◎ 王瑜

地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，給測繪行業(yè)帶來了新的技術和手段。面對不斷變化的內外部環(huán)境和百年未有之大變局，新發(fā)展格局下測繪行業(yè)將面臨哪些任務和挑戰(zhàn)？如何應對？記者就此采訪了中國工程院院士陳軍。

“我們應站在服務國家發(fā)展大局和支撐人類命運共同體建設的高度，把握機遇，創(chuàng)新發(fā)展。一要練好內功，加強基礎研究和研發(fā)智能化測繪技術，打造時空信息基礎設施；二要深化服務，為可持續(xù)發(fā)展和自然資源的統(tǒng)一管理提供高質量的時空信息技術支撐與知識服務，提升服務保障的能力與水平。這就需要我們更新觀念、科技創(chuàng)新、跨界融合。”陳軍說。

對標評估與監(jiān)測，助力國家和地方可持續(xù)發(fā)展

陳軍介紹，目前國際上的一個熱點是可持續(xù)發(fā)展。2020年9月22日，國家主席習近平在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上宣布，中國將設立聯(lián)合國全球地理信息知識與創(chuàng)新中心和可持續(xù)發(fā)展大數據國際研究中心，為落實《聯(lián)合國2030年可持續(xù)發(fā)展議程》提供新助力。這既是我國踐行人類命運共同體理念的莊嚴承諾，也為中國測繪界指明了發(fā)展方向。

“《聯(lián)合國2030年可持續(xù)發(fā)展議程》提出了17項可持續(xù)發(fā)展目標（英文簡稱SDGs），是未來世界各國十多年發(fā)展的一個重大公共政策，其最大的特點是推動經濟、社會、環(huán)境‘三位一體’綜合協(xié)調發(fā)展?！标愜姳硎?，“可持續(xù)發(fā)展是一個非常復雜的系統(tǒng)，覆蓋面廣、執(zhí)行期跨度長、實施難度大，具有關聯(lián)性強、時空特征顯著兩大特點，跟蹤問效勢在必行?！?/p>

據悉，聯(lián)合國專門通過了第70/1號決議，要求各成員國利用統(tǒng)計和地理空間信息，依據統(tǒng)一指標體系開展SDGs監(jiān)測評估與報告，以便及時發(fā)現(xiàn)問題，并切實采取有效措施。這是聯(lián)合國第一次正式將地理信息作為全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的技術支撐。

“利用時空數據進行SDGs監(jiān)測，評估難度還是非常大的，涉及因素眾多，技術過程復雜，是國際難題。尤其是如何將遙感地理信息有機地融入其中，缺乏深入的認識和成功的范例。”陳軍說。

2018年11月在浙江德清召開的聯(lián)合國首屆世界地理信息大會，將SDGs量測與監(jiān)測作為大會的六大任務之首。自然資源部和聯(lián)合國經濟社會事務部在大會上聯(lián)合發(fā)布了陳軍院士團隊完成的最新研究成果——以浙江德清為試點實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的全面綜合評估，向國際社會展示了將遙感地理信息與社會統(tǒng)計數據有機結合，能有效地實現(xiàn)SDGs的空間型綜合評估。試點成果揭示了可持續(xù)發(fā)展的地理分布特征與地域差異，反映了SDGs踐行的時空過程與效應，講述了可持續(xù)發(fā)展的空間故事。2020年12月2日，這項成果入選聯(lián)合國經社部發(fā)布的全球SDGs杰出案例，全球僅16例。該成果充分證明，地理信息是實施全球可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、推動國家高質量發(fā)展方面的重要手段。

提供高質量時空信息技術保障，支撐自然資源主責主業(yè)

黨的十九屆五中全會提出的構建高質量發(fā)展的國土空間布局和支撐體系，以及自然資源部“兩統(tǒng)一”職責的履行，都對高質量時空信息保障提出了迫切需求?！斑@其中，測繪發(fā)揮著不可替代的重要技術支撐作用，但也面臨著與自然資源業(yè)務和技術深度融合的難題。我們如何開拓創(chuàng)新，主動做好‘兩服務、兩支撐’，是重大挑戰(zhàn)。”陳軍說。

他介紹，經過二三十年的發(fā)展，空間定位、對地觀測地理信息都取得了長足進步，與相關科技的交叉融合也成為常態(tài)。我國數據的獲取處理服務能力得到了顯著提升。以導航定位為例，目前北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式開通，“北斗﹢”應用風起云涌。同時，我國已建成覆蓋全面、尺度多元、內容豐富、及時更新的基礎地理信息資源。但如何利用不斷提升的技術能力，支撐好可持續(xù)發(fā)展和自然資源管理主責主業(yè)，仍然是業(yè)界需要思考的課題。

