第14卷第2期 津生等:测绘与地理信息科技转型升级发展 用,极大地促进了工程测量技术的进步,使工程测量载到潜载的“立体”海底地形地貌信息观测系统。在 面貌发生深刻变化,涌现了三维激光扫描仪、智能全垂直基准面确定及转换方面,开展了陆海大地水准面 站仪、全站扫描仪、磁悬浮陀螺仪、地质雷达、无人机、拼接、海洋无缝垂直基准面构建、髙程基准面与深度 InSar等先进技术和装备。同时针对体量大、结构复杂、基准面转换、基于卫星测高教据提取潮汐参数和构建 空间变化不规则和精度要求髙等工程技术难题,在理潮汐模型、基于重力位差实现跨海髙程基准传递的理 论、方法和应用上取得了重大进展。GNSs已成为布设论与方法研究。在机载重力测量方面,通过引进集成 工程控制网的主要技术方法,将GNSs和全站仪相结形成了航空重力测量生产作业能力,完成了我国部分 合,快速建立工程控制网,形成了根据工程特点灵活海区的航空重力测量;在空三测量方面,提出了一种 建网的技术体系。在高程控制方面,提出了精密三角海岸带水边线等高约束条件控制下的光柬法区域网空 高程测量系统、GNsS和大地水准面精化模型代替高精 测量方法;在机载 LIDAR测量方面,开展了DEM 度水准测量的理论与方法,解决大范围、长距离和跨数据获取和4D产品快速制作等应用研究。在船载重力 海精密高程传递问题。在三维测量特征提取的硏究中,测量方面,形成了引进、吸收和应用多型号囯外设备, 针对点云数据散乱的特点,提出了不同的特征线提取研发验证国产设备的态势。数据处理方面实现了数据 方法;在表面重建方面,快速成型技术得到广泛应用;采集与处理的自动化与智能化、重力仪性能评价标准 在建模软件方面,将激光雷达和摄影测量有机结合,化和指标化、数据处理规范化。提出了电子海图云服 形成了教据融合技术、精细三维重建算法和海量数据务概念和海图集合云存儲策略,建立了空间索引模型 管理方法等关键技术;在海量精细空间教据管理方面,提岀了全球电子海图的云可视化服务方案。开展了中 设计并实现了点云、教宇影像、深度图像等教据存储,囯海区ε航海原型系统技术架构硏究,完成了技术架 提出了多级混合 维一体化空间索引技术。已成构和工程建设可行性研究。在数字海洋地理信息数据 功研发出多个移动道路测量系统,解决了多传感器集建设中,进行了体系结构设计及系统电子海图空间教 成与同步控制、基于惯性补偿的平整度测量计算、时据库设计,建立了电子海图空间数据库的数据模型; 间同步、空间同步等难题,形成了多传感器一体化、在数宇海洋地理信息应用方面,研发了集成数据管理」 教据一体化、功能一体化的新兴测绘装备,并向多波与查询、处理与分析和可视化于一体的南海海洋信息 段成像方向发展,全景影像制作技术、图像模糊化处集成服务系统。 理技术已经取得阶段性成果。以计算机技术、网络技术、 7)空天地海一体化测绘。空夭地海一体化测绘体 电子测量技术、传感器技术、通信技术相互集成的变系是由陆地测量车、海上测量船、中低空遥感测绘平台 形监测系统发展迅速,基本取代了传统的变形监测方航天测绘卫星以及地下测量机器人等共同枃成的一体 法,并使变形监测进入自动化、智能化和信息化时代。化、信息化测量技术。目前,这一体系已经有重要突破, 在几何学、物理学、计算机仿真学等多学科、多领域航天测绘、航空测绘与地面测绘相结合,构成了中国 的融合、渗透下,正向一体化、自动化、数字化、智的对地观测体系,实现了全球范围的地理空间信息获 能化方向发展。矿山测量以空间信息学和系统工程理取,通过整合测量机器人等5个方面的技术,形成空间、 论为基础,综合运用测绘遥感、地球物理、物联网等空中、地面、海洋、地下五位一体的测绘技术。 手段,观测并感知矿山全生命周期、矿区全方位对象 的几何、物性及其空间关系变化,处理并解决矿产资3测绘与地理信息的社会应用与服务 源保护、矿山开发优化、生产环境安全、开采沉陷控 1)地理国情普查与监测。截至2015-06-30,我 制、矿区生态修复等科学与技术难题。当前矿山测量国陆地国土范围内的地表自然和人文地理要素数据采 正冲破传统认识,朝着由简单到复杂、由单一向多元化、集工作已经全面完成,这些要素包括耕地、园地、林 由手工半手工作业向数字化、自动化、智慧化方向迅地草地、房屋建筑、道路、构筑物、荒漠与裸露地表、 速迈进。 水域地理单元及地形等12个大类、58个二级类、135 6)海洋与江河湖泊测绘。海底地形地貌测量硏制个三级类的教据。随后,全囯地理囯情普查将正式进 了浅水高分辨率多波束硬件和软件系统,对机栽激光入第二阶段,进行普查信息的整理、汇总、统计分析, 水深测量技术进行深入硏究,突破了船载高精度一体并最终形成普查报告,发布普查结果。在开展第一次 化测深技术的瓶颈,发展了以AUⅣⅤ/ROⅤ为平台的海全囯地理国情普查工作的同时,按照“边普查、边监测、 底地形地貌测量技术,初步形成了从星载、机载、船边应用”的要求,同步开展了地理国情监测关键技术第 14 卷第 2 期 宁津生等 ：测绘与地理信息科技转型升级发展 ·3· 用，极大地促进了工程测量技术的进步，使工程测量 面貌发生深刻变化，涌现了三维激光扫描仪、智能全 站仪、全站扫描仪、磁悬浮陀螺仪、地质雷达、无人机、 InSAR 等先进技术和装备。