精品论文|智慧中国空间数据基础设施规划研究
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【作者信息】薛 梅1，汪 伟2，骆成凤3，王晓萌4(1.重庆市勘测院，重庆 401121；2.天津市测绘院，天津 300381；3.中国测绘科学研究院，北京 100830；4.北京市规划委员会，北京 100045)
【摘要】国家空间数据基础设施作为在全国范围内开展空间数据共享和服务应用的动态网络设施，包含人、数据、政策、标准和技术五个部分。本文以构建智慧中国空间信息支撑为目标，以用户分析调查为基础，基于国际空间数据框架研究理论体系开展了智慧中国空间数据基础设施规划研究。通过开展用户问卷调查分析和多角度综合评估，分析了我国空间数据基础设施建设重视数据和服务等技术层面内容，但相对忽略组织措施和公共政策等非技术内容的现状，提出了下一阶段中国国家空间数据基础设施的总体建设任务，并从政策、组织、财政、数据、沟通五个方面分解任务，为智慧中国空间数据基础设施的发展提出了具有可行性的实施建议。
【关键词】智慧中国；空间数据基础设施；评价体系；治理；规划
【中图分类号】P208
【文献标识码】A
【文章编号】1672-1586（2017）02-0057-06
【引文格式】薛 梅，汪 伟，骆成凤，等。 智慧中国空间数据基础设施规划研究[J]. 地理信息世界2017，24(2):57-62。
0 引 言
空间数据基础设施（Spatial Data Infrastructure，SDI）作为利益相关者共享交换空间数据的平台，从20世纪90年代在全球广泛推广，2002年超过100个国家启动了国家SDI建设，欧盟委员会26个成员国及2个自贸区分别在欧盟空间数据基础设施（INSPIRE）框架下建立了国家级SDI节点。为构建中国SDI，中国国家测绘地理信息局于2006年启动了数字中国地理空间框架建设，至2015年底，地级市以上城市全面完成数字城市地理空间框架建设，形成了国家、省、市三级节点的互联互通网络体系。近年来，围绕测绘地理信息工作转型升级的需求，国家测绘地理信息局提出了“构建智慧中国、监测地理国情，壮大地信产业、建设测绘强国”的总体发展战略，构建智慧中国成为新时期测绘地理信息转型升级的重要内容，国家测绘地理信息局面临着将数字中国升级为智慧中国的重要任务，需要建立科学的规划评估体系，明确中国SDI未来的发展战略。
经过数十年的发展，在国际上已经形成了较为完善的空间数据基础设施理论和方法体系。在空间数据基础设施的构成方面，Rajabifard等提出空间数据基础设施是由人、数据、政策、标准和技术五个部分组成的动态系统；在发展阶段方面，Masser等将SDI分为生产驱动模型、过程驱动模型两个阶段，在此基础上，针对近年出现的志愿者地理信息(Volunteered Geographic Information，VGI)、商业地图等现象，Budhathoki等又提出了第三代空间数据基础设施——生产用户模型；在数据质量方面，Van Loenen等提出了数据可知、可获取、可用的数据质量模型；在空间基础设施评价方面，Grus等提出了多模型综合评价方法等。这些理论研究成果为空间数据基础设施的建设和持续完善提供了支撑。欧盟、美国、澳大利亚、加拿大等发达经济体和国家以理论为指导，结合自身情况，定期调整相关战略和实施计划，形成了完善的SDI规划、实施和评估体系。其SDI发展呈现以下特点：在组织方面，等级、市场、网络机制共同作用，且近年来网络机制不断加强，建立了利益相关者的广泛合作联系；在应用层面，从法规和项目两方面建立了SDI和电子政务战略紧密联系，实现了地理信息和自然人、法人、房地产登记等信息的紧密对接；在政策层面，不断加大政府开放数据力度，提高了公共部门信息的价值；在宣传层面，重视SDI在全社会的普及和推广。
