Chinas erste landesweite geometrische Basisbilder – wozu dienen sie?

de.wedoany.com-Bericht: Das Ministerium für natürliche Ressourcen hat gestern (27.) offiziell die erste nationale geometrische Basisbilder-Ausgabe Chinas veröffentlicht, die das gesamte Festlandsterritorium abdeckt. Durch hochpräzise Registrierung können rohe Satellitenbilddaten zu Bilddatenprodukten mit einheitlicher Positionsgenauigkeit verarbeitet werden; ähnlich wie eine Druckform im Holztafeldruck stellt sie sicher, dass Produktionsergebnisse verschiedener Chargen präzise positionsgleich überlagert werden, und bietet eine solide raumzeitliche Datenbasis für den Aufbau des digitalen Chinas.

Heutzutage – ob bei Navigation, Lieferdiensten, Notfallhilfe, Wasserwirtschaft, Verkehr oder Stadtentwicklung – ist das gesellschaftliche Leben untrennbar mit einer präzisen, einheitlichen raumzeitlichen Datenbasis verbunden. Sie ist nicht nur die zentrale Schnittstelle zwischen Frontend-Sensorik und Backend-Rechenleistung, sondern auch der „gemeinsame Maßstab" aller geoinformatischen Anwendungen. Was aber genau sind die „nationalen geometrischen Basisbilder", warum wurden sie geschaffen, und welche Rolle können sie spielen?

Die moderne Stadtverwaltung hat längst das Stadium hinter sich gelassen, in dem man sich zu Fuß durch das Gelände bewegte, um Probleme zu erkennen und zu lösen; der Einsatz von Drohnen, die entlang festgelegter Routen und Start- und Landezeiten automatisch patrouillieren und automatisch Probleme erkennen, ist eine wegweisende Erkundung der neuen Stadtverwaltung. In Guangzhou, Provinz Guangdong, entsteht schrittweise ein „System der bodennahen Infrastruktur". Was genau ist das? Und wie dient es der Stadtverwaltung? Long Qiyong, leitender Ingenieur der Nansha-Niederlassung des Guangzhou Municipal Planning and Natural Resources Survey, Design and Research Institute Co., Ltd., erklärte, dass vor Ort ein umfassendes, dreidimensionales und intelligentes bodennahes Fernerkundungsüberwachungsnetzwerk aufgebaut wurde – der „Guangzhou-Falkenauge". Dieses „System der bodennahen Infrastruktur" umfasst sowohl Hardware-Ressourcen wie Drohnenstationen, bodennahe Kommunikationsbasisstationen, hochpräzise Positionierungsmodule und hochauflösende Fernerkundungsnutzlasten als auch eine einheitliche, standardisierte raumzeitliche Datenbasis für natürliche Ressourcen, wodurch eine lückenlose dreidimensionale Wahrnehmung des gesamten Staatsgebiets ermöglicht wird.

Long Qiyong: Wir haben in der gesamten Stadt über 130 Drohnenstationen errichtet und bieten der Stadtplanung, dem Management natürlicher Ressourcen, der Stadtverwaltung, der Wasserwirtschaft, dem Verkehr und vielen anderen Bereichen effiziente, intelligente geoinformatische Dienste, um den Bedarf an „einmaliger Erfassung, mehrfacher Nutzung" zu decken. Beispielsweise werden durch hochfrequente Drohnenpatrouillen im gesamten Gebiet, ausgestattet mit KI-Erkennungsalgorithmen für Ackerland, automatisch Hinweise auf „Nichtlandwirtschaftliche Nutzung" und „Nichtgetreideanbau" von Ackerland erfasst, um eine frühzeitige Erkennung, frühzeitige Unterbindung und frühzeitige Behebung zu ermöglichen; im Bereich der Feinverwaltung von Meeren und unbewohnten Inseln erkennen Drohnen automatisch rechtswidrige Handlungen wie die Besetzung von Wattflächen, illegale Bauten an der Küste und die Ablagerung von Abfällen im küstennahen Meer und regulieren so die Ordnung der Küstenentwicklung und -nutzung. Diese Anwendungen stützen sich alle auf eine einheitliche, standardisierte raumzeitliche Datenbasis für natürliche Ressourcen, die es den Drohnen ermöglicht, präzise zu navigieren und zu starten und zu landen, und die gefundenen Probleme präzise auf Karten zu verorten. Derzeit decken die Dienste des Nansha-Subsystems des „Guangzhou-Falkenauge" 88 Arten von Geschäftsszenarien in 14 Bereichen ab und unterstützen die feinmaschige Stadtverwaltung.

