自然资源部测绘发展研究中心.
测绘地理信息发展研究
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本文作者为自然资源部测绘发展研究中心李方舟。文章于2024年获得中心“学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想主题教育”征文优秀论文二等奖。
一、性状特征
与传统测绘采集方式相比，众源测绘采集具有低成本、可量产化、更新快、蕴含动态信息丰富等优点。
通过表1的对比可以看出，传统测绘采集基础地理信息是由测绘单位委托若干专业技术人员或队伍完成相应测绘任务，测绘单位与人员之间存在管理与被管理关系。而众源测绘的模式，是利用“人海战术”，由平台公司将过去由专业技术人员执行的测绘任务以自由自愿的形式“外包”给普通大众，平台公司与普通大众之间是一种松散的协议或合同关系。例如，目前智能手机App普遍存在访问调用使用者位置信息情形，但需要获得使用者授权和同意服务协议；部分地图App为便于地图数据验证，召集普通大众上传轨迹、图片、专题要素等信息并给予相应报酬，这其中也存在协议关系。此外，在传统测绘的采集方式中，测绘对象是经过专业培训并获得相应资质认可的测量单位群体。而众源测绘则是受益于互联网时代，不一定需要专业资质，自发组织所形成的群体。并且传统测绘采集方式利用专业测绘软硬件设备完成测绘任务，利用采集的地理信息资源开展应用，测绘单位对生产资料形成占有、使用、收益等所有者权利。众源测绘下，平台企业通过获得普通大众所有的生产资料（例如智能手机、自动驾驶汽车等工具以及用户位置信息等数据资源）的使用授权而开展数据采集、处理、应用等测绘活动，平台企业经授权获得对生产资料形成使用、收益及部分所有[1]等权利。在针对普通公众、对数据精度要求相对偏低的应用中，以及作为天地图地名数据更新、大众级别应用的专题地图要素快速采集等方面，具备一定的实践意义。众源测绘的空间数据获取为测绘发展方向专业化向大众化普及、从数字化向信息化新型基础测绘全面转型升级，为实现“数据获取实时化、数据处理自动化、数据内容网络化、数据服务社会化”，打造可行技术手段与可推广应用的模式探讨，具备行业示范价值。所以，众源测绘也是测绘生产资料利用形式的创新，也是测绘活动组织方式的变革性创新与实践[2][3][4]。
二、各地探索
基础地理信息是各类地理信息用户的统一空间载体，数字地球的基础信息面向社会，应用面宽，具有极高的共享性和社会公益性，其数字化信息资源的数量和质量直接影响到一个国家地理信息系统技术应用的广度和深度，关系到国家的信息自主权，是一个国家信息化程度和实力的重要标志。
近年来，地理信息众源获取的飞速发展迎来了巨大机遇。一方面，智能手机、自动驾驶等数据获取手段的革新使得普通民众贡献地理数据越发容易，社会大众可以随时获取附加位置信息的照片、视频、甚至街景的全景影像，也可以随时在移动设备上对已有的数据进行标注和编辑。在这一形势背景下，众源地理信息平台都迎来了参与者的持续增长并积累大量数据，为众源地理信息的应用奠定了基础。
另一方面，随着新型基础测绘体系建设、实景三维中国、数字孪生城市等概念的提出，地理空间数据的多源化已经成为时代的必然趋势，构筑现实世界全空间、高精度、高实时的数字表达成为现实需求，而传统的地理空间数据生产方法已经无法支撑这些场景，急需利用众源获取方式完善额外数据，构建地理实体多源、多角度的表达。因此，地理空间数据受到空前重视，地理信息众源获取作为达成全球制图的重要手段正受到更多关注。
针对地理信息众源获取应用方面，部分新型基础测绘体系工作试点省市，利用众源获取的生产方式，提出了很好的实践探索思路。
目前，全国各地也正通过搭建移动终端的政府众源平台等方式，鼓励公众成为公共事务的建言者、行动者和监督者。将基于众源模式的测绘地理信息、行业专题信息采集应用方式，将众源模式与移动互联结合，应用于空间要素的获取和更新领域，通过公众参与形式快速获取热点信息、更新地理要素，可为以“天地图”为代表的国家基础地理信息建设及行业信息化建设提供翔实、高效的数据来源，为基于地理位置的事件快速上报机制创造技术条件。
