测绘技术发展探讨

摘　要：随着信息化的到来和现代测绘科学技术的发展应用前景，本文论述了在测绘学科这一领域，面向新世纪的建设问题。从几个方面描述了测绘技术在未来的发展方向和趋势。

关键词：现代测绘；发展趋势；应用前景
　　一、概述
　　现代测绘技术作为一门新的信息科学在经济和社会可持续发展的诸多领域正发挥着愈来愈大的作用。它在国土资源、资源调查、环境保护、防灾治灾、农业与耕地保护、城市与区域规划、政府管理、重大工程建设、交通与治安、通讯导航、海洋开发、气象、石油勘查、工业自动化及国防建设等方面的应用日益广泛。
　　二、我国测绘技术发展战略
　　在我国国民经济与社会发展十年规划和“八五”计划纲要中明确提出:“加强测绘事业。逐步形成数字化测图、空间测量和快速定位等技术体系，加快重要战略地区的测绘工作，为经济建设和社会发展及时提供准确的测绘保障”。这是我国测绘技术发展的战略目标。国家测绘局已把“实施对传统测绘技术的改造，逐步形成数字化测图、空间测量和快速定位等新的测绘技术体系”列为“八五”及今后十年的主要奋斗目标。所制定的200。年发展总目标是，50%的测绘单位基本上完成其测绘技术由模拟向解析化和数字化的过渡。四川、陕西、黑龙江、湖北、广东和北京、上海等七个省市被列为第一批重点技术改造和推广试点地区。国家投资数以千万计从事该项技术改造工作。根据总目标的要求，测绘技术中与航测相关的主要任务包括:按解析化、数字人和智能技术方向，改造传统测绘技术体系，建立摄影测量与遥感一体化的生产工艺流程，使之成为具有模拟测图及数字信息获取和处理功能的技术体系，同时成为信息系统数据采集工作站，开展空间定位测量技术的应用研究，把GPS定位与航空摄影结合起来，大幅度减轻野外测量作业的工作量和劳动强度;开发系列化、智能化专业地理信息系统软件;开发大比例尺机助地籍测量技术和多功能城镇地籍信息系统等等。今后的发展趋势可以概括为:航测测图技术以模拟经过解析向数字化过渡，制图技术由手工作业向机助制图和自动编图转变，最终将形成航测、遥感、制图、地理信息系统及其人工智能的专家系统综合一体的数字化产业体系。
　　三、促进测绘技术发展的措施
　　1、测绘成果数字化。相对于传统测绘成果的纸质形式，测绘成果数字化主要表现在以下几个方面。1）测绘成果的信息量更加丰富。除了传统地图上所表示的自然地理要素或者地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性外，未来的测绘成果还将包含大量的其他属性信息。2）测绘成果的现势性。信息社会具有变化快的特点，因此，测绘成果必须准确反映现势性的地理信息，而数字化将确保这一要求的实现。3）测绘产品形式的多样化。在测绘成果数字化的基础上，可以派生出多种多样的测绘产品，如满足各种需要的数字地图、各种地理信息数据产品、各种功能的地理信息系统、决策支持系统等。随着信息技术的飞速发展，Internet网络在全球迅速普及，使得人类社会空间在信息概念上逐步缩小，测
绘服务的方式发生了根本性变化。比如测绘成果可分布式地存储在各个地方，通过建立地理信息一站式服务系统，建立集成化的地理信息门户网站，用户只需访
问一个网站，通过一个查询界面就可以对分布在各地的地理信息进行检索、访问和浏览，实现任何人都可以在任何地方、任何时候享受地理信息服务。
　　2、测绘过程标准化。加强地理信息和地理信息系统建设的标准化工作，是推进地理信息资源有效利用、实现信息化测绘、提供综合地理信息服务的首要任务。它既融入了行政管理，又规划了技术方向，是地理信息基础设施
