来源: 中国自然资源报

2020年12月8日，中国与尼泊尔共同宣布珠穆朗玛峰最新高程为8848.86米。这个数字背后，凝结着测量登山队员们不畏艰险的攀登、内业技术人员严谨的数据处理、中尼两国科学家的精诚合作。很多人并不知道，测绘地理信息档案在其中也扮演了重要角色。

从重大测绘项目到应急保障，从区域发展规划到人民群众日常生活，测绘地理信息档案如今发挥着越来越重要的作用，随着利用手段的不断创新，历史时空数据焕发出新的生命力。

主动服务：让价值显出来

“我国以往历次珠峰高程测量，积累了大量测绘数据和档案资料，这些宝贵财富在2020珠峰高程测量中发挥了不可或缺的作用。”自然资源部珠峰测量技术人员说，比如：2020珠峰高程测量数据处理时采用的8000多个地面重力点数据，新测重力数据只有200多个点，大部分采用的还是馆藏的已有地面重力数据。

记者看到2020珠峰高程测量所使用的测绘地理信息档案清单中包括地面重力数据、国家基准工程获取的一等水准数据、珠峰地区1∶5万地形数据以及2005年珠峰高程测量技术报告、工作报告、外业观测技术总结报告、内业数据处理技术总结报告……

“GNSS坐标控制网、高程控制网布设，冰雪探测雷达研制，交会测量方案等都参考了以往的档案。”技术人员说，在测量过程中，档案资料可以为测量登山队员提供准确的峰顶雪深、气象、风速等历史数据，有助于测量登山队选择最佳方式和途径开展测量工作。

“近年来，测绘地理信息档案的服务半径不断扩大。不仅是服务珠峰高程测量，我们积极参与国家重大测绘工程、突发事件的保障工作，主动靠前服务。比如：为长江经济带发展地理国情监测项目提供第一次全国地理国情普查档案成果，为二等水准网建设和维护工作提供外业观测高差与概略高程表等档案资料。仅2020年，我们就为各类重大项目建设提供档案成果资料470余批次，其中数字成果3.3万余幅，大地测量成果14605个点，纸质地形图2539幅。新冠肺炎疫情发生后，为相关部门及时提供各种地图档案和基础地理信息电子档案，及时满足科学防控、灾情分析需求，为灾后重建、复工复产提供了科学依据。”国家测绘档案资料馆工作人员介绍。

此外，智慧城市建设同样离不开测绘地理信息档案的支持。国家测绘档案资料馆多次为交通、水利、规划等部门提供重要历史节点测绘档案资料，助力完成铁路公路建设、河流湖泊监测、城市规划发展，为智慧城市建设提供了技术支持。地方政府管理部门通过研究分析长年积累下来的城市测绘地理信息档案，确定合理建设方案，进行科学规划，降低智慧城市建设过程中的资源投入，进一步提升了智慧城市建设水平。

精心保管：覆盖面广起来

“测绘地理信息档案是国家重要的档案资源，是历年耗费大量人力物力获取的宝贵成果，翔实客观地记录了我国山川、河流、植被等自然地理要素和境界、居民地、道路桥梁等人文要素的历史形态。这些档案资料对于研究我国基础地理国情的变迁，分析变化态势，辅助自然资源管理宏观预测等具有重要意义，在国家主权佐证、社会文化服务、科学研究、经济建设、资源确权等方面发挥着重要作用。”国家测绘档案资料馆有关负责人说。

国家测绘档案资料馆收藏保管着自1956年至今全部国家等级大地、航测、制图、境界测绘等各类业务档案、成果成图及测绘科学书籍（期刊）、仪器设备、标准计量等专业测绘资料。此外还存有宋、明、清等朝代古地图300余件。截至2020年底，馆藏档案超过500万件，数字档案数据量超过6PB。

近年来，测绘地理信息档案归档数据激增，每年以约1PB的增长量递增。为将这些珍贵数据收集好、保管好，国家测绘档案资料馆针对不同类型的档案数据，开发了“电子档案一键式质量检查软件”“电子档案成果可读性检查软件”等一系列检查软件，可在短时间内完成海量数据的归档检查，大幅节省了人力，提高了归档速度，保证了归档质量。