（一）山东省因群施策，构建基础地理信息众源更新体系
山东省根据各类群体的业务专业度，设置了面向平台注册用户的地图有奖纠错模式、面向测绘队伍、热心网友等特定群体的定向任务包模式，以及面向省内外测绘资质单位和无人机爱好者的无人机派单模式等三种众源更新模式，三种模式互有侧重又相互补充，构建了“政府发包、公众参与”的众包更新作业模式，提高重点要素数据更新时效性。该模式鼓励全民参与地理信息数据更新，实现了基础地理信息更新由单纯依赖专业队伍向“专业队伍+社会公众”的转变。为激发公众参与众源更新的热情、提高地理信息数据更新质量，山东省每年列支30万元专项经费，用于用户奖励。
山东省的“众包更新”模式主要包括以下三种：一是地图有奖纠错模式，面向平台注册用户，针对道路、村居社区、兴趣点等进行在线纠错，用户通过“天地图·山东”APP、微信公众号、微信小程序等方式提交纠错信息，经核实采纳后予以奖励。二是定向任务包模式，面向测绘队伍、热心网友等特定群体，定期发布相关区域调查任务包及对应奖励价格，注册用户竞领任务包后在规定期限内完成核查，经核实采纳后予以奖励。三是无人机派单模式，面向省内外测绘资质单位和无人机爱好者，山东省研发了无人机联动服务平台，用户通过接单进行重点区域遥感影像数据的就近获取，有效提高了特定区域遥感影像获取的时效性，降低了数据获取成本，实现遥感影像的“众包更新”。
地图有奖纠错模式具有成本低、时效快的优点，但也存在更新内容、区域分散的缺点；定向任务包模式则是面向具有相对较高业务能力的特定群体，确保更高质量的成果内容；无人机派单模式则可以充分利用全省庞大的无人机资源，类似于“网约车”模式，实现遥感影像的众源更新。
上述三种模式，就是山东省依托新一代地理信息公共服务平台建设、新型基础测绘体系建设两项国家试点，探索出的“政府发包、公众参与”地理信息数据众源更新新模式的真实写照。该模式鼓励全民参与地理信息数据更新，实现了基础地理信息更新由单纯依赖专业队伍向“专业队伍+社会公众”的转变。
众源更新模式成效明显。首先，城市道路、村居社区等重点要素数据质量明显提升。以城市道路数据为例，以往互联网地图难以涉及的城区或近郊的街巷也得到了快速更新。依托众源更新，山东省地理信息公共服务平台电子地图实现了每周更新一版。其次，测绘地理信息实现了由单一的专业测绘向“专业测绘+众源测绘”的转型。2022年以来共有2300余人参与众源更新，其中50余人年度个人收入超过5000元，最高收入者仅2023年半年已达22751元，成为测绘地理信息更新“兼职专业户”。此外，经济效益显著。经初步测算，山东省利用众源更新每年节约财政资金500余万元。[5]
（二）北京市建立众源变化发现机制，优化电子地图表达
北京市充分利用现有的测绘地理信息更新数据，将其充分应用在基础地理信息更新领域，建立了众源发现变化机制，优化了电子地图表达。
建立众源变化发现机制，提高有效更新针对性。针对北京市城市发展变化快的特点，充分利用多时相航空航天影像，基于机器学习等技术方法，通过变化发现平台、竣工测量数据、违建跟踪数据、非建设区域变化监测图斑分析提取，结合政府官方网站、各级政府公众号、新闻等互联网抓取信息，丰富“天地图·北京”分库变化发现数据源，建立众源变化发现机制，提高变化发现和有效更新效率，保证核心数据的及时维护更新，进一步提高地图现势性。
结合新型基础测绘成果，优化电子地图表达。“天地图·北京”将大比例尺地图上采用的道路面数据作为试点的数据内容之一，与北京市新型基础测绘的道路面、房屋三维模型等成果相衔接，在本次在线协同更新云数据库开发试点技术方案上进行扩充，并增加了灰版、亮蓝版等多风格电子地图产品类型，丰富天地图数据内容[6]。
（三）上海市建立多条件触发数据更新机制，实现公开版地图数据库及道路数据库的众源更新
