我国地理空间信息技术20年来发展与现状研究报告

1、前言
    中国地理空间信息技术起步于二十世纪七十年代末，二十多年来，国家非常重视地理空间信息技术的发展,连续四个五年计划都把发展遥感技术列为国家重点科技攻关项目,把遥感技术作为国民经济建设三十五项关键技术之一。我国遥感事业在党和国家领导的关怀下，坚持为国民经济建设服务的方针，沿着不断进取、不断改革、不断创新的道路，取得一个又一个重要成果。
    从技术角度，我国已具有研制与生产各种对地观测卫星、各类遥感仪器与空间信息处理设备的能力，许多设备已处于国际先进水平；多层次遥感数据获取、数据分析与处理、遥感数据综合应用的能力已基本形成；地理信息系统已进入新的发展阶段，初步形成一种包括硬件研制、软件开发、数据采集、应用分析和咨询服务的新兴信息产业。尤其经过"八五"、"九五"的攻关研究，我国整体空间信息应用技术正在全面形成。
    在应用方面，遥感、地理信息系统和全球定位系统技术已在国民经济建设中，尤其在重大自然灾害监测与评估、宏观资源环境调查与国土资源保护等方面，为国家和各级政府提供了大量科学的宏观辅助决策信息，产生了巨大的社会效益。越来越多的部门，已经或正在将这些技术纳入部门产业化应用日程，成为主管部门执法或制定产业政策、行业规范及行业技术改造的主要技术之一。
    通过地理空间信息技术的广泛应用，在产业化发展方面亦取得了可喜的开端。在应用与技术研究中推出的部分通用产品，如地理信息系统软件、各类空间信息采集平台与数据处理和分析设施，已获得可喜的经济效益，并初步形成一定的产业规模。部分行业已初步形成遥感高技术产业，直接为国民经济建设服务，为国家提供信息保障，受到党和国家领导人的重视和好评，部分技术成果达到世界先进水平，倍受国人和世界瞩目。
    为了更好地总结我国二十多年来地理空间信息技术的发展,掌握其现状,为制定我国地理空间信息技术的发展战略,我们对我国地理空间信息技术的发展和现状,通过查阅大量文献资料和调查分析开展了较系统的研究,现总结报告如下。
2、初步建成国家遥感对地观测体系，跻身国际先进行列
    2.1 建立长期稳定运行的卫星对地观测体系
    二十年来我国遥感事业为了更好地为国民经济建设服务，本着独立自主原则抓紧进行国家遥感对地观测体系建设。
    1988年9月我国发射了第一颗极轨气象卫星《风云一号》A，1990年9月发射了第二颗极轨气象卫星《风云一号》B。之后，于1997年6月发射了第一颗静止气象卫星《风云二号》A，于1999年5月发射了第三颗极轨气象卫星《风云一号》C，于2000年6月又发射了第二颗静止气象卫星《风云二号》B, 于2002年5月发射了第四颗极轨气象卫星《风云一号》D。风云卫星(FY)均为我国研制发射，其中FY-1C已在轨运行2年4个月，超过原设计寿命；FY-2B于2000年6月发射，设计寿命为三年。我国与巴西合作的《资源一号》(CBERS-1)卫星，于1999年10月成功发射。至今已在空间超寿命运行两年以上。资源1号卫星上的两种遥感器--5波段CCD相机和4波段红外扫描仪。这2种遥感器的9个波段是统一编号的，即从B1、B2、B3、B4、B5(CCD相机)到B6、B7、B8、B9(红外扫描仪)。在一颗卫星上同时安装CCD相机和红外扫描仪，这在世界上是绝无仅有的。这样做，既可使卫星全天时工作，又大大增加了信息量。它的发射结束了我国没有自己的较高分辨率传输型资源卫星和完全依赖国外卫星数据历史。
    我国第一颗海洋卫星于2002年5月发射。 "海洋一号"卫星是中国第一颗用于海洋资源开发利用的试验型应用卫星，卫星质量三百六十八公斤，星体近似正方体，卫星轨道高度七百九十八公里，装载的遥感设备包括一台分辨率为一千一百米的十波段水色扫描仪和一台分辨率为二百五十米的四波段CCD相机，星体分隔成平台和载荷舱两部分，设计寿命两年。海洋水色卫星(HY-1)是一颗试验型业务卫星,主要用于海洋水色要素探测，为海洋环境监测与资源开发服务,海洋环境监测与资源开发包括海洋生物资源开发利用,海洋污染监测与防治，海岸带资源开发和海洋科学研究等领域。
    此外，2000年6月28日由清华大学和英国萨里卫星技术公司合作研制的清华一号小卫星在普列谢茨克航天发射场发射成功。清华一号上携带一台三波段相机，分辨率为39米。
    我国已于2000年10月31日和12月21日先后发射了第一颗和第二颗"北斗导航试验卫星"，构成了我国第一代卫星导航定位系统即"北斗导航系统"。北斗导航实验卫星的发射说明中国已开始打造独立自主的导航定位卫星。
    2002年发射的神舟三号宇宙飞船上装载了中分辨率成像光谱仪，这是继美国之后第二个中分辨率成像光谱仪上天。
    建立长期稳定运行的卫星对地观测体系，是我国空间遥感的发展目标。在今后的十年，我国将建立以气象卫星系列、资源卫星系列、海洋卫星系列和环境与灾害监测小卫星群组成的长期稳定运行的卫星对地观测体系，实现对中国和周边地区以及全球的陆地、大气、海洋的立体动态监测。

    2.2建立机动灵活的机载遥感技术系统
    机载对地观测系统以其机动灵活和获取的地面数据分辨率高的特点，成为对地观测系统的重要组成部分，是对星载对地观测系统的重要补充，发挥着不可替代的作用。
    二十年来，我国非常重视发展机载对地观测系统，先后在"七五"、"八五"和"九五"国家科技攻关及"863"计划中将发展机载遥感系列列入重要项目，使我国的航空遥感系统从无
到有，不断完善，持续发展，成为世界上为数不多的先进航空遥感综合系统之一。
    经过二十年的发展，机载遥感仪器几乎覆盖了目前遥感采用的所有波段，具有全波段的探测能力，既有被动遥感的光机扫描仪系列和多波段微波辐射计系统，又有主动遥感的激光高度计、激光雷达和成像雷达系统，使之具有全天候和全天时获取遥感信息的能力。
二十年来，机载对地观测系统从"七五"开始的高空机载实用系统，装载13种先进的遥感仪器，经历了"八五"机载雷达实时传输系统(机-星-地系统)的研制，到"九五"的工程化完善提高，已经具备了实时获取和传输航空雷达数据的能力，跻身于国际先进行列。尤其是863项目研制了20余种机载遥感仪器，使我国的航空遥感的能力和水平不断提高，为星载遥感器的研制奠定了坚实的基础，其中一些仪器已经投入商业运行和技术出口。瞄准国家遥感前沿技术而发展的几个类型的成像光谱仪、X和L波段合成孔径雷达及高分辨率的CCD相机，将我国的遥感信息获取的能力推进到一个新的高度，促进了我国遥感技术的发展和应用。
 
    我国通过国家科技攻关和高级发展计划(863)组织研制的机载对地观测系统具备高光谱分辨率、高空间分辨率、三维成像和全天候、全天时工作能力，该系统由模块化成像光谱仪、推帚式超光谱成像仪、面阵CCD数字相机、三维成像仪和X及L波段合成孔径雷达5种新型遥感器组成。
    (1) 模块化成像光谱仪(OMIS)