在我国，数字中国地理空间框架投入巨大，其结合国情，在理念、内容、保密、服务、应用等方面开展了创新，取得了显著成效，但国内相关研究主要集中在标准体系、基础数据和软硬件等技术和功能层面，缺少对中国SDI战略目标、体制机制、实施评价及后续规划的系统性研究。本文在联合国、国家测绘地理信息局“中国及其他发展中国家地理信息管理能力提升”项目资助下，以构建智慧中国空间信息支撑为目标，以用户分析调查为基础，基于国际空间数据框架研究理论体系开展了中国SDI评价及规划研究。通过开展用户问卷调查和多角度综合评估，本文分析了我国空间数据基础设施建设重视数据和服务等技术层面内容，但相对忽略组织措施和公共政策等非技术内容的现状，并认为该现状影响了其空间数据的应用推广和广泛参与；提出了智慧中国空间数据基础设施的总体建设任务，并从政策、组织、财政、数据、沟通五个方面将任务分解为具体目标，结合中国现状和欧美国家的实践经验，为中国SDI发展提出了具有可行性的实施建议。
1 研究方法
基于文献分析、问卷调查、专家访谈等方法的主要研究路线如图1所示。利用SDI准备度、数据中心适宜度、组织管理和综合现状评估方法建立多角度综合评价体系，对中国SDI现状进行定量评估；开展中国SDI用户调查及分析，明确用户需求及改进建议；基于现状评估和用户分析结果，制定智慧中国SDI发展任务，并从政策法规、组织协作、财政、数据、培训宣传五个方面对任务进行分解，针对每个目标进行现状和目标对比分析，给出具体的发展建议；最后对发展目标进行逐项落实并形成智慧中国SDI发展路线图。
图1 中国SDI发展规划研究路线
Fig.1 The research route of the Chinese SDI strategy plan
2 中国空间数据基础设施现状评估
建立有效的评估体系是保证空间数据基础设施持续良性发展的基础。评估现状有利于发现其需要改进和提升的方面,是制定后续发展策略的重要输入。由于SDI的动态性和复杂性，单一评估标准很难反映其现状。Grus等提出了综合利用SDI准备度、数据中心适宜度、组织评价方法和综合现状评价方法的综合评价体系[9]，并在欧洲、北美等50多个国家进行了广泛评价和论证，为各国的空间数据基础设施持续建设提供了重要支撑。本文通过文献查阅、专家调查等方式，应用综合评价体系进行了2016中国SDI现状评估，评估结果见表1。
表1 中国SDI现状多角度评估
Tab.1 The multi-aspects evaluation of the Chinese SDI
在SDI准备度方面，中国SDI得分53，其中“技术基础”分项得分72，表明中国SDI技术准备度比较成熟，然而领导力、愿景、法律框架、社会参与度等非技术指标得分相对较低，影响了中国SDI准备度整体得分；在数据中心适宜度方面，由于中国SDI在技术层面处于较为先进水平，评估得分74；组织管理评估得分63，中国SDI发展愿景、领导力、沟通等方面有待进一步加强；应用综合现状评估方法评估得分53。通过对以上四个方法得分进行平均，得出2016中国SDI整体评分为61，且具有典型的不平衡特点：网络架构、元数据、数据集、标准等技术层面指标得分较高，但组织、法律框架、财政支持、沟通等非技术方面亟需提升。
3 用户调查及需求分析
用户调查及需求分析是开展SDI发展规划的重要环节，开展用户调查及需求分析，有助于明确问题和合理的解决方案。为了获取用户对中国SDI的意见和建议，课题组于2016年初设计了中国SDI调查问卷，包括9个封闭问题（选择题），2个开放问题（问答题），并通过微信、qq、邮件等方式面向中国测绘地理信息行业学者、管理人员、技术人员发放问卷，共获取253份有效反馈，反馈者分组情况见表2。
表2 中国SDI调查问卷反馈者分组