陳軍表示，自然資源要素眾多，與人類社會活動密切耦合，支撐生產—生活—生態(tài)空間，是具有顯著多維動態(tài)特征的復雜巨系統(tǒng)。自然資源科學管理和國土空間高效管控面臨著感知、認知、管控三方面需求：一是全面動態(tài)感知，如摸清資源家底，掌握其動態(tài)變化；二是系統(tǒng)精準認知，如全面科學地認知國土空間用途管制與自然資源利用保護的現(xiàn)實問題、發(fā)展態(tài)勢，包括要認知人地關系，揭示它的機理機制；三是數據賦能的全域科學管控，包括全要素耦合管理和全空間用途管控，做到研判復雜問題，主動決策反應。

“我們擁有了大數據，但要做到國土空間規(guī)劃的微觀管理和宏觀調控還有很多問題。主要問題是缺乏格局解析結構、診斷趨勢、預測態(tài)勢、預警方案優(yōu)化等智能化手段，難以從‘后知后覺’變?yōu)椤戎扔X’。這其中最本質的是我們尚不能有效地實現(xiàn)數據賦能的問題研判和知識驅動的應對決策。”他表示，將來的發(fā)展愿景是構建自然資源時空信息技術體系，做到全面動態(tài)感知，利用多種手段“查得準”；做到系統(tǒng)精準認知，主要解決自然資源資產資本的供給關系問題和國土空間格局的人地關系“認得透”；做到全域智慧管控“管得好”。這樣才能實現(xiàn)信息化條件下的自然資源科學管理與國土空間高效治理。

陳軍介紹，針對國土空間治理和自然資源監(jiān)管的主體業(yè)務，我國正在構建基于基礎地理信息的自然資源三維時空數據庫，提供摸清家底、認知規(guī)律和科學管控的支撐服務。而這個過程首先要做到數據融合，把原來的地理信息和自然資源各方面數據融合，再現(xiàn)真實地理環(huán)境。其次是方法融合，包括指標、模型和管控規(guī)則，把測繪地理信息融入統(tǒng)一行使全民所有自然資源資產所有者職責、統(tǒng)一行使所有國土空間用途管制和生態(tài)保護修復職責，加強國土空間規(guī)劃的過程。

從數字化到智能化，測繪技術面臨轉型升級

那么，面臨支撐可持續(xù)發(fā)展和自然資源管理的兩大挑戰(zhàn)，目前的測繪地理信息技術水平是否能夠勝任？

“總的來看，現(xiàn)在的技術能力還不足以支撐這兩大方面任務，面臨技術升級的問題。測繪是技術密集型行業(yè)，20世紀80年代起，我國歷時數十年，成功完成從模擬到數字化測繪的轉型升級，有力支撐了全國測繪地理信息事業(yè)的快速發(fā)展和廣泛應用，帶動了整個行業(yè)的發(fā)展。但如今紅利已基本用完，表現(xiàn)為生產與應用服務面臨一系列的瓶頸問題——數據保障做不到實時化、信息處理不能完全自動化等。所以我們現(xiàn)在需要利用人工智能、大數據等新技術，把測繪地理信息專業(yè)知識整合起來，發(fā)展智能化測繪?！标愜娬f。

什么是數字化測繪呢？陳軍介紹，數字化測繪技術是對各種數據化的觀測資料，采用定量算法或解析模型，在矢量或柵格等度量空間中進行量化計算與處理，實現(xiàn)幾何處理、物理反演及誤差分析，形成數據產品和信息產品。現(xiàn)實世界中的自然要素、人文現(xiàn)象及人工設施紛繁多樣，多維動態(tài)關系錯綜復雜，往往無法用一組簡潔通用的數學模型或算法加以完整描述。

而智能化測繪的技術特征，是以知識和算法為核心，模仿人的自然測繪智能和運用人工智能技術，形成以知識為引導、算法為基礎的混合型智能計算范式，提升測繪感知、認知、表達計算的能力。這樣就有可能解決目前生產、服務及應用面臨的諸多瓶頸問題，并推出更多的知識產品。例如，最近國家基礎地理信息中心研發(fā)的基于深度學習的問題地圖診斷系統(tǒng)，就是一個典型的智能化測繪案例。

在陳軍看來，過去人們主要關注數字化測繪新算法、新模型，對測繪自然智能的挖掘與利用缺乏系統(tǒng)深入研究，有待研究解決的基本問題是測繪自然智能的解析與建模、混合智能計算的構建與實現(xiàn)、賦能測繪生產的機制與路徑。“因此，我們需要針對每一類測繪生產與服務，研究其信息處理機制，梳理所使用的先驗知識，構建混合型智能計算模式，研究其賦能測繪生產的機制與路徑。這是智能化測繪的基本路徑。”

陳軍認為，智能化測繪的研究熱點和發(fā)展方向有：構建智能化測繪的知識體系，研發(fā)智能化測繪的技術方法，研制智能化生產系統(tǒng)與裝備構建時空信息基礎設施，從數據信息服務走向知識服務。從數字化測繪走向智能化測繪是一項復雜的系統(tǒng)工程，既涉及理論創(chuàng)新、技術突破、體系構建等技術難題，也牽涉觀念更新、學科協(xié)同、政策保障等非技術因素，因此需要做好頂層設計，加強跨學科的創(chuàng)新研究，促進產學研良性協(xié)作，營造良好的競爭生態(tài)。