    OMIS将成像技术和光谱技术结合在一起，在连续光谱段上对同一地物同时成像，获取的光谱图像数据可直接反映物质的光谱特征，使得从空间直接识别地球表面物质成为可能。 OMIS-I的主要技术特点为：128个波段，波段覆盖范围0.46mm至12.5mm；仪器具有700以上的扫描视场；模块化结构，扫描系统，成像系统和光谱仪系统均为独立模块；可产出标准化图像数据产品。
    (2) 推帚式超光谱成像仪(PHI)
    推帚式光电遥感器以其高光谱分辨率、高灵敏度和无机械运动部件等性能而成为新一代对地观测技术系统的一个重要特点。推帚式超光谱成像仪(PHI)的波段数为244个，光谱范围0.40mm和0.85mm，光谱分辨率小于5nm，扫描视场420，信噪比大于500。
    (3) 面阵CCD数字相机
    高分辨率CCD面阵数字相机系统的核心是一只具有4096′4096像元数的全数字式面阵CCD探测器，配以研制的大视场、大口径、低畸变光学系统组成航测相机主体，并与三轴陀螺稳定平台、高速大容量数据存储系统和GPS等共同集成为一个全数字、高空间分辨率、性能良好的相机系统。这套系统可直接获取图像数据，彻底抛开了常规航测作业中对照相底片冲洗等十分繁冗的工作，使航测作业从测量到成图全部过程数字化，特别适应于城市规划中要求的高精度、大比例尺成图需要。
    (4) 三维成像仪
    三维成像仪以实时、准实时生成三维遥感图像为其鲜明特色，形成了圆扫描和线扫描、单波数和多波数、窄视场和宽视场，适应不同要求的三类技术系统。
    三维成像仪是一个集成系统，由扫描成像技术、激光测距技术、GPS技术、姿态测量技术等子系统组成信息获取分系统，并开发了直接对地定位软件和同步生成已准确匹配的地学编码影像和DEM等软件，形成信息处理分系统并由两个分系统构成三维成像仪。
    (5) X波段(X-SAR)和L波段合成孔径雷达(L-SAR)
    我国自"六五"期间开始研制X波段合成孔径雷达(SAR)，经过"七五"和"八五"国家科技攻关项目的支持，X－SAR得到了进一步的完善。X-SAR系统在天线平台上安装了左右两副天线，每副天线由水平极化(H)天线和垂直极化(V)天线组成，可以进行左或右侧视的双极化工作，利用电机控制的左／右开关，在机舱内控制侧视方向，可以获得多极化的SAR图像。图像分辨率为10X10米，测幅宽度有两种模式。成像处理分为光学成像处理和实时数字成像处理两种。X-SAR系统研制成功打破了国外对我国的技术封锁，使我国SAR技术进入国际先进行列，为机载和星载SAR实用系统的研制提供了技术基础，同时在洪涝灾害监测及资源调查中发挥了重要作用。
    继推出X波段SAR之后，研制成功的L波段SAR系统。这套SAR系统装有左右两副天线，可在成像过程中随时切换，提高飞行成像效率；具有两种极化天线，可以获取多种极化图像；具有两种工作模式，即高分辨率窄成像带和低分辨率宽成像带两种模式可选择，高分辨率为3′3m；具有原始数据记录和实时成像处理能力，可以满足不同的应用需求。该系统在设计过程中考虑了干涉成像飞行，并进行了干涉雷达成像试验，以获取地表三维信息。该系统亦为我国的雷达卫星提供了理想的试验平台。
    考虑到21世纪初信息获取与处理技术的发展趋势，"九.五"期间开展了一系列前沿技术课题研究并取得成功，包括短波红外推帚式成像光谱仪；高稳定度红外干涉光谱仪；分光偏振计；多角度多光谱成像仪；新型合成孔径雷达系统：聚束SAR技术；激光雷达系统等。
 
    机载遥感系统存在的问题是：
    (1)研究型的遥感设备较多，真正能开展商业运行的较少；
    (2)系统的集成性不够，一些遥感仪器仅是实验系统；
    (3)对于获得的机载遥感数据，相应的图像处理软件开发得不够，真正商品化的软件很少，还不能满足日益增长的需求。
    2.3初步建成全国卫星遥感信息接收处理分发体系
    二十年来我国已建立起四个国家级遥感卫星数据接收和服务系统。
    (1) 由国家卫星气象中心建设的我国气象卫星应用系统，承担着极轨气象卫星与静止气象卫星资料的接收、处理、应用和存档服务任务。自1987年建成以来，已连续稳定运行十六年，为我国天气预报、气候预测、生态环境以及自然灾害监测作出了出色的贡献。
    《风云一号》极轨气象卫星应用系统是由设在北京、广州、乌鲁木齐的三个气象卫星地面站和设在国家卫星气象中心的资料处理中心组成。该系统已成功完成我国三颗极轨气象卫星资料接收、传输、处理、分发和应用的任务。系统具有同时管理两颗极轨气象卫星，接收处理四颗极轨气象卫星的能力，目前正在接收我国《风云一号》C星和D星以及NOAA-14、NOAA-16两颗美国卫星。极轨气象卫星系统生成的产品共有67项，其中《风云一号》产品为42项，NOAA产品为25项。此外，在全国还有60多个小型接收站。
    《风云二号》静止气象卫星应用系统是由指令和数据接收站、资料处理中心、运行控制中心、测距站(北京主站、广州、乌鲁木齐、澳大利亚墨尔本三个副站)，覆盖国土300多个中小规模利用站以及众多数据收集平台等组成。该系统已成功完成我国两颗静止气象卫星资料的接收、处理任务。系统具有同时管理两颗静止卫星，接收处理三颗静止卫星的能力，目前正接收《风云二号》B星以及日本GMS-5卫星，静止系统生成的产品共有35项，其中《风云二号》产品为20项，GMS产品为15项。
    我国气象卫星应用系统，在规模、能力、时效、业务化与自动化程度等方面均接近或达到国际先进水平。
    (2)中国遥感卫星地面站是根据邓小平同志1979年访美期间所签订的中美科技合作备忘录建立的，于1986年建成并投入正式运行。十六年来中国遥感卫星地面站在技术系统扩充与运行服务方面均不断得到充实与发展，从1986年建站初期只能接收美国Landsat-5一颗卫星数据，发展到现在能接收10颗国内外遥感卫星数据，处理并分发9颗多种类型遥感卫星数据，数据种类涵盖可见光与合成孔径雷达，空间分辨率覆盖10米至100米。建立了较为全面的技术系统和较大规模的运行体系，具有2副大型天线及相关的接收、记录系统，配备了多套大型遥感数据预处理与精处理系统，接收与处理的系统能力和整体技术水平位于当前国际上先进的地面系统之列。初步实现了一站多星、全天候、全天时、多种卫星相辅相成的准实时服务功能，是国际上接收与处理卫星数量最多的地面站之一,成为国际对地观测网中，有较大影响的重要一员。
    十六年来地面站实现了卫星数据的全年不间断接收，快速建档查询和及时提供预处理产品的功能。目前地面站存档各类卫星数据近65万景，在类型上覆盖中高分辨率的光学遥感数据与雷达遥感数据，为国家积累保存了极其珍贵的空间历史数据资料。