Tab.2 The feedback groups of the Chinese SDI survey
对调查问卷中的封闭性问题进行统计分析得出如下结论：①目前测绘地理信息行业对中国SDI的重视度有待提高。51%的反馈者表示听说过中国SDI或数字中国地理空间框架，35%表示从未听说过，14%表示不清楚。对高校、企业、用户三个组别的132名被调查者开展进一步统计，仅有43%的被调查者听说过；②共享氛围不足（54%）、不知道在哪获取数据（49%）、法律法规限制（35%）被认为是获取、共享和使用地理空间信息的主要障碍。次要障碍按照选择人数排序分别是：数据标准不同甚至矛盾、数据现势性不够、价格太高。③国家测绘地理信息局在中国SDI中的建设和协调地位得到较高认可。100%反馈者认为国家测绘地理信息局应当参与到SDI的建设和协调中，65%反馈者认为国家测绘地理信息局应当主导和负责SDI。其他应当参与到SDI建设中的单位包括（按照得票数量降序排序）：科研机构（69%）、相关部委（62%）、地方政府（61%）、行业协会（54%）、企业（53%）、任何感兴趣的人（37%）。④在数据开放度方面，61%反馈者认为政府空间信息应当完全免费，23%反馈者认为应当仅开放给政府部门。⑤大多数反馈者希望在政策、财政、标准、开放性等方面改善中国SDI。在回答中国SDI的必要保障措施时，按照得票过半的答案排序依次是：健全法律法规体系（85%）、建立可持续财政支持（70%）、建立数据和服务标准（65%）、提供基础地理空间数据下载功能（57%）、减少数据价格版权等的限制因素（55%）、扩展应用领域（53%）。
通过用户调查开放性问题“中国SDI亮点”和“中国SDI发展建议”发现，大多数用户对于中国SDI的数据覆盖范围和丰富程度比较认可，但是同时认为非技术层面的内容：数据共享开放、价格、宣传、多方参与等方面有待改善和提高。
4 智慧中国空间数据基础设施任务和目标
4.1 任务概述
在现状评估和用户调查分析的基础上，课题组内部开展多次讨论，并征求了欧盟空间数据委员会、荷兰代尔夫特理工大学、国家测绘地理信息局等相关专家意见，形成了智慧中国基础数据基础设施的任务建议：“智慧中国空间数据基础设施将建立持续高效的空间数据访问、共享和使用平台，面向政府、企业、高校和市民提供开放、标准、可靠的空间数据服务，以支持国家可持续发展和市民更好生活。”该任务被进一步分解为五大目标和十三项措施建议。
4.2 目标1：建立智慧中国空间数据基础设施政策法规框架
当前，欧盟、美国、加拿大、澳大利亚等经济共同体和国家十分重视SDI立法工作，专门针对SDI建设制定了完善的法律法规保障体系。如欧盟的INSPIRE法规(2007/2/EC)包含了元数据、数据标准、监测和报告、数据共享、网络服务等五方面，迄今还在不断地更新和完善。在我国，以《中华人民共和国测绘法》（以下简称《测绘法》）为核心，包括四部行政法规、三十五部地方法规、六部部门规章、近百部地方政府规章的测绘地理信息法律体系，对基础测绘、地图管理、测量标志保护、测绘成果管理进行了规范。
尽管数字中国地理空间框架建设工作已逾十年，然而其建设和应用工作主要通过指导文件方式下发，如《关于加强数字中国地理空间框架建设与应用服务的指导意见》《关于开展数字城市地理空间框架建设试点工作的通知》《关于全面加强数字城市地理空间框架建设试点与推广工作的通知》等。作为面向政府、企业和公众提供空间信息服务的基础性设施，目前还没有一部专门的部门规章保障其财政经费支持、组织管理、数据共享和应用服务。因此，在构建智慧中国的新形势下，亟需启动对智慧中国空间数据基础设施法规框架的论证和研究工作，通过立法手段保障中国SDI的可持续发展。
