測繪地理信息科技發展“十二五”規劃

國家測繪地理信息局通知

國家測繪地理信息局關於印發《測繪地理信息科技發展“十二五”規劃》的通
國測科發〔2012〕2號
各省、自治區、直轄市、計畫單列市測繪地理信息行政主管部門,新疆生產建設兵團測繪地理信息主管部門,局所屬各單位,各有關單位:
為貫徹落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》和《測繪地理信息發展“十二五”總體規劃綱要》,指導測繪地理信息科技工作,我局組織編制了《測繪地理信息科技發展“十二五”規劃》,現印發給你們。請結合實際貫徹落實。
附屬檔案:測繪地理信息科技發展“十二五”規劃
國家測繪地理信息局
二〇一二年二月九日

測繪地理信息科技發展“十二五”規劃

“十二五”時期,是全面建設小康社會的關鍵時期,也是深化改革開放、加快轉變經濟發展方式的攻堅時期。我國將堅持以科學發展為主題,以加快轉變經濟發展方式為主線,加快經濟結構的戰略性調整,大力促進科技進步和創新,加速資源節約型、環境友好型社會建設,大幅提高人民生活水平和富裕程度。面對經濟社會發展新形勢,我國測繪地理信息發展正進入全面構建數字中國的關鍵期、測繪產品服務需求的旺盛期、地理信息產業發展的機遇期、加快建設測繪強國的攻堅期。牢牢把握難得的黃金戰略機遇期,推動測繪地理信息加速發展、轉型發展,提升對經濟社會發展的保障服務能力,是“十二五”時期測繪地理信息發展面臨的重要課題。
適應經濟社會發展的新形勢,滿足測繪地理信息發展的新要求,迫切需要加快完善測繪地理信息科技創新體系,增強自主創新能力,充分發揮測繪地理信息科技對事業產業發展的支撐和引領作用。為統籌解決測繪地理信息科技工作中的矛盾和問題,凝練測繪地理信息科技發展“十二五”重點任務、重大項目,推動測繪地理信息科技發展,根據《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》、《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》、《國家“十二五”科學和技術發展規劃》、《國務院關於加強測繪工作的意見》、《全國基礎測繪中長期規劃綱要》以及《測繪地理信息發展“十二五”總體規劃綱要》,制定本規劃。

一、形勢分析

從國際上看,地理信息數據獲取、數據處理、分發服務等領域關鍵技術不斷取得突破,測繪信息化取得長足進展。從國內看,測繪地理信息科技創新組織體系不斷完善,科技攻關取得重要成果,保障支撐能力顯著提升,發展環境持續最佳化,交流合作不斷深化,需求更加旺盛迫切,前景更加廣闊。

(一)現狀和趨勢

1、國際測繪地理信息科技發展現狀和趨勢
大地測量從靜態到動態、從地基到天基、從區域到全球迅速發展,定位精度顯著提高,套用領域不斷拓寬。重力衛星的發射使得地球重力場觀測正在由地基向天基轉變,精度和覆蓋率不斷提高,為統一全球高程基準創造了條件。全球導航衛星系統(GNSS)飛速發展,美國正在實施全球定位系統(GPS)現代化計畫,俄羅斯正在著手格洛納斯(GLONASS)補星完善,歐盟的伽利略系統(Galileo)預計在2013年初步組網,我國北斗衛星導航系統目前已經具備向我國大部分地區提供定位、導航以及通信服務的能力。多系統兼容互操作成為GNSS套用主流。基於多種大地測量觀測手段的全球大地測量觀測系統(GGOS)建設成為新的發展方向。
航空航天遙感朝“三多”(多感測器、多平台、多角度)和“四高”(高空間解析度、高光譜解析度、高時相解析度、高輻射解析度)方向發展,對地觀測系統逐步小型化,衛星組網和全天時、全天候觀測成為主要發展方向。2010-2020年,美國計畫執行17個新的衛星項目,涵蓋地球科學的各個領域。遙感的套用分析正在由定性轉向定量,航空航天遙感數據已經成為地形圖測制更新的主要數據源,遙感數據產品呈現出高/中/低空間解析度、多光譜/高光譜/合成孔徑雷達共存的趨勢。遙感數據快速處理系統不斷湧現,如法國研製的像素工廠(Pixel Factory)、美國PCI公司的地理影像集成軟體系統(GXL)等。
地理信息處理與管理正在向自動化、智慧型化發展,三維空間數據管理成為研究熱點,基於格線計算、雲計算的地理信息系統解決方案不斷湧現。美國和歐洲的格線地理信息系統技術處於領先地位,國際地理信息系統軟體仍以ArcGIS、資料庫管理系統Oracle為主要品牌。海量空間數據管理方式發生了重大變化,三維空間數據管理已成為技術發展重點,美國率先推出了Googleearth、Skyline、VirtualEarth、WorldWind、ArcGlobe等一系列基於網路和影像的大型數據管理和服務系統。
地理信息服務向覆蓋範圍更大,服務形式更加靈活、更加網路化,服務內容精度更高、現勢性更好的方向發展。美國在大型桌面地理信息系統基礎軟體領域獨占鰲頭,ArcGIS、Intergraph和MapInfo約占有全球地理信息系統軟體市場份額的60%,我國大型桌面地理信息系統也主要採用美國GIS軟體。微軟必應地圖(BingMaps)與谷歌地圖(GoogleMaps)都提供線上地圖服務。微軟利用Silverlight技術重組了地圖套用工具,發布了街景圖像。谷歌地球開發部發布了新的APIV2航空影像。用戶可以更方便地得到所需的地理信息,獲得更多數據、影像以及更好的服務。物聯網、雲計算等新技術的發展為地理信息隨時隨地服務奠定了堅實基礎。
2、我國測繪地理信息科技發展現狀
科技攻關取得重要成果。地球重力場、高精度定位導航等技術取得重要突破,我國地心坐標系統CGCS2000的建立,有力地促進了測繪基準體系從二維向三維、靜態向動態、參心向地心的轉變。數字航攝儀、大面陣大重疊度航空數位相機、機載合成孔徑雷達系統、低空無人飛行器航空攝影系統等數據獲取裝備成功研製並投入生產。遙感影像壓縮質量驗證、影像仿真、衛星地面檢校等衛星測繪技術取得了重要進展。開發了地理信息三維虛擬現實系統、遙感圖像綜合處理系統、機載雷射雷達數據處理系統、數字攝影測量格線系統、高解析度遙感影像數據一體化測圖系統等數據處理系統,實現了從地理信息數據獲取到輸出全程數位化。突破了數據保密處理等數據管理與服務關鍵技術,研製了自主智慧財產權的公眾版國家地理信息公共服務平台“天地圖”、基礎地理信息時空資料庫管理系統、國務院全國空間信息系統等大量套用系統,為拓展和深化基礎地理信息數據套用奠定了堅實的技術基礎。開展了“927測繪工程關鍵技術與示範套用”、“高精度輕小型航空遙感系統核心技術及產品”、“全球地表覆蓋遙感製圖與關鍵技術”等百餘項國家863、973、支撐計畫等重點科研項目。通過這些重大測繪地理信息科技專項的帶動,有7項科技成果獲得國家科技進步二等獎,1項獲得國家技術發明二等獎。
科技創新體系建設取得了顯著成績。國家測繪地理信息局重點實驗室及工程中心由“十五”末的9個擴展到17個,研究領域從傳統的大地測量、攝影測量與遙感、地圖製圖拓展到對地觀測、海島(礁)測繪、國土環境與災害監測、現代城市管理等領域。成立了國家測繪工程技術研究中心。基本形成了以國家級測繪地理信息科研機構為骨幹,各領域重點實驗室和工程中心均衡發展、交叉融合,面向行業、帶動地方的科技創新組織體系,為全面提升測繪地理信息科技創新能力奠定了堅實的基礎。測繪地理信息高新技術企業蓬勃發展,一批綜合實力雄厚和創新能力強的高新技術企業陸續上市。中國測繪創新基地建成並投入使用。國家和地方地理信息科技園區建設穩步推進,形成一批測繪地理信息科技創新基地,為測繪地理信息科技集群化發展創造了良好條件。