    (3)中国资源卫星接收系统，由中科院密云地面接收站，广州、乌鲁木齐资源卫星地面接收站和数据处理中心组成。数据处理中心，包括数据预处理，数据分发和用户服务、以及运行管理等分系统。可提供覆盖我国陆地、邻国和周边国家部分地区的CCD相机、红外多光谱扫描仪和宽视场成像仪三种遥感器四个级别产品。可提供光盘、4mm磁带、8mm磁带和9轨磁带四种记录介质。数据录入、数据管理和产品生成高度自动化，每11个小时可生成CCD与红外多光谱扫描仪图象2级和3级产品各8景。数据处理系统配有一台机器人自动化磁带管理系统，可安装360个DLT磁带，总容量达12.6TB，可存贮卫星设计寿命2年内的全部0级产品数据，方便生产和使用。
    (4)由国家卫星海洋应用中心建设的海洋卫星应用系统从《海洋一号》卫星地面应用系统建设开始,逐步建立具备接收国内外海洋卫星和其他遥感卫星数据,能够进行数据接收、处理、产品制作、存档和产品分发能力的业务化运行系统。目前《海洋一号》卫星地面应用系统由接收分系统(包括北京站和三亚站)、资料处理分系统、产品存档与分发分系统、资料应用示范分系统、遥感器辐射校正和真实性检验分系统、通信分系统和运行控制分系统等7个分系统组成。该系统主要功能是接收、处理、存储和分发《海洋一号》卫星过境时实时发送的海洋水色扫描仪和CCD成像仪资料；并按照业务需要进行数据处理，制作各级产品，完成资料存档与分发，开展资料及产品服务；开展针对《海洋一号》卫星遥感器的海上试验工作，结合陆地遥感辐射校正场，进行遥感器数据和产品定标与真实性检验；同时，利用《海洋一号》卫星数据结合其它遥感数据，建立海洋应用示范系统。
    此外，各应用部门结合应用分别建立了许多NOAA-AVHRR和MODIS数据地面接收站。我国自行研制的MODIS数据接收系统是对EOS-AM1遥感卫星X频段传输的遥感数据进行跟踪接收、信号解调、数据记录、图像实时显示，为地面应用系统提供可靠的原始数据资料。MODIS处理系统由三个分系统组成，即MODIS资料实时预处理分系统；特征参数提取分系统和应用技术研究分系统。MODIS在0.4-14mm光谱区间的36个通道，提供了对云、气溶胶、辐射收支平衡以及对通过能量、二氧化碳、水循环反映的地-气相互作用的探测能力。
    国内各地面站目前存在的主要问题如下：
    (1)数据格式都是按不同的需求与标准处理存档，相互交换要编制相关接口软件，在数据读取时造成不必要的时间浪费。
    (2)没有明显的数据共享责任，不同地面站间缺乏交流。各站接收不少资料，但没有较好的快速检索和服务系统，总体上资料利用率不够高。
    (3)大部分没有系统备份，只强调了一站多用，而没有考虑热备份接收。
    (4)对国外众多的遥感卫星资料如何接收没有统一规划。
    2.4中国空间信息网及空间信息服务
    为推进地理空间信息的应用和共享，国家遥感中心在"九五"期间建立了中国空间信息网(www.csi.gov.cn)。该网站建立了我国主要地理空间数据接收、加工、生产、分发和服务的单位和组织的网上联系，并在相关单位成立了中国空间信息分中心。中国空间信息网建立了中国卫星遥感地面站接收的各种卫星图像、元数据和快视图像目录，国家基础地理信息中心的各种地理空间信息产品和航空遥感数据的元数据目录和快视图像目录，国家卫星气象中心所有的气象卫星数据和图像的元数据目录以及中国林业系统网站已有的林业空间信息的元数据，正在建立国家环保局空间信息分中心。该网站建立了与上述单位网站的快速连接，用户可通过这种连接很快的查到想要的空间信息的详细情况以及订购办法，推动了空间信息的交流和共享，为各种用户提供了方便。该网站除元数据库外，还建立了元数据标准，有关空间信息的政策法规数据库、空间信息技术专家库、相关机构、科技文献、应用成果等数据库。由于空间信息网络服务刚刚开始，网站的内容还不够丰富，分中心较少，大量的地理空间信息还没有进入到网站来。
3、国家空间信息处理、分析与管理技术能力不断提高
    国家空间信息处理、分析与管理技术是地理空间信息技术发展基础的平台和工具，是产业发展的灵魂。该领域的主要技术包括：图形图象处理技术和软件、地理信息系统技术和软件、以及全球卫星导航定位技术和软件等。一个时期以来，在这个领域，国外软件一直占有绝对的统治地位，国产软件处于相对薄弱的位置。但是，随着国家的重视，各方面的共同努力，这种局面已经大为改观。
    3.1图像处理技术能力建设和软件开发
    与计算机技术发展相对应，国产遥感图像处理软件的发展经历了三个阶段：
    (1) 70年代中-80年代中，遥感图像处理系统以小型机为主要运行平台。以IRSA-1、IRSA-2为代表。系统除具备通用数字图像处理的常规功能，如图像增强、图像变换、图像滤波等，还具有专业的遥感图像处理与分析功能，如图像分类、几何纠正、基本的地理信息处理、数字地面模型生成、多光谱数据分析应用以及地图数字化扫描分析等。系统用FORTRAN语言编写。命令行方式操作。系统的设计采取分层结构，底层以AOS为操作系统环境；中间层由系统管理、图像处理功能库、图像图形卡的基本驱动和功能库等构成；上层为遥感图像处理应用软件。
    (2)80年代末-90年代中期，遥感图像处理系统以中低档微机为主要运行平台、低版本Windows和DOS为基本操作系统。同期出现了以工作站为运行平台、UNIX为基本操作系统的软件。当时的代表软件是IRSA-3(微机版)、IRSA-4(工作站版)。与第一阶段相比，系统功能有所增加，但该阶段软件最大的特征还在于引入了图形用户界面。事实上，微机版图像处理软件是图形用户界面与DOS内核的集成。系统基于Visual C++ 1.0和C语言开发。面向用户操作方式。系统的设计仍然采取分层结构，底层以MS-DOS、CCDOS、Windows及DBASEIII为基本环境；中间层由功能库和基本驱动构成；上层为遥感图像处理应用软件。工作站版本的图像处理系统则是在OPENWINDOW窗口软件环境下完成的。其中系统的框架结构和菜单调用是在X-VIEW下实现的，界面形式与OPENWINDOW的界面溶为一体，所有系统软件和应用软件均采用UNIX-C语言完成。系统根据需要可通过网络实现多任务，多用户操作，并可支持工作站和网络系统中的所有外部设备。系统功能一般按照应用划分成五大部分：文件管理模块、基本处理模块、公共处理模块、GIS数据接口、专题处理分析模块。其中专题模
块中又分为地面数字模型生成、灾害与估产、油气信息提取、光谱分析等专题处理，基本上建立了面向应用的遥感图像分析功能。
    (3)90年代末-2000年初期，遥感图像处理系统以中高档微机为主要运行平台、Windows98/ Windows2000/NT为基本操作系统。代表软件是RSIM(IRSA-5)。该软件与前面阶段软件相比，系统在可视化功能和用户界面交互功能方面有了很大的飞跃，但与国外同类软件相比，整体功能方面还显得较为单一。系统主要的功能包括：模块管理系统、数据显示(视窗)、通用处理功能、图像恢复、图像配准与几何纠正、多分辨率多传感器图像融合，图像镶嵌与投影变换、图像分类、基本的地理信息处理、影像制图、三维可视化飞行等。系统以Visual C++6.0为开发平台，注重底层的组件式、面向对象设计。系统用户界面友好、操作使用方便。但系统的功能仍需要进一步增强和扩展。"九五"期间，我国的遥感图像处理技术、正射影像图制作技术和软件开发有了较大发展。