在先进技术的支撑下，国家测绘档案资料馆不断扩大馆藏档案覆盖面，不断优化保管条件。比如：2020珠峰高程测量归档工作已顺利完成，归档的内容包括GNSS、水准、重力等观测数据处理成果和文档，珠峰地区实景三维建模、冰川变化监测等成果和文档。这些丰富的观测数据成果将为未来珠峰地区的生态环境保护修复、自然资源管理、地质研究与调查、地壳运动监测、气候变化和冰川冻土研究等提供宝贵、翔实的第一手资料。

创新手段：把“家珍”亮出来

为更好地挖掘测绘地理信息档案的价值，国家测绘档案资料馆不断创新手段，提升社会服务水平。在“全国地理信息资源目录系统”发布馆藏现代地形图目录14万条、民国地形图目录6万余条，编制完成了《国家测绘档案资料馆馆藏介绍》。该馆多次为城市管理部门和民间团体及个人提供测绘档案资料，用于城市执法、违法用地认定、权属纠纷化解等；为高校科研院所提供不同历史时期测绘档案资料，用于了解居民地变迁、地名演变以及古建筑保护等。

国家测绘档案资料馆充分发挥自身优势，在重要时间节点发声，“让历史说话，用史实发言”，利用馆藏档案，先后推出了地图编研系列三部作品。在雄安新区设立一周年之际，推出微视频《地图上的雄安》；为纪念改革开放40周年，制作了反映我国城市发展巨大变化的微视频《地图上的城市》；为庆祝中华人民共和国成立70周年，推出微视频《地图上的中国——新中国成立70周年》。

历史航空摄影底片是地表地貌变异兴废的真实反映，是珍贵的历史档案资料。在不同的历史时段，国家山水林田湖草分布、农林垦殖程度、河溪渠港状况、各等级交通线路走向、城镇人口疏密，都全面真实地反映在航片上。国家测绘档案资料馆通过对航摄底片自动扫描技术、影像档案质量控制技术、多维度空间影像档案管理技术、历史影像三维重建技术的研究，实现了历史航摄底片快速扫描数字化、质量控制科学化、数据管理信息化和编研利用多维化，确保了历史航摄底片的长期安全可用，可为自然资源监管监测和重大项目提供服务。

此外，国家测绘档案资料馆选择在地图内容和地图表达方面有代表性的作品12件，展出了馆藏宋、明、清珍品古地图档案，展示了古地图蕴含的不同历史时期丰富的地理、社会信息，也反映了我国当时的地图制图水平；完成馆藏“新疆山脉图”古籍试验性仿制工作，制作了4套精装复制品，为古地图保护及开发利用探索出一条新路。

来源: 中国自然资源报

9月9日，以“地理智慧 链接未来”为主题的2020GIS软件技术大会主题大会在北京召开。中国科学院院士徐冠华、中国工程院院士郭仁忠出席。

会议认为，多年来地理信息产业发展为我国经济社会发展、信息化建设提供了重要支撑。地理信息技术作为我国数字经济重要组成部分，与大数据、云计算、人工智能、区块链等新一代信息技术融合，拥有巨大潜力和空间。当前我国经济发展需要挖掘新动能，新基建正在成为重点发展方向，也成为地理信息产业增长的新引擎，作为新基建组成部分之一的实景三维中国建设项目的启动，将推动传统基础测绘向新型基础测绘的转变；国土空间规划、自然资源统一确权登记、“多规合一”“多测合一”等为测绘地理信息产业持续发展提供新机遇。

就如何更好地将地理信息技术助力我国经济发展和社会治理创新，会议强调，基础软件是信息产业之魂，GIS基础软件是地理信息软件产业技术制高点，要下决心加强GIS基础软件核心技术的研发，面向应用，突出重点，完善地理信息技术标准体系；要更加重视企业的技术创新和应用实践，政府主管部门要解放思想，真正发挥企业在创新中的主体作用；要大力开拓GIS软件国际市场；随着地理信息产业和公共服务快速发展，我国地理信息保密管理和共享应用出现新的矛盾与挑战，要切实把维护国家地理信息安全提到重要议事日程等。

主题大会上，有关专家作“基于GIS的智慧城市工程逻辑”“实景三维中国建设相关思考”“自然资源信息化实施的重点与路径”“分布式与空间区块链技术探索”等主题报告。自然资源部、工业和信息化部、生态环境保护部、交通运输部、农业农村部、应急管理部、中国科学院，中国地质调查局以及全国各省市和地方测绘地理信息主管部门有关负责人和技术人员，地理信息产业产学研用单位代表等参加会议。大会在上海、广州、成都、武汉、西安设分会场，设置“GIS与智慧城市论坛”“自然资源信息化论坛”“测绘与空间新服务论坛”等专题论坛，聚焦地理信息技术与区块链、大数据、人工智能等技术的融合创新，分享GIS软件最新进展、应用实践。大会由中国地理信息产业协会、中国测绘学会、中国软件行业协会、中国地理学会、国际测量师联合会、中国科学院地理科学与资源研究所、超图集团主办。