(二)機遇和挑戰

1、世界各國對測繪地理信息的高度重視為測繪地理信息科技發展帶來新契機
20世紀90年代以來,以地理信息系統、航空航天遙感等技術為代表的現代測繪地理信息技術得到了空前發展,並已經滲透到國民經濟和社會發展的各個方面,從而形成與推動了地理信息產業的迅速發展。全球金融危機爆發後,世界各國政府均把測繪地理信息科技發展作為提高本國競爭力和生產力的最基本內容之一,測繪地理信息科技水平先進的國家相繼制定了對地觀測戰略或計畫,搶占未來科技發展的戰略制高點,測繪地理信息資源已經廣泛套用於眾多行業和領域,包括國土、地質、礦產資源、農業、林業、水資源、生態環境等。世界各國對測繪地理信息發展的高度重視,為加快我國測繪地理信息科技發展帶來了新的契機。
2、全球科技飛速發展為測繪地理信息科技創新帶來新動力
全球衛星導航技術的快速發展與重力衛星的成功套用促使大地測量技術迅速向高精度、動態、全球化方向發展。航空航天遙感技術的發展,豐富了地理信息獲取手段,提高了地理信息更新效率。網路技術、信息技術加速滲透和深度套用,將引發以智慧型、泛在、融合和普適為特徵的新一輪信息產業變革,對測繪地理信息生產服務體系將產生革命性的影響。學科交叉和技術融合加快,測繪地理信息創新要素和創新資源在全球範圍內流動加速。國際金融危機加速了世界進入創新密集和產業轉型時期,新型科技產業不斷湧現。“物聯網”、“數字地球”和“智慧地球”的快速發展,為測繪地理信息科技開拓了更加廣闊的發展空間。
3、國家重大發展戰略對測繪地理信息科技創新提出新要求
我國將發展戰略性新興產業作為“十二五”重點任務,對地觀測領域作為戰略性新興產業的重要組成部分,面臨良好發展機遇。同時,國家發展低碳經濟、應對全球氣候和環境變化、實施主體功能區規劃、城鎮化戰略、區域協調發展戰略等,都對測繪地理信息科技工作提出了新的更高要求。這就需要充分發揮測繪地理信息科技客觀、準確、定量分析與評估的優勢,突破地理國情監測關鍵技術,通過開展地理國情監測分析,為國家經濟發展方式轉變和經濟結構調整、社會和諧穩定、科技惠民生和可持續發展提供強有力的保障。
4、測繪地理信息發展環境日新月異為科技創新帶來新機遇
胡錦濤總書記、溫家寶總理、李克強副總理多次從戰略高度對測繪地理信息事業發展做出重要指示,要求加強協同創新,加快信息化測繪體系建設,提高測繪地理信息保障服務能力;加強測繪地理信息基礎研究和能力建設;加強自主創新,著力構建數字中國;加強地理國情監測,豐富測繪地理信息產品;積極開發利用測繪地理信息,搶占未來發展制高點。在我國測繪地理信息事業蓬勃發展的大背景下,測繪地理信息科技創新作為國家科技創新工作的重要組成部分,具有了搶占新一輪科技競爭戰略制高點的難得機遇,將為建設創新型國家和全面建設小康社會提供強有力的測繪地理信息科技支撐。

(三)需求和差距

目前,緊密結合測繪地理信息事業發展實際需要,我國測繪地理信息科技工作取得了重要進展,基本建立了符合科技自身發展規律和滿足測繪地理信息發展需求、布局合理、支撐有力、產學研相結合的科技創新體系,通過大力推動測繪地理信息科技自主創新,全面建成了數位化測繪技術體系,為以地理信息數據獲取實時化、處理自動化、服務網路化和套用社會化為標誌的信息化測繪體系建設奠定了堅實的技術基礎。
“十二五”時期,我國經濟社會快速發展對測繪地理信息保障服務的需求呈現出新的趨勢。在服務範圍上,除了城市規劃、工程建設、勘測設計等傳統保障服務領域外,科學管理決策、公共應急救急、資源環境管理、發展低碳經濟等新型領域對測繪地理信息服務又提出了新的需求。在服務內容和服務方式上,要求地理信息數據覆蓋範圍廣、現勢性更強、要素內容更豐富、服務方式更便捷,對地理國情監測信息的需求空前強烈。
同以上需求相比,測繪地理信息科技發展仍存在不少差距。一是測繪基準技術不能適應測繪基準建設和套用的需求,我國測繪基準建設與維護,主要依賴國外測繪儀器、衛星以及數據處理軟體。二是數據獲取能力難以滿足經濟社會發展需求,還不具備多平台、多時相、多感測器、高解析度、高光譜和快速機動的數據獲取能力,高解析度遙感衛星數據依賴進口。三是數據處理自主軟體產業化程度不高,生產效率低、成本高,造成基礎地理信息資料庫建設與更新相對滯後。四是核心管理軟體和網路服務軟體依賴國外產品,缺乏網路環境下對三維、多時態、海量地理信息數據的分散式管理能力,地理信息保障服務能力有待進一步提高。五是測繪地理信息技術向其他技術領域的滲透不夠,制約了測繪地理信息保障服務領域的拓展,在充分發揮企業的科技創新積極性和能動性方面需要進一步加強。與此同時,同測繪地理信息科技發展進步的要求相比,科技人才建設需進一步加強,特別是要加快測繪地理信息領軍人才培養和創新型團隊建設。