Wie Long Qiyong sagte, stehen hinter den vielfältigen Anwendungsszenarien der Vermessungs- und Geoinformation – ob Stadtverwaltung, Navigation, Lieferdienste – stets eine vollständige nationale raumzeitliche Datenbasis; die Präzisierung der Daten dieser Basis ist in den letzten Jahren zu einem Schwerpunkt nationaler Anstrengungen geworden. Yu Dequan, stellvertretender Direktor des Satelliten-Fernerkundungszentrums für Landressourcen des Ministeriums für natürliche Ressourcen, erklärte, dass mit der Veröffentlichung der nationalen geometrischen Basisbilder ein autoritativer, einheitlicher und hochpräziser räumlicher Positionierungsrahmen geschaffen werden soll, um die Produktionsstandards für Fernerkundungsbilder landesweit an der Quelle zu vereinheitlichen.

Yu Dequan: Dies ist die erste nationale geometrische Basisbilder-Ausgabe Chinas, die das gesamte Festlandsterritorium abdeckt. Die Ergebnisse weisen zwei Merkmale auf:

Erstens eine hohe räumliche Auflösung: Wir nutzen hochauflösende Bilder von nationaler und lokaler Ebene für die Produktion, wobei die räumliche Auflösung landesweit insgesamt 0,5 Meter erreicht;

Zweitens eine hohe Positionierungsgenauigkeit: Wir haben die technischen Schwierigkeiten der Genauigkeitskontrolle in Bergregionen, Hochplateaus, Gebieten mit wenigen Kontrollpunkten und unbewohnten Gebieten überwunden, die Positionierungsgenauigkeit von Fernerkundungsbildern landesweit um mehr als das Doppelte verbessert und das langjährige Problem der unzureichenden geometrischen Genauigkeit von Orthofotos in Westchina gelöst.

Warum sind nationale geometrische Basisbilder erforderlich? Man muss wissen, dass Satelliten die Erde aus mehreren hundert bis tausend Kilometern Höhe aufnehmen. Obwohl die Bilder klar sind, weichen die geografischen Positionen, die den Pixeln entsprechen, aufgrund verschiedener Faktoren wie geringfügiger Schwankungen der Satellitenlage, Lichtbrechung in der Atmosphäre, Geländeerhebungen und -senkungen, Erdrotation sowie Sensorfehlern häufig von den realen Koordinaten ab. Unverarbeitete rohe Satellitenbilder können nicht direkt für praktische Arbeiten wie Landüberwachung oder Geschäftsvergleiche verwendet werden; sie müssen erst einer strengen geometrischen Verarbeitung unterzogen werden, bevor sie tatsächlich eingesetzt werden können. Derzeit sind jedoch die Kontrollrahmen und Genauigkeitsstandards, die von den einzelnen Provinzen und Branchen bei der entsprechenden Verarbeitung verwendet werden, nicht einheitlich, und es fehlt ein landesweit verfügbarer, langfristig stabil anwendbarer hochpräziser einheitlicher Rahmen, was dazu führt, dass die von verschiedenen Behörden produzierten Bildprodukte in ihrer geometrischen Genauigkeit voneinander abweichen und nur schwer effektiv überlagert, fusioniert und gemeinsam genutzt werden können. Yu Dequan erklärte, dass die erste nationale geometrische Basisbilder-Ausgabe Chinas wie eine Druckform im Holztafeldruck sei, mit der Koordinaten kalibriert und Bilddatenprodukte mit einheitlicher Positionsgenauigkeit erzeugt werden können.

