测绘地理信息科技发展“十三五”规划

　　根据《中共中央 国务院关于深化体制机制改革加快实施创新驱动发展战略的若干意见》、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划》和《测绘地理信息事业“十三五”规划》，为深入贯彻实施国家创新驱动发展战略，切实提高测绘地理信息科技创新能力和水平，增强科技创新对事业改革创新发展的支撑和引领作用，制定本规划。

 

　　一、形势与需求

 

　　（一）现状和趋势

 

　　1．国际测绘地理信息科技发展现状和趋势

 

　　大地测量与导航定位方面。GPS、北斗（BDS）、格洛纳斯（GLONASS）和伽利略（Galileo）等全球卫星导航定位系统（GNSS）都在加快建设和完善进程，区域卫星导航定位系统建设加速推进。GNSS数据处理由离线向在线转变，美国等提供了高精度在线GNSS数据处理服务。国际地球参考框架点坐标精度达到毫米级，年变化率的精度优于1毫米/年。全球大地测量观测系统（GGOS）正致力于整合各类大地测量数据，形成一致、可靠的大地测量数据产品。重力测量卫星CHAMP、GRACE和GOCE的成功升空以及GRACE后续星的即将发射昭示着人类将迎来一个前所未有的卫星重力测量时代。室内外无缝导航定位技术发展迅速，形成了无线局域网（WiFi）、超声波、射频识别（RFID)、蓝牙等多手段互为补充的室内导航定位技术体系。英国国防科学与技术实验室正在研制量子导航定位系统，能精确跟踪人体移动的位置，可在水下精确导航定位。

 

　　摄影测量与遥感方面。卫星影像正在向高时空分辨率、高光谱分辨率方向发展，WorldView－3卫星0.31米分辨率是目前全球民用遥感卫星的最高水平。航空摄影测量成为三维精细建模主要手段，多角度倾斜航空系统逐渐成为城市精细三维建模的重要数据采集装备。多时相合成孔径雷达（SAR）干涉测量、极化干涉测量和SAR层析建模技术是近年来的研究热点。机载激光雷达（LiDAR）技术已成为复杂地形测量和三维建模的重要手段。地面移动激光扫描系统可以快速获取目标三维和属性信息。基于多源传感器的数据融合与反演服务成为遥感技术应用新趋势。

 

　　地理信息与地图制图方面。地图制图更加注重产品的三维表达以及属性信息的精细化，产品内容和产品形式向社会化、三维化、动态化、泛在化和智能化发展。美国地质调查局（USGS）发布了更易于促进地理信息产品快速广泛传播的美国地形图，瑞士正在开发包含10层要素的三维地形景观模型（3DTLM）。地理信息的现势性方面，英国实现了半年现势性的全国多尺度地理信息数据库的动态更新。随着移动互联网、大数据、云计算技术的发展，基于云架构的地理信息数据网络化采集、自动化成图、智能化分析与泛在化服务正在成为热点。

 

　　地理国情监测方面。欧美等国家和地区在战略规划、土地覆盖和土地利用、国土疆域、自然灾害等方面开展了大量地理国情监测工作。地理国情监测数据获取技术比较成熟、获取手段多样，涵盖了航天、航空、低空、地面等多个层面和光学、雷达、LiDAR等多种方式，能及时获取不同空间、时间、光谱分辨率的地理国情监测遥感影像数据和地面调查数据，可为地理国情监测提供丰富的数据源。相关研究主要集中在全球变化、土地覆盖、土地利用、生态环境、自然灾害、地表沉降等领域，大多以科学研究为主，还没有形成清晰完整的技术标准。

 

　　2．我国测绘地理信息科技发展现状

 

　　（1）科技创新政策环境明显改善

 

