用三維時(shí)空數(shù)據(jù)建自然資源“一張圖”
2020-09-10 09:11:21 來源：曲靖市自然資源和規(guī)劃局
近日，國家基礎(chǔ)地理信息中心承擔(dān)建立的三維立體時(shí)空數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，按照自然資源“一張圖”建設(shè)部署接入自然資源部信息中心網(wǎng)絡(luò)，成為三維立體自然資源“一張圖”建設(shè)的空間基底。該系統(tǒng)首次完成全國多年基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫、地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)庫、部分自然資源專題數(shù)據(jù)庫等海量多元、多尺度、多時(shí)相數(shù)據(jù)的三維立體整合，實(shí)現(xiàn)了地理空間數(shù)據(jù)的三維真實(shí)表達(dá)、綜合空間疊加和秒級在線應(yīng)用。
三維立體時(shí)空數(shù)據(jù)庫建設(shè)取得突破
建設(shè)三維立體“一張圖”是新時(shí)期真實(shí)展現(xiàn)山水林田湖草海自然資源要素分布、服務(wù)自然資源管理決策的一項(xiàng)全新工作。2019年，自然資源部對三維立體時(shí)空數(shù)據(jù)庫建設(shè)作出指示，要求加快系統(tǒng)建設(shè)、完成網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，服務(wù)自然資源管理應(yīng)用。隨后，自然資源部發(fā)布《自然資源調(diào)查監(jiān)測體系構(gòu)建總體方案》《自然資源部信息化建設(shè)總體方案》《2020年自然資源部網(wǎng)絡(luò)安全與信息化工作要點(diǎn)》等方案，要求依托基礎(chǔ)測繪成果和各類自然資源數(shù)據(jù)成果，構(gòu)建三維立體時(shí)空數(shù)據(jù)庫，形成三維立體自然資源“一張圖”，推進(jìn)自然資源三維立體+時(shí)間的多角度、全方位管理創(chuàng)新。
三維數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已有多年發(fā)展。與二維數(shù)據(jù)庫相比，三維數(shù)據(jù)庫從平面升級到三維空間，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在存儲調(diào)度、瀏覽顯示、疊加分析方面的計(jì)算成本呈幾何級上升。此外，原有三維系統(tǒng)大多以數(shù)字仿真為主，在多尺度三維數(shù)據(jù)協(xié)同服務(wù)以及基于三維的海量數(shù)據(jù)承載與應(yīng)用等方面，均存在較大技術(shù)難度。如何推動(dòng)二維系統(tǒng)向三維系統(tǒng)全面升級，構(gòu)建多尺度三維立體綜合性數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，是整個(gè)領(lǐng)域面臨的一個(gè)新命題。
國家基礎(chǔ)地理信息中心作為多項(xiàng)全國重大測繪工程的牽頭單位，長期負(fù)責(zé)國家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫、地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)庫等全國性數(shù)據(jù)庫的建設(shè)、維護(hù)、更新與應(yīng)用，在大規(guī)模時(shí)空數(shù)據(jù)管理與服務(wù)上有長期積累。新時(shí)期，國家基礎(chǔ)地理信息中心充分發(fā)揮數(shù)據(jù)資源和技術(shù)優(yōu)勢，緊密結(jié)合“三調(diào)”、空間規(guī)劃、督察執(zhí)法、耕地保護(hù)、違法監(jiān)管、分析評價(jià)等重點(diǎn)需求先行先試，連續(xù)為自然資源管理決策提供了多個(gè)層次的應(yīng)用保障，取得良好效果，并在多方位融合應(yīng)用中，對自然資源三維管理價(jià)值有了深切體會。
為此，以綜合性三維表達(dá)與應(yīng)用一體化為目標(biāo)，國家地理信息中心在多年工作基礎(chǔ)上，重點(diǎn)圍繞多尺度地形實(shí)景信息融合、PB級遙感影像實(shí)時(shí)調(diào)度、億級復(fù)雜矢量三維表達(dá)與應(yīng)用、高程坡度等柵格計(jì)算分析等影響三維調(diào)度與應(yīng)用的瓶頸問題，由核心骨干牽頭，組織優(yōu)勢力量，主動(dòng)出擊、大膽創(chuàng)新、全力推進(jìn)。中心經(jīng)過一年多的不懈努力和集中攻關(guān)，先后解決多項(xiàng)技術(shù)難題，成功建立了一套三維立體時(shí)空數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