智慧中国空间数据基础设施政策法规框架包含以下层面：①通过修订《测绘法》，明确中国空间数据基础设施的建设目标和作用、国家测绘地理信息局和相关部委的责任、以及持续投入的经费保障；②由国家测绘地理信息局和相关部委联合制定专门的中国SDI行政法规，基于空间数据“一次创建、多次重用”的原则，规定中国SDI的组织结构、经费保障、数据访问、数据重用和共享、定期报告和监测等方面的内容，为SDI的长期维护与不断完善提供支持；③地方政府根据《测绘法》和行政法规等上位法，结合本地实际情况制定SDI地方法规。
政策法规框架需要重点解决以下问题：①数据保密规定和开放共享需求的矛盾问题，在不违背现有保密规定基础上，尽可能扩展数据开放共享的范畴；②政府信息共享不足与重复性建设问题，通过法律法规强制规定相关部门必须共享、不得重复建设的基础数据内容，减少信息孤岛；③SDI与电子政务、大数据、智慧城市等政府信息化战略的结合问题，在法规中制定SDI与电子政务、大数据、智慧城市紧密结合的战略，规定SDI提供的空间数据应当作为电 45 34291 45 15534 0 0 1209 0 0:00:28 0:00:12 0:00:16 3181 45 34291 45 15534 0 0 1097 0 0:00:31 0:00:14 0:00:17 2996政务和公共管理的信息基础。
4.3 目标2：提高组织管理和合作水平
国家SDI的建设和应用离不开社会各界广泛的参与和合作。在欧洲，根据SDI法律规定，国家SDI由环保部负责，国家制图机构具体承担，并成立了专门的协调委员会，负责SDI的建设和应用协调。协调委员会的成员包括国家制图机构、相关部委、地方政府、地方政府协会和技术专家等；丹麦等国家还建立了行业协会观察制度，由协会观察SDI协调委员会的工作情况，并面向环保部提交SDI运行建议。行业协会成员包括研究机构、企业、政府、兴趣爱好者等，行业协会观察制度保障了SDI的广泛参与。
中国SDI的建设包括国家、省、地市等层级，由国家测绘地理信息局及省、市测绘地理信息主管部门牵头开展技术实施和综合协调。为了提升组织管理，促进广泛合作，课题组提出了如图2所示的组织结构建议。①建立决策层、管理层、建议层、实施层四级协调机构，通过成立专门的SDI决策和协调委员会，相关部委直接参与到空间数据共享、应用、财政支持等事务的决策和管理工作中，减少部门之间条块分割的情况，提高对国家SDI建设、运营和维护的综合协调和组织管理能力；②在国家SDI协调委员会内设专门的管理机构，负责SDI的日常管理和协调；③设立技术、政策、宣传、推广工作组，负责提供专业建议和提案；④在实施层面，加强部委之间、中央/地方、政府/企业、政府/高校等广泛合作联系。
图2 中国SDI组织结构建议
Fig. 2 The recommended SDI governance framework for China
4.4 目标3：确保可持续的财政支持
可持续财政支持是SDI建设和改善的关键性前提条件之一。国家SDI的财政模型主要包括开放存取（open access）、成本回收（cost recovery）和公私合作（public private partnership）三种模式。其中，开放存取模型通过公共财政经费实现地理信息数据的收集和创建；成本回收模型通过销售数据以获得相关经费支持；公私合作则是采用公共部门和民营部门在SDI建设和运营中相互合作的模式。由于三种财政模型各有优劣，目前，欧洲和美国的SDI建设采用了多种财政模型结合的方式。如在英国，其国家SDI建设主要采用公共财政投资的开放存取模式，避免了数据版权、使用限制等问题，使空间数据能够最大程度地面向政府、企业和公众开放；地方SDI由于数据比例尺大、精度高，则采用了成本回收和公私合营结合的模式，通过引入社会资金，保证对地方SDI的持续投入。
