在专题信息领域,国土、环保、城建、交通、水利、农业、林业、地震、气象、民政等部门,依据各部门自身特点,开展了一系列以地理空间信息资源为基础的信息化建设,丰富了各部门的专题信息资源,并已在各专业领域取得丰厚效益。
国土资源方面,建立了第二次全国土地调查数据库,获取覆盖全国的(不含港澳台)遥感影像数据和2 859个县土地调查数据;已建设完成区域地质、基础地质、矿产地质、海洋地质、地球物理及遥感等全国性地质数据库,初步形成权威的全国地质环境空间系列数据库;构筑了“一张图”国土资源监管核心数据库框架。具体可以分为土地信息资源建设、基础地质和矿产资源信息建设、基础地理和海洋信息建设三个方面的内容。
在土地信息资源建设方面,通过土地利用现状调查、城镇地籍调查、土地登记、地价评估和耕地后备资源调查评价等基础性工作,获取了全国80%城镇的国有土地各种利用类型及土地权属的地籍数据,包括属性数据和空间数据,比例尺为1∶500或1∶1 000,查清了从每一地块开始到村、乡、县、市(地区)、省和全国的土地利用、城市地价、权属情况等大量翔实的第一手资料,形成了从1∶1万到1∶50万各种比例尺的土地利用数据。初步掌握了国家级耕地后备资源面积数量、质量分布现状等信息。在此基础上,建立了以县市为单位的1∶500或1∶1 000比例尺的城镇地籍数据库,近千个县市完成了1∶1万或1∶5万、1∶10万土地利用现状数据库,完成了全国1∶50万土地利用、国家级和省级土地利用规划基础数据库、基准地价数据库、土地利用遥感监测数据库、全国开发区与闲置土地数据库等一批覆盖全国的大型基础数据库 [1] 。
在基础地质和矿产资源信息建设方面,完成了全国1∶50万基础地质图、1∶20万基础地质图、1∶20万数字水文地质图、1∶5万重点城市及经济开发区水工环综合地质、全国矿产资源规划、全国矿产资源储量、大中型矿产地、地下水动态监测等数据库建设。正在开展全国图文地质资料数字化工作,已按计划完成上万份各种地质资料的数字化任务。
在基础地理和海洋信息建设方面,国家测绘地理信息局和国家海洋局完成全国1∶5万数字高程模型、数字栅格地图、长江三峡地区1∶5万、七大江河重点防范区1∶1万数字高程模型和正射影像、30米分辨率全国卫星影像等数据库,加快了国家1∶5万、省级1∶1万和大中城市基础地理数据库建设,启动了国家1∶25万数据库更新工作。积累了大量的有关海洋宏观经济、海洋基础地理、海洋资源、海洋环境、海洋灾害等基础信息,已完成1∶100万和1∶50万海洋基础地理信息系统,并实现了与国际海洋信息的交换与共享。
环境保护方面的信息资源主要从环境保护地理信息系统建设、环境信息的获取和处理以及环境数据的积累三个方面来说明。
在环境保护地理信息系统建设方面,全国环境保护系统已有省、地、市、县2 300多个环境监测站,初步形成了以国控网络监测站为骨干的环境地面监测网络体系,进行水环境、大气环境、生态环境全面监测。随着信息技术的发展和国家对环境监测投入的增加,近几年国家环境保护总局建立了重点流域水质自动监测站和重点城市大气自动监测站。此外,许多城市开始对污染源废水、废气进行自动监测,在一定程度提高环境监测能力。目前全国已有6 000多家重点污染源自动监测站,每日由12369网站(www.12369.gov.cn)向全社会公布环境监测结果。
面对我国环境污染和生态破坏的严峻形势和环境保护工作的艰巨任务,我国各级环保部门已经逐渐认识到及时、准确、高效地获取与处理环境信息的重要性,认识到在环境保护工作中应用信息技术的重要性。因此,作为环境保护工作基础的环境信息获取和处理得到了普遍重视,环境保护离不开信息技术的支持已经成为人们的共识。目前,全国环保系统各级监测站每年可上报监测数据3 000万个,其中国控网站每年上报环境监测数据1 030万个(922万个环境质量数据,108万个污染源数据)。同时建立了以国家环境信息中心、27个省级和37个地市级环境信息中心为依托的信息网络系统,进行环境信息的分析、预报和处理。