上海市建立多条件触发数据更新机制，从数据时效性上，实现面向项目驱动的动态地理信息更新，改变以往测绘成果更新入库主要通过年度方式，保持数据服务的现势性，满足各行业对于数据的动态更新需求。首先是形成了基于政府管理的地理信息动态更新机制，即“多测合一”。其次，基于遥感影像的地表覆盖变化发现机制，实现地表覆盖（包括建筑、植被、水系等要素）的周期更新。同时，与互联网企业合作进行数据交换、信息共享、众包等方式，驱动基础地理数据实时更新。并基于政府公开发布的道路变化信息（路管助手），通过建立地理实体变化信息语义知识库进行变化道路区域、名称、起始范围、变化类型等关键信息提取，通过数据匹配及人工交互式分析的方式形成基础地理实体变化数据，再与网格化巡查的方式相结合，由巡查人员实地确认更新条件的符合性。
公开版地图数据库的更新维护除依据基础测绘资料每年集中更新外，还参考众源信息进行更新，常态化参考的众源信息有：媒体信息，利用航空影像更新数据库，利用基础地形图增量信息更新数据库，政府驻地、市级委办局、公安机关、医疗机构、旅游景点等专题要素。
利用渣土车等轨迹数据更新道路基础地理信息数据。机动车轨迹的数据量大、重访频率高、不需要额外成本。利用原始轨迹点位置和时间以及地理信息数据构建出特征和模型，包括描述轨迹特性的运动参数以及描述轨迹与交通环境关系的地理参数，再基于提取的轨迹段参数进一步进行特征提取，最终结合分类模型，实现道路中心线和车道数量的提取。与已有城市道路网或最新的航空影像匹配对比，可以用于新增道路、车道数量变化及车道连接的变化发现[7]。
（四）西安市通过众源模式，构建新型基础测绘的生产组织体系
西安打通了数据应用的全链条，上游联通众源众包生产体系，保证数据的生命力和时效性，下游共享给各类应用平台，源源不断输出新鲜血液数据。传统基础测绘各级测绘地理信息部门按照不同比例尺进行建设和管理，这种模式效率低下，且存在着重复测绘，造成一定程度的人力、财力、物力浪费。新型基础测绘产品以“一个地理实体只测一次”为原则，并引入众源、众包测绘方式，通过政策引导、制度保障、服务优化等手段，促进测绘地理信息部门和专业职能部门协同共建，减少重复测绘、提高作业效率、缩短数据更新周期，有效推动了基础测绘生产组织结构的优化。
西安试点探索了新的生产组织体系，由众源数据汇交软件系统、数据众包软件系统、互联网数据抓取与清洗几部分构成，通过互联网抓取技术，提取地理实体相关数据，实现地理实体信息的完善与更新，对城市基础测绘数据的更新起到重要的辅助作用；在基础测绘事务上引入众包模式，将特定地理实体信息的采集任务通过网络发布，大众群体或特定对象以自由自愿的形式接收并完成，实现地理实体信息的快速获取，作为对专业地理信息生产和更新方式的有效补充；同时，通过对目标网站数据进行自动采集，对采集到的数据进行数据清洗，针对信息不全的信息，通过众包进行信息补充，最后众包的成果数据动态汇交众源平台[8]。
（五）基础地理信息众源更新主要模式
归纳各地在基础地理信息众源更新方面的探索可以看出，现阶段主要有三种模式：一是面向公众获取非空间信息，二是面向特定群体发包，三是变化发现从而触发更新。
面向公众获取非空间信息模式主要是通过众源方式，向社会大众获取基础地理信息中不涉及精确空间定位的属性信息，如缺失的POI属性信息，以及针对已有的道路、村居社区、POI等属性信息进行纠错，社会大众往往不需要特意开展调查调研，凭借日常活动获取的信息，即可在线上传有用的数据，其后作业方再通过现场核实，或者大数据校验通过后，对基础地理信息进行更新。
面向特定群体发包模式主要面向具有一定作业能力的群体，并向其获取特定要求、特定格式、特定范围的成果，如向测绘队伍、外卖骑手等特定群体发布区域调查任务，向无人机爱好者派遥感影像获取任务。这种模式发包方一般为有偿，承包方往往需要开展特定的调查，成果质量相对较高，往往能直接用于生产环节。
变化发现从而触发更新模式主要是测绘地理信息生产单位基于人工智能、机器学习等技术方法，利用遥感影像、“多测合一”成果、互联网信息、车辆轨迹等大数据以及行政管理数据等，自动发现现状基础测绘地理信息数据中已与现实不符的情况，再利用众源数据进行更新，并核查成果质量。
三、存在问题
1.数据安全问题