目前，中国SDI建设运维主要来自各级财政专项投资。根据调查问卷，74%反馈者认为中国SDI的财政应当同时来源于政府和市场，从一个侧面反映了市场对SDI的参与需求。为建立可持续的财政模型，课题组建议包括：①在国家层面，建立起多渠道投资的开放存取财政模型。通过法规保障NSDI每年的常规投入，并强制要求政府部门应用SDI数据和服务，不得重复建设；推进在一些国家重要信息化项目中对SDI的应用，如国家不动产登记、地名普查、人口普查、经济普查等，通过应用从这些主导部门中获取经费支持；基于公共财政建立的地理空间数据，在不违反保密规定前提下，应当尽可能减少版权、价格等限制，更好地面向企业和公共开放。②在地方（省、地级市、县）层面，考虑到各地财政和经济发展程度的差异性，应当在现有公共财政投资基础上探索更多的公私合作机制。目前，基础测绘经费保障了大部分地区小比例尺基础地理自信息数据生产建库，但大比例尺数据需要相关有实力的私营公司的参与，以减少对当地财政的压力。③最后，财政经费不应当仅仅用于数据获取、软硬件采购建设工作，还应当加强能力建设和宣传沟通的经费投入，以提升社会对SDI的认识和接受程度。
4.5 目标4：建立开放、标准、可靠的空间数据服务
数据质量问题是国际上SDI建设的共同问题之一。根据Loenen等的同心圆环模型，课题组建立了SDI数据评价体系见表3，将SDI数据质量从外到内划分为可知(可识别、可找到)、可得（可获取、费用可承担）、可用（干净、可靠、可管）3个同心圈层。为了建立开放、标准、可靠的空间数据服务，课题组建议包括：①建立空间数据服务定期评估和报告机制，定期在网络上发布空间数据服务报告，推进空间数据及服务的评估和改善。②在不违背法律法规前提下，尽量加强空间数据服务的开放性，提供数据下载功能。③推进专题空间数据标准建立和共享服务。
表3 中国SDI数据评价体系建议
Tab.3 The recommended data and service assessment framework of Chinese SDI
4.6 目标5：增强沟通渠道
作为在不同利益相关者之间共享和交换空间数据的平台，SDI的建设和应用涉及到决策者、管理者、数据提供商、平台商、用户等庞大的群体。加强SDI沟通渠道有助于获得参与各方的支持，在财政、政策、标准等方面取得一致，鼓励更多参与，提升全社会的空间意识。沟通渠道包括能力建设和宣传两个部分。通过加强能力建设，有助于提升SDI建设者的技能水平，从决策者获取财政和政策支持，提升地理门户的能力和技能培训；通过加强SDI宣传，鼓励公共部门、私有单位和学界参与，加强国际合作和交流，以及增强全社会对空间的认识。通过对中国SDI主要利益相关者进行分类，针对每一类利益相关者制定针对性的沟通计划，推进中国SDI在全社会的宣传。
5 结束语
构建智慧中国是新时期测绘地理信息转型升级的重要内容，需要对数字中国空间信息框架发展战略开展评估规划，以实现数字中国向智慧中国的提升。本文基于SDI准备度、数据中心适宜度、组织评价方法和综合现状评价方法的多角度评价体系对中国SDI现状进行了定量评价。基于调查问卷获取的253份有效反馈，分析当前中国SDI存在的问题和需求。针对重视数据和技术，相对忽略组织、政策等治理性的问题，本文提出了智慧中国基础数据基础设施建设任务，并从政策法规、机构组织、财政框架、数据体系和沟通渠道五个方面形成了具体的目标和实施建议。
致谢
本文相关研究获得联合国和国家测绘地理信息局“中国及其他发展中国家地理信息管理能力开发”资助，以及比利时鲁汶大学Joep Crompvoets教授和荷兰代尔夫特理工大学Bastiaan van Loenen博士指导和帮助，在此致谢。
来源：地理信息世界GeomaticsWorld（版权归原作者及刊载媒体所有）
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编辑：郭晓非
审核：付 航 韩 磊
指导：万剑华教授(微信号wjh18266613129)