体系建设的重中之重。检讨近年测绘信息化的发展，社会信息化发展的组织建设已引起政府部门的足够重视，但某些主管信息化的部门特别是相关行业的信息
主管官员，有测绘背景的极少，使得构建和谐共享框架时，缺少部门协调的主动性。在技术迅猛发展中把握好指导性和强制性标准的制定工作，同时加强对标
准的检查力度，使地理信息标准化具有权威性，得到切实有效执行。这要求我们的标准制订工作必须具有前瞻性和实用性，也要求标准制定者既要把握前沿技
术，又要具有生产实践经验。
　　3、测绘信息服务可视化。地图是人类在认识自然和改造自然的历史长河
中形成的最直观的自然重现的技术和方法。由于受传统媒介的限制，一般的地图是在纸张、布匹、塑料等平面上展现，也有通过制作立体沙盘模型来展现，也有通过电子显示的技术来展现。地理空间是动态的三维世界，地图一般都是静态的和平面的，高程信息在制图的过程中已经全部或部分损失。如果能够用真三维的方式再现地理空间世界，这将极大地方便决策支持和各类用户。为此立体化的印刷技术和虚拟现实技术成了地理空间信息可视化的主要技术手段。但是沙盘可提供量度不可能太大。立体印刷可以通过柱面透镜印刷技术、偏振光印刷技术和全息印刷技术来实现，也可以通过互补色印刷来实现。更好的办法应该是采用电子方式的立体显示技术来实现，即通过虚拟现实的方法来建立立体显示空间，观察者通过佩带专门的立体眼镜来身临其境地研究问题。随着PC 和图形加速卡功能的提升，基于微机的VR 环境可以搭建出来。三维地理空间数据可以通过网络提供服务，三维地理空间数据的管理通过企业级数据库来管理，地理空间数据的用户端可以是立体化的。这种立体化的显示技术同样可以用在地理空间数据的快速更新上来。
　　四、现代测绘技术的发展
　　1、时空信息获取的天地一体化和全球化。人类生活在地球的四大圈层(岩石圈、水圈、大气圈和生物圈)的相互作用之中,其活动范围可涉及上天、入地和下海。这种自然和社会活动有80%与其所处的时空位置密切相关。为了获得这些随时间变化的地理空间信息(以下简称为时空信息在世纪航空航天信息获取和对地观测技术的成就基础上, 21世纪将构建天地一体化的对地观测系统,以便实时、全球、全天时、全天候地获取粗中高分辨率的点和面方式的时空数据。由美国政府发起,于2003年7月31日在美国国务院内召开了第一届对地观测部长级高峰会议,有34个国家的科技部长或其代表以及联合国的相关机构参加了这次高峰会议。在华盛顿第一次高峰会上,欧空局(ESA)正式宣布其GMES计划,即全球环境与安全监测计划。该计划将

建立一个具有高中低分辨率的对地观测卫星和伽俐略全球卫星导航定位系统,为欧盟18个国家的环境(包括生态环境、人居环境、交通环境等)和安全(包括国家安全、生态安全、交通安全、健康安全等)进行实时服务,该系统将于2008年建成。我国目前正在制定从2004~2020年的国家中长期科技发展规划。在这个规划中,将正式提出建立我国天基综合信息系统的建议,即通过发射一系列持续运转的卫星群,实现卫星通信、数据中继、全球卫星导航定位和多分辨率的光学、红外、高光谱遥感和全天候、全天时的雷达卫星群,来获取国家经济建设、国防建设和社会可持续发展所需要的时空信息,与航空、地面、舰艇、水下获取的时空信息相融合,并与国外的对地观测系统相互协调与合作,成为信息时代我国的天地一体化时空信息获取系统,从而为地球空间信息的数据源提供
坚实的基础。