二、總體思路

(一)指導思想

以鄧小平理論和“三個代表”重要思想為指導,深入貫徹落實科學發展觀,準確把握“構建數字中國、監測地理國情、發展壯大產業、建設測繪強國”的總體發展戰略,堅持“自主創新、重點跨越、支撐發展、引領未來”的基本方針和“著力加快科技自主創新,提高測繪地理信息生產力水平,推動測繪地理信息發展方式轉變”的測繪地理信息科技發展方向。以服務科學發展為主題,以支撐加快經濟發展方式轉變為主線,以提高自主創新能力為核心,以實施重大科技任務為著力點,搶占測繪地理信息科技制高點,培育地理信息產業增長點,圍繞社會民生關注點,突破事業發展關鍵點。強化協同創新,注重協同發展,不斷完善科技創新體系,加快健全科技創新規章制度,提高科技引領和支撐能力,推動我國由測繪大國向測繪強國邁進。

(二)基本原則

1、堅持以支撐測繪地理信息事業發展為宗旨
根據經濟社會發展對測繪地理信息的緊迫需求,解決測繪地理信息事業發展面臨的重大科技問題,著力突破重點關鍵技術,形成自主智慧財產權的科技成果,增強科技儲備,加快新型高性能儀器研製和產業化進程,為測繪地理信息事業發展提供有力的科技支撐。
2、堅持以提高自主創新能力為核心
始終把提高自主創新能力擺在測繪地理信息科技工作的突出位置,加強原始創新、集成創新和引進消化吸收再創新,全面提升測繪地理信息自主創新能力,增強支撐測繪地理信息未來發展的核心競爭力。
3、堅持統籌部署和重點突破相結合
測繪地理信息科技工作既要為近期的重大測繪工程實施和構建信息化測繪體系提供科技支撐,安排重大科技專項;又要著眼長遠,以增強科技儲備和引領未來發展為目標,加強基礎研究和能力建設,突破具有帶動性的關鍵技術。
4、堅持人才資源是第一資源的戰略思想
樹立事業發展靠科技、科技進步靠人才的觀念,尊重人才、尊重創新,努力培養多層次、高素質的科技人才隊伍,為科技創新提供強大的人才支撐。
5、堅持政府引導和社會參與相結合
充分發揮政府在測繪地理信息科技發展中的巨觀指導和引導作用,營造良好的政策環境,建立完善由科研院所、高等院校、重點實驗室、工程中心、生產單位和高新技術企業組成的測繪地理信息科技創新體系,實現產學研用相結合。

(三)發展目標

站在世界前沿,著眼國家需求,圍繞測繪地理信息工作重點,深入實施《測繪地理信息發展“十二五”總體規劃綱要》,通過不斷完善科技創新體系、大力推進科技人才建設和創新型團隊建設、著力加強基礎研究、前沿技術研究和關鍵技術攻關,基本建成信息化測繪技術體系這“一個體系”,確保科技成果產業化進程、科技國際化進程這“兩個進程”的整體推進,實現現代化測繪基準建設能力、實時化地理信息數據獲取能力、自動化地理信息數據處理能力、格線化地理信息管理與服務能力以及社會化地理信息套用能力這“五個能力”的快速提升,形成一批具有國際競爭力的民族品牌軟硬體產品。
1、實現對國內外多個GNSS系統的集成套用,使用自主軟體同步處理衛星定位連續運行參考站(CORS)站數在350個以上,全國範圍厘米級大地水準面研製取得重要突破;
2、實現航天、航空、低空、地面和水下一體化數據快速獲取、數據準實時處理和動態更新,處理效率提高5至10倍;
3、實現多源多維海量時空數據高效一體化管理,形成較為完善的“一站式”線上地理信息協同服務和互聯互通機制,能夠提供地球觀測基準服務、遙感影像服務、線上專題製圖和空間分析服務等,滿足用戶個性化服務要求;
4、初步形成地理國情監測技術體系,為各級部門制定政策和科學決策提供依據,為相關專業部門提供公共基礎數據和共享平台;
5、實現重大測繪工程中國產軟硬體使用比例超過50%,具有自主智慧財產權的測繪技術與產品的國際市場份額顯著提高,形成全方位、多層次的測繪地理信息國際合作新格局。

三、重點任務

根據經濟社會和測繪地理信息發展的實際需要,全面推進、重點保障、合理布局,實現各類資源的充分利用,全面提升測繪地理信息科技自主創新能力。一是設立一批重大測繪地理信息科技任務,為正在和將要實施的重大測繪工程提供技術支撐和技術儲備,並帶動測繪地理信息科技的整體發展,提高保障服務能力;二是加強測繪地理信息基礎研究,開展測繪地理信息基礎理論和軟科學研究;三是開展測繪地理信息前沿和關鍵技術攻關,著力解決構建信息化測繪體系的技術瓶頸問題;四是推進科技成果轉化和產業化套用,加強測繪地理信息生產性技術研究,為技術升級改造提供技術支撐;五是建立健全面向信息化測繪建設需求的科技創新體系,形成一批測繪地理信息科技創新和產業化基地,促進測繪地理信息創新能力持續提升。