    大数据量遥感信息快速处理技术
    "九五"期间，国家科技攻关项目在"大数据量遥感信息快速处理技术研究"中，研究开发了基于网络环境下的微机并行处理的成套技术。形成了以8台微机为基础，采用开放式Linux操作系统及MP1标准并行处理环境的先进、小型技术系统。在遥感大数据量并行处理中加速比平均达到5.84，在合适的条件下可实现超加速比(大于8)。可处理数据量的规模甚至超过50000×50000个像素。所开发的系统具有速度快、成本低的特点。一些需在进口较大型计算机上才能实现的处理工作，现在也可由这种小型系统来完成，对遥感信息处理技术的发展十分有利，也显示了很好的产业化和商品化前景。
    高光谱图像处理与分析系统(HIPAS)
    随着遥感向高光谱分辨率的发展，我国结合成像光谱仪的研制和商业化运行，在"九五"科技攻关和863项目中开发了高光谱图像处理系统(HIPAS)。该系统是一套面向目标的超多波段光谱图谱信息合一的处理分析系统。本系统将主要采用国际通用的开发环境，按照模块化、开放式的特点进行开发。各模块之间界面清晰，与支撑环境有关的部分尽量集中在少数模块内，从而使得本系统具有易维护、便移植、能扩展的特点。所研制的扩展模块依据以上特点对系统的功能进行了扩充并且对原有的模块的稳定性和可靠性加以完善，形成了与128通道成像光谱仪数据的处理配套系统。HIPAS软件系统主要由以下五个子系统构成：成像光谱图像预处理子系统、成像光谱图像处理子系统、成像光谱图像定量分析技术支持子系统、成像光谱数据输入输出子系统、成像光谱数据分析应用子系统。HIPAS的开发对推动我国高光谱遥感技术和应用起到了非常重要的作用，并在许多项目和国际合作中成功地应用。
    遥感影像人机交互判读系统
    由于目前遥感图像自动分类的精度还不能满足实际应用的需要，"九五"期间开发了遥感影像人机交互判读系统，以适应当前遥感应用日益增长的需要。遥感影像人机交互判读系统主要功能模块包括：图层管理器、分类管理器、判读范围、图层显示、影像处理、自动分类、碎部综合、绘线填充、影像编辑、矢量编辑、网络接口、结果输出等模块。该系统为影像判读提供了大量、实用的工具模块，以完成某种判读方法中不同作业环节的任务。而这种判读方法则是由有关功能模块组合而成的系统功能所实现。上述常用的一些功能模块或子功能模块，除通过菜单方式提供外，还以工具条的方式提供。这就使用户能随时、灵活地调用这些模块功能，去完成自己的判读任务。该系统把人工目视判读与数字影像处理、遥感与地理信息系统、地学知识与信息技术结合起来、充分发挥判读人员知识、经验和主观能动作用。它在实现人工目视判读与数字影像处理、遥感和地理信息系统、高新技术与传统地学知识结合，协调遥感数据容量大与微机空间资源有限、快速作业要求与工作内容繁琐复杂，判读人员作用自由发挥和计算机作业严格有序之间的矛盾方面，采取了一系列颇有新意的技术措施，形成了系统独具的一些技术特点，为广大判读人员提供了一个灵活、方便、高效的遥感影像人机交互判读工具。
    数字正射影像制图软件系统(PhotoMapper)
    针对当前数字正射影像地图规模化生产中出现的各种问题，"九五"科技攻关项目着手数字正射影像地图制作软件的设计、开发和推广，开发PhotoMapper数字正射影像制图软件系统。该系统可以实现对航空、航天影像的数字正射纠正，制作数字正射影像地图，并建立数字影像地图数据库；可以用于数字栅格地形图的生产、数字晕渲图及三维景观模型制作；可以实现三维地形实时仿真飞行。该系统可用于数字正射影像地图和数字栅格地形图的规模化生产，并且提供数字正射影像地图数据库和数字栅格地形图数据库接口，可方便快速地建立数字正射影像数据库和数字栅格地形图数据库，供常用的GIS软件(如ArcView，Arc/Info等)使用，从而实现矢量数据和栅格数据的管理、叠加分析和应用。1999年、2000年连续两年参加科技部国家遥感中心组织的国产GIS软件测评中获优秀奖。
    PhotoMapper软件系统已占领国内数字影像地图的国内市场。PhotoMapper软件是国家测绘局数字正射影像地图生产指定软件，成功应用于国家测绘局七大江河流域1:1万数字正射影像地图规模化生产(11，000余幅)，其中PhotoDrg软件用于对扫描地形图的几何精纠正，制作数字栅格地形图，该软件是国家测绘局1:5万数字栅格地形图生产专用软件之一，PhotoMapper系统自1998年4月投入应用以来，已在国土、测绘、城建、地质、林业、农业、水利和军事等部门得到大规模应用,共推广各模块四百余套。
    SAR数据预处理程序包
为推动雷达图像的应用，"九五"期间研究并开发了一个功能较为齐全的SAR数据预处理程序包，包括SAR CEOS格式数据头文件的读取，PRI和SLC影像数据的读取、交互式自适应滤波、星载SAR影像正射校正、辐射标定和非平坦地形辐射干扰校正、影像显示等功能。
    数字摄影测量系统(JX-4C DPS)
    JX-4C DPS 是一套半自动化的微机数字摄影测量工作站。该系统可用于生产高精度、高密度DEM、DOM和向量的采集，是一套实用性强，人机交互功能好，有很强的产品质量控制的数字摄影测量工作站。可以像解析测图仪一样使用，自动、手动、空三导入以及外方位元素导入建模型，自动相关并立体编辑生产DEM，快速生成DOM，向量测图，地图修测，空中三角测量，三维虚拟现实景观图，IKONOS影像处理。本系统特点是
    ⑴精度高；
    ⑵从解析测图时代到全数字时代的平稳过渡；
    ⑶批命令自动化程度很高。
    该系统商品化程度很高，已经占有很大的市场份额，并销售到许多国家和地区，成为拥有业内最多用户、应用领域最广的技术平台之一。
    全数字摄影测量系统(VirtuoZo)
    这是一个空间数据生产平台。它具有与PAT－B集成的空中三角测量系统，高精度、高自动化的DEM提取与拼接，子象素级高精度、多种模式地物数字采集等功能；它又是一个多功能的专业影像处理系统，具有正射影像和任意影像的无缝镶嵌、精细的影像修复预处理、影像自动匀光处理、大比例尺城区航摄正射影像和任意影像的精细镶嵌等功能。
    全数字摄影测量系统(VirtuoZo)已经作为商品化软件在国内外市场销售，有广大的用户。
    遥感图像处理软件开发方面存在的问题:
    我国在遥感图像处理技术的发展和软件的开发方面在资金和人力的投入不够，国外的遥感图像处理软件一直占领我国在这一领域的市场。目前开发的遥感图像处理软件商品化程度不够，到目前为止还没有一个与国外商用卫星图像处理软件相当的产品。
    3.2 GIS技术能力建设和软件开发