　　国家先后发布了《中共中央 国务院关于深化科技体制改革加快国家创新体系建设的意见》、《中共中央 国务院关于深化体制机制改革加快实施创新驱动发展战略的若干意见》、《国家创新驱动发展战略纲要》等重大政策，极大地优化了我国测绘地理信息科技发展环境，也提出了新的更高要求。国家测绘地理信息局召开了测绘地理信息科技创新工作会，印发了《关于加强测绘地理信息科技创新的意见》和《信息化测绘体系建设技术大纲》等相关科技政策文件，为科技创新发展指明了方向。建立和完善了国家测绘地理信息局重点实验室管理办法、全国测绘地理信息科普教育基地管理办法等管理制度，为加强科技创新管理工作打下了良好的政策基础。良好的政策有效地保障了测绘地理信息科技经费的投入，据统计，“十二五”期间，测绘地理信息科研经费累计投入达22.40亿元，其中财政投入13.75亿元，较“十一五”增加37.5%。企业加大了科技创新投入力度，部分企业研发投入高达企业年收益20%以上。

 

　　（2）科技自主创新能力显著提升

 

　　大力推动核心与关键技术攻关，形成了一批重要创新成果，信息化测绘技术体系基本建成。资源三号01、02星成功发射，开启了我国自主航天测绘的新时代。成功研制了北斗卫星导航定位芯片，结束了我国高精度卫星导航定位产品“有机无芯”的历史。北斗导航卫星建立了星间链路，标志着我国掌握了全球导航卫星星座自主运行核心技术。研制了国内首套机载雷达测图系统，达到国际先进水平。自主研发了大规模集群化遥感数据处理系统，生产效率提高5～10倍。基础地理信息大范围快速更新技术实现突破，首次完成了全国范围1:5万基础地理信息数据库年度更新。在国际上率先开展了地理国情普查与监测，成功打造了自主知识产权的国家地理信息公共服务平台，数字城市地理空间框架向智慧城市时空信息云平台升级。与互联网、云计算、大数据等新技术融合，测绘地理信息正成为大众创业、万众创新的重要领域。自主研发了航空数码相机、倾斜相机、无人飞行器航摄系统、应急监测系统、移动测量系统等一大批技术装备，实现了基于中央处理器、操作系统、数据库的新一代地理信息平台软件的全面国产化，部分性能指标优于国外同类产品。据不完全统计，“十二五”期间，共开展科研项目4300余项，其中国家级科技项目300余项、省部级科技项目800余项，形成科技成果近1000项，在生产中转化应用600余项。多项科技成果获得国家科技进步奖、国家自然科学奖、国家发明奖和国际奖项，获国家创新团队奖1项。

 

　　（3）关键技术研发取得重要突破

 

　　大地测量与导航定位方面。现代测绘基准关键技术取得突破，基本具备涵盖全部陆海国土、高精度、三维、动态的能力。统筹建成2200多个站组成的全国卫星导航定位基准站（CORS）网，正在加快推进CORS网的北斗升级改造。GNSS多系统组合精密定位理论、方法以及软件研制等方面取得了丰硕成果，实现了精密单点定位（PPP）技术与网络实时动态定位（RTK）技术的统一。研制了中国大陆1°×1°格网速度场模型。国产航空重力仪研制取得突破性进展，开展了系列试验。研制了中国陆地2'×2'重力似大地水准面模型（CNGG2013），精度达到10厘米。自主设计了具备室外亚米级、室内优于3米的室内外无缝导航定位系统。卫星导航与智能终端、互联网融合发展，应用技术水平显著提高，具备了区域服务能力并稳步向全球推进。

 

　　摄影测量与遥感方面。资源三号01和02星、高分一号、高分二号、天绘一号、吉林一号等为代表的测绘遥感卫星投入使用，我国卫星遥感数据获取、处理与应用能力显著提升，与国际先进水平的差距不断缩小。数字航摄仪、大面阵航空数码相机、多角度倾斜数码相机、机载LiDAR、机载SAR等航空遥感技术装备研发成功并推广应用，全面提升了我国航空遥感数据获取能力和水平。自主研发的车载移动测量系统、室内同步定位与制图系统、地面三维激光扫描仪等技术装备投入生产应用。研发了与航空航天遥感获取能力配套的遥感数据处理软件，具有影像高精度几何处理、地物地形要素自动识别与快速提取、生态环境遥感反演等功能。

 