从数据源角度，基础地理信息众源采集安全风险大致可分为以下两种情形。
一是大众将属于国家秘密的高精度地理信息、敏感目标位置和属性信息（主动或授权）上传至众源测绘作业方，众源测绘作业方未经审核将相关地理信息用于地图生产或更新，导致发生失泄密事件，此类风险危害较大、但范围相对有限。
二是众源测绘作业方搜集大众的位置、轨迹和图像等自身信息，这些数据信息如果泄露，通过大数据分析可能挖掘出政治、军事、商业等情报。此类风险危害相对较小、但广泛存在且隐蔽。在当前错综复杂的国际形势下，上述安全风险和隐患对于外资平台企业将进一步放大。例如外资企业将敏感信息或大众自身位置、轨迹和图像等信息上传至位于境外的数据中心。目前，作为国际贸易的重要环节，数据跨境流动问题已经受到国际密切关注，部分国家相继采取一些限制措施，保障国家安全和个人信息安全。例如欧盟《通用数据保护条例》明确禁止数据控制者将包含位置数据在内的个人数据转移到欧盟或欧盟认可的国家以外的其他国家；美国《国家安全与个人数据保护法案（草案）》已明确将中国、俄罗斯列为关注国，以保护本土居民企业和国民数据为切入口，严格限制对中国、俄罗斯等国家的跨境数据流动。
自由创建和分享的众源地理数据有时会对他人及一些组织隐私和安全问题产生影响。众源测绘的地理信息安全如何保障、数据精度和完整性如何验证、个人隐私保护如何实现等都是推广过程中不可忽略的安全风险。特别是在地理信息安全方面，依托开放互联网平台，很容易就将属于国家秘密的高精度地理信息、敏感目标位置和属性信息上传至平台企业，军事区域、交通运输系统等敏感数据如无安全完整的传输链保护，可能会存在恶意篡改、破坏和盗取的风险。
2.法律法规问题
众源测绘正在建立一个全新的地图数据采集、制图和更新的生态环境，与此同时，这一新兴的数据采集模式在现有法律制度下也面临着一系列的法律问题。一方面，根据《中华人民共和国测绘法》，从事测绘活动的单位和个人需要具备相应的测绘资质和资格。因此必须界定清楚众源测绘中参与测绘活动的单位和个人的范围，否则可能出现无法明确相应法律责任承担方的情况，更有甚者可能会出现参与者缺乏必要的资质，从而存在合法性问题。另一方面，众源测绘作业方式下，基础地理信息数据的采集、存储、传输、处理需确保在具有相应测绘资质单位内部形成闭环，避免其他第三方接触到关键数据，否则第三方也有可能被认定存在测绘行为而面临行政处罚等监管措施。
3.数据质量问题
众源测绘涉及到众多参与者，参与者的理解能力，专业水平，操作规范等的不一致均会影响到采集数据的质量，可能存在质量各异、冗余且不完整和覆盖不均等问题，这些均会导致审核与修正的成本增加，同时也会影响应用的准确性。一是质量各异，众源地理数据主要由民众提供，其提供过程非常自由，参与人群非常广泛，所采用的数据采集设备精度不一，创建编辑过程中所用比例尺、采样精度不一，加之缺少统一规范，数据格式各异，不同数据的内容不同，数据组织和存储方式也千差万别，使得众源地理数据质量存在较大差异，甚至混杂着错误或恶意扭曲的成分。二是冗余且不完整，众源地理数据主要由非专业人员创建，缺乏数据完整性，难以满足一些专业的地理数据要求，同时经过多人多次提交或多次编辑的众源地理数据存在着大量冗余。三是覆盖不均，众源地理数据虽然来源广泛，但是区域覆盖极其不均匀。众源更新不能确保基础测绘成果全部要素的更新，因为会发生数据漏采的情况，需要每隔几年重新测绘一次。
四、相关建议
鉴于目前众源采集已经成为基础地理信息数据采集常见模式和测绘组织方式，以及平台经济企业是众源测绘活动最主要运营主体的这一现状，需要组织相关部门出台对应法规、指导意见等一系列措施对基础地理信息众源采集未来健康有序的发展安排谋划，具体如下：
1.探索众源获取数据助力基础测绘建设
