元宇宙趋势下基础测绘发展探讨_李婧.pdf

技术探讨地理信息世界GEOMATICS WORLD第29卷 第6期2022年12月Vol.29 No.6December，2022元宇宙趋势下基础测绘发展探讨引文格式：李 婧，熊 伟.元宇宙趋势下基础测绘发展探讨J.地理信息世界,2022,29(6):95-97,103.Discussion on the Development of Basic Surveying and Mapping Under the Trend of Metaverse李 婧1，熊 伟21.北京天弘基业科技发展有限公司，北京 100038；2.自然资源部测绘发展研究中心，北京 100036基金项目：自 然 资 源 部 科 技 创 新 人 才 工 程 青年人才资助项目（121106000000180039-1904）作者简介：李婧（1987），女，山西临汾人，工程师，学士，主要从事摄影测量与遥感相关技术研发和推广工作E-mail：通信作者：熊伟（1982），男，湖北鄂州人，研究员，硕士，主要从事测绘地理信息发展战略规划政策研究工作E-mail：收稿日期：2022-08-05LI Jing1，XIONG Wei21.Beijing Tianhong Jiye Technology Development Co.,Ltd.,Beijing 100038,China;2.Development Research Center on Surveying&Mapping of Ministry of Natural Resources,Beijing 100036,China【摘要】作为数字经济建设的重要内容之一，元宇宙的发展方向和建设内容逐渐清晰，将对未来基础测绘发展产生深刻影响。在这一趋势下，应充分把握基础测绘发展的新阶段及内涵变化，围绕构建元宇宙发展进程及本质特征，重新审视基础测绘发展机理，固化以产品需求为核心的基础测绘发展模式，围绕新产品体系构建新技术体系，适时推动生产组织体系变革，不断提升基础测绘成果的可用性、适用性，充分发挥这一法定测绘的应有价值。【关键词】基础测绘；元宇宙；地理信息数据；探讨【中图分类号】P28 【文献标识码】A 【文章编号】1672-1586（2022）06-0095-04Abstract：Asoneoftheimportantcontentsofdigitaleconomy，thedevelopmentdirectionandconstructioncontentofthemetaversearegraduallyclear，whichwillhaveaprofoundimpactonthefuturedevelopmentofbasicsurveyingandmapping.Underthistrend，weshouldfullygraspthenewopportunityofthedevelopmentofbasicsurveyingandmappinganditsconnotationchanges，reviewthemechanismofbasicsurveyingandmappinginthedevelopmentprocessandtheessentialcharacteristicsofbuildingametaverse，solidifythebasicsurveyingandmappingdevelopmentmodelwithproductdemandasthecore，buildanewtechnologysystembasedonthenewproducts，timelypromotethereformoftheproductionorganizationsystem，constantlyimprovetheavailabilityandapplicabilityofbasicsurveyingandmappingachievements，andgivefullplaytotheduevalueofthisstatutorysurveyingandmapping.Key words：basicsurveyingandmapping；metaverse；geo-informationdata；discussion0 引 言基础测绘是国民经济和社会发展必不可少的一项前期性、基础性、公益性事业，能够广泛服务于经济社会发展诸多领域，实施基础测绘对于促进国民经济和社会信息化、提高行政能力、增强我国综合国力和国际竞争力具有重要意义1-2。1997 年，基础测绘被纳入国民经济和社会发展计划管理体系。近 20 年来，其作为一项重要的政府职能，在分级管理模式下，逐步完成了基本比例尺地形图对大部分陆地国土的必要覆盖，在技术体系上实现了从模拟测绘到数字化测绘再到信息化测绘的深刻转变。