　　2、时空信息加工与处理的自动化、智能化与实时化。面对以TB级计的海量对地观测数据和各行各业的迫切需求,我们正面临着一个矛盾的局面,一方面数据多而无法处理;另一方面,用户需要的数据又找不到,致使无法快速及时地满足用户的需求。于是,对时空信息加工与处理提出了要实现自动化、智能化和实时化的问题。目前,卫星导航定位数据的处理已经比较成熟地实现了自动化、智能化和实时化,借助于数据通信技术、RTK技术、实时广域差分技术等,空间定位已达到m级、dm级乃至cm级精度。美国的GPS正在升级,以改进其性能,欧盟正在加
紧推进由30颗卫星组成的伽俐略计划,我国的二代北斗也将由12颗卫星组成,对更广大的地域实时卫星导航定位服务,希望到2020年也能建成类似伽俐略卫星的我国独立自主的全球导航定位系统。遥感数据包括高分辨率光学图像、高光谱数据和SAR数据的处理,就几何定位和影像匹配而言,可以说已经解决,要进一步研究的是无地面控制的几何定位,这主要取决于卫星位置和姿态的测定精度。目标
识别和分类的问题一直是图像处理和计算机视觉界关心的问题,智能化的人机交互式方法已得到普遍应用,人们追求的是全自动的方法,因为只有实现全自动化才有可能实时化和在轨处理(smart sensor),进而构成传感器格网(sensor grid),实现直接从卫星上传回经在轨加工后的有用数据和信息。基于影像内容的自动搜索和特定目标的自动变化检测,可望尽快实现全自动化,将几何与物理方程一起实现遥感的全定量化反演是最高理想, 21世纪内有望解决。
　　3、GPS全球定位技术,随着接收机的改进,广域差分技术,实时差分技术,CCD技术的应用,将随时满足静态,动态,高精度定位的需要,接收机将更轻便灵活。在土地测绘技术领域的应用将进一步扩展,并且在偏僻地区不受限制,全天候控制到每个角落,同时,还将在水准高程控制,航测外业控制,地形测图等多方面得到广泛应用。城市与工程控制网,监测网优化设计软件将得到进一步应用与推广,观测数据处理等方面的研究将进一步智能化,控制网的观测数据采集和处理,将走向自动化,实时化,数字化。
　　4、软件人才的培养成为当务之急,目前中国的软件人才结构呈橄榄形,中级人才充裕,初级人才和高级人才欠缺,国际型、应用型的高级软件人才更为缺乏。目前国内软件从业人员普遍缺乏基本的软件工程管理,项目管理,质量和过程管理,系统分析与设计方法等国际性软件项目合作技能,严重阻碍了测绘行业与国际接轨,难以将业务做大做强。因此,着眼未来立足眼前,要着力培养软件人才,打造具有本行业特色的软件英才,形成基础是软件蓝领,塔尖是既懂技术,又有项目管理能力的脱颖而出的高级人才。
　　5、遥感技术手段RS的应用将更加普及,特别是从事高科技实施动态监测的中国土地勘测规划部门,将运用RS对地面进行实时卫星遥感监控,特别是高分辨率0.2 M~2 M的遥感数据,将在监测城市化进程,扩展用地规模,查处违法滥占耕地等方面得到广泛应用。随着全球数字摄影测量系统和GPS技术在大比例尺测图,摄影测量中的应用,将使数码摄影向自动化,数字化方向迈进,为社会提供多样化的产品及服务的同时,在数码摄影测量和工程测量中的应用将更加普及和深化。三维工业测量系统在工业设备的精密安装与定位测量中将会得到广泛应用。同时三维工业测量系统将进一步快速发展,在大型建筑物和构筑物建设,大型物体外形测绘变形监测中发挥更加积极的作用。
　　总之，测绘事业的变化特点是重要性提高了,业务范围扩大了,成图的形式改变了,而且有加快出成果的要求。在高新科技的应用方面,着重研究其在各种作业环节中智能化、集成化和移动化(动态)的可能,以取得更大的效益。
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