来源: 中国自然资源报

数字孪生是以数字化方式创建物理实体的虚拟实体，借助历史数据、实时数据以及算法模型等，用于模拟、验证、预测、控制物理实体全生命周期过程的技术方法。数字孪生技术打通了物理世界与虚拟空间的通道，联结现实世界与数字世界，在虚拟空间打造“全真世界”。

数字孪生的设想首次出现在2002年前后。近年来，物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的发展，使数字孪生得到更加广泛的传播和应用。目前，数字孪生的应用已经延伸到更广阔的领域，在国内主要包括智慧城市、智慧交通、智慧能源、智慧建筑、智慧健康以及智能制造等多个应用领域。

数字孪生技术之所以在这些领域应用广泛，主要因为它具有几大突出特点：实时性、互操作性、保真性、闭环性以及可拓展性。

数字孪生应用将大大推动新型智慧城市的建设。在信息空间上构建的城市虚拟映像叠加在城市物理空间上，将极大地改变城市面貌，重塑城市基础设施，形成虚实结合、孪生互动的城市发展新形态。

在智慧城市中，数字孪生城市通过对物理世界的人、物、事件等所有要素数字化，在网络空间再造一个与之对应的“虚拟世界”，形成物理维度上的实体世界和信息维度上的数字世界同生共存、虚实交融的格局，这突出了数字孪生的实时性以及保真性，将物理世界的动态，通过传感器精准、实时地反馈到数字世界。数字化、网络化实现由实入虚，网络化、智能化实现由虚入实，通过虚实互动、持续迭代实现物理世界的最佳有序运行，这突出了数字孪生的互操作性、可拓展性以及闭环性。

数字孪生技术广泛应用面临挑战

数字孪生的发展和实现是众多技术共同发展的结果。从数据采集到功能实现主要分为4层，分别为数据采集传输层、建模层、功能实现层、人机交互层。每层之间是递进关系，都将上一层的功能实现扩展和丰富。数字孪生关键技术体系涵盖感知控制、数据集成、模型构建、模型互操作、业务集成、人机交互六大核心技术。

目前，数字孪生还处在初级发展阶段，但要步入广泛应用阶段，还将面临数据、基础知识库、安全、多系统融合和人才等5方面挑战。

一是数据问题。数据是数字孪生的关键所在，现阶段与数据有关的问题主要有：多维度、多尺度数据采集不一致；数据传输稳定性不足；受多源数据获取方式的影响，数据准确性难以保障；海量数据的存储与处理能力欠缺；通信接口协议及相关数据标准不统一；数据的分享与开放机制不完善以及多源异构多模数据较难实现集成、融合和统一。

二是基础知识库问题。在系统层级方面，存在着数字化、标准化、平台化的缺失，主要体现在各层级的自身基础知识库匮乏，现有层级之间的基础知识库互联互通障碍以及基础知识库的整体架构不完善；在生命周期方面，存在着结构化、传承性、规划性缺失的问题；在价值链方面，则存在着现有应用价值不足、兼容性差、盈利模式不明等问题。

三是数据安全问题。主要表现在数据传输和存储安全方面，数字孪生系统在应用过程中，会产生和存储海量的生产管理数据、操作数据和系列外部数据等，可通过云端、生产终端和服务器等存储方式进行存储，任何一环都可能涉及数据泄密的风险。另外，系统控制安全也需要注意。由于虚拟控制系统可能存在各种未知安全漏洞，极易发生泄密问题。

四是多系统融合问题。数字孪生是一个多维系统的融合，在数据、模型和交互各环节均涉及融合应用，而目前无论是数据采集、数据传输、模型构建还是交互协同的环节，与数字孪生构架均未深度结合。

