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1、1 浅述我国测绘发展趋势长春工程学院测绘工程 2010 级 李强内容提要： 1998 年美国前副总统戈尔提出“数字地球”这一系列全新的概念后，在世界上引起了极大的反响。短短几年时间里，从测绘手段、测绘成果的表 现形式、测绘成果的应用等方面都发生了质的变化，大大地促进了测绘科技的发 展。我国继“数字地球”这一理念提出后不久，北京举办了世界上第一个和“数 字地球”有关的国际会议 - 数字地球国际会议。国务院副总理李岚清在会上强 调，我国政府高度重视数字地球的作用，实行“ 需求牵引、统筹规划、阶段发 展、共建共享” 的方针，将力争在数字地球建设中实现跨越式发展。随后， “ 数 字地球”的概念逐渐演变
2、成 “数字中国”、 “数字区域”、“数字省”和 “数字城市” 。 在这样大好形势下，我国测绘行业得到了前所未有的飞速发展。关键词 ：测绘发展信息数字地球一、我国测绘发展现状及国际发展综述1、 国际现代测绘科技的发展概述自 1994 年美国以总统令提出建立“国家空间基础设施（ NSDI ） ”和 1998 年美国前副总统戈尔提出 “数字地球”这一系列全新的概念后，在世界上引起了极大的反响。由于它是进一步推进社会信息化，抢占信息产业发展新的制高点和主动权的重大战略步骤，因而各国都将其列入国家发展的重重之重，特别是“数字地球”构想在测绘行业中反应更显强烈，数字地球概念为测绘事业发展提供了新的机遇和更
3、高层次的发展前景。短短几年时间里， 从测绘手段、 测绘成果的表现形式、测绘成果的应用等方面都发生了质的变化，大大地促进了测绘科技的发展。（ 1 ）测绘手段的变革3S 技术 (GPS ， RS ， GIS) 在测绘学中的出现和应用，使测绘学从理论到手段都发生了根本的变化。 “空间技术，各类对地观测卫星使人类有了对地球整体进行观察和测绘的工具， 好象可以把地球摆在实验室进行观察研究一样方便”。 测绘生产任务也由传统的纸上或类似介质的地图编制、生产和更新发展到地理空间数字数据的采集、处理和管理。 GPS 的出现革新了传统的定位方式；传统的摄影测量数据采集技术已由遥感卫星或数字摄影获得的影像所代替，
4、测绘人员在室内借助高速高容量计算机和专用配套设备对遥感影像或信号记录数据进行地表 ( 甚至地壳浅层 ) 几何和物理信息的提取和变换，得出数字化地理信息产品， 由此制作各类可供社会使用的专用地图等测绘产品。光缆通讯、卫星通讯、 数字化多媒体网络技术可使测绘产品从单一纸质信息转变为磁盘和光盘等电子信息，产品分发可从单一邮路转到“电路” ( 数字通讯和计算机宽带网络传输 ) ， 测绘产品的形式和服务社会的方式由于信息技术的支持发生了很大变化，实现了信息化的发展。西方国家卫星测地技术可制作全球几乎任一地区 1m 分辨率 (Iknos 卫星影象，相当 1 1 万比例尺 ) 的地图，甚至 0.61m 分辨
5、率的 QuickBird 卫星影像制作更高比例尺的数字地图。卫星上的 GPS 又可将这种地图纳入全球参考框架和转换为他们的国家坐标系，对于军事敏感的重力数据，卫星重力技术所发展的低阶全球重力场模型已足够用于他们的远程战略导弹发射。目前全球高阶重力场模型 ( 如 EGM96) 分辨率已达 50km 。（ 2 ）数字地球的新要求2 数字地球是利用海量地理信息 ( 即地球空间数据 ) 对地球所做的多分辨率、三维数字化描述的整体信息模型，包括数字正射影像、数字高程模型、道路、水系、行政境界、公共地籍、 植被、建筑物等基础地理数据集。在此框架上加载各类地球自然信息和人类社会经济活动等一切所需要和感兴趣的