同时针对体量大、结构复杂、 空间变化不规则和精度要求高等工程技术难题，在理 论、方法和应用上取得了重大进展。GNSS 已成为布设 工程控制网的主要技术方法，将 GNSS 和全站仪相结 合，快速建立工程控制网，形成了根据工程特点灵活 建网的技术体系。在高程控制方面，提出了精密三角 高程测量系统、GNSS 和大地水准面精化模型代替高精 度水准测量的理论与方法，解决大范围、长距离和跨 海精密高程传递问题。在三维测量特征提取的研究中， 针对点云数据散乱的特点，提出了不同的特征线提取 方法 ；在表面重建方面，快速成型技术得到广泛应用 ； 在建模软件方面，将激光雷达和摄影测量有机结合， 形成了数据融合技术、精细三维重建算法和海量数据 管理方法等关键技术 ；在海量精细空间数据管理方面， 设计并实现了点云、数字影像、深度图像等数据存储， 提出了多级混合二、三维一体化空间索引技术。已成 功研发出多个移动道路测量系统，解决了多传感器集 成与同步控制、基于惯性补偿的平整度测量计算、时 间同步、空间同步等难题，形成了多传感器一体化、 数据一体化、功能一体化的新兴测绘装备，并向多波 段成像方向发展，全景影像制作技术、图像模糊化处 理技术已经取得阶段性成果。以计算机技术、网络技术、 电子测量技术、传感器技术、通信技术相互集成的变 形监测系统发展迅速，基本取代了传统的变形监测方 法，并使变形监测进入自动化、智能化和信息化时代。 在几何学、物理学、计算机仿真学等多学科、多领域 的融合、渗透下，正向一体化、自动化、数字化、智 能化方向发展。矿山测量以空间信息学和系统工程理 论为基础，综合运用测绘遥感、地球物理、物联网等 手段，观测并感知矿山全生命周期、矿区全方位对象 的几何、物性及其空间关系变化，处理并解决矿产资 源保护、矿山开发优化、生产环境安全、开采沉陷控 制、矿区生态修复等科学与技术难题。当前矿山测量 正冲破传统认识，朝着由简单到复杂、由单一向多元化、 由手工半手工作业向数字化、自动化、智慧化方向迅 速迈进。 6）海洋与江河湖泊测绘。海底地形地貌测量研制 了浅水高分辨率多波束硬件和软件系统，对机载激光 水深测量技术进行深入研究，突破了船载高精度一体 化测深技术的瓶颈，发展了以 AUV/ROV 为平台的海 底地形地貌测量技术，初步形成了从星载、机载、船 载到潜载的“立体”海底地形地貌信息观测系统。在 垂直基准面确定及转换方面，开展了陆海大地水准面 拼接、海洋无缝垂直基准面构建、高程基准面与深度 基准面转换、基于卫星测高数据提取潮汐参数和构建 潮汐模型、基于重力位差实现跨海高程基准传递的理 论与方法研究。在机载重力测量方面，通过引进集成， 形成了航空重力测量生产作业能力，完成了我国部分 海区的航空重力测量 ；在空三测量方面，提出了一种 海岸带水边线等高约束条件控制下的光束法区域网空 三测量方法 ；在机载 LiDAR 测量方面，开展了 DEM 数据获取和 4D 产品快速制作等应用研究。在船载重力 测量方面，形成了引进、吸收和应用多型号国外设备， 研发验证国产设备的态势。数据处理方面实现了数据 采集与处理的自动化与智能化、重力仪性能评价标准 化和指标化、数据处理规范化。提出了电子海图云服 务概念和海图集合云存储策略，建立了空间索引模型， 提出了全球电子海图的云可视化服务方案。开展了中 国海区 e- 航海原型系统技术架构研究，完成了技术架 构和工程建设可行性研究。在数字海洋地理信息数据 建设中，进行了体系结构设计及系统电子海图空间数 据库设计，建立了电子海图空间数据库的数据模型 ； 在数字海洋地理信息应用方面，研发了集成数据管理 与查询、处理与分析和可视化于一体的南海海洋信息 集成服务系统。 7）空天地海一体化测绘。空天地海一体化测绘体 系是由陆地测量车、海上测量船、中低空遥感测绘平台、 航天测绘卫星以及地下测量机器人等共同构成的一体 化、信息化测量技术。目前，这一体系已经有重要突破， 航天测绘、航空测绘与地面测绘相结合，构成了中国 的对地观测体系，实现了全球范围的地理空间信息获 取，通过整合测量机器人等 5 个方面的技术，形成空间、 空中、地面、海洋、地下五位一体的测绘技术。 3  测绘与地理信息的社会应用与服务 1）地理国情普查与监测。截至 2015-06-30，我 国陆地国土范围内的地表自然和人文地理要素数据采 集工作已经全面完成，这些要素包括耕地、园地、林 地草地、房屋建筑、道路、构筑物、荒漠与裸露地表、 水域地理单元及地形等 12 个大类、58 个二级类、135 个三级类的数据。随后，全国地理国情普查将正式进 入第二阶段，进行普查信息的整理、汇总、统计分析， 并最终形成普查报告，发布普查结果。在开展第一次 全国地理国情普查工作的同时，按照“边普查、边监测、 边应用”的要求，同步开展了地理国情监测关键技术