    经过"九五"科技攻关，国产地理信息系统软件产品和软件产业从无到有，从小到大，取得了长足的进步。在地理信息系统软件平台方面，"九五"期间已经研制开发成功二个成熟的基础软件产品和一个应用开发平台，在市场上占有一定的份额，有相当的知名度。例如，基础软件MapGIS可对数字、文字、地图、遥感图像、GPS定位数据等多源地学数据进行有效的采集和一体化管理、综合空间分析和可视化表示，已经形成了一个完整、成熟的地理信息系统基础软件。整体水平与国外同类软件相当。特别是它的空间分析性能，较国外优秀软件有明显的优势。在电信、地下管网、数字国土、城市规划、环境保护、地图出版、民政事务等领域使用，每年销售1000余套，成为地理信息系统软件市场上的一支重要的力量。又如，基础软件GeoStar具有面向对象的空间数据管理，包括数据采集、转换、处理、查询、分析、制图等功能。它的DEM处理能力，在精度方面已经超过国外同类优秀软件，在我国1：1万七大江河流域DEM数据生产上发挥了重要的作用。除了基础软件以外， AM/FM应用开发平台Grow具有大数据量管理和高效的实时三维显示、具备动态拓扑实时重构、面向对象建模、支持网络浮动用户管理与设备全生命周期管理、与实时通信底层紧密耦合等AM/FM领域特殊要求的功能，可以在广域环境中组织多级分布式多用户协同工作，整体技术上达到国际先进水平，在多次与国外软件竟标中获胜。
    在空间数据获取和加工生产方面，数据加工软件GeoWay、EPS2000系列和数字正射影像处理软件PhotoMapper等支持地图扫描数字化、野外直接采集数字化地理数据、利用卫星和航空遥感图像生产数字正射影像图，形成了完整的空间数据采集、加工生产平台，基本上占领了我国空间数据生产方面的地理信息系统软件市场。在地图出版领域，国产地图出版软件"方正智绘"和MapCAD在功能和性能上已经超过了国外同类软件，牢牢地占据了国内工程地图出版市场。此外，在地理信息系统互联网应用方面，国产软件已经填补了国内在这一领域的空白。已经广泛地应用于国内地理信息发布、交通旅游、房地产销售和物流配送等方面，在奥运申办、数字北京、昆明世博会等工作中产生了很大的影响。GeoBeens、Geosurf、 AF InternetGIS等是其中的佼佼者。
    地理信息系统技术能力建设和软件开发方面存在如下问题：
    (1)国产地理信息系统软件产品系列不完整
    国产地理信息系统软件目前还集中在中小型产品，缺乏大型软件，致使国家大型空间信息应用工程还完全依赖国外软件，对国家信息安全和产业的进一步发展不利。另一方面，在"嵌入式"实时地理信息系统软件方面，我国还比较落后，产品不够成熟，这对数量极大的地理信息系统社会化应用和军事应用极为不利。此外，我国十分缺乏应用领域的地理信息系统软件产品，特别是缺乏可以支持行业应用的开发平台软件。
    (2)技术储备不足
    国内在这一领域基本上处于跟踪、追赶的状态。经过艰苦的努力，差距大幅度缩短，但技术储备显得不足。理论研究、技术进步和产品发展三个层次中，放在第一、第二层次的注意力显得不够。
    3.3 全球卫星导航定位导航技术能力建设
    我国已建立了国家GPS A级、B级网和由若干GPS跟踪站组成的国家GPS连续观测网络，形成了一个以卫星定位技术为主，绝对精度为0.1-0.2米，相对精度优于3?10-7-10-9并纳入国际地球参考框架(ITRF)中的现代大地测量基准。同期，开发并完成了服务实时和非实时的差分定位系统，可广泛应用于公安、银行和公共交通工具的指挥，调度及空间信息的快速获取等领域。
    目前正在进行数据处理的全国GPS2000网，其点数可达2000余个，其中GPS永久性追踪站为25个，该网点的相对精度预计可达10-7以上。这个网在2002年启用后，使我国大地坐标框架在三维和高精度方面走上一个新的台阶。但在另一方面，该网点的平均密度仅为1：70km×70km。也就是平均9幅1：5万比例尺的地形图中才能找到一个GPS2000网点。
    由于GPS2000网中的近1000个点的布设是为了适应大地监测的需要，它在某些地区(如南北地震带)密，某些地区稀，因此在我国大陆近一半以上的地区实际上达不到上述点位分布的平均密度。由此可见，GPS2000网要真正成为实用的国家大地坐标框架，要服务于全国广大(静态)定位用户(不论是二维的还是三维的)，面临的主要问题是GPS2000的点数过少，分布密度太低；而要服务于全国动态或高精度定位用户，则要在中国建立远比25个更多的GPS永久性追踪站和相应的数据传输、处理和分发的网络系统。因此加密GPS2000网和增加GPS永久性追踪站及其相应配套的数据网络系统是在我国"十五"建立一个地心、三维、动态的现代大地坐标框架所要解决的基本问题。
    为了推动我国的全球导航定位系统的应用，我国除了利用美国的GPS卫星外，还在探索与欧洲的合作，如GALILEO系统合作计划。
4、国家地理空间数据库建设取得很大进展
    空间信息数据库是地理空间信息技术的基础，也是国家信息基础设施建设的重要内容，在国家信息化建设中发挥非常重要的作用。建国以来国家投巨资开展了大规模的国土调查，积累了专业齐全、系统性和标准化程度较高、覆盖全国、多期、不同比例尺的地理信息，绝大部分地理空间信息由国家生产和管理。初步测算经数字化可以进入网络进行共享的基础性地理空间信息约1250 GB。同时已积累了丰富的对地观测数据，包括50年代以来覆盖全国的多期航空相片约500万张以上，70年代以来多期覆盖全国的国内外卫星影像50多万景，约140TB。
    在对全国3S行业发展现状调查与分析报告中显示：经过各方面共同努力，到2001年6月全国共建设起近500个大中型数据库，涉及主要应用领域为：基础及综合应用；土地、房产；市政、规划、道路；林业；土壤、农业；水利、水土保持；地质；遥感；生态、环境；铁路；勘界；灾害和其它等。
    国家地理空间信息协调委员会办公室在"我国主要国家地理空间信息资源及其数字化程"及"我国已投入的全国(或大区域)地理空间数据库"两个统计表中有一个更为详实的统计数字。
    调查表明：
    (1)在数据库建设中，各单位同样十分重视运行和维护情况，持续运行和经常使用率占70%左右，很少使用仅有0.9%。说明我国数据库的维护和运行能力在逐步提高。
    (2)从数据库的应用看，除传统的土地、林业、农业、环境等领域外，已经在基础、房产、市政、规划、道路等领域建立不同类型数据库，并得到较好应用。
    (3)数据库建设中的重复建设问题仍存在，数据共享机制不健全，没有相应政策法规保障和相关数据库标准，数据共享实际上很难实施。另外，数据多为各单位自行加工，数据产业尚未形成。
    为总结地理空间数据库建设进展情况和发展现状，分别就下列数据库的建设情况进行总结
    4.1国家基础地理空间数据库建设
    目前我国已经建成的国家基础地理信息为：全国1: 400、1：100万、1：50万、1：25万及部分地区1：5万和七大江河流域重点防汛区1：1万基础地理信息数据库，从下面两个数据库的例子可以看出数据库的具体内容.