支撐自然資源管理成效初顯
當(dāng)前，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在支撐自然資源數(shù)據(jù)管理方面成效初顯，首次完成了所有國家級地理空間數(shù)據(jù)資源與部分自然資源專題數(shù)據(jù)資源的三維立體整合與統(tǒng)一在線管理。
三維數(shù)據(jù)方面，數(shù)據(jù)庫已聚合管理全國10米、60%重點(diǎn)地區(qū)2米三維地形數(shù)據(jù)，部分試點(diǎn)區(qū)的傾斜攝影、城市精模、地下管線、地下空間及水下地形等地上地下數(shù)據(jù)，基本建立了一套覆蓋全國、尺度融合、空間連續(xù)的三維立體一張底板。
影像數(shù)據(jù)方面，數(shù)據(jù)庫已聚合管理全國連續(xù)5年地理國情監(jiān)測、基礎(chǔ)測繪、資源調(diào)查等超2PB影像成果，形成了三維立體的遙感影像動(dòng)態(tài)一張圖。
矢量數(shù)據(jù)方面，數(shù)據(jù)庫已聚合管理全國連續(xù)多年的基礎(chǔ)地理信息、地理國情監(jiān)測以及部分自然資源專題數(shù)據(jù)成果，實(shí)現(xiàn)了矢量數(shù)據(jù)在三維立體上的一體化表達(dá)與應(yīng)用。
柵格數(shù)據(jù)方面，數(shù)據(jù)庫已實(shí)現(xiàn)全國多尺度高程、坡度、暈渲等柵格數(shù)據(jù)的三維在線服務(wù)，具備全國任意范圍的查詢分析等基礎(chǔ)能力。
根據(jù)工作安排，該系統(tǒng)現(xiàn)已接入自然資源部信息中心網(wǎng)絡(luò)，并在支撐自然資源業(yè)務(wù)應(yīng)用上初步發(fā)揮作用。在三維信息支撐方面，按照自然資源“一張圖”建設(shè)部署，數(shù)據(jù)庫成為了三維立體自然資源“一張圖”建設(shè)的空間基底，并進(jìn)一步接入中國地質(zhì)調(diào)查局相關(guān)網(wǎng)絡(luò)，為地質(zhì)災(zāi)害三維平臺系統(tǒng)提供三維支撐。
在業(yè)務(wù)應(yīng)用方面，該系統(tǒng)初步為自然資源部辦公廳、自然資源調(diào)查監(jiān)測司、國土空間規(guī)劃局、耕地保護(hù)監(jiān)督司、國土測繪司、國家自然資源總督察辦公室、國務(wù)院第三次全國國土調(diào)查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室等提供應(yīng)用服務(wù)，先后開展了秦嶺、縉云山、圖牧吉等自然保護(hù)區(qū)違建分析、全國耕地坡度抽檢與分析、基本農(nóng)田坡度與地類分析、黃河灘區(qū)范圍提取與情況分析、粵港澳大灣區(qū)規(guī)劃數(shù)據(jù)分析、青海湖水面變化分析、鴨綠江河口變化分析等應(yīng)用工作，取得良好反響。
發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢服務(wù) “兩統(tǒng)一”職責(zé)履行
現(xiàn)實(shí)世界的國土空間是一個(gè)三維空間，山水林田湖草是一個(gè)生命共同體，三維支撐是自然資源統(tǒng)一管理和綜合治理的內(nèi)在動(dòng)力。因此，自然資源管理部門必須轉(zhuǎn)變?nèi)S認(rèn)知和技術(shù)理念，加快建立以三維為基礎(chǔ)的自然資源信息支撐體系，真實(shí)再現(xiàn)國土空間自然地理狀況和自然資源分布情況，為自然資源管理提供全方位、一體化應(yīng)用支撐。
用地理數(shù)據(jù)說話，在三維空間研判，憑科學(xué)事實(shí)決策，是切實(shí)履行好自然資源“兩統(tǒng)一”職責(zé)的必然選擇。三維立體時(shí)空數(shù)據(jù)庫將持續(xù)發(fā)揮三維信息技術(shù)優(yōu)勢，為三維立體自然資源“一張圖”建設(shè)及自然資源管理應(yīng)用提供持續(xù)支撐與服務(wù)，共同推進(jìn)自然資源事業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。
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