6、人文信息，这就是虚拟现实模型。目前发展起来的全数字化摄影测量就能够利用功能强大的计算机系统或工作站，对数字化影像进行处理，建立立体地形或地物虚拟模型。 但如何将这一技术用在因特网上对多种测绘产品和普通用户提供虚似模型甚或虚拟现实模型，则是要进一步研究和开发功能强、效率高的因特网和 GIS 软件。这表明还要大力发展支撑测绘产品的计算机网络技术，它的技术基础是宽带、高速图形图像网络， 从全球来说， 目前海洋的精细测绘基本上还是空白，由于陆地高程基准不能用水准测量传递到海洋， 在卫星测高技术的支持下用某种去掉潮汐影响的平均海面作深度基准，精度可达米级。 但广大的开阔深海的海底地形测绘不可能用船载测深
7、仪完成，用卫星测高结合重力数据 ( 低阶或中阶重力场模型 ) 反演海底地形， 目前试验精度可达 10 100m 。数字地球将要求海洋测绘技术有新的突破。综上所述， 由于以空间技术、计算机技术、 通讯技术和信息技术为支柱的测绘高新技术日新月异的迅猛发展，测绘学的理论基础、测绘工程的技术体系、其研究领域和学科目标，正在适应新形势的需要发生着深刻的变化，表现为正在以高新技术为支撑和动力，进入市场竞争求发展， 测绘业已成为一项重要的信息产业。它的服务范围和对象也在不断扩大，不仅是原来的单纯从控制到测图，为国家制作基本地形图的任务，而是扩大到国民经济和国防建设中与空间数据有关的各个领域。它必将随着 21
8、 世纪更加成熟的信息化社会的到来向更高层次发展，在未来数字地球的概念和技术框架中占据重要的基础性地位。2、 我国测绘发展现状继“数字地球”这一理念提出后不久，北京举办了世界上第一个和“数字地球”有关的国际会议 - 数字地球国际会议。国务院副总理李岚清在会上强调，我国政府高度重视数字地球的作用，实行“ 需求牵引、统筹规划、阶段发展、共建共享” 的方针，将力争在数字地球建设中实现跨越式发展。随后，“ 数字地球”的概念逐渐演变成“数字中国”、 “数字区域” 、 “数字省”和“数字城市”。在这样大好形势下，我国测绘行业得到了前所未有的飞速发展。（ 1 ）地理空间数据库建设基础空间信息数据库是地理空间信
9、息技术的基础 , 也是国家信息基础设施建设的重要内容 , 在国家信息化建设中发挥非常重要的作用。建国以来国家投巨资开展了大规模的国土调查 , 积累了专业齐全、系统性和标准化程度较高、覆盖全国、多期、不同比例尺的地理信息 , 绝大部分地理空间信息由国家生产和管理。初步测算经数字化可以进入网络进行共享的基础性地理空间信息约 1250 GB 。同时已积累了丰富的对地观测数据，包括 50 年代以来覆盖全国的多期航空相片约 500 万张以上，70 年代以来多期覆盖全国的国内外卫星影像 50 多万景，约 140TB 。全国共建设 500 多个大中型数据库，涉及主要应用领域为：基础及综合应用；土地、 房产；
10、 市政、 规划、 道路；林业；土壤、农业；水利、水土保持；地质；遥感；生态、环境；铁路；勘界；灾害和其它。目前我国已经建成的国家基础地理信息为：全国 1: 400 、 1 ： 100 万、 1 ： 50 万、1 ： 25 万及部分地区 1 ： 5 万和七大江河流域重点防汛区 1 ： 1 万基础地理信息数据库。已经建成的土地基础数据库有 1 ： 50 万全国土地利用数据库、全国土地利用规划数据库、 省级土地利用规划数据库、重点城市土地利用规划数据库。正在建设的土地基础数据库有：土地利用遥感监测数据库、全国开发区数据库、全国城市基准地价数据库、 1 ： 1 万土地利用数据库、 1 ： 1 万 -1
11、 ： 5 万县级土地利用规划数据库 ( 包括乡规划数据 ) 。此外， 1 ： 500-1 ： 1000 城镇地籍数据库、 1 ： 2000-1 ： 1 万城市基准地价数3 据库、建设项目用地与补充耕地数据库等也正在部分省、市、县建设中。急需要建设的土地基础数据库主要有农用土地分等定级数据库、建设项目预审数据库、国家级土地开发、复垦数据库、国家级城镇基准地价数据库等。同样还需要建设省级、地市级和县级相应的数据库。国家基本资源与环境时空数据库建设包括：遥感影像数据库（依照 1 ： 10 万比例尺专题地图的成图标准要求）、 土地利用 / 土地覆盖专题图形数据库、野外考察数字相片库 （用于建立遥感影像