　　地理信息与地图制图方面。突破了基于倾斜影像的三维城市模型自动提取技术，提高了三维城市建模和可视化效率。矢量瓦片技术促进了地理信息在移动端的广泛使用。突破了基于知识的多尺度地理信息数据自动化制图技术，让制图更加平民化。“图数分离”制图综合数据模型突破了跨尺度缩编问题，为全国多尺度地理信息数据的联动更新奠定了技术基础。基础地理信息动态更新技术体系有力支撑了国家基础地理信息数据库“一年一版”目标的顺利实现。我国首个分布式节点协同、业务化运行的地理信息云服务平台“天地图”投入运营，能够提供全国地理信息资源在线共享与协同服务。世界首套30米分辨率全球地表覆盖数据在国际上产生重要影响。

 

　　地理国情普查与监测方面。开展了首次全国地理国情普查，建立了全覆盖多尺度地理空间单元分类体系，形成了多尺度国家省市三级基础地理国情要素与专题要素监测分类指标体系，攻克了信息提取与变化检测、综合统计与分析、地理国情解释与评价等关键技术。全面摸清了我国“山水林田湖”等地表自然资源要素现状和空间分布，查清了我国人工设施空间分布情况，首次全面真实地绘制我国“地情图”，取得了京津冀地区重点大气颗粒物污染源空间分布、首都经济圈20年城市空间格局、三江源生态保护区管理、国家级新区建设变化、沿海滩涂变化、南水北调中线工程水源地环境动态监测等系列监测成果。

 

　　（4）科技创新平台布局不断加强

 

　　国家测绘工程技术研究中心挂牌成立。航空遥感数据获取与服务等5个产业技术联盟被认定为国家级产业技术联盟，搭建了科技成果转化平台。长江经济带地理信息协同创新联盟、智慧中原地理信息技术协同创新中心、地信梦工场（浙江）等一批区域协同创新中心相继成立，成为区域经济社会发展的重要科技支撑力量。国家测绘地理信息局重点实验室与工程技术研究中心建设有序推进，先后成立了海岸带地理信息环境监测、中亚地理信息开发利用、时空信息感知与融合技术等国家测绘地理信息局重点实验室与工程技术研究中心，强化了军地之间、内地与香港之间、经济发达地区与欠发达地区之间的科技合作与交流。与诺丁汉大学等国外科研机构联合成立了首个国家级国际联合研究中心，推动测绘地理信息科技走向世界。建成目前亚洲唯一且精度和稳定性排在国际前三名的全球GNSS服务（IGS）数据分析中心。

 

　　（二）机遇和挑战

 

　　1．创新驱动发展战略对测绘地理信息科技发展提出新使命

 

　　党的十八大提出实施创新驱动发展战略，强调科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑。创新已经成为引领发展的第一动力。必须将测绘地理信息科技创新摆在事业发展的核心位置，科技创新与制度创新、管理创新和文化创新相结合，推动事业加快转变发展方式。创新驱动是世界大势所趋，全球新一轮科技革命和产业变革加速演进，颠覆性技术不断涌现，对测绘地理信息科技发展带来了新的机遇与挑战。我国经济发展进入新常态，事业发展进入转型升级关键期，必须依靠创新驱动提供发展新动力，支撑事业新的业务体系协调发展，实现以科技创新引领事业发展的全面创新。

 

　　2．国家重大战略实施为测绘地理信息科技发展带来新机遇

 

　　党的十八大提出了“两个一百年”的奋斗目标，提出了全面落实“五位一体”总体布局和“四个全面”战略布局，实施“一带一路”、长江经济带、京津冀协同发展等国家重大战略，都对测绘地理信息做好支撑保障提出新的需求，加强生态文明建设，加强自然资源资产管理，优化国土空间开发格局，推进“多规合一”“智慧国土”“生态国土”，支撑“深地探测、深海探测、深空对地观测和土地工程”（简称“三深一土”）等都要求测绘地理信息推进全面创新，夯实科技发展基础，切实发挥引领驱动作用，更好地为提升事业服务保障能力和国家战略实施提供强有力的科技支撑。

 