在环境数据的积累方面,2000年和2002年国家环境保护总局开展了中国西部地区和中国中东部地区生态环境现状遥感调查项目,通过西部和中东部生态环境遥感现状调查,获得了一大批重要的数据和资料。这些数据包括20世纪80年代、90年代、2000年的Landsat TM/ETM遥感影像数据、1∶10万土地利用数据、1∶10万土地利用动态变化数据、1∶10万土地退化数据、1∶10万生态环境评价专题数据、1∶10万典型区环境动态专题数据、环境背景数据、地面统计数据、野外核查数据。西部地区和中东部地区所获得的数据总量共约200 GB [1] 。
城建方面,近年来随着国家经济和社会的飞速发展,城市的信息化方面取得了长足的发展,有200多个城市正在建设或筹备建设数字城市,约有20个城市正在启动无线数字城市建设,还有40多个城市进行了智能化水平评估。
从单项信息化来说,已开展电子政务建设的约有600个,包括办公自动化、政府门户网站和一站式的在内;约有100多个城市正在运用遥感影像对城市变化进行监测;已对45个国务院审批总体规划城市进行规划实施遥感动态监测,监测面积达2万多平方千米;有2 000多个城市(包括地级市)完成了城市地籍测量;约有550个城市完成了城市地籍测量和房地产管理系统;约有300个城市已经建成城市GIS或交通导航系统;全部城市(包括中小城市)完成了城市导航系统建设;有90多个城市运用了高分辨率遥感技术进行动态监测,空间分辨率为1米。
在国家级风景名胜区信息化建设方面,目前我国已建立了187个国家级风景名胜区遥感监测本底数据库,对其中53个风景名胜区的资源保护和规划实施情况进行了监测核查,监测面积达6.5万平方千米 [2] 。
近年来我国的交通信息化建设和应用取得了丰硕成果,主要体现在铁路、公路、内河水运、民航四个方面。
铁路方面,《中国信息化发展报告2005》指出:铁路信息化建设和应用取得丰硕成果。基础通信网不断完善,全路开通数字调度通信系统线路达到2万多千米。到2002年年底,铁路通信光缆总长度达6.47万千米,覆盖了5.17万千米铁路,64条干线中光缆覆盖范围约94%,接入网总长度约3.4万千米。卫星通信网一期工程全面实施,二期工程和全路卫星基层数据通信网项目开始启动,数据通信网已为各种管理信息系统提供1 600多个端口,65%的信息源点实现联网。运输生产调度指挥系统取得重大进展,截至2004年年底,铁道部建成列车调度指挥系统、15个铁路局的中心局域网,121个行调台、1 348个车站全面实现了系统功能;列车运行控制系统完成了148台主体化机车信号改造,行车安全监控系统全路安装超偏载仪108台,495个货运站安装轨道衡1 616台。客票发售与预订系统更加完善,全路计算机售票车站已达2 159个,其中1 277个实现联网,计算机售票量达到全路售票量的90%以上,售票收入占全路的95%以上。铁路运输管理信息系统(TMIS)基本建成,其中车号自动识别系统成绩显著,在全路1.5万台机车中,所有部属货车及企业自备车都安装了记载有机车、车辆基本信息的电子标签,在全路500个分界站、编组站、区段站、货运站的出入口安装了标签信息自动接收设备(AEI),为列车、机车、车辆的动态追踪提供实时的信息 [1] 。
公路和内河水运方面,空间信息技术的应用,东部地区GPS和GIS的利用率已达到100%,RS利用率达60%;中部地区GPS的利用率已达100%,GIS利用率达88%,RS利用率达25%;西部地区GPS的利用率达91%,GIS利用率达82%,RS利用率达45%。公路运行管理信息化方面,规费征稽系统已应用于全国84%的省区;高速公路联网收费覆盖全国77.7%的省区;不停车收费系统已在5个省区试行,占17%。交通运政管理信息化方面,公路运政管理信息系统基本上普及,GPS在危险品运输、客运监管等方面已广泛应用。