Yu Dequan: Damit können die von verschiedenen Unternehmen und Einrichtungen produzierten Fernerkundungsbilddatenprodukte präzise registriert und überlagert werden, wodurch ein Satelliten-Fernerkundungsbild-Basiskartenprodukt mit landesweit einheitlicher Genauigkeit entsteht und sichergestellt wird, dass die auf der Grundlage von Satelliten-Fernerkundungsbildern erfassten Informationen räumlich konsistent sind. Dies steigert die Effizienz der Datenproduktion, ermöglicht eine bessere automatische Zuordnung und senkt die Kosten für Unternehmen und Einrichtungen bei der Produktion hochauflösender Fernerkundungsbilddaten erheblich. Dies ist ein bedeutendes Meilensteinprodukt unseres aktiven Dienstes am Aufbau des digitalen Chinas und der Förderung der Transformation und Modernisierung des Vermessungs- und Geoinformationswesens und zugleich ein neues öffentliches Produkt der Vermessungs- und Geoinformation für den gesellschaftlichen Dienst. In der Folge werden wir die Anwendung und dynamische Aktualisierung der nationalen geometrischen Basisbilder vorantreiben.

Einfach ausgedrückt: Ohne diese landesweit einheitlichen geometrischen Basisbilder würden verschiedene Provinzen, Behörden und kommerzielle Satellitenunternehmen jeweils unterschiedliche Referenzrahmen für die Bildkorrektur wählen, was zu gewissen Positionsabweichungen führen und den Wert der Datenelemente nicht wirklich freisetzen könnte. In Zukunft können Datenkonflikte zwischen Regionen und Behörden an der technischen Wurzel vermieden und Kosten für wiederholte Verarbeitung gesenkt werden; gleichzeitig können kommerzielle Satellitenunternehmen auf der Grundlage dieses öffentlichen Basiskartenrahmens ihre geometrische Kalibrierung im Voraus durchführen und Bildprodukte liefern, die bereits auf die einheitlichen nationalen Koordinaten ausgerichtet sind.

Gleichzeitig gab das Ministerium für natürliche Ressourcen bekannt, dass China während des Zeitraums des „15. Fünfjahresplans" auch den Aufbau eines nationalen digitalen Raumbezugsrahmens beschleunigen wird – den Aufbau eines neuen nationalen Koordinatenrahmens mit Millimeter-Genauigkeit, eines landesweiten Quasigeoid-Modells mit Zentimeter-Genauigkeit und die Optimierung des nationalen Schwerebezugssystems. Im Kern geht es darum, intelligente, integrierte, allgegenwärtige, sichere und qualitativ hochwertige neue Infrastrukturen für raumzeitliche Informationen aufzubauen, die digitale und intelligente Transformation des Vermessungs- und Geoinformationswesens zu beschleunigen und die qualitativ hochwertige Entwicklung umfassend zu unterstützen. Wie kann die „Basis Karte des digitalen Chinas" präziser gemacht werden?

So wie man beim Größenvergleich mit Kindern auf derselben Stufe stehen und dieselbe Art von Maßband verwenden muss, benötigt auch die Vermessungsarbeit einen landesweit einheitlichen „Maßstab" und eine „Bezugsfläche". Der räumliche Vermessungsrahmen wird aus verschiedenen Dimensionen wie Ebene und Höhe in einen geodätischen Rahmen, einen Höhenrahmen und einen Schwererahmen unterteilt, wobei der geodätische und der Höhenrahmen Positionsprobleme lösen, während der Schwererahmen hauptsächlich hochpräzisen professionellen Szenarien wie Tiefflügen und Ressourcenerkundung dient, um den genauen Schwerewert an einem beliebigen Punkt zu berechnen. Chen Jun, Direktor der Abteilung für Landesvermessung des Ministeriums für natürliche Ressourcen, erklärte, dass einer der Schwerpunkte der Landesvermessungsarbeit während des „15. Fünfjahresplans" die beschleunigte Entwicklung eines nationalen digitalen Raumbezugsrahmens sei.