(一)重大科技任務

1、地理國情監測關鍵技術研究與套用示範
面向地理國情服務國土空間統籌規劃、加強巨觀調控、促進可持續發展的重大戰略需求,綜合利用遙感對地觀測技術、地理信息系統、導航定位技術和網路通信技術,開展地理國情監測對象體系和地理國情監測單元劃分方法研究;研究基礎地理國情監測技術,形成基礎地理國情監測的分類指標體系、監測技術和建庫技術;研究多尺度自然地理要素和人文地理要素的監測、特徵識別和空間演化分析技術,研發專題地理要素監測工具集;建立地理國情監測技術平台;在全國典型地區開展多層次、多類型的地理國情監測套用示範。
通過開展地理國情監測關鍵技術攻關與套用示範,全面提升地理國情監測能力,為各級政府進行決策和制定政策提供依據,為土地、交通、農業、林業、水利、環境和人口等相關專業部門提供公共基礎數據和共享平台。
2、國產測繪衛星套用關鍵技術研究與示範
結合國家空間基礎設施規劃、國家高解析度對地觀測系統重大專項和資源三號衛星套用系統建設,研究全天候、全球化、多數據源、高解析度衛星測繪技術體系,編制測繪衛星中長期發展戰略和規劃;開展光學立體測圖衛星、干涉雷達衛星、雷射測高衛星和重力衛星等測繪衛星技術指標論證;開展國產衛星測繪套用關鍵技術研究,包括國產測繪衛星調度管理技術、高精度定標技術、高精度立體測繪技術、衛星影像質量分析與地面幾何檢校、衛星影像高精度幾何、輻射處理、衛星產品生產質量控制與產品質量評價、多源遙感數據同化技術以及測繪衛星套用和服務的數據密集型高性能計算技術等,形成衛星測繪套用技術體系並開展套用示範,形成大規模數據處理和服務能力。
3、“天地圖”地理信息公共服務關鍵技術研究
圍繞當前公共服務平台——“天地圖”,結合國家、省、市等地理信息公共服務目標,瞄準雲計算、物聯網以及智慧地球的發展方向,解決困擾地理信息公共服務推廣和影響其未來發展的瓶頸問題。重點研究地理信息公共服務深度套用的基礎性關鍵技術問題,包括面向物聯網和智慧地球套用信息感知和智慧型化空間信息分析技術、採用雲計算技術架構的二維和三維一體化地理信息服務平台構建技術、面向政務和商業地理公共服務技術、面向多類終端的地理信息自適應可視化技術、地理公共服務與電子政務一體化技術、面向公用企事業的地理套用公共服務模式研究和套用構建技術、面向公眾套用的個性化套用定製技術、志願者地理信息匯集與挖掘技術等。建設地理信息公共服務平台,開展空間信息泛在服務套用示範。
4、測繪基準現代化關鍵技術研究
針對測繪基準現代化的特點與急需解決的問題,研究建立現代測繪基準技術體系,實現我國測繪基準現代化。重點研究動態地心坐標參考框架維持技術、困難地區(似)大地水準面精化技術、衛星重力數據處理技術、多模衛星定位數據的集成化處理技術、多系統多頻精密單點定位技術、長距離單曆元網路RTK/網路差分定位技術、多種衛星導航系統聯合定位以及線上式實時處理分析技術、多模衛星定位與動態基準數據處理技術、中國大地測量觀測系統實時套用服務技術等。
通過開展測繪基準關鍵技術攻關,實現測繪基準現代化,為地理國情監測、海島(礁)測繪、國家大型工程建設等提供測繪基準。
5、面向對象的高可信SAR處理系統研發
針對SAR數據在地形地物、森林植被等方面的處理與解譯難題,利用多角度、多波段、多極化、極化干涉等多模式航空航天SAR數據,建立基於散射機理的地物特性知識庫,實現以精度高、可靠性強、識別類型豐富為特徵的SAR影像高可信處理與解譯,形成行業重大套用示範系統。主要研究高解析度SAR影像數據精確處理技術、高精度三維信息提取技術、地物散射模型與知識庫、面向對象SAR影像地物高可信解譯技術、SAR影像高性能處理解譯系統、高解析度SAR遙感綜合試驗與套用示範等。形成面向對象高可信SAR處理解譯系列技術,研發自主智慧財產權的SAR影像處理解譯系統,建立SAR地物處理與解譯技術規程,構建地物散射模型與知識庫。
通過開展上述關鍵技術攻關,為林業普查、國土資源調查、陸地生態環境監測、重大自然災害快速回響等提供有效手段,促進SAR數據在土地、測繪、林業、防災減災、國防、氣象和農業等領域的廣泛套用。
6、應急測繪遙感監測技術研究
針對突發災害中對遙感影像統一獲取、快速處理和及時提供的要求。研究基於無人飛行器的應急測繪高解析度遙感數據快速獲取技術與裝備平台;研究集成地面應急測繪快速監測、處理與傳輸一體化移動車載平台;研究多感測器數據高精度集群處理與災情遙感信息智慧型提取技術、自然災害及突發事件回響決策與綜合評估技術、應急測繪信息快速集成與製圖服務技術等;研製應急測繪航空遙感監測評估運行系統、標準規範,構建應急測繪快速監測和信息服務平台、業務運行體系。通過應急測繪獲取、處理、監測、評估與服務的技術體系和裝備體系建設,構建國家級應急測繪運行體系,形成平災一體、“天—空—地”一體、高適應性、高機動性、快速服務的國家級應急測繪能力。
7、智慧城市與地理信息智慧型感知關鍵技術研究
開展地理信息數據和人文、自然資源等信息數據的深度集成融合技術研究,構建基於地理信息數據的智慧型資料庫系統原型。面對全球網際網路地理信息形態複雜、更新頻繁、內容海量、互動密集等特點,研究基於語義的網際網路地理信息知識表達模型和方法;基於空間知識庫和智慧型代理,研究網際網路地理信息智慧型探測跟蹤與變化分析關鍵技術。研究全息信息獲取、數據處理、可視化表達以及泛在網路下地理信息服務等關鍵技術,實現地上下、室內外信息一體化獲取處理,集成多源信息及實時動態信息,攻克跨媒介表達、普適服務等技術難關,依託泛在網路搭建雲計算平台,構建地圖雲,建立智慧城市技術支撐體系。探索研究基於機器人的地理信息認知和自動服務、複雜地球系統模擬等關鍵技術,爭取在感知中國、感知地球以及地理信息智慧型服務方面取得原創性成果。
8、測繪裝備國產化關鍵技術研究
按照數據獲取實時化、處理自動化、服務網路化和套用社會化的要求,特別是開展地理國情監測的需要,針對國內測繪儀器自主研發相對薄弱的現狀,以國內條件成熟且信息化測繪急需國產化的測繪裝備為切入點,以聯合製造、電子和信息等行業的方式,消化吸收各行業先進技術,集中研發急需的、新型的、具有自主智慧財產權的測繪儀器裝備,實現先進測量設備的國產化。重點研製移動地面雷射雷達系統、航測相機/傾斜相機和LiDAR集成系統、機載雷射雷達和高光譜成像儀組合系統以及遠程光聲淺海地形測量系統,突破多感測器集成的系統檢校、高精度時間同步、多源數據的配準與融合、基於雷射點雲與影像的智慧型化空間信息提取、基於北斗二代衛星導航系統/GPS與IMU的多源組合導航等關鍵技術,並研發高效、高精度數據處理軟體系統,在基礎測繪、林業以及鐵路勘察等領域進行示範套用。
9、導航定位與位置服務網構建關鍵技術研究
針對行業套用和公眾生活對導航定位和位置服務信息的需求,充分利用衛星定位和導航技術並集成移動通信、地理信息、智慧型感測和網際網路技術,研究導航定位與位置服務網構建理論與方法,開展導航與位置服務網總體設計、系統集成及測試技術、廣域分米級實時定位技術、業務受控的精密定位信息移動廣播技術、導航與位置空間信息內容服務平台、精密單點定位核心算法與通用接收機、導航與位置服務內容信息與公共地理框架信息的集成與管理技術、面向移動終端的地理信息線上服務中間件技術、分散式異構內容服務信息平台構建技術、導航與位置服務的時空信息管理與分析技術以及位置服務套用系統技術等關鍵技術研究,研發麵向行業的動態精密導航、交通物流管理、公眾位置跟蹤服務、土地資源調查與行政執法、突發公共事件處置等業務化示範套用系統,促進導航與位置服務產業發展。
10、全球環境變化監測關鍵技術研究
充分利用現代測繪地理信息觀測手段,研究航空航天遙感數據用於全球地表覆蓋、全球環境變化監測的數據處理方法。研究基於多源多尺度測繪地理信息觀測數據的全球環境變化與地表覆蓋之間的三維耦合關係,建立三維耦合模型。研究極地冰蓋變化精密監測的多感測器網路技術,發展冰蓋突變事件水平/垂直關鍵要素高精度遙感提取算法、基於衛星重力觀測的冰蓋融化與海平面質量變化關係的探測技術、海平面變化中極地冰蓋消融因素分離技術等。基於多源監測數據,研究環境生態系統碳源/匯遙感因子和地形因子提取方法、區域生態系統碳源/匯遙感模型,揭示區域生態系統碳源/匯的時空格局及其機制,分析碳源/匯隨時間、空間的變化規律以及空間分布特徵,探索碳源/匯預測方法。