目前全国已有57%的省区应用了客运监控系统,44%的省区应用了危货运输监控系统。水上运政管理方面,全国已有53%的省区应用了水上运输管理信息系统,43%的省区使用了航道管理信息系统,37%的省区应用了安全监督管理系统,25%的港口采用了VIS(AIS)系统。交通行业运输方面,公路全国有38%的省区应用了货运配载系统,41%的省区应用了物流系统。水运方面,有29%的港口已采用了生产业务管理信息系统,32%的港口采用了集装箱业务管理信息系统,25%的港口采用了电子商务。覆盖全国沿海和重要内河水域的船舶自动识别岸基网络系统基本建成,包括132座基站和22个中心,实现了300总吨以上船舶的有效监控;建成了52个船舶交通管理中心、202个雷达站 [2] 。
民航信息化主要工作是建设了八大信息系统,即电子政务系统,电子商务系统,民航空管数据通信网和商务数据网,旅客订座、货运系统和全球分销系统,离港系统,收入结算系统,空管信息系统,民航企业管理信息系统。其中旅客订座、货运系统和全球分销系统中增加了电子客票ATB票、无票旅行、旅客记录和出租车等功能,可支持国内20多家航空公司、5 000多家旅行社和130个机场2.8万个用户终端。货运系统年处理货物能力达155万吨,货运单950万张,年处理能力达1.3亿人次。离港系统覆盖全国140多个机场,年处理旅客9 800万人次,并拓宽了与外国航空公司的连接,实现“一票到底”的服务 [2] 。
水利方面,水利部对水利行业信息化工作十分重视,专门成立了“水利部信息化工作领导小组”及办公室和“水利部信息化专家咨询委员会”,并制定了《全国水利信息化发展“十一五”专项规划》,至今已取得了显著成绩,具体体现在以下几个方面。
信息采集和网络设施逐步完善。全国省级以上水利部门已建成各类信息采集点约2.7万个,其中自动采集点占47.5%,信息采集的精确性、时效性、有效性以及工程监控的自动化水平显著提高。水利信息网络覆盖范围不断扩大,水利部机关、在京直属单位、7个流域机构、31个省级水行政主管部门及新疆生产建设兵团水利部门均建设了局域网,其中62.5%的单位专门建立了政务内网。水利信息广域网不断扩展,骨干网络与地市水利部门联通率达到63.1%,北京、上海、江苏、浙江、广东等省市实现了区县级水利部门的全覆盖。水利通信网逐步完善,基本建成包括1个卫星主站、500多个卫星终端小站的全国防汛卫星通信网 [1] 。
国家防汛抗旱指挥系统一期工程建设已经全部完成,建成水情分中心、工情分中心119个,形成覆盖七大流域机构和省级水行政主管部门的计算机骨干网络和异地会商视频会议系统。
完成全国水土保持监测网络和信息系统一期工程,建成2个流域监测中心站、13个省级监测总站和100个分站,开发了全国水土保持空间数据发布系统。
灌区信息化建设硕果累累。建成灌区的水情遥测点73处,水位监测点261处,闸位监测点147处,雪量监测点24处,泵站监测点526处,渠道流量监测点261处,闸门控制点155处,视频监测点17处,大屏幕视频会议系统3处,并实现了联网。大部分灌区建成了100 Mbit/s计算机局域网,部分建成宽带广域网,连入互联网,并建立了水费征收信息系统3处,用水管信息系统10处,闸门监测控制系统11处,数据库系统4处。
水利信息资源开发利用逐步加强。目前,省级以上水利部门在线运行数据库469个,数据量约14 457 GB,数据内容覆盖水利业务方方面面,一些单位还初步构建了数据中心。
水利信息化标准体系不断完善,已完成了《水利系统通信业务导则》、《水利系统通信运行规程》、《水利系统无线电技术管理规范》、《水利信息网命名与IP地址分配方法》、《实时雪水情数据库结构与标识符标准》等的制定;另外,《水利信息系统可行性研究报告编制规定》、《水利信息系统初步设计报告编制规定》、《水利信息系统项目建议书编制规定》已经批准并发布。《水利信息化标准指南(一)》所包括的七个方面的标准也已经完成。