　　3．科技进步为测绘地理信息科技发展带来新动力

 

　　科技创新已经成为全球经济社会发展的主要推动力，发达国家纷纷加大科技投入，通过科技创新驱动发展确保其在科技领域的领先地位。科技创新链条更加灵巧，技术更新和成果转化更加快捷，产业更新换代不断加快。大数据、云计算、物联网、智能机器人等新技术的快速发展，为测绘地理信息科技发展提供了新动力。地理信息应用日益增长、全球时空基准一体化、志愿者地理信息不断发展、经济社会环境统计数据与地理信息不断整合、地理信息安全质量问题更加突出。这些问题的解决需要加快测绘地理信息科技发展。

 

　　4．事业转型发展对测绘地理信息科技发展提出新要求

 

　　测绘地理信息事业正处于转型升级的战略机遇期，新型基础测绘、地理国情监测、航空航天遥感测绘、全球地理信息资源开发、应急测绘（以下简称“五大业务”）与地理信息产业发展都迫切需要科技提供有力支撑，切实解决制约传统基础测绘向新型基础测绘转型中遇到的科技问题，突破地理国情监测以及航空航天遥感测绘的技术难关，解决全球测绘和应急测绘的前沿问题，破解地理信息产业发展中遇到的技术障碍，全面推动事业改革创新发展。

 

　　我国测绘地理信息科技整体水平已跻身国际先进行列，有着扎实的发展基础、面临着良好发展机遇，同时也存在科技创新投入不足、自主创新能力特别是原创力不够、部分关键核心技术受制于人、支撑事业转型和产业升级技术储备有待加强、重大科技成果不多、成果转化率不高、适应创新驱动的体制机制尚需健全、领军人才和高技能人才亟需充实等一系列问题。

 

　　二、总体要求

 

　　（一）指导思想

 

　　全面贯彻党的十八大和十八届三中、四中、五中全会精神，深入贯彻习近平总书记系列重要讲话精神，按照“四个全面”战略布局总要求和加快实施创新驱动发展战略总部署，深入贯彻创新、协调、绿色、开放、共享发展理念，紧密围绕“加强基础测绘、监测地理国情、强化公共服务、壮大地信产业、维护国家安全、建设测绘强国”发展战略，落实《测绘地理信息事业“十三五”规划》，以支撑“五大业务”为抓手，以创新为动力，以需求为牵引，以问题为导向，以项目为纽带，着力健全创新体制机制，提升科技自主创新能力，培养创新型科技人才队伍，攻克一批核心关键技术难题，全面推进信息化测绘体系技术能力建设。

 

　　（二）基本原则

 

　　——坚持自主创新。坚定不移地把增强自主创新能力作为科技发展的战略基点，加强应用基础研究和高技术研发，强化应用基础理论、战略性关键技术攻关。注重原始创新、集成创新、引进消化吸收再创新，打破国外对测绘地理信息核心技术与装备的垄断。

 

　　——坚持需求导向。紧扣经济社会发展重大需求，围绕测绘地理信息事业核心业务需求，着力完善科技创新体制机制，提升自主创新能力，强化成果转化与产业化，把科技创新能力变成实实在在的生产力。

 

　　——坚持人才为先。始终将人才作为科技创新的第一资源，营造尊重知识、尊重人才的浓厚氛围。坚持项目、人才、基地相结合，将创新活动同人才培养紧密结合，创新人才培养模式，使优秀科技人员脱颖而出。

 

　　——坚持统筹协调。注重市场主导和政府引导相结合，充分发挥市场配置资源的作用，促进测绘地理信息科技资源的优化配置及成果转化，充分发挥政府的宏观指导和引导作用，为科技创新营造良好政策环境。加强军民测绘地理信息科技统筹，强化协同创新。

 

　　（三）发展目标

 

　　测绘地理信息科技自主创新能力显著提升，重点领域核心关键技术取得重大突破，市场导向的技术创新机制更加健全，人才、资本、技术、知识自由流动，各类创新主体、军民科技协同发展，科技创新资源配置更加优化，创新效率明显提高，测绘地理信息标准体系更加科学完善，科技竞争力和国际影响力显著增强，信息化测绘技术体系全面建成，为构建“五大业务”协同发展的公益性保障服务体系、促进地理信息产业发展提供有力的科技支撑。