(二)基礎理論與軟科學研究

1、大地測量基礎理論與方法
主要圍繞現代大地測量數據融合、地球系統參數反演、衛星與航空重力、全球高程基準統一、組合導航定位、衛星雷射測距與甚長基線干涉測量、深空與水下大地測量、地球動力學等開展研究。
2、攝影測量與遙感基礎理論與方法
主要圍繞多源對地觀測數據實時獲取、自動化高精度處理、高效能網路分散式光學遙感數據一體化處理、多模式合成孔徑雷達攝影測量、雷射雷達數據處理、遙感數據高可信與智慧型解譯及遙感新技術、高解析度遙感數據精處理與空間信息智慧型轉化等開展研究。
3、地圖學與地理信息系統基礎理論與方法
主要圍繞地圖智慧型綜合與質量控制、地理信息自動化數據挖掘與知識發現、時空數據通用模型與一體化管理、地圖數據級聯更新、地理信息智慧型服務、多源地理信息同化認知與主動服務理論等開展研究。
4、地理國情監測基礎理論與方法
主要圍繞地理國情監測信息基礎理論、地理國情監測對象體系和地理國情監測單元劃分方法、地理國情分類方法體系和技術指標體系、基礎地理國情監測技術以及地理國情信息高性能提取等開展研究。
5、海洋測繪基礎理論與方法
主要圍繞海洋高精度三維基準框架建立、深海探測、精密海底地形測繪、海島礁精確定位與測圖、海岸線精確測定、暗礁識別、多源異構海量海洋測繪數據處理集成融合等開展研究。
6、測繪地理信息軟科學研究
不斷深化測繪地理信息軟科學研究,做好頂層設計,進一步明確測繪地理信息的發展方向,提升測繪地理信息事業的持續發展能力,為拓展服務領域、強化行政管理、推動事業科學發展提供堅實的理論支撐。不斷深化基礎測繪管理、數字地理空間框架建設套用、信息化測繪體系建設、測繪公共服務、測繪科技創新、地理信息產業發展、體制機制建設、法制建設等方面的戰略和政策研究,為相關政策制定提供參考依據。加強重大測繪地理信息工程規劃設計研究。
此外,圍繞智慧地球、低碳經濟、物聯網等社會熱點和國家重大需求以及全球測繪、月球測繪和深空深地探測等,研究面向服務的測繪地理信息科技的新理論、新方法,並積極推動理論方法向技術原型系統的轉化。