在国家的支持下,自“九五”以来,我国的农业信息化从起步到全方位的进展,发展十分迅速,积累了丰富的资源。
第一,基础设施方面,截至2010年,“乡乡能上网”完全实现,全国能上网的乡镇比例达到了100%,其中能宽带上网的比例达到了98%。“村村通电话”完全实现。截至2010年,全国100%的行政村和94%的20户以上自然村通电话。“广播电视村村通”基本实现。经过十几年的建设,我国“广播电视村村通工程”取得显著进展,广播、电视人口综合覆盖率分别从1997年的86.02%和87.68%提高到了2010年的96.78%和97.62%,人民群众收听收看广播电视节目难的问题基本解决 [3][4][5] 。
第二,信息资源方面,农业农村信息采集渠道不断完善,截至2010年,农业部在全国农业系统建设了近40条信息采集渠道;部署信息采集点8 000多个,建立了信息采集指标体系和报送制度。农业网站体系进一步健全,截至2010年,农业网站总数达31 108个。覆盖部、省、地、县四级政府的农业网站群基本建成,农业部初步建立起以中国农业信息网为核心、集30多个专业网为一体的国家农业门户网站,全国31个省级农业部门、超过3/4的地级农业部门和近一半的县级农业部门都建立了内容更新较为及时的局域网和农业信息服务网站。一批重要农业农村信息数据库相继建立,截至2010年,农业部相继建设了农业政策法规、农产品价格、农村经济统计、农业科技与人才等50多个数据库 [1] 。
第三,服务体系方面,农村基层信息服务组织体系日益完善,经过“十一五”的建设,“县有信息服务机构、乡有信息站、村有信息点”的格局基本形成。搭建了更多的惠农信息服务平台,截至2010年,农业部先后搭建了19个省级、78个地级和344个县级“三农”综合信息服务平台。各具特色的农业信息服务模式不断成熟,诸如吉林省的“12316”新农村热线服务模式、广东的“农业信息直通车”、海南的“农技110”、山东的“百姓科技”等各具特色的模式不断涌现。
第四,信息技术应用方面,农业物联网技术在一些地方开始试点性的应用,基于无线传感网络的滴灌自动控制系统在北京、上海等地开始试点性的应用。一些猪场、奶牛场和禽场运用物联网技术进行养殖环境监控、疾病防控以及自动饲喂,一些大型奶牛场引进国外的基于物联网技术的先进挤奶机器人。卫星遥感定量农业灾情监测技术,包括旱灾、水灾、火灾、海洋赤潮、雪灾等自然灾害的监测。该技术运用新型的大尺度遥感影像光谱分析技术,构建一种全新的数据反演模型,提高了农业灾情监测的精度和可信度。ERP系统、电子商务、现代信息技术设备等现代信息技术在农业各环节中的应用已逐步深入。
林业信息化建设是现代林业建设的重要组成部分,是促进林业科学发展的重要手段,因此国家林业部门高度重视林业的信息化建设工作。2009年国家林业局发布了《全国林业信息化建设纲要(2008—2020年)》及其指南,这两个文件是指导当前和今后一个时期我国林业信息化建设的纲领性文件,对促进全国林业信息化建设具有重大而深远的意义。2010年林业局编制了《全国林业信息化发展“十二五”规划》,并将林业信息化与电子政务建设列入“十二五”规划中,强化了林业信息化在林业建设中的地位与作用。
在近几年的发展过程中,卫星遥感技术在林业信息化建设中发挥了重要的作用,为其积累了宝贵的林业资源。
在森林资源调查和监测中,从1999年开始的全国第六次全国森林资源连续清查和2004年开展的第七次清查中,遥感得到了全面的应用。每5年采用20~30米分辨率的遥感数据对全国覆盖一次,目前已经在全国覆盖了2次,对全国范围内布设的284万个遥感样地进行了两次判读,掌握了全国森林资源的空间分布,建立了全国森林资源遥感影像解译标志库,制作了各省(区、市)以及全国的森林分布图,掌握了全国森林资源的消长变化空间分布。