    (1)1：50万基础地理信息数据库内容
    1：50万基础地理信息数据库(以下简称1：50万数据库)是我国地理空间数据框架的组成部分，是全国范围主要供中央和省级领导机关以及国民经济建设各部门作区域总体规划、省区经济布局、计划和管理之用的最大尺度的数字基础地理底图库。还收集政区、交通等现势资料，进行了部分内容的更新，并少量地从相邻的1：25万、1：100万数据库中提取了部分数据。1：50万数据库采用地理信息系统技术，对地图及相关资料进行了抽象加工与筛选，对地理信息进行了分类和分级，数据中含有拓扑关系，对于复合对象亦有描述，如线复合要素route和面复合要素region。采用空间数据库管理模式进行组织，逻辑层分为政区、居民地、公路、铁路、水系、地貌、文化要素、海洋要素和地理格网九层。库体内容全面地反映了我国自然地理形态和社会经济概况，信息量适中，便于多种与空间分布有关的信息的叠加表示和分析，还可以与相关专题信息的关联，进行统计分析制图，获得专题信息的直观分布规律。可方便地实现空间信息与属性信息的交互查询、检索，为规划、管理、决策、国民经济生产建设和科学研究等提供一个定位和叠加专题信息的三维空间载体
。
    1：50万数字地理底图数据库可分层和区块进行管理。库体结构共分为77个区块，每个区块为纬差4度，经差6度(1幅1：100万地形图范围)。1：50万基础地理信息数据库遵照国家现有标准和规范进行加工整理。
    为进一步向国土资源环境和地区经济专业部门提供服务，根据"NREDIS"元数据标准(草案)编制和建立了1：50万基础地理信息元数据库，较全面地介绍了数据来源、数据的处理方法、数据的适用性、数据的可用性等信息，采用SGML语言，在互联网上实现了对元数据的查询。基本实现了在互联网上对1：50万基础地理信息数据库的主页设计和制作，并实现了以多种方式对数据库体进行检索和查询的功能，能够满足各专业部门的需求，并及时为各专业部门提供了基础数据及技术咨询服务。1：50万数字地理底图数据库共有12层。

    (2)1：400万和1：600万基础地理图数据库
    1：400万和1：600万两个全国数字地理底图数据库均采用地图出版社出版的《中国政区图》为原始资料，在内容、结构、采用标准、提供利用形式等方面上与1：50万基础地理底图数据库基本相同，只是在表现内容的详细程度上更加概略，使用起来更加简便，适合作为全国宏观范围的内容表现。
    4.2全国土地基础数据库建设
    我国土地信息系统建设是从90年代初开始尝试的。随着计算机技术、网络技术和数据库技术的快速发展以及土地管理工作的逐步深化和完善，近年来土地信息化建设才逐步走向正轨，一些市、县根据自己的实际情况建成了土地利用现状数据库，城镇地籍管理信息系统、土地定级与估价数据库、基本农田保护数据库等。国家级土地基础数据库的建设也已经开展，并取得明显成绩。
    (1) 已经完成的土地基础数据库:
    基础数据库建设是一项庞大而又艰巨的任务。国土资源部成立后，将"加强信息系统建设，实现信息服务社会化"列为五大目标任务之一，经过两年有序而又紧张的建设，已经完成了部分国家级、省级等土地基础数据库建设，包括：
    1：50万全国土地利用数据库；
    全国土地利用规划数据库；
    省级土地利用规划数据库；
    重点城市土地利用规划数据库；
    (2) 正在建设的土地基础数据库：
    土地利用遥感监测数据库；
    全国开发区数据库；
    全国城市基准地价数据库；
    全国城市基准地价数据库；
    1：1万土地利用数据库；
    1：1万-1：5万县级土地利用规划数据库(包括乡规划数据)。
    此外，1：500-1：1000城镇地籍数据库、1：2000-1：1万城市基准地价数据库、建设项目用地与补充耕地数据库等也正在部分省、市、县建设中。
    (3) 急需要建设的一批土地基础数据库:
    急需要建设的土地基础数据库主要有农用土地分等定级数据库、建设项目预审数据库、国家级土地开发、复垦数据库、国家级城镇基准地价数据库等。同样还需要建设省级、地市级和县级相应的数据库。
    4.3国家基本资源与环境时空数据库建设
    "九五"科技攻关项目建立了国家基本资源与环境时空数据库。总体上，国家基本资源与环境数据库包括全国资源与环境本底数据库、动态监测和定期更新数据库与信息服务体系三个有机组成部分，数据库的构建与运行过程分为如下几个部分：
    (1)遥感影像数据库
    依照1：10万比例尺专题地图的成图标准要求，考虑到遥感数据的可获取性与适用性，选取美国陆地卫星TM数字影像作为主信息源，共计选取了1995和1996年成像的520多景TM数据。数据库的更新和土地利用/土地覆盖动态监测以基本覆盖全国的1999-2000年度TM数据为主要信息源。TM数据无法覆盖的区域，参考中巴资源一号卫星CBERS-1的数据，保证了全国覆盖。所有遥感影像均经过了几何精纠正，具有统一的坐标与投影体系，以单景存储，亦可以获得分县镶嵌图。
    (2)土地利用/土地覆盖专题图形数据库
    土地利用/土地覆盖，包括土地利用与土地覆盖的变化，是人类活动作用于自然界的，在遥感图像上最为直观的现象，也是最能够体现空间遥感技术宏观快速优势的一个研究领域。为了满足大尺度土地利用/土地覆盖宏观调查与监测的要求，本数据库的土地利用/土地覆盖分类系统共分为二级，包括一级类型6个和二级类型25个，其中一级类型包括耕地、林地、草地、水域、城乡建设用地以及未利用土地，二级类型则根据土地的覆盖特征、覆盖度及人为利用方式上的差异做进一步的划分，例如林地进一步划分为有林地、灌木林和疏林地，草地进一步划分为高覆盖度、中覆盖度和低覆盖度草地，这对于进一步研究植被变化、土地退化和荒漠化具有十分重要的意义。在地理信息系统和遥感图像处理系统的支持下，建立分区的地物判读标志，在计算机上直接进行解译，形成矢量图层。
    (3)野外考察数字相片库
    为了建立遥感影像判读标志和对结果进行验证分析，定期组织相应的野外考察工作，利用GPS相机形成了贯穿中国大陆7.5万多公里、每期8000张带有地理位置信息的地面景观数字相片，可以通过位置进行索引。
    (4)多重采样框架数据库
    中国是一个地域广阔、资源类型多样、土地利用类型和土地利用结构复杂的国家。在中比例尺的资源环境遥感调查制图中，受到调查比例尺和遥感图像分辨率的限制，不可避免的会产生不够上图面积的细小图斑遗漏问题，以及受到图像分辨率限制而产生的耕地内部细节被忽略的问题。为了获取准确的耕地面积，设计了多重采样方法，以扣除耕地中的非耕地成分。依据反映土地利用地域特征的土地利用区划图、作为基本统计单元的县级区划图和地貌类型区划图，生成基本采样框架。采样通过航空像片确定耕地内部的细小地物成数，得到的耕地中的非耕地系数，依据采样框架，逐一落实到每个耕地图斑，汇总得到分县乃至全国的耕地净面积，此数据代表了中国九十年代中期的实际耕地面积。在全国870个基本采样单元中，耕地中非耕地系数多分布于0.2-0.3之间，说明中国的耕地内部结构是比较复杂的。另外，为了利用少量数据信息源及时获取全国范围宏观的土地利用/土地覆盖动态信息，依据分层随机抽样理论，设计并构建了基于以往变化特征的动态采样框架，实验表明此采样框架和实施方法是有效的。