(三)前沿與關鍵技術

1、現代化測繪基準關鍵技術
(1)現代坐標基準構建技術
開展三維動態地心坐標框架構建、數據處理、多模接收機系統等關鍵技術研究,研發動態地心坐標框架數據處理、衛星精密實時定軌等軟體和多模接收機系統原型。開展深空、深海、深地(“三深”)坐標框架構建以及與地面坐標框架基準的統一、基於動態參照系下的非規則變化的四維坐標基準構建、“三深”觀測網和監測網等關鍵技術研究,為“三深”的科學研究與公共服務提供空間基準。
(2)高精度地球重力場模型與大地水準面精化技術
研究空間任意高度、任意類型重力場元的嚴密地形改正方法;研究衛星重力數據處理與多源重力數據高精度集成技術,解決各類型重力數據的基準統一問題;研究基於多源數據的超高階地球重力場模型構建與陸海統一的(似)大地水準面精化嚴密理論和計算方法,開發地球重力場軟體平台,為我國研製高精度地球重力場模型和大地水準面提供理論與技術支撐。
(3)面向全球增強的衛星導航和新型網路RTK技術
開展我國自主衛星導航系統信號兼容與互操作研究,充分利用國內外CORS系統資源,突破全球實時精密定位系統的數據採集、處理、管理,增強差分信息和完好性信息生成、傳輸、精密定位終端及大規模CORS基準站實時數據共享與管理等關鍵技術,搭建全球衛星導航增強和完好性系統平台。研究單頻網絡RTK以及自適應網路RTK濾波等核心算法,研發網路RTK軟體系統、基於高程系統的網路RTK手薄等。
(4)無縫導航與位置服務技術
開展導航與位置服務技術研究,突破GPS/北斗系統雙系統高精度軟硬體接收機關鍵技術,通過與電子羅盤、慣性導航與地圖匹配技術相融合,研製城市道路和高遮擋地區不間斷定位和導航的軟硬體系統;以無線WIFI、藍牙、空氣聲學定位、慣性導航和環境場匹配技術為基礎,通過多感測器集成和數據融合算法的研究,實現米級精度的室內定位原型系統開發;研究基於影像的三維導航定位技術;突破GNSS技術與地面移動通信網、無線網際網路、地面物聯網、室內地下導航定位系統之間高可靠性通訊技術和方法,實現室內外、地上地下無縫、高精度、高可用性的空間定位。
2、地理信息實時化獲取關鍵技術
(1)準實時航空主動遙感測圖
開展多載荷、準實時航空數據獲取、處理與測圖技術研究,突破多模態輕小型極化干涉雷達系統一體化設計、機上多載荷遙感數據實時處理與傳輸、極化干涉SAR快速信息提取與測圖、多載體新型生態環境監測與遙感等關鍵技術,形成主動遙感測圖系統並開展典型套用示範。
(2)三維航空相機陣列攝影測量
針對城市影像數據獲取困難,研究將常規數字航空攝影技術、多相機陣列技術和地面數字影像採集技術融合的高效三維航空相機陣列攝影測量系統,研究基於POS系統的多角度傾斜影像的空三解算、影像匹配、立體測量、紋理提取及三維建模技術等。
3、地理信息自動化處理關鍵技術
(1)感測器數據自動處理
研究高端容錯計算技術、海量數據存儲服務技術、新型感測器和智慧型化信息處理技術、基於多基線自動處理的框幅式航空數字影像處理、機載三線陣數字影像處理及測圖方法;研究非常規航空數字攝影測量數據處理關鍵技術;研究新型高解析度衛星影像稀少或無地面控制條件下的高精度地形測繪技術;研究利用合成孔徑雷達和干涉雷達進行測繪產品生產的方法和技術;研究雷射掃描數據中地形特徵點、線的快速、穩健提取技術,慣導和差分定位技術與雷射測量、數字相機集成技術等。
(2)多源遙感數據高性能計算
研究多源遙感數據高性能處理系統體系架構、大規模並行處理方法和分散式處理技術,研究多源遙感數據實時/準實時處理技術和高吞吐處理技術、多任務協同計算的任務調度技術,研究具有可伸縮並行粒度的遙感任務並行處理技術,開發規模化遙感工程套用的高性能遙感處理系統;研究基於多協處理器的計算密集型遙感數據處理技術及軟硬體模組實現技術。
(3)遙感影像多層次智慧型化解譯
研究多源遙感信息複合、遙感與地理信息系統及地圖信息的複合技術,多種目標智慧型提取與識別模型的標準化和集成技術,遙感影像複雜信息的全自動分割及面向對象智慧型解譯技術,基於DOM與DEM的虛擬三維立體影像解譯技術,集群分布式智慧型解譯技術,多源遙感影像多層次、分散式、智慧型化解譯關鍵技術等,實現多源遙感影像的協同化影像分析與理解,提高影像解譯的精度與效率。
(4)攝影測量智慧型化與三維矢量數據處理
解決攝影測量數據處理過程中的人工編輯問題,開展三維矢量數據採集、三維信息拓撲關係的建立、三維數據的編輯、入庫和三維矢量地圖要素的表達以及它在三維景觀建模中的套用研究,研發智慧型化攝影測量工作站,實現攝影測量數據全自動生產。
(5)基礎地理信息動態更新
研究大範圍正射影像庫自動更新技術,多尺度數據的自動縮編更新技術,地理信息增量信息描述模型、表達方法、增量數據與舊版本數據的匹配與替換、增量信息的模式匹配與語義轉換技術,影像地圖的表達模型與自動生成、地形產品的分類分級、基於資料庫的製圖與可視化表達技術等。
4、地理信息網路化管理與服務關鍵技術
(1)多元時空網路地理信息系統
研究網路環境下海量、多元時空數據協同管理、高效的大規模分散式協同空間計算、海量球面剖分數據組織和可視化、空間計算負載均衡和動態調度、空間事務處理和時空數據一致性維護、高可靠的時空數據安全機制和數據訪問控制機制等技術,研發新一代高可信的網路地理信息系統,並在人口、資源、社會經濟等重點領域開展套用示範。
(2)信息化地理信息資源體系構建
研究信息化條件下地理信息的內容、組織、表達方式,建立跨部門、跨地區的地理信息資源目錄體系與交換體系,研究信息化地理信息資源的分類與編碼規範,開展地理信息資源質量評價與適用性分析,構建面向信息化的地理信息資源體系。
(3)網際網路泛在地理信息搜尋分析與安全監管
開展泛在地理信息搜尋分析與安全監管理論、模型、算法與關鍵技術研究,解決網際網路地理信息的快速發現、持續跟蹤、內容分析、著作權識別、行為評估和態勢預測等重要技術問題,為形成全過程、智慧型化和回響快速的網際網路地理信息安全監管能力奠定基礎,並為基礎地理數據的動態、持續更新提供技術支撐。
(4)數字城市與區域空間信息共享服務
研究面向多業務套用部門的空間數據交換、數據線上更新與信息共享服務技術,研究基於超模型異構資料庫的互操作技術、基於語義模型的地理信息線上訪問技術、應需自動回響與智慧型處理技術、網路製圖技術等。
(5)基於下一代網際網路的地理信息服務
以我國下一代網際網路(CNGI)環境與第三代通信(3G)技術為基礎,研究面向基礎地理信息的互動式時空可視化分析技術,研究地理信息智慧型服務技術,開展示範套用。
5、地理信息套用關鍵技術
開展地理信息在生態建設、防災減災、節能減排、新農村建設、資源管理等領域套用關鍵技術研究,為解決制約可持續發展的突出問題提供科技支持和決策參考。開展地理信息套用於人體定位、現代物流、交通信息、數字旅遊、家庭智慧生活等方面關鍵技術和平台研究,滿足人們對地理信息服務的廣泛需求。開展地理信息在糧食安全、生產安全、社會安全監控、軌道交通、礦產資源定位探測與三維模型化表現、海嘯預警等領域套用關鍵技術研究,開展虛擬領土、虛擬版圖建設與管理技術研究,充分發揮地理信息對國家安全的支撐作用。