在荒漠化、沙化土地监测中,我国自1994年以来,以5年为周期对荒漠化和沙化土地进行监测,该监测以RS、GIS与GPS技术为基础,采用30米左右的中高分辨率卫星遥感影像(包括TM、P6、中巴卫星数据),最终产出了各级行政单位的各类型荒漠化和沙漠化土地面积及分布情况。自2000年开始,国家林业局与国家卫星气象中心合作,在全国土地荒漠化和土地沙化监测成果的基础上,以FY、MODIS、NOAA数据和地面观测网络组建了沙尘暴应急实时观测系统,以实时掌握沙尘发生、发展的趋势 [2] 。
在湿地资源监测中,我国2009年开始的第二次全国湿地资源调查全面引入了遥感技术,将于4年内完成全国湿地资源的调查。主要应用中等分辨率的CBERS、TM、P6、SPOTS等光学遥感数据,部分区域应用COSMO-SkyMed雷达卫星数据,结合地面核实调查方法,完成全国湿地判读识别、湿地分类、湿地动态变化监测、湿地制图、湿地与环境因素定量模型研究等工作。掌握全国范围内的湿地资源类型和分布,并研建湿地信息系统。
同时,林业信息化基础设施建设取得了重大进展,国家林业专网建成并投入使用,建立了视频会议系统,实现了电子公文传输。各省级林业部门基本建成内部局域网,部分省级林业部门建成了连通省、市、县的林业专网,截至2010年,全国林业专网节点增至72个,建成了集传输文字、视频、语音等各类信息数据的高标准信息高速公路。数据库建设稳步开展,初步形成国家和地方级的数据采集体系,建立了一批基础和应用数据库系统。应用系统得到普及和应用,相继开发了林业重点工程、森林资源管理、森林防火、林业有害生物防治、林业行政审批等业务管理信息系统,部分省建立了电子办证系统和基础地理信息系统并投入运用 [2] 。
随着信息技术在中国各行各业的不断深入,地震观测、预测、应急等技术也开始向网络化、数字化迈进。在“九五”、“十五”、“十一五”期间,各级地震部门通过一系列的重大信息化工程建设,已使我国防震减灾能力向前迈进了一大步。
“九五”期间完成了重点项目“全国地震通信网络的建设与完善工程”,取得了丰硕的成果。建设了29个省、市、自治区的区域地震信息网络,包括省级网络中心、省地震局局域网、省地震局下属单位、地震台站以及地(市)县级地震局(办)通过PSTN和x.28拨号接入;通过x.25公用信道和VSAT卫星通信网实现各省、直辖市、自治区计算机网络与北京中国地震局地震计算机网络中心互联,并通过地震计算机网络中心的因特网出口,接入因特网 [1] 。
“十五”期间,所有的地震台站基本都实现了数字化、网络化。到目前为止,我国有152个国家级的地震监测台站,国家投资的区域地震台站792个,还有6个火山台网。同时,建立了GPS地壳形变监测网,近200个流动观测站;形成了由27个连续观测的基准站和1 055个定期流动观测的区域站组成的地壳运动观测网络;在中国大陆及其周边建成了260个GNSS连续观测基准站、2 000个不定期复测的GNSS区域站、30个连续观测重力站。我国地震监测的信息化已初具规模,在西沙的永兴岛上也建立了地震台站,未来还要在南沙群岛上建立地震台站,实现对海岛、海洋地震的观测。
“十一五”期间,我国的地震台网得到了很大的发展。2008年的汶川大地震,我国的地震台网仅用了13分钟就确定了地震的强度以及震中位置,为救援等减灾方面的工作提供了极大的支持。虽然今天准确预报地震的震级和震中依然是世界性的难题,但这些年地震局的信息化应用已经为国家的地震减灾工作带来了巨大的支持。而在近期我国将全面启动“国家地震安全工程计划”,这是一个跨越“十一五”和“十二五”的国家重点基础建设项目,这个项目将以政府的防震减灾社会服务为根本目标,以地震行业信息化,业务整合为重要技术依托,全面推进我国防震减灾事业的发展。
“十五”和“十一五”期间,气象行业进行了大规模的信息化建设,并取得丰硕成果。
第一,完成了500多个数据集的整合改造,数据资源内容涵盖了各类气象观测台站的基本信息、天气实况数据、历史序列数据、监测产品、预报预测产品、气象资源数据、气象灾害数据等基础业务和主要产品;