五是人才问题。现阶段数字孪生核心软件技术仍由国外人才主导，国内市场缺少数字孪生标准化研究相关的专业人才。

聚焦关键技术优化数字孪生

解决这些问题，不仅要从宏观层面给予支持，更要针对关键技术的研究加大力量。主要可以从以下几方面着手：以算法为核心，以数据和硬件为基础，以大规模知识库、模型库、算法库的构建与应用为导向，重点提升信息建模、信息同步、信息强化、信息分析、智能决策、信息安全等多种数字孪生关键技术。推出优质培训课程等方式加强数字孪生优秀平台或产品的展示与推广。加强数字孪生产业开放与交流平台建设，促进产学研协同创新，让需求和技术得以落地。加强数字孪生与其他技术的创新融合，探索和研究更符合数字孪生相关业务的基础理论、集成融合技术及方法。加强数字孪生相关人才培养，尤其要加强培养具备数字孪生与其他领域知识储备的交叉复合型人才。

尽管数字孪生及相关系统实现了快速发展，但从长远来看，要释放数字孪生的全部潜力，有赖于从底层向上层数据的有效贯通，并需要整合整个生态系统中的所有系统与数据。随着新一代信息技术、先进制造技术、新材料技术等系列新兴技术的共同发展，各项要素得以持续优化，数字孪生的发展将一边探索和尝试，一边优化和完善。

目前，数字孪生的行业应用层出不穷。随着人工智能﹢三维数字化自动建模等技术的研发与应用，数字孪生的实现效率将大大提高，进而实现智慧城市可视化操作系统，并赋能产业互联网由2D内容升级到3D，及至未来4D实景三维的提升，赋予人类视觉从2D到4D数字万物的跨越。

（作者为国际欧亚科学院院士，广州大学地理科学与遥感学院教授、博士生导师）

来源: 中国自然资源报

1月20日，由中国科学院空天信息创新研究院运维的国家对地观测科学数据中心和国家综合地球观测数据共享平台编制的《中国对地观测数据资源发展报告（2019）》正式发布。报告首次全面系统地总结了我国对地观测数据资源发展特点，分析了我国对地观测数据资源发展面临的问题和挑战，提出了相关建议。报告显示，我国对地观测数据总量已经接近100PB（拍比特），步入了大数据应用和数据驱动的科学发现时代，数据应用环境持续改善。

报告显示，我国对地观测数据资源的生产与管理能力显著提高。从1970年发射第一颗人造卫星以来，我国当前有超过60颗对地观测卫星，已具备覆盖临近空间、大气、海洋和陆地的高精度、高时空分辨率的数据获取能力。主要数据机构的存档数据量接近100PB，管理的数据集超过700个，配套软件工具超过200个。我国对地观测数据管理的信息化环境较好，装机存储容量超过350PB，合并计算能力超过每秒3亿亿次浮点运算，建立了较为强大的对地观测数据采集、接收、传输、存储、处理和共享服务能力体系。83%以上的机构采用了以内部标准、行业标准、国家标准和国际标准为代表的标准体系，而55%的机构也成为行业、国家和国际标准的制作者和输出者。

同时，我国对地观测数据资源的服务能力有较大进步。对地观测数据机构直接服务的在线注册认证用户超过30万人（家）。有50%的机构向用户销售数据，也有50%的机构对用户提供免费开放共享服务。90%以上的机构开展了诸如经济带监测、立交桥建设、城市综合管理应用、自然保护区管理、电网监测、精准扶贫、洪涝灾害、农牧业管理等数据应用。对地观测数据资源为经济发展和民生改善发挥了不可估量的作用。

报告显示，我国对地观测数据资源的国际影响力日益增强，数据“走出去”方兴未艾。我国有19%的机构向国外用户销售国产卫星数据，有26%的机构建立了专门的国际合作数据服务系统，36%的机构对国外用户开展数据免费共享服务，有45%的机构有国外用户。这些机构扩大了我国对地观测数据资源的国际影响力。

该报告建议，为进一步促进我国对地观测数据资源发展，未来需进一步加强大型数据机构之间的互联互通，重视跨机构跨行业数据服务系统的搭建；建设国家主导的对地观测数据备份存档信息基础设施，提升重要遥感数据的存储安全和公益服务能力；加强标准政策的宣传和培训，使数据管理进入标准化轨道；出台明确的政策和措施提升我国对地观测数据的国际影响力和遥感数据的使用程度。

据了解，该报告由我国各卫星中心、主要民营卫星企业、科研院所和高校等113个单位共同参与完成。报告为全面和充分掌握我国对地观测数据资源的发展现状，推动对地观测数据资源的科学管理，更好地服务于国家科技创新战略和“一带一路”倡议提供了可靠的决策依据和资料。