ISO 191622019Amd 12023 地理信息坐標參考系的眾所周知的文本表示修改1標準立項發展報告

地理信息坐標參考系的眾所周知的文本表示修改1（ISO19162:2019/Amd1:2023）標準立項發展報告StandardizationDevelopmentReport:GeographicInformation—Well-knownTextRepresentationofCoordinateReferenceSystems—Amendment1摘要隨著地理信息技術的飛速發展和廣泛應用，坐標參考系（CoordinateReferenceSystem,CRS）的標準化表達已成為地理空間數據共享與互操作的關鍵基礎設施。ISO19162標準定義了坐標參考系的眾所周知的文本（Well-KnownText,WKT）表示方法，為地理信息數據的交換、存儲和處理提供了統一的文本編碼規則。本報告圍繞國際標準ISO19162:2019/Amd1:2023《地理信息坐標參考系的眾所周知的文本表示修改1》的立項背景、修訂過程、技術內容及實施意義進行系統闡述。該修改單于2023年8月8日由國際標準化組織（ISO）正式發布，針對原標準在動態坐標參考系、時間相關坐標表達以及新型大地測量參數等方面的不足進行了針對性補充與完善，進一步增強了WKT表示法的適用性和前瞻性。報告詳細介紹了修改單的核心技術變更、主要參與單位的技術貢獻以及標準實施的行業影響，旨在為地理信息標準化領域的科研人員、技術人員和管理決策者提供全面、權威的參考依據。本報告的發布對于推動我國地理信息標準體系與國際接軌、提升地理空間數據共享效率具有重要的理論與實踐指導意義。關鍵詞：地理信息；坐標參考系；眾所周知的文本表示；ISO19162；標準修訂；空間數據互操作；動態坐標參考系；大地測量AbstractWiththerapiddevelopmentandwidespreadapplicationofgeographicinformationtechnology,thestandardizedrepresentationofCoordinateReferenceSystems(CRS)hasbecomeacriticalinfrastructureforgeospatialdatasharingandinteroperability.TheISO19162standarddefinestheWell-KnownText(WKT)representationmethodforcoordinatereferencesystems,providingunifiedtextualencodingrulesfortheexchange,storage,andprocessingofgeospatialdata.Thisreportsystematicallyelaboratesontheprojectbackground,revisionprocess,technicalcontent,andimplementationsignificanceoftheinternationalstandardISO19162:2019/Amd1:2023,*Geographicinformation—Well-knowntextrepresentationofcoordinatereferencesystems—Amendment1*.OfficiallypublishedbytheInternationalOrganizationforStandardization(ISO)onAugust8,2023,thisamendmentaddressesthedeficienciesoftheoriginalstandardindynamiccoordinatereferencesystems,time-dependentcoordinateexpression,andnewgeodeticparameters,furtherenhancingtheapplicabilityandforesightoftheWKTrepresentation.Thereportprovidesadetailedintroductiontothecoretechnicalchangesoftheamendment,thetechnicalcontributionsofmajorparticipatingorganizations,andtheindustryimpactofstandardimplementation,aimingtoofferacomprehensiveandauthoritativereferenceforresearchers,technicalpersonnel,andmanagementdecision-makersinthefieldofgeographicinformationstandardization.ThepublicationofthisreportholdssignificanttheoreticalandpracticalguidingvalueforaligningChina'sgeographicinformationstandardsystemwithinternationalpracticesandimprovingtheefficiencyofgeospatialdatasharing.Keywords:Geographicinformation;Coordinatereferencesystem;Well-knowntextrepresentation;ISO19162;Standardamendment;Spatialdatainteroperability;Dynamiccoordinatereferencesystem;Geodesy一、引言1.1研究背景坐標參考系是地理空間信息表達的基礎框架，任何空間數據都必須依托特定的坐標參考系才能賦予其精確的地理位置含義。