“十二五”末期，随着我国经济发展进入新常态，以及以物联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术为核心的新型基础设施的快速发展，以生产二维地图产品为主要任务、按比例尺大小对同一区域进行重复测绘的基础测绘发展模式已经暴露出不适应形势发展、时代发展、高质量发展的突出问题，在这一背景下，国家测绘地理信息局党组提出了构建新型基础测绘体系的设想，并在相关规划中进行了重要部署和任务安排3。十九大以来，随着中央提出加快发展数字经济这一新的主要经济形态，各行各业加快推动高质量发展，尤其是元宇宙概念的提出，基础测绘该如何发展，其建设内容、生产模式、产品形态、管理体制机制如何做出调整或改进，值得探讨。96地理信息世界GEOMATICS WORLD第29卷技术探讨1 基础测绘的新发展阶段及内涵变化2014 年新型基础测绘概念的提出和全国基础测绘中长期规划纲要（20152030 年）的印发，标志着我国基础测绘正式进入新型基础测绘阶段。此后，诸多专家学者、研究机构和主管部门针对新型基础测绘的工作内容、产品形态、技术方法、组织模式等进行了系统研究和有益探索2,4-10，但始终未能取得实质性进展，直到新型基础测绘进入试点工作阶段之后，其建设内容和发展路径逐渐清晰和明朗。2017 年 11 月，国家测绘地理信息局批复同意上海新型基础测绘试点项目立项，该项目历时 3 年并于 2020 年顺利通过自然资源部国土测绘司组织的成果验收，在创新基础测绘理论体系、提升测绘信息采集智能化水平、丰富基础测绘成果体系、创新基础测绘服务模式、拓展应用场景等方面进行了有益探索、积累了宝贵的实践经验11。除此之外，武汉、宁夏、西安、山东、北京、徐州、株洲等一批省市和地区相继开展相关试点建设，取得积极进展和成效12。基于长期理论研究和实践探索的经验总结，当前，业内对于新型基础测绘的内涵基本形成了统一认识，即在保持公益性要求前提下，以新的成果模式基础地理实体作为核心和切入点，带动技术体系、生产组织体系和政策标准体系全面升级转型的基础测绘体系13，实景三维中国是其标准化产品14。从根本上说，从基础测绘到新型基础测绘，最核心的变化是产品形态从二维、平面、静态到三维、实体、时序化、人机兼容理解的变化，尤其是实现对现实世界的真实表达和呈现，以及由此带来的生产内容、工艺流程、技术体系、组织模式等方面的深刻变化。毫无疑问，我国基础测绘已经进入一个新的发展阶段，也将随着需求和技术的发展而产生变化。2 元宇宙的发展及本质特征元宇宙（Metaverse）一词首次出现于 1992 年美国著名作家 Neal Stephenson 的科幻小说雪崩15，在经历了 20 多年从文学影视创作到游戏娱乐体验到学术理论探讨的反复探索之后，随着物联网、云计算、人工智能、大数据、区块链、移动通信、虚拟现实、三维建模等新技术的快速发展和成熟应用，到 2020 年后逐渐演变为数字经济的一种产业形态，正朝着构建新型社会体系赖以生存的数字生产生活空间的方向快速发展。罗布乐思（Roblox）、脸谱（现更名为Meta）公司、英伟达、亚马逊、苹果、谷歌、微软、大脑芯片公司 Neuralink等国外科技巨头纷纷涉足和推动元宇宙产业化发展16。目前，元宇宙的发展尚处于学术理论研究与产业实践相互促进的新阶段，后者发挥着更重要的作用，其内涵也愈发的清晰，即利用现代科技手段链接和创造的与现实世界进行映射和交互，在空间维度上虚实结合、时间维度上真实的数字世界，是发展数字经济的重要载体和平台。核心是：基于扩展现实技术提供沉浸式体验，基于数字孪生技术生成现实世界的镜像，基于区块链和Web3.0 技术搭建经济体系，将虚拟世界与现实世界在经济系统、社交系统、身份系统上密切融合，允许每个用户进行内容生产和编辑16-19。3 元宇宙趋势下基础测绘发展思考元宇宙正在从一个科幻、学术概念发展为一种客观现象，并着力创建人类新的生产生活数字空间，助推数字经济快速发展。在这一背景下，应重新审视基础测绘的发展机理，探寻基础测绘发展新思路（图 1），更好地满足数字经济与元宇宙建设的需要。图 1 基础测绘发展的内生机理图Fig.1 Endogenous mechanism of basic surveying and mapping development3.1 固化以产品需求为导向的基础测绘发展机理基础地理信息数据的生命力在于应用，应用的范围、领域，或者说广度和深度，由产品的质量，更重要的是由与现实需求的契合度决定。之所以要发展新型基础测绘，最根本的是要解决由需求变化引起的以 4D 产品为主要表现形式的传统基础测绘产品已经难以满足经济社会高质量发展需求和要求的问题，核心就是面向基础测绘的新需求，对产品形态进行重新定义，提升基础测绘成果的可用性，更好地满足经济社会发展需要。基972022年 第6期技术探讨李 婧，等.元宇宙趋势下基础测绘发展探讨于此，基础测绘发展的内生机理是由需求所决定（图1），然后结合技术发展程度，确定可生成的产品形态。由于需求和技术都是动态变化的，因而在不同的历史时期，基础测绘的产品形态也应是动态变化的；作为互联网的终极形态，元宇宙时代的基础测绘产品形态必将超越实景三维中国这一表现形式，迈入时序化（四维，人类能够感知的只有四维）的无人智能测绘产品时代，虚实交互的四维测绘产品将成为构建元宇宙不可或缺的基础支撑。