    (5)动态监测数据库
    动态信息的获取来自于不同期遥感影像的对比，依托于遥感、地理信息系统一体化软件，可以勾画出土地利用/土地覆盖动态变化图斑，形成动态变化数据库。我们在1：10万比例尺的水平上，对国家耕地面积每年的变化情况、全国各个土地利用类型(包括森林、水域、草地、荒漠、滩涂等)每五年的变化情况进行全面的动态监测，从中发现变化，并找出变化的主要原因，以提供科学依据和决策支持。这些成果包括1995年以来每隔两年全国耕地和城镇面积的变化，以及2000年中国资源环境整体状况的数据，均以完全覆盖国土陆地部分的遥感数据作为基础，经过计算机人机交互解译，形成专题图件，然后定期更新，提取变化信息，技术路线成熟，已取得了有效的时空过程监测结果。
    4.4全国资源环境与地区经济综合数据库
    运用多源地理空间数据时空配准和综合集成技术，采用统一的多比例尺基础地理数据、统一规定的数据编码和数据格式转换方法完成了7个全国资源环境与地区经济综合数据库与基础地理数据库与遥感资源环境综合数据库的标准化空间集成，研究建立了为国家高层次、综合性规划管理服务的NREDIS国家级综合数据库，促进了地理信息系统技术在这些行业的应用，产生了新的应用产品90多种，用于23个项目。在此基础上运用制订的空间元数据标准及其自主开发的空间元数据管理平台及元数据软件工具，建立了包括全国土地、水、森林、海洋、矿产资源和地区经济6个全国资源综合数据库，1个省级NREDIS(海南)，全国基础地理数据库(1：400万、1：100万、1：25万基础地理数据库和1：50万全国地理底图数据库)、全国遥感资源环境综合数据库和NREDIS综合数据库在内的10个可供分布式网络共享的空间信息系统及其空间元数据库和网络站点，初步形成了国家级NREDIS的数据共享框架。并研究建立了支持NREDIS数据库空间集成和数据共享服务的10个技术规定和管理办法，有效支持了目前国家级NREDIS重点数据库的三级共享。
    地区经济数据库由空间数据库、属性数据库、元数据库组成。空间数据库由1：400万基础地理数据库构成；属性数据库包括地区经济年度数据库、地区经济月度数据库、地区经济预测数据库三个数据库，这三个数据库系统已经具有完备的数据录入、数据编辑、数据维护、数据导出等功能，存储内容主要是以省为基本统计单位，按综合经济、人口与就业、工资、投资、工业、农业、财政、消费与物价、进出口等10大类，共200多个数据项。属性数据库与空间数据库集成，实现空间实体信息和空间属性信息的关联，开发出地区经济空间发布经济专图。在地区经济集成应用方面具有明显特色。
    4.5城市空间数据库
    我国有668个设市城市，就城市空间数据库而言，线划图件是目前城市基本图件的最主要形式。各城市使用的基本地形图比例尺主要有1：500、1：1000、1：2000、1：5000和1：10000等5种，少数城市也使用较小比例尺的图。在一个具体的城市，一般只使用其中的2种或3种比例尺，通常是在1：500(1：2000中选1-2种)，覆盖建成区及部分规划市区；在1：5000和1：10000中选1种一般覆盖整个市域范围。数字图在所有图件中所占的比例，在不同城市及同一城市不同比例尺间都有较大的差异，为5%-100%。从数字线划图建库情况看，已建、正建和未建的比例分别为27%、55%、18%。
    相对于线划图，城市正射影像图(DOM)和数字高程模型数据(DEM)无论是数量还是种类均少得多。在调查的城市中，制作DOM的不到一半，而即使制作DOM往往也只有一种比例尺，覆盖的范围很有限。仅有约1/8的城市建立了小范围的DEM。在城市其它图件中，地下管线图件占多数，其他图种则参差不齐。城市图件的供图部门依次是城市测绘单位、规划局、自动化中心和其他部门。
    我国地理空间数据库建设面临的突出问题主要有：
    (1) 信息资源的数字化程度和开发利用水平较低，部门和地区之间信息共享的机制和制度尚未建立，低水平重复建设问题尚未解决；
    (2) 基础性信息资源不足，信息标准化进程缓慢；
    (3) 航天遥感对地观测数据源90%以上卫星信息资源来自国外，全国性的重要大型地理信息系统几乎全部使用国外数据库管理软件，存在信息安全隐患；
    (4)现有公用网络还不能满足海量空间信息高速传输的要求等。
5、国家空间信息技术标准制定
    为促进地理空间信息的交换与共享，我国在"九五"期间制定了空间数据格式交换标准，研究制定了空间信息共享元数据标准草案，提出了国家空间信息共享政策建议。
    5.1空间数据格式交换标准(国家标准)
    根据GIS发展的新情况国家科技部组织研究了一个适合我国国情的，与国际标准接轨的空间数据格式转换标准。以它作为中间的外部数据交换格式，用于各种GIS软件之间的数据交换。该标准定义了矢量数据、栅格数据、影像数据等三种数据的交换格式。在此基础上开发数据交换软件，实现在不同部门、不同系统之间交换空间和非空间数据。该标准已于999年8月2日作为国家标准予以颁布，2000年10月1日实施。
    该交换格式还有许多不足之处，有待在开发转换软件和试用的过程中不断完善。
    5.2我国空间信息共享元数据标准(草案)
    我国经过几十年的努力，在各个行业或政府职能部门都积累了大量的空间信息资源，从七十年代末，我国开始建立数字数据库，形成一批具有相当规模的数据库和数据集，大量的数据库或数据集均具有明显的空间属性。随着数据资源的积累和信息化工作的深入，如何帮助各类用户有效地查找、获取及使用地理空间信息，解决信息挖掘和信息共享方面所面临的困难，实现地理空间信息服务社会化是我国信息资源基础建设面临的重要内容。
 
    元数据是关于数据的数据，该标准规定了对地理空间信息描述的基本内容和模式，其内容包括地理空间信息的标识信息、质量信息、表示信息、空间参照信息、实体和属性信息、发行信息和元数据参考信息等部分。
    该标准的目的是为空间数据集提供一套通用的描述元素及规范，为国家的空间数据共享提供元数据支持。它可以用于对数据集的全面描述、编目及网络信息交换。该标准建立了一套用以描述数据集、数据集系列和实体属性的复合元素、元素、这些元素的定义、元素的值域及相互关系的规范。在该标准中，各元素的选择是基于数据集的可用性、数据集的适用性、如何获取该数据集和如何使用该数据集这四个方面来考虑的。该标准中的元素针对不同的用户和使用目的具有不同的重要性。
    从应用领域上说，该标准可以对地理空间信息的多方位描述、地理空间数据集的编目、地理空间信息交换中心的建立和管理等工作提供技术支持，本标准能够为我国地理空间信息共享提供元数据支持。
    从应用对象上说，本标准可以应用于地理空间数据集、数据集系列和非数字化地理空间信息。
    该标准按层状结构组织数据元素和复合元素。该层状结构的起始点为复合元素"元数据"，该复合元素由其它表示数据集不同方面特征的复合元素组成。这些复合元素又由其它复合元素和元素组成，其组成由导出规则确定。复合元素引用信息、时间信息、联系信息不能独立存在，而由其它复合元素引用。