Chen Jun: Aufbau eines digitalen Raumbezugssystems, Entwicklung eines neuen nationalen Koordinatenrahmens mit Millimeter-Genauigkeit, eines landesweiten Quasigeoid-Modells mit Zentimeter-Genauigkeit und Optimierung des nationalen Schwerebezugssystems. Kontinuierliche Anreicherung von Raumbezugsprodukten, Entwicklung von Bezugsprodukten wie Beidou-basierten Koordinaten- und Geschwindigkeitsfeldern, Erdorientierungsparametern und Erdschwerefeld, Einführung von Überwachungsprodukten für die Integrität von Satellitennavigationssignalen und Bodenabsenkungen. Vertiefung der Vermessungsbezugsdienste, Stärkung der koordinierten Integration nationaler Raumbezugsressourcen, Aufbau eines „landesweiten einheitlichen Netzes von Satellitennavigations- und Positionierungsreferenzstationen", Stärkung der Rückverfolgbarkeit von Vermessungsbezügen, Bereitstellung mehrerer Arten von dreidimensionalen Echtzeit-Raumbezugsdiensten und kontinuierliche Verbesserung des Niveaus autoritativer, einheitlicher und sicherer Vermessungsbezugsdienste.

Mit Blick auf dieses Jahr erklärte das Ministerium für natürliche Ressourcen, dass es die Aktion „Künstliche Intelligenz + raumzeitliche Informationen" aktiv vorantreiben, den Aufbau eines intelligenten Wahrnehmungs- und Dienstsystems für raumzeitliche Informationen fördern und die Transformation der gesamten Branche anleiten werde. Li Aiqin, stellvertretender Direktor des Moganshan-Geodatenlabors, erklärte, dass das vom Ministerium für natürliche Ressourcen gemeinsam mit der Provinz Zhejiang durchgeführte Projekt einer nationalen KI-Anwendungspilotbasis für raumzeitliche Geoinformation aktiv die Entwicklung und Anwendung großer Modelle für die raumzeitliche Geoinformationsbranche vorantreibe.

Li Aiqin: KI soll von „Fragen beantworten können" zur „Wahrnehmung, Berechnung, Schlussfolgerung, Entscheidungsfindung und Interaktion" mit der realen Welt übergehen; derzeit verfügt sie bereits über besondere Fähigkeiten wie 3D-Generierung, Fernerkundungsinterpretation, Kartendiagnose und raumzeitliche Analyse. Dieses Modell wird als öffentliche Infrastruktur der Branche gemeinsame Fähigkeiten für die gesamte Branche öffnen, alle Beteiligten dazu anleiten, sich auf die Entwicklung vertikaler Anwendungen für spezifische Szenarien zu konzentrieren und ein gesundes Entwicklungsmuster mit „einheitlicher Basis, vielfältigen Anwendungen" zu bilden.

Derzeit beschleunigt sich die globale digitale Entwicklung zunehmend, und raumzeitliche Informationen sowie Positionierungs- und Navigationsdienste werden zu wichtigen neuen Infrastrukturen. Das Ministerium für natürliche Ressourcen erklärte, dass es den Aufbau intelligenter, integrierter, sicherer und qualitativ hochwertiger neuer Infrastrukturen für raumzeitliche Informationen als Kernstück betrachten, die digitale und intelligente Transformation des Vermessungs- und Geoinformationswesens beschleunigen, eine starke raumzeitliche Informationssicherung für den Aufbau des digitalen Chinas und die Entwicklung der digitalen Wirtschaft bieten und die qualitativ hochwertige Entwicklung umfassend unterstützen werde.