從全球導航衛星系統（GNSS）定位到自然資源調查監測，從智慧城市建設到自動駕駛導航，坐標參考系的統一與準確表達貫穿于地理信息產業鏈的各個環節。然而，由于歷史原因和技術演進的差異，不同國家、不同行業、不同軟件系統之間對坐標參考系的描述方式千差萬別，這已成為制約地理空間數據無縫共享的最大技術障礙之一。為解決這一全球性難題，國際標準化組織地理信息技術委員會（ISO/TC211）自20世紀90年代起持續推動地理信息標準化工作，先后制定了ISO19111（坐標參考系）、ISO19115（元數據）、ISO19136（地理標記語言GML）等一系列核心標準。其中，ISO19162《地理信息坐標參考系的眾所周知的文本表示》專用于定義坐標參考系的WKT文本編碼規則，其前身可追溯至OpenGeospatialConsortium（OGC）發布的Well-KnownText標準規范。WKT作為一種人類可讀的文本格式，以簡潔、結構化、跨平臺的方式描述坐標系、基準面、投影方法和坐標操作等要素，被廣泛集成于PostGIS、GDAL、ESRIArcGIS等主流地理信息軟件和數據庫系統中。1.2標準修訂的必要性ISO19162:2015（第一版）和ISO19162:2019（第二版）的發布，標志著坐標參考系WKT表達走向了國際標準化軌道。然而，隨著現代大地測量技術的迅猛發展，特別是國際地球參考框架（ITRF）的持續精化、板塊運動模型的日益成熟，以及全球動態大地基準（如澳大利亞GDA2020、美國StatePlaneCoordinateSystem現代化建設）的逐步推進，坐標參考系不再被視為靜態、固定不變的框架，而愈加需要以動態的、與時間相關的視角加以描述。現行標準在以下方面暴露出明顯不足：1.動態坐標參考系支撐不足：原標準主要面向靜態坐標參考系設計，缺乏對參考框架隨時間演變（如板塊運動引起的測站位移）的表達機制；2.時間參數表達缺失：坐標參考系的實現往往依賴于特定歷元（epoch）下的坐標值，原標準缺乏對參考歷元、坐標變化速率等時間要素的系統性編碼規則；3.新的大地測量參數覆蓋不全：近年來，大地測量領域引入了新的地球重力場模型、高程參考系統和動態基準轉換參數，原標準未能完全覆蓋這些新型參數的要求。在此背景下，ISO/TC211于2019年啟動了針對ISO19162:2019的修改單制定工作，經過多輪國際研討與技術論證，最終形成了ISO19162:2019/Amd1:2023修改單。二、標準修訂過程與工作概況2.1標準制定組織與工作程序ISO19162:2019/Amd1:2023由國際標準化組織地理信息技術委員會（ISO/TC211）負責制定。ISO/TC211成立于1994年，秘書處設于挪威標準化機構（SN），是國際上權威的地理信息標準化技術組織，現有參與成員國（P成員）超過35個、觀察成員國（O成員）超過30個，并與國際地圖制圖協會（ICA）、國際攝影測量與遙感學會（ISPRS）、OGC等組織保持密切協作關系。修改單的制定嚴格遵循ISO/IEC導則（ISO/IECDirectives,Part1）規定的標準制定程序，經歷了以下階段：-立項建議階段（NWIP）：由相關國家成員體或聯絡組織提出修改需求，經ISO/TC211全會審議通過后正式立項；-工作組草案階段（WD）：項目團隊起草技術內容，形成工作組草案；-委員會草案階段（CD）：草案提交至ISO/TC211各成員國征求意見，匯總處理意見后形成委員會草案；-國際標準草案階段（DIS）：草案經各成員體投票表決，獲得三分之二以上贊成票后形成最終國際標準草案（FDIS）；-出版階段：FDIS通過最終投票后，由ISO中央秘書處統一排版出版。2.2主要修訂內容與技術變更ISO19162:2019/Amd1:2023修改單在保持原標準總體框架和WKT語法結構不變的前提下，對以下要點進行了系統性修訂和補充：（一）引入動態坐標參考系（DynamicCRS）表達機制修改單在原標準的坐標系、基準面等核心類中引入了動態基準的顯式支持。具體而言，新增了動態大地基準面（DynamicGeodeticReferenceFrame）的描述要素，允許在WKT文本中表達參考框架的名稱、實現版本以及參考歷元（ReferenceEpoch）。這使得用戶能夠通過WKT文本描述諸如ITRF2014、ITRF2020等動態參考框架，并明確其坐標值所對應的觀測歷元。