12、判读标志和对结果进行验证分析）、多重采样框架数据库、动态监测数据库（ 1 ： 10 万比例尺）、 全国资源环境与地区经济综合数据库、城市空间数据库 （主要有 1 ：500 、 1 ： 1000 、 1 ： 2000 、 1 ： 5000 和 1 ： 10000 等 5 种） 。（ 2 ）空间信息技术标准建设空间数据格式交换标准 ( 国家标准 ) 空间数据格式交换标准由国家科技部组织研究，该标准定义了矢量数据、栅格数据、 影像数据等三种数据的交换格式。在此基础上开发数据交换软件，实现在不同部门、不同系统之间交换空间和非空间数据。该标准已于 1999 年 8 月 2 日作为国家标准予以颁布， 20
13、00 年 10 月 1 日实施。空间信息共享元数据标准该标准规定了对地理空间信息描述的基本内容和模式，其内容包括地理空间信息的标识信息、质量信息、表示信息、空间参照信息、实体和属性信息、发行信息和元数据参考信息等部分。国家空间信息共享体系已逐步建立和健全国家空间信息共享体系，为国家信息化建设服务。（ 3 ）空间信息处理、分析与管理技术能力国家空间信息处理、分析与管理技术是地理空间信息技术发展基础的平台和工具，是产业发展的灵魂。 该领域的主要技术包括：图形图像处理技术和软件、地理信息系统技术和软件、以及全球卫星导航定位技术和软件等。长期以来，在这个领域，国外软件一直占有绝对的统治地位，国产软件处
14、于相对薄弱的位置。但是，随着国家的重视，各方面的共同努力，这种局面已经大为改观，特别是在 “ 九五 “ 期间，我国自行研制的该领域的软件许多都已经达到和超过国外同类产品，在国际国内市场都占有一定的市场份额。 图形图像处理技术和软件在 “ 九五 “ 期间结合实际应用先后开发了大数据量遥感信息快速处理系统，高光谱图像处理与分析系统、遥感影像人机交互判读系统、数字正射影像制图软件系统、 SAR 图像处理程序包、数字摄影测量系统、全数字摄影测量系统等。在 “ 九五 “ 科技攻关和 863 项目中开发的高光谱图像处理系统 (HIPAS) ， 采用国际通用的开发环境，按照模块化、 开放式的特点进行开发。该
15、系统对推动我国高光谱遥感技术和应用起到了非常重要的作用，并在许多项目和国际合作中成功地应用。1999 年、 2000 年连续两年参加科技部国家遥感中心组织的国产 GIS 软件测评中获优秀奖的数字正射影像制图软件系统 (PhotoMapper) ， 已占领国内数字影像地图的国内市场，并被国家测绘局指定数字正射影像地图生产软件，已在国土、测绘、城建、地质、林业、农业、水利和军事等部门得到大规模应用。数字摄影测量系统 (JX-4C DPS) 已经占有很大的市场份额，并销售到许多国家和地区，成为拥有业内最多用户、应用领域最广的技术平台之一。全数字摄影测量系统 (VirtuoZo) 已经作为商品化软件在
16、国内外市场销售，有广大的用户群。 GIS 技术能力建设和软件开发4 国产地理信息系统软件已经成为国内市场一支重要的力量，国产地理信息系统的市场占有率从 1995 年的几乎为零发展到 1999 年的 28.9% ，到 2001 年的调查表明，国产软件与国外软件之比已跃为 58 ： 42 ，特别是在数据采集，图形处理等方面，已占明显优势。经过 “ 九五 “ 科技攻关， 国产地理信息系统软件产品和软件产业从无到有，从小到大， 取得了长足的进步。基础软件 MapGIS 可对数字、文字、地图、遥感图像、 GPS 定位数据等多源地学数据进行有效的采集和一体化管理、综合空间分析和可视化表示，已经形成了一个完整、成熟的地理信息系统基础软件。整体水平与国外同类软件相当。特别是它的空间分析性能，较国外优秀软件有明显的优势。在电信、地下管网、数字国土、城市规划、环境保护、地图出版、民政事务等领域使用，每年销售 1000 余套，成为地理信息系统软件市场上的一支重要的力量。基础软件 GeoStar 具有面向对象