 

　　——科技创新机制更加完善。推进《关于加强测绘地理信息科技创新的意见》落实，在测绘地理信息科技体制改革的关键环节取得突破，逐步形成适应创新驱动发展要求的制度环境和体制机制。

 

　　——多元投入机制初步建立。初步形成社会资本积极参与测绘地理信息科技创新的机制。测绘地理信息行政主管部门和相关单位预算中科技创新经费投入比例达到本单位生产服务总值的2.5%。基础研究和应用基础研究项目经费在科技经费中所占比例达到10%，企业研发投入强度明显提升。

 

　　——自主创新能力显著提升。现代化测绘基准维持能力、实时化地理信息数据获取能力、自动化地理信息数据处理能力、网络化地理信息管理与服务能力以及社会化地理信息应用能力显著提升，形成一批具有国际竞争力的民族品牌软硬件产品，进一步缩小与国际领先水平的差距。

 

　　——创新平台建设再上新台阶。积极推进国家（重点）实验室建设，国家测绘地理信息局重点实验室和工程技术研究中心数量按照30个的规模，重组、调整或新建2-3个。新建3-5个创新联盟或协同中心、10个以上科普教育基地。测绘地理信息科技创新平台布局更加合理。

 

　　三、重点任务

 

　　（一）核心理论与关键技术

 

　　1．测绘基准与导航定位

 

　　开展全国厘米级似大地水准面模型、高精度高分辨率地球重力场模型、高精度高分辨率全球平均海面高模型、全球高程基准统一等方面的理论研究。开展全国GNSS基准站网的维持与服务、国家大地坐标系框架更新、国家垂直基准框架维护、国家重力基准更新等关键技术研究。开展高精度、四维大地坐标系统的构建。开展卫星重力、航空重力、磁力、时空基准等方面的技术研究。开展综合定位、导航、授时（PNT）的核心技术开发研究，尤其是量子导航定位、泛在测量、室内外无缝导航定位等新技术研究。集成GNSS与基于位置的学习（LBL）、超短基线（USBL）等系统，开展水下目标分米级导航和厘米级定位识别技术研究。开展深地、深海、深空大地测量技术与保障体系研究。

 

　　2．地理信息数据获取

 

　　开展空天地一体化的多源遥感数据快速获取、新型数字摄影测量和遥感机理、地理空间信息网格理论与技术、机器视觉与数字摄影测量技术统一方法等研究。研究泛在模式下的新型地理信息数据采集、地理空间传感网技术等。研究移动传感器的快速网络互联及信息交换接入技术、智能空间传感器网构建及应用，开发移动物联网地理信息采集与应用服务系统。研究激光雷达装备、干涉测量、三维精细重构与摄影测量集成等技术。开展超高速、超精细、超大尺度、超复杂（简称“四超”）状态下的测量技术研究。继续开展无人机数据获取技术研究。研究组合导航、穿戴式设备集成与显示、远程移动目标监控与数据传输等增强现实地理信息技术与系统平台构建。研究地下空间移动测量关键技术。

 

　　3．地理信息数据处理

 

　　开展多模多频GNSS数据融合和全球多源影像的联合平差关键技术研究。开展超算技术研究，构建超算云平台。研究遥感影像自动去云处理、要素快速自动解译及三维地理信息数据快速表达与更新、传感器时空标签、时空关联、联合语义理解、关联数据快速检索等关键技术，构建时空数据模型和数据库模型。研究地理信息数据的泛在网接入、时空大数据的时空检索、多源异构数据的同步和同化等技术，建立超大规模分布式时空数据管理平台。研发集航空、GNSS/CORS、卫星影像、干涉雷达、激光雷达数据处理于一体的多源对地观测数据处理平台。研究室内外一体化地图快速建模、泛在位置数据的时空特征提取方法。研究极区冰雪演变、全球环境变化耦合机制以及多源数据、跨学科信息融合。