(四)測繪地理信息技術產業化

1、衛星導航定位與位置服務產業化
積極推動導航原子鐘、無縫導航定位技術、全息導航地圖、位置信息挖掘與智慧型服務等技術的成果轉化,形成自主智慧財產權的導航定位與位置服務軟硬體技術裝備,開展公眾、行業、區域套用示範,加快技術和產品研究,在城市三維導航服務技術、車載導航、個人移動終端定位等方面不斷進行技術創新,促進相關科技成果的轉化和產業化,培育導航與位置服務戰略性新興產業。
2、航空航天遙感技術產業化
進一步深化航空航天遙感技術產品化進程,重點研發高解析度航空遙感新型感測器系統,加強衛星影像數據接收、處理、套用開發能力建設,推動機—星—地一體化的高解析度遙感影像技術成果轉化,促進我國自主的航空遙感對地觀測系統的成果社會化套用。
3、地理信息套用產業化
通過建設地理信息服務示範工程,推動全國性的地理信息服務體系建設。重點建設網際網路地理信息系統、基於位置服務(LBS)、智慧型交通系統和車載導航以及室內定位等地理信息增值服務示範工程;著力推廣數字區域地理空間框架示範工程、行業地理信息示範套用,推動和扶植地理信息服務產業的發展。
4、面向物聯網的測繪地理信息綜合服務產業化
開展空間信息主動服務、導航定位與位置服務等技術系統研究。培育以導航與位置服務為核心的空間信息產業,通過建立與部署無線感測器網路,組成地上下一體化物聯網無線感測器網路系統,構建基於測繪地理信息技術的物聯網公共信息服務平台,形成遙感信息、導航定位和移動通信衛星新興產業增長點。

(五)科技創新體系

1、健全科技創新組織體系
根據經濟社會發展和測繪地理信息事業發展的需要,進一步最佳化布局,完善科技創新組織體系,不斷提升科技創新能力。形成特色鮮明、優勢明顯、專業完整、功能協調,以國家級測繪地理信息科研機構、高等院校為核心,以企業、生產單位為抓手,重點實驗室、工程中心、研發中心及聯合研究中心均衡發展,軍地、行業內外、國內外交叉融合,學(協)會、科技園區、戰略聯盟等科技中介服務機構協調發展的科技創新組織體系。
充分發揮科研院所、高等院校的科技、人才資源優勢,支持其承擔國家及行業重大科研任務,促進測繪地理信息行業的科技進步,為國家巨觀決策、經濟社會發展和重點工程建設等提供測繪地理信息科技服務。充分發揮測繪地理信息企業的創新積極性,通過信息資源、技術、資金支持等多種方式引導和促進企業的創新活動,支持、鼓勵有條件的企業組建實驗室、工程中心或研發中心,鼓勵企業參與承擔國家、地方重大測繪地理信息科技項目與重大科技成果轉化工程,強化測繪地理信息企業在科技創新活動中的作用。
加快領域內外、軍地、行業內外、國內外重點實驗室及工程中心的合作與交叉融合,進一步拓展國家測繪地理信息局重點實驗室和工程中心的覆蓋,從地域上適當向中西部地區傾斜。從領域上適當向地理及地理信息領域傾斜。積極爭取與國際知名科研機構、大學和跨國公司等聯合建立實驗室、工程中心、研發中心或聯合研究中心,推動測繪地理信息科技創新和成果轉化。“十二五”期間,根據測繪地理信息事業發展需要,成立6-8個局屬實驗室或工程中心,優先支持在地理國情監測、測繪裝備國產化等領域組建局屬重點實驗室或工程中心,爭取建立1-2個國家級創新平台,進一步提升我國測繪地理信息基礎研究的整體水平和科技成果轉化能力。加強實驗室及工程中心管理,進一步完善評估、考核和激勵機制。
充分發揮政府引導和市場導向的作用,以促進測繪地理信息科技成果轉化和科技服務為重點,發揮學(協)會在測繪地理信息科普、推廣與諮詢中的作用。加快測繪地理信息科技中介機構、技術市場和科技服務業發展。造就一批專業素質高的科技中介服務隊伍,形成社會化、網路化的科技中介服務體系,推動科技中介行業的整體發展,基本滿足測繪地理信息科技自主創新和成果轉化的服務需求。支持高等院校、科研院所、企業建立技術轉移機制,鼓勵成立相關機構,及時將先進技術成果和先進裝備向地方測繪地理信息生產單位和企業推廣套用,提高測繪地理信息行業現實生產力。
2、加強科技創新條件平台建設
測繪地理信息科技創新條件平台是國家科技條件平台的重要組成部分,是測繪地理信息科技創新的重要條件,按照“整合、共享、完善、提高”的建設方針,強化統籌協調和頂層設計,加強由野外觀測台站、幾何檢校場、裝備檢測測試平台、大型計算平台和大型科學儀器設備共享平台、數據共享平台和成果轉化公共服務平台等為主體框架的測繪地理信息科技創新條件平台建設。加強平台管理,加大穩定支持力度,凝聚高水平的科研團隊,推動人才、基地和項目緊密結合,以共享為核心,為各類測繪地理信息科技創新活動提供創新條件平台,提高創新資源的使用效益。
以資源整合、最佳化配置為主線,著力加強測繪地理信息科技園區建設,引導資金、人才、技術等創新資源,尤其高素質研發人員聚集發展,推進產學研用緊密結合的技術創新戰略聯盟,引導發揮實驗室、工程中心在創新聯盟中的作用。發揮國家、地方地理信息科技產業園區集群化創新基地的作用,延長產業鏈,吸引和集聚優質測繪地理信息科技創新資源,支持扶持若干地方和企業科技創新園建設,為測繪地理信息科技規模化、集約化發展創造更加優越的創新條件平台。

