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基础地理信息标准化研究是在地理信息科学、地理信息技术、标准化理论和标准化环境等多因素相互作用下的交叉性研究领域,其目的是增强对基础地理信息的理解和使用,提高基础地理信息的可用性和共享,从而促进国家空间信息基础设施、“数字中国”地理空间基础框架建设和以地理信息互操作为目的的地理信息共享技术的发展。一直以来,标准化的研究都是地理信息领域的研究热点之一,是一个具有重要应用价值的研究课题。现有的基础地理信息标准化方法的研究还存在以下的不足:一是研究的内容较为零散、缺乏系统性;二是忽略了对基础地理信息标准化基本原理的认识和研究,以需求为标准化的唯一驱动力,以单个标准制定为目的,标准之间缺乏协调,内容重叠;三是缺乏对标准化过程整体研究,标准化多注重于标准的技术因素。
本文以科技部国家科技基础条件平台建设项目“支撑电子政务的地理信息标准体系框架研究”和国家测绘局基础测绘项目“基础地理信息标准制订与修订”为支撑。以中比例尺基础地理信息标准化过程及其主要环节为研究对象,采用从界定基础地理信息内涵、信息抽象与表达形式(即研究领域的问题域),系统地总结、提出标准化的基本原理,定义标准化研究的基本单元(标准化对象)为研究思路和技术路线,研究了中比例尺基础地理信息标准化的整体思路,提出了标准化方法,并进行了标准化实践。为基础地理信息标准化研究、标准制定和标准体系建设,提供了有价值的依据和参考,具有较好的应用价值。通过研究,本文得到以下结论和新观点。
1.阐述了基础地理信息数据标准化的内涵与实质,提出基础地理标准化是对基础地理信息学科领域研究成果的推广、普及和公共化应用;标准化是对地理世界的科学认识、基础地理信息抽象与表达的过程的体现和结果的描述;是标准化利益涉及各方通过协商与妥协,为获得相对利益最大化(也是风险最小化),使标准化对象在一定的时间和空间内的达到统一的过程;是一个从个性中获得共性,在技术上寻找一个概念的、数学的和逻辑的“平衡点”的过程。标准化是基础地理信息机理在标准文本中的映射过程。
2.研究了基础地理标准化理论,总结提出标准化是绝对性和相对性的统一,相对性表现在时间、空间、质、量四个方面。基础地理信息标准化具有自己的发展规律,它表现在标准化领域界定条件、标准层次多级共存、标准化对象逐步扩展、发展必然阶段和一定领域内标准数量相对确定等方面。
3.通过研究基础地理信息的认知、抽象、获取和表达的信息形成过程,及其不确定性的表现,从而界定了基础地理信息标准化对象存在的问题域,提出了地理信息的不确定性是标准化的主要因素,标准化正是对不确定性的进行确定的过程。由此构成基础地理信息标准化的信息视角,并产生出信息视角下的标准化对象。
4.研究提出标准化对象是基础地理信息标准化研究和标准构成的基本元素与研究重点,标准体系的建立也是以标准化对象为基本出发点的。当标准化对象的分解与定义可以明确每一个标准化对象将要约束的对象、范围和结果,同时保证标准化对象的独立、无重复和对领域问题的完整涵盖,才是保证基础地理信息数据标准,以及整个基础地理信息系列标准之间具有良好的协调性的技术上的基础。
5.提出了标准化对象必须具备的约束条件的新观点。约束条件包括:标准化对象必须属于本领域研究解决的问题范畴;对象是客观存在或可预见;必须可以协调统一,存在“平衡点”,包括标准对象必须独立与明确,可以定性或定量准确定义和描述,可达到标准化相关各方的利益最大化等;以及存在其标准化的需求。
5.本文从信息、标准化和用户三个基础地理信息数据标准化最基本的、相互独立的、并复盖整个标准化问题域的视角分别提出了基础地理信息的标准化对象及其构成与关系,并研究提出了各视角的内涵。
6.提出了基础地理信息标准化具有不确定性的新观点,探讨了标准化不确定性成因和误差、歧义、模糊和不一致四个方面的表现。论证了由于标准化的不确定性和标准化的特点,标准化视角是基础地理信息标准化对象产生的必然的视角之一,由此强调了标准化理论和标准化规则对标准化的意义和作用。
7.较为系统的总结、提出了标准化的基本理论框架,提出基础地理信息标准化必须由包括标准化视角在内的独立视角产生。从而,初步建立了基础地理信息标准化的研究体系。