的问题,也就是这个问题,促使我国地理国情监测工作的产生,可靠的地理信息技术和数据体系加入才使遥感应用更加可靠。

我国的地理信息是在测绘的基础上产生的,一方面,基础地理信息对数据质量要求很高,有一套完整的质检体系,另一方面,基础地理信息主要是空间几何关系和一些最基本的数据,质检相对简单。

而地理国情在获取手段上与基础地理信息有着较大差别,未来地理国情信息的获取不可能完全依赖于人工,随着技术发展以及数据更新周期的要求,计算机解译在地理国情监测解译工作中的工作量越来大,即遥感技术在地理国情监测应用越来越广,而且地理国情监测的范围往往非常大,且地理国情实体的信息丰富丰富,从时间和效率上考虑都不可能采用传统地理信息的技术手段进行质检。如何保证这些基础地理国情的成果质量,是必须解决的问题。

另一方面,除基础地理国情外,通过基础地理国情建立地理国情实体之间的关联关系和分析模型,获取高级地理国情成果,其成果的可靠性和质量依赖于建立的关联关系和数学模型。

无论是基础地理国情和高级地理国情,其质量和可靠性,都是需要面对的问题。

第四, 地理国情成果展示与发布。

地理国情的最基本和最主要的表达方式为数据,地理国情的数据也是为一些高级用户和专业服务的主要方式。但是对于非专业用户以及普通大众,数字展示却是一种难以接受的方式。

现在,我国各省市自治区正在开展地理国情普查统计分析,采用了多种方法进行展示,取得了良好的效果,但是从阶段性成果上看,主要都是静态非互动的展示,即成果已经固定,缺少动态和互操作功能。未来地理国情的成果是复杂和海量的大数据,用户应该可以通过互操作的人机对话方式,实现地理国情动态展示,使用户更加容易接受地理国情。因此,除地理国情本身外,建立地理国情信息发布共享平台,开发更新的地理国情发布方式,也是未来地理国情监测工作需要突破的领域。

总之,要实现地理国情的有效应用,必须突破地理国情工作中的瓶颈,而突破瓶颈,需要面对和解决以上问题。当然,除以上问题外,还有很多其他问题,但是以上问题却是未来地理国情监测中必须优先解决的问题。(文|廖永生)

 

 

 


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