四、保障措施

(一)加強組織領導

認真貫徹落實科學發展觀,把創新發展、保障服務作為測繪地理信息科技的出發點和落腳點,堅持把科技工作放在測繪地理信息工作全局的優先位置。建立健全科技創新管理機制,充分發揮政府的引導作用,推動科技政策從覆蓋測繪系統向覆蓋測繪地理信息行業轉變。同時,合理分配和使用有限的力量和資源,充分發揮科研院所、高等院校、企事業單位科研攻關、成果轉化和市場開拓等方面的積極作用,將技術成果套用落到實處,真正有效地把科技創新能力轉化為行業生產力。各級測繪地理信息行政主管部門切實加強對科技工作的領導,把測繪地理信息科技發展納入本地測繪地理信息事業規劃中組織實施。

(二)最佳化政策環境

進一步完善測繪地理信息科技項目管理制度,通過招投標的方式鼓勵各類創新主體公平參與科研項目競爭,尤其要發揮企業在技術創新中的重要作用,建立測繪地理信息高等院校、科研機構、生產單位和企業的合作交流機制,倡導產、學、研、用聯合共建研發基地和創新平台。完善以企業為主體的國家測繪地理信息局工程技術研究中心管理辦法。加強對測繪地理信息中小企業科技創新活動的支持。加強對科技創新平台的評估、管理和整合,完善平台管理政策,為各類科技創新活動提供公平競爭的環境。完善科技創新投入、評價、智慧財產權保護等方面的管理制度。支持測繪地理信息科研機構和企事業單位共建研究院、聯合研究中心、研發中心、博士後科研工作站等科技創新平台,形成科研直接面向需求、生產直接連線科研的良性產學研互動協作機制,推動測繪地理信息科技創新成果及時形成生產力。加強對西部等欠發達地區測繪地理信息科技發展的政策傾斜。

(三)增強投入力度

以國家測繪地理信息科技項目為主幹,爭取各類科技計畫、國際合作項目等項目,加大對測繪地理信息科技創新的支持力度,多渠道利用科技研發經費,不斷改善基礎條件。重大測繪專項工程要安排一定比例的科研經費用於關鍵技術攻關和生產性試驗,促進成果轉化。通過資金配套、項目示範等方式鼓勵測繪地理信息企業和生產單位加大技術創新投入,形成多元化的科技創新投入機制。由政府主導,設立科技成果轉化基金或產業發展基金,加快科技成果向現實生產力的轉化。地方測繪地理信息主管部門根據實際情況,爭取本級財政預算,提高科技經費投入水平。測繪地理信息生產單位要加大技術創新和研發投入,消化套用科技成果。進一步加強財政投入科技項目和經費的管理,強化項目績效評估和動態調整。

(四)加強人才培養

以提高核心技術水平、增強自主創新能力為核心,加強專業技術人才隊伍建設,突出培養高層次、創新型人才,繼續加強測繪地理信息科技人才培養力度,提升測繪地理信息隊伍整體素質。繼續推進新世紀測繪人才培養工程,通過重點學科、重點實驗室、博士後科研工作站等建設以及重大項目的鍛鍊,培養造就一支由“千人計畫”、領軍人才、學術帶頭人、科技創新骨幹和生產單位技術骨幹、高技能人才、高水平的科技管理人才組成的測繪地理信息科技隊伍。要進一步完善人才工作政策措施,創新人才選拔、培養、使用、評價機制,形成人才輩出、人盡其才、才盡其用的良好局面。鼓勵科研機構與地方測繪地理信息單位之間通過相互兼職、聯合共建等形式促進人才交流與合作。聯合國內高校,加強測繪地理信息學科建設。進一步加大高層次人才引進力度,優先引進掌握測繪地理信息國際領先技術的高端人才。加強西部地區專業技術人才培養,進一步改善人才區域發展不平衡的狀況。

(五)強化軍民融合

根據國家測繪地理信息局、總參測繪局聯合印發《關於推進軍地測繪融合發展的意見》的部署和要求,加強軍民測繪地理信息科技統籌,推進軍地測繪地理信息科技資源共享,切實推動軍民測繪地理信息科技融合發展。加強軍民測繪地理信息科技創新協作,推進科技人員的交流交往。共同開展測繪基準關鍵技術、衛星導航系統建設與套用關鍵技術、高解析度遙感衛星建設與套用關鍵技術、基礎地理信息快速更新和網路化服務關鍵技術等領域的攻關。建立測繪地理信息科技信息交流平台和成果共享機制以及測繪地理信息科技創新成果軍民兩用雙向轉移機制。

(六)深化合作交流

加快實施“走出去”戰略,強化與國際知名科研機構、大學和跨國公司等的合作交流,為國內國際一流人才共同研究、合作創新創造條件。爭取測繪地理信息重要國際組織秘書機構在我國安家落戶,鼓勵和支持科技人員參與國際科技合作與交流,在國際重要組織和機構中擔任職務。積極舉辦測繪地理信息國際學術會議。支持科研機構、高等院校、生產單位和高新技術企業參與全球及區域性測繪地理信息合作計畫。推動自主智慧財產權的高新技術裝備和軟硬體產品進入國際市場,打造自主測繪地理信息技術裝備龍頭企業和著名品牌。有計畫地舉辦國際合作與科技項目管理培訓班,選派科技管理人員和技術人員到國外學習,在引進、消化、吸收國際先進技術和管理經驗的基礎上,強化自主創新和集成創新,提升我國測繪地理信息科技的核心競爭力和國際地位。加大內地與港澳台地區測繪地理信息科技交流與合作力度,支持港澳地區科技人員、機構參與和承擔國家測繪地理信息科技計畫項目,支持內地和港澳地區的高等院校、科研機構合作設立聯合實驗室、研發中心,形成更加緊密的科技合作關係。

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