第二,完成了158部新一代天气雷达的建设,可对半径为400千米范围内的强风暴进行有效监测。
第三,建立了大气观测系统,用自动气象站替代了人工观测,在全国各地设立了很多自动气象站,目前全国自动气象观测站的数量近3万个,这是我国气象信息化建设方面的大进展。
第四,气象数据传输业务、气象数据管理与服务、气象通信网络业务、高性能计算机管理等业务也取得重大的进展。在气象数据传输业务方面,2009年,国内气象通信系统接收数据总量(包括雷达资料)为8 818 GB,比2008年增加1 390 GB。国际气象通信系统(含Internet)接收信息量比2008年增加了2 751 GB,发送信息量比2008年增加了551 GB;新增向国外传输CMA台风模式数据、海洋资料和风云卫星产品等。在气象数据管理与服务方面,开发了有针对性的气象资料服务产品,研制面向气象预报预测和公共气象服务系统的资料产品,新开发了“气象数据文件快速下载服务系统”;开展共享平台业务化运行系统的建设与完善,开发建设了气象数据集元数据编辑系统、共享平台业务管理系统、后台管理系统和业务监视系统等。在气象通信网络业务方面,完成了全国气象宽带网络统一授时系统建设,完成了全国电视会商系统主站设备维护及系统升级等。在高性能计算机管理方面,截至2009年11月30日,IBM高性能计算机系统上共有651个用户,比2008年年底增加了63个。整个系统保持了较高的可用率,节点平均可用率为98.7%,系统平均可用率为99.6% [1] 。
第五,气象信息系统工程建设有了很大的突破。参与建设了国家发改委“自然资源和地理空间基础信息库”项目,完成了新一代天气雷达信息共享平台项目的总体需求分析和总体设计工作。
民政信息化建设以科学发展观为指导,按照民政信息化中长期发展规划总体部署,紧密围绕民政中心工作,坚持以需求为导向,以应用促发展,通过积极推广和应用信息技术,不断改善和提高民政信息化基础和应用水平,建设了以信息化为基础的先进、高效的民政工作管理和服务体系。主要体现在民政信息化基础支撑环境建设、应用系统建设、卫星网络系统建设、民政减灾等几个方面。
民政信息化基础支撑环境建设方面,在基础支撑环境一期工程的基础上,全面实施了二期项目的建设,在项目实施过程中,制定了民政信息化基础支撑环境总体建设规划,明确了建设统一计算平台、统一应用支撑平台、统一数据管理平台、统一存储平台、统一安全平台、统一备份平台、统一运维平台、统一网络平台、统一物理平台“九大平台”的建设目标。2010年,经过三期基础支撑环境项目的建设,部级基础支撑环境已经初具规模,不仅可以保证目前已经上线运行的所有应用系统和网站群稳定、可靠、高效地运行,而且还留有一定的空间,可以保证在三至五年以内部级中小型非涉密应用系统不需基础设施投入即可直接上线运行。特别是整合搭建的DMZ区(外网)基础支撑环境实现了资源共享和统一管理,整体提升了应用支撑和服务水平,从以往分散式小型平台发展成集成式大型平台,具有里程碑的意义。
应用系统建设方面,升级了军休服务管理信息系统,建立全国军休对象动态数据库,提供军休业务数据统计、汇总和分析功能,提高军休安置业务的工作效率和规范化、科学化水平。建设了村民自治和农村社区建设管理信息系统(二期),系统以民政部为中心建立集中的基础信息资源网络化共享系统。实施完成了民政新闻口径库管理信息系统,建设完成了民政部机关内网门户网站。另外,还建设了救灾物资储备库管理信息系统、社会工作师证书登记信息系统等。
卫星网络系统建设方面,网络覆盖范围进一步扩大,已有25个省(市)实现全覆盖,1 650个县民政局建立了卫星接收点,部本级建成卫星双向站和飞行站,提升了系统功能和服务水平。加上已自建全省视频系统的两个省,网络覆盖范围已超过全国的2/3。
减灾方面,编制了数据资源规划,确定了15类一级数据库、200类二级数据库和829类三级数据库的分类体系 [3][4][5] 。