（二）補充時間相關坐標表達屬性為滿足四維地理信息（三維空間+時間）的表達需求，修改單新增了坐標參考系的時間有效性描述能力，包括：-坐標系參考歷元（CoordinateSystemReferenceEpoch）：用于標識坐標參考系的坐標值所對應的參考時刻；-坐標變化速率（CoordinateVelocity）：支持在WKT文本中描述測站或參考點的運動速度矢量，為動態坐標轉換和時變坐標計算提供基礎數據。（三）擴展新的大地測量參數覆蓋范圍修改單對高程基準面、重力相關的參考面以及大地測量參數進行了增補，具體包括：-支持新型高程參考系統（如基于重力位的高程系統、平均海平面框架等）；-擴展地球橢球體的參數定義能力，涵蓋更多新型橢球模型；-增加對大地測量偏差參數（如參考框架間轉換參數）的描述支持。（四）完善語法規范與示例修改單針對新增功能補充了對應的WKT語法定義、BNF范式和實際應用示例，便于各軟件廠商和用戶準確理解和實施。同時，對原標準中若干存在歧義的表述進行了澄清和勘誤。2.3標準屬性說明ISO19162:2019/Amd1:2023修改單的標準編號為ISO19162:2019/Amd1:2023，屬于對ISO19162:2019的補充修訂文件。該標準現行有效，由國際標準化組織（ISO）正式發布，分類號為信息技術在自然科學中的應用，發布日期為2023年8月8日，標準文本為英文，電子版采用加密PDF格式發行。三、主要參與單位及其技術貢獻3.1主要參與單位概況ISO19162:2019/Amd1:2023的制定匯集了全球多個國家和地區的地理信息標準化專家和機構。其中，美國OpenGeospatialConsortium（OGC）作為ISO/TC211的A類聯絡組織（LiaisonOrganization），在修改單的制定過程中發揮了至關重要的技術引領作用。OGC是一個國際性的非營利標準化組織，成立于1994年，總部位于美國弗吉尼亞州，擁有來自政府、科研機構、企業和高校的500余個成員單位。OGC致力于制定面向地理空間信息互操作性的公開標準，其制定的WKT標準最早可追溯至OGC于1999年發布的SimpleFeatures規范。作為WKT格式的原始締造者，OGC在ISO19162修訂過程中承擔了核心的技術方案設計和應用驗證工作。3.2主要技術貢獻在修改單制定過程中，OGC主要從以下方面做出了關鍵技術貢獻：（一）動態基準和時變坐標框架技術方案的提出OGC聯合其成員單位（包括美國國家大地測量局NGS、澳大利亞地球科學局GeoscienceAustralia、歐洲石油測繪組織EPSG等）共同提出了動態坐標參考系WKT表達的總體技術框架。該方案充分吸納了OGC先前發布的“DynamicCRS”討論稿和實驗性標準，將動態參考框架的WKT表達方式從概念設計推進到正式國際標準層面。（二）WKT語法擴展與軟件兼容性驗證OGC依托其成員單位中廣泛的地理信息軟件廠商資源（如ESRI、Hexagon、GDAL開源社區等），對新版WKT語法擴展進行了系統的兼容性測試和驗證。通過在主流GIS平臺和開源庫中部署測試環境，OGC有效驗證了新增語法要素在數據交換、坐標轉換和系統集成等實際應用場景中的可行性和穩定性，為修改單技術內容的最終定稿提供了扎實的實證基礎。（三）國際推廣應用與標準實施指南編制OGC在修改單發布后，積極推動其在全球范圍內的推廣實施。組織編制了配套的技術實施指南和最佳實踐文檔，并舉辦了多場技術研討會和培訓活動，幫助各成員國和行業用戶準確理解和有效實施新標準要求。同時，OGC持續跟進標準實施中的反饋意見，為后續可能的進一步修訂積累了數據。除OGC外，來自加拿大、澳大利亞、德國、日本、中國等國家的標準化機構和大地測量專家也在修改單制定過程中積極參與了技術討論、意見征集和投票評審等工作，為標準的科學性和權威性提供了有力保障。四、標準實施的意義與影響4.1對地理信息產業發展的推動作用ISO19162:2019/Amd1:2023修改單的發布和實施，是地理信息標準化領域的一項重要進展，其影響主要體現在以下方面：（一）提升全球空間數據共享與互操作能力動態坐標參考系和時間相關坐標表達能力的引入，使得不同國家、不同行業之間在交換和整合空間數據時，能夠更加精確地表達坐標參考框架的時變特征，有效降低了因參考框架差異帶來的數據轉換誤差和歧義，顯著提升了全球空間數據的共享效率和互操作水平。（二）支撐現代大地測量基準的推廣應用隨著各國陸續建立并采用動態大地測量基準（如澳大利亞GDA2020、美國將于2025年前后全面啟用的新一代國家空間參考系統），新版標準為這些動態基準的規范化表達和系統間轉換提供了統一的技術語言，有力支撐了現代化測繪基準體系的落地應用。（三）促進地理信息軟件生態的標準化升級修改單為地理信息軟件產品提供了清晰、可操作的技術規范，推動了主流GIS平臺、空間數據庫和數據處理工具對動態CRS和時變坐標表達功能的標準化支持，帶動了整個地理信息軟件生態系統的升級迭代。4.2對科研與工程實踐的指導價值對于大地測量、攝影測量、遙感、導航定位、地球動力學等領域的科研和工程技術人員而言，該修改單提供了以下重要的技術指導：1.統一了動態參考框架的文本描述范式：科研人員和工程師在描述和使用ITRF、WGS84（G1762）等動態參考框架時，可以依據統一的標準文本格式進行數據交換和成果表達；2.規范了時間相關空間數據的編碼方法：為涉及四維時空數據（如地殼形變監測、極地冰蓋變化、海平面上升等長期地球動力學研究）的數據管理與共享提供了標準化編碼基礎；3.給出了軟件開發和系