融合专业测绘和众源采集技术，探索众源获取数据助力基础测绘建设。鼓励传统测绘单位积极参与众源测绘项目，发挥其专业优势和技术支持作用。同时，推动众源测绘技术与传统测绘技术的融合创新，提高测绘行业的整体效率和水平。探索在专业测绘信息的基础上叠加众源信息更新，兼顾基础地理信息的精度和鲜度。面对重大需求，众源获取将成为未来获取基础地理信息数据必要手段，基于新型基础测绘“开放共享”特点，创新数据生产组织方式。通过政府纵向联动、购买服务，扩大数据源供应面；通过部门间的横向协同、数据共享，实现基础地理信息数据共建；运用互联网、大数据等技术，大力推行“志愿者+网络化”的社会化众源数据更新。此外，建议尽快发展自主的众源地理信息数据平台，从而保证在任何情况下的数据更新和数据自主权。在基础地理信息众源获取的平台需要研究并集成更多的人工智能方法与技术，用于自动识别目标和自动探测错误，从而减少志愿者的手工操作。
2.建立常态化全球众源信息获取机制
我国全面启动了全球地理信息资源建设与维护更新项目，在实施全球测图过程中，许多要素和属性依靠遥感影像是难以提取的，实地调绘困难的情况下只能通过收集相关的地图和资料方式进行解决。但目前，在收集全球众源地理信息方面，我国没有任何单位专门从事这项工作，只是由生产作业单位通过网络进行收集。由于生产单位的信息渠道非常有限，许多精度高、现势性好的资料不能收集到。随着互联网地图、志愿者地理信息、众源数据的快速发展，互联网上众源地理信息越来越丰富，数据的现势性越来越好，通过网络信息获取技术也可收集到部分具备使用价值的地理信息数据，对于加快全球测图十分重要。因此，需要高度重视和加强这一方面的工作，可以通过建立常态化的机制，安排专门人员和经费专职从事该项工作，全面研究分析有关的信息渠道，研发所需要的技术和工具，全面系统收集相关的地理信息。同时，对收集到的全球各种众源地理信息数据进行处理，建立统一规格的全球众源地理信息资料数据集。
3.进一步完善管理制度和标准体系建设
建议测绘地理信息管理部门尽快制定详细和切实可行的众源地理信息数据采集标准。建立健全众源测绘数据的质量标准和验证机制，确保数据的准确性和可靠性。通过制定严格的数据采集、处理和应用标准，规范众源测绘数据的生成和使用流程。同时，建立数据验证机制，对收集到的数据进行核实和校准，以提高数据的可信度。同时通过制定法律和完善众源地理信息平台机制等方法来解决这个问题。研究出台加强众源测绘行为的管理意见，并开展配套标准体系的制定工作。进一步明确众源采集基础地理信息数据获取行为规范、数据存储要求、成果利用要求、数据安全要求等。与此配套，建议加大适用于众源测绘的终端保密插件的供给、以及明确相关申请流程，以确保不仅有标准规范、还有可落地的技术手段保障标准规范的落地此外，进一步在法律制度和监管手段上对众源模式进行创新性和与时俱进的改革，将有助于我国在全球地理信息领域争得领先地位。
4.建立众源测绘分级分类监管制度
尽快对不同目的、不同运营主体、不同获取对象的众源采集行为开展地理信息安全评估，分析可能存在的多种安全风险点，建立分级分类监管制度。对于不同应用目的、不同数据精度、不同运营主体、根服务器位置设置不同的众源测绘，应分级分类管理，避免法规管理内容上的一刀切。测绘地理信息管理部门加强对于一些安全风险较大、获取要素全面的众源采集行为要强化全流程的安全监管；对于一些安全隐患小、获取内容单一、以改善用户体验提升平台企业效能为目的的众源采集行为宜疏不宜堵，以明确数据本地化存储要求、完善数据安全制度、保护个人隐私、规范数据跨境流动等为抓手，确保数据安全。对于安全隐患大的，特别是收集分米级别设置厘米级的电子地图应用场景、服务器设置在海外的场景，应压实主体方责任，遵循谁使用谁负责的管理原则，加强监管。对于不同国别平台企业开展的众源采集活动，采用“内松外紧”“对等原则”等差别化监管思路。对谷歌、OpenStreetMap等服务器设在境外且允许境内用户上传标注境内地理信息的众源平台保持密切关注、加强应对。倡导采用保密插件与商用密码集合的方式，从身份认证鉴权、安全传输通道和数据加密三个方面对地理信息数据的存储和传输进行保护。众源测绘的终端设备要对空间位置进行保密技术处理，避免通过网络向云端传输涉密数据；此外再通过商用密码、数据加密确保传输过程的安全，最终通过测绘资质单位管控云端来确保所回传数据的存储、处理、使用等过程的安全。
原标题：《智库观点 | 众源测绘更新基础地理信息》