因而，基础测绘的内涵必将随着时代的发展而不断丰富，但是从概念上来看，基于法定测绘的属性，仍应遵循中华人民共和国测绘法赋予的根本定义所确定的工作内容。3.2 围绕新产品体系构建新技术体系在以地理实体数据库和实景三维中国为主要产品形态的基础测绘发展现阶段，以多源海量遥感影像数据分布式并行计算、遥感影像智能解译、遥感影像变化信息智能检测与提取、三维影像自动建模、三维 GIS 管理等代表技术及相应的产品质量检验规程和标准化工艺流程构成的技术体系初步形成。面向元宇宙时代，生产时序化的无人智能测绘产品，推动虚拟世界与现实世界的融合发展，应充分把握云计算、物联网、大数据、人工智能、区块链、新一代网络通信、传感器、扩展现实（XR）等技术演进动向，加强与测绘地理信息技术之间的融合，加快发展无人智能测绘技术。其中，至少应升级发展高精度时空基准与导航定位技术，提升我国自主地心大地坐标系的动态维持能力，以保持和维持元宇宙下的数字生产生活空间在时空运行上的稳定性、准确性；加快高分辨率影像实时获取与立体化处理、云 GIS、扩展现实GIS、新一代三维GIS（或是元宇宙GIS）等技术创新发展，推动真实世界的三维立体数字化建设、运行与管理。3.3 推动生产组织体系变革目前，我国正在大力推进以实景三维中国为主要产品的新型基础测绘建设，借助更加智能化的技术手段和信息化管理流程，大大提升了对我国国土范围内自然地理要素和地表人工设施的重建、表达及应用能力，但是整个生产组织模式并没有进行相应的调整，数据处理上的人员工作量只增不减，主要是因为新的产品形态所产生的数据量呈指数级增加，同时，现阶段三维建模软件和遥感数据处理软件等难以在保证真实世界准确、完整重建前提下实现完全的智能化，仍需要大量的人工辅助处理。面向元宇宙时代的到来，解决这一问题刻不容缓，除了要着力加快技术融合创新步伐以外，更为重要的是推动基础测绘生产组织体系的调整。基于此，第一，应强化研发技术人才的培养，积极引入计算机视觉、图形图像、数学、深度学习等人工智能相关学科领域专业人才，推动与测绘领域（包括导航定位、遥感、地理信息系统等）基础理论融合创新、技术融合创新。第二，在数据获取和采集时更多地依靠智能传感器来完成、数据处理几乎完全依靠机器来完成的趋势下，应适时精简内外业作业人员（至少应保留控制网布设、外业核验、应急测绘等必需的相关人员）。第三，大力培养能够保证大部分基础地理信息数据安全使用的开发人员，确保大部分的基础测绘成果应用基于网络完成。第四，基于区块链技术，构建全社会力量广泛参与地理实体相关数据采集的工作模式，确保生产和编辑的内容可追溯、可使用。4 结 论构建元宇宙是发展数字经济的内在要求和社会进步的表现。现阶段，新型基础测绘提出的建设内容在成果表现形式上比较接近元宇宙建设的需要，但依然存在技术创新不够、人才储备不足、管理体制机制跟不上等诸多需要解决的难题。为此，应结合元宇宙发展以及实体经济发展需要，继续深化对基础测绘工作内容的研究及实践探索，着力加强自主创新和人才培养，以为人类探索与改造自然能力的持续提升提供强有力的支持。参考文献1 测绘发展战略研究项目组.中国测绘事业发展战略研究报告R.北京：测绘出版社，2006.2 李维森.新型基础测绘的探索与实践M.北京：测绘出版社，2018.3 王春峰.全国基础测绘中长期规划纲要（20152030年）辅导读本M.北京：测绘出版社，2015.4 桂德竹，张成成，崔红霞.新型基础测绘的工作对象和内容刍议J.测绘通报，2016（9）：1-4.5 乔朝飞.新型基础测绘刍议J.地理信息世界，2017，24（5）：8-12.6 王东华，商瑶玲.开展新型基础测绘设计研究 推进测绘地理信息事业转型发展J.中国测绘，2018（1）：14-16.7 肖建华.建立新型基础测绘体系的实践与思考J.中国测绘，2018（1）：32-36.8 王焕萍，兀伟，张莹.新型基础测绘标准化探讨J.测绘标准化，2018，34（1）：1-5.（下转第103页）1032022年 第6期技术探讨部门、跨行业攻关，推动新技术、新产品的教育、培训、试点应用，更加高效的推动正在开展的新型基础测绘、实景三维中国、智慧城市等的建设进程，进一步加强遥感与地理空间信息对生态文明建设、高质量发展的赋能应用。参考文献1 蒋捷，陈军.摄影测量与遥感的国际研究动向国际摄影测量与遥感学会（ISPRS）的结构与主题J.地理信息世界，2003，1（1）：16-19.2 CHEN J，DOWMAN I，LI S，et al.Information from Imagery：ISPRS Scientific Vision and Research AgendaJ.ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing，2016，115：3-21.3 中国国际科技交流中心官网.国际摄影测量与遥感学会（ISPRS）简介EB/OL.2021-05-14.http:/ 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