    该标准的建立不仅为国家各有关部门归档、编目其空间数据提供标准规范，而且也可以服务于地方政府、社会团体、企业和个人，用以发布其空间数据。该标准的建立和应用可以极大地促进国家空间信息基础设施、空间数据交换中心的建设，加大加深数据共享的应用广度和深度。
    5.3国家空间信息共享政策(建议)
    国家空间数据基础设施首先应能促进数据最大限度、最广范围、以最低价格提供给国家和社会共享使用，发挥其最大作用，同时，又使国家信息安全、商品经济规律和知识产权方面得到保护。针对我国国情，制定国家空间数据基础设施政策，应当首先考虑四个原则：鼓励公开，提供数据共享程度的原则；引进市场竞争机制，充分利用利益驱动的原则；运用国家宏观手段的原则以及实行数据分类动作的原则。基于以上原则，提出以下相关政策框架建议。
    (1)数据投资政策
    1)对基础性、公益性空间数据的采集、加工处理、维护更新由国家投资，资金计划纳入国家年度财政预算。专题空间数据应同相关部门国家财政支出与部门共同集资。
    2)对具有商业价值或短期内可回收成本的空间数据，鼓励商业化形式的投资，商业企业同政府签订信息生产的投资合同，明确规定双方的权利义务，国家保护投资者拥有信息产权及相应的经济权益。
    (2)数据报偿定价政策
    1)无偿空间数据指用户无偿使用国家财政投资的基础性空间数据和主要公益性空间数据。无偿使用空间数据须持有由有关部门发放的无偿共享许可证。
    2)有偿空间数据需有合理的价格制定标准，一般公益性空间数据及其服务价格执行政府指导价，对非公益性的空间数据及其服务价格执行市场调节价。鼓励实行优质优价，并对不合格数据造成用户损失实行赔偿制。
    (3)市场竞争和利益驱动政策
    1)空间数据的生产、加工必须进行公平竞争，鼓励权威部门扶植具备资质的相关部门参与对空间数据生产的公平竞争。
    2)政府可通过融资、税收等优惠政策来扶植空间数据的经营活动。通过对数据经营服务人员培训、资质审查、颁发许可证等办法来促进空间数据经营活动及保证其正常经营。

    (4)数据分类运作政策
    不同数据类型，采取不同的运作政策，对基础性空间数据，采取国家财政投资、市场方式运作、主管部门管理、信息无偿共享。对主要公益性空间信息，以政府投资为主的多方集资，市场运作，行业管理，有偿与无偿共享结合。一般空间数据以商业化形式投资，政府从规划、资质审查等方面进行指导和调控，完全按公平竞争与合同制约方式进行市场运作，有偿共享。对主要在"六五"以来国家各类项目形成的历史数据，国家给予一次补偿，实行信息无偿使用。通过回收分发费，提供维护更新资金，国家持续支持必需的更新投资。原则上应无条件向公众开放。对历史数据中原先保密的部分本着放宽密级的精神进行清理。保护历史文档产权者的合法权益。
    (5)数据公开和保密政策
    1)扩大空间数据公开范围，让更多用户享用非己有的空间信息。避免或减少数据重复采集、处理等浪费。对因客观条件的变化导致的保密定级不适当的数据，对借口保密而设置数据壁垒，据以垄断牟利的数据，予以重新保密定级审查。
    2)保密信息依据或参照科技保密规定,确定密级及其升降和解密。考虑扩大信息用户范围,凡达不到科技保密规定和保密信息条件的空间信息应向公众开放。
    3)密级确定以及升降和解密的程序必须严格。应有完备的信息保密申请、审议和审批等手续。信息保密最终要经国家法定主管部门批准，部门或单位自行规定的保密信息国家不予承认。
    (6)数据安全防护政策
    1)建立健全用户的身份鉴别、权限控制和审计等制度，预防和处置对空间信息的非法窃取。
    2)根据对空间数据的使用限制范围、密级、建立相应的保密与安全管理制度。
    (7)数据产权保护政策
    1)空间数据产权确认分两种情况：一是信息在转移过程中无创新的，确认该空间信息产权属信息提供者；二是信息在转移共享使用中有创新的，确认该共享使用人拥有创新部分产权。
    2)空间数据产权保护的内容包括：权利(公开权、署名权、加工权、信息完整权、转让中的报酬权等)保护期限、侵权行为追究、贡献鼓励等。
    (8)数据质量监督政策
    1)国家或主管部门应设置和完善空间信息开发企事业的资质等级制度；
    2)监督空间数据生产者严格执行生产加工处理标准；
    3)定期对空间数据质量进行检查、及时清除失效的信息。
    (9)数据标准化政策
    1)国家技术质量监督局下设的空间数据标准机构，负责全国空间信息标准体系的总体设计规划、标准制定和及时发布相关的标准；
    2)国家有关主管部门应监督空间数据生产者按有关采集、处理加工、分析、查询、分发、转换等统一地理标准进行。
    我国空间数据标准和共享及政策方面存在如下问题：
    (1)空间标准规范滞后
    在基础类标准规范中，目前只有"地球空间数据交换格式"成为国家标准，但缺乏相应的软件工具，国内使用还不普遍；一些重要的数据标准，如空间元数据标准、空间元数据系统运行规范、空间数据共享模型等还仅仅停留在方案阶段，与真正成为国家标准还有相当的距离；一些重要的基础性标准，例如地理信息系统软件功能标准、空间数据传送协议、空间互操作协议、空间信息查询语言标准等尚未开始工作。在应用类标准规范中，尚未建立一个行业的地理信息系统技术规范或标准。在行业和工程标准规范类中，也没有建立地理信息系统软件质量标准、地理信息应用工程质量标准、工程承担单位资质论证标准、建立标准等。标准是规范技术和产品的重要依据，也是技术进步的重要标志，在进入WTO以后，还可以起到一定的门槛作用，必须引起高度重视。
    (2)空间数据共享困难
    我国地理信息系统的应用正处于迅速发展的阶段，空间数据的获取和生产正在大规模开展，国家、部门、地方和单位每天都在生产大量的空间数据和专题应用数据。全国已经建成100多个大型空间数据库。由于没有空间数据的共享机制和政策，目前大量的是各自为战，许多数据库只是限于本部门、本单位使用，利用效率极低。一方面是大量数据闲置，另一方面继续使用的单位又找不到数据，结果是出现严重的数据重复建设现象。例如，仅北京市的电子地图，就有不下10个单位在生产。一些建成的地理信息系统应用工程就因为缺乏现势数据而不能充分发挥作用，严重影响了地理空间信息应用的普及和产业发展。
    空间数据共享的问题比较复杂，这里既有技术问题，例如各类标准规范和共享工具，又有机制、观念和政策问题，需要区别对待，认真解决。
6、遥感应用基础研究不断加强
    遥感就是远离地表，借助于电磁波来收集、获取地表的地学、生物学、资源环境等过程和现象的科学技术。从本质讲，遥感信息是指以光线或电磁波为载体，经介质传输而由航空和航天遥感平台所收集到的信息，是电磁波辐射与地表物质相互作用的产物，是地圈、生物圈等基础科学的反映并同时也是信息载体在其传输路径上受各种介质影响的结果。遥感信息具有空间、波谱和强度三种特性。我国遥感在一起步时就把研究电磁波与地表物质相互作用的具体体现--地物波谱特性作为应用基础重点。先后研制了

普及力度还不够。

不错啊