测绘科学技术的现代发展

sunjiabing信息化测绘技术的发展孙家兵2014年7月sunjiabing主要内容引言测绘科学发展历程—传统测绘→数字化测绘→信息化测绘信息化测绘体系建设的总体目标—现代化测绘基准体系建设—基础地理信息资源建设—实时化地理信息获取体系建设—自动化地理信息处理体系建设—网络化地理信息服务体系建设sunjiabing引言国家信息化的本质信息资源的共享水准和利用水准的不断提高的进程。对信息资源的组织、开发和利用是信息化的出发点和落脚点;对信息资源的共享水准是指信息交换水平,其基础条件是信息基础设施的建设及网络化、数字化的能力;对信息资源的利用水准是指人的现代化问题,它包括知识化,管理现代化等方面的内容。sunjiabing引言我国测绘科学技术现代化建设“三步走”20世纪80年代是传统测绘体系的改造阶段20世纪90年代是数字化测绘技术体系形成阶段21世纪初是实现地图生产为主向地理信息服务为主的转变阶段，即向信息化测绘发展的阶段测绘信息化是利用信息技术推动测绘事业优化升级，充分发挥测绘在国家经济和社会发展中的作用，并逐步形成信息化测绘体系的工作过程sunjiabing引言测绘学科和测绘事业三个阶段的发展传统测绘数字化测绘信息化测绘sunjiabing测绘学科发展历程传统测绘利用模拟方法测定和推算地面及其外层空间点的几何位置，确定地球形状和地球重力场，获取地球表面自然形态和人工设施的几何分布以及与其属性有关的信息，编制全球或局部地区的各种比例尺的普通地图和专题地图，为国民经济发展和国防建设以及地学研究服务。sunjiabing传统测绘sunjiabing南方WIN全站仪质量过关，性能稳定价格同DOS全站相差无几可自编测量程序，通讯便利界面友好，信息量大，方便NTS-370系列普及型WIN全站仪NTS-960系列WIN全站仪sunjiabing南方全站仪，多品牌齐并进南方科力达三鼎瑞得sunjiabing南方彩屏全站仪升级换面，大方美观性能更佳，大信息量价格同黑白屏全站相差无几界面友好，清晰度更高，方便2011南方全站新品sunjiabing测绘学科发展历程传统测绘特征地面观测技术手工操作方式劳动强度大时间延续长测量精度低限于局部范围静态测量应用范围和服务对象窄sunjiabing数字化测绘将来源于星载、空载和船载的传感器以及地面各种测量仪器所获取的地理空间数据，通过信息技术和数字化方法，利用计算机硬件和软件对这些地理空间数据进行测量、处理、分析、管理、显示和利用。它的显著特征测绘仪器电子化与自动化数据处理计算机化测绘生产与产品形式数字化测绘成果分发网络化测绘学科发展历程sunjiabingPerspectivewithLandsatOverlay,MountKilimanjaro,TanzaniaGTOPO30,USGSSRTMDEMEastern-centerTibet(Xizang,China)SRTMDEM实例（中国，西藏）sunjiabingDigitalRasterGraphic(DRG)测绘学科发展历程sunjiabingDigitalLineGraphics(DLG)DOMDLGsunjiabingDigitalOrtho-photoMap(DOM)sunjiabingDEM+DOM+DLGsunjiabing信息化测绘概念在网络环境下,充分利用空间技术和信息技术,实现快速灵活地为社会经济提供地理信息综合服务的一种现代化测绘模式,它是继传统测绘和数字化测绘后,测绘发展的一个新阶段。信息化测绘特征数据获取实时化数据处理自动化信息服务网络化信息应用社会化测绘学科发展历程sunjiabing测绘学科发展历程地球空间信息学以空间信息技术、计算机技术和现代通信技术为主要手段，研究地球空间目标与环境参数信息的获取、分析、管理、存储、传输、显示和应用的一门综合和集成的信息科学与技术。sunjiabing三地球空间信息学的定义和研究范畴对地球空间信息学研究范畴传感器定轨定姿信息获取导航定位数据处理遥感数据接收处理空间探测数据处理服务与分发多种信息的融合与集成时空基准的建立与维持空间环境模型遥感成像机理各类型用户信息传输各级产品的生产各种应用卫星研制与发射地球空间信息学研究范畴sunjiabingsunjiabing美国劳动部把地球空间技术与纳米技术和生物技术一起确定为新出现的和正在飞速发展中的三大最重要技术Earlythisyear,theUSDepartmentofLaboridentifiedgeotechnologyasOneofthreemostimportantemergingandevolvingfields,alongwithnanotechnologyandbiotechnology地球空间信息学的崛起sunjiabing信息化测绘体系建设的总体目标到2015年，建成：较为完善的全国统一、高精度、动态的现代化测绘基准体系现势性好、品种丰富的基础地理信息资源体系基于航天、航空、地面、海上的多平台、多传感器实时化地理信息获取体系基于空间信息网络和集群处理技术的一体化、智能化、自动化地理信息处理体系基于丰富地理信息产品和共享服务平台的网络化地理信息服务体系sunjiabing实现总体目标的信息化测绘体系构成现代化测绘基准体系建设基础地理信息资源建设实时化地理信息获取体系建设自动化地理信息处理体系建设网络化地理信息服务体系建设信息化测绘体系建设的总体目标sunjiabing实现总体目标的信息化测绘体系构成现代化测绘基准体系建设基础地理信息资源建设实时化地理信息获取体系建设自动化地理信息处理体系建设网络化地理信息服务体系建设sunjiabing现代化测绘基准体系建设现代测绘基准体系为地理空间信息提供平面位置、高程、重力、深度以及时间等方面的起算依据重力基准高程基准平面基准时间基准深度基准sunjiabing现代化测绘基准体系建设平面基准大地测量参考系统是表示位置坐标而定义的类似标尺作用的参照物的称谓，它规定了大地测量的起算基准和尺度标准及其实现方式。通常又以大地测量坐标系来描述。依其原点位置不同而分为地心坐标系和参心坐标系。国际上采用国际地球参考系统（ITRS）我国采用参心坐标系1954北京坐标系1980西安坐标系现在正在申请采用中国大地坐标系(CGCS2000)，其定义与ITRS一致sunjiabing西安1980地心坐标系现代化测绘基准体系建设sunjiabing现代化测绘基准体系建设大地测量参考框架是大地测量参考系统的具体实现。根据大地测量参考系统的规定，利用大地测量技术，以全球或局域地面大地网（点）或其它实体（静止的或运动的）所相应的位置及其变化，实现大地测量参考系统的各项规定。国际上采用国际地球参考框架（ITRF）我国参心坐标系采用国家天文大地网我国地心坐标系采用2000国家GPS大地控制网sunjiabing现代化测绘基准体系建设我国参心坐标系参考框架sunjiabing现代化测绘基准体系建设我国地心坐标系参考框架sunjiabing现代化测绘基准体系建设国家高程基准我国采用1985黄海高程系统，基准是青岛水准原点及其高程值。国家一、二等水准网则为此高程系统的参考框架。sunjiabing利用厘米级精度水平的（似）大地水准面将GNSS测定的大地高转换成正（常）高，借助（似）大地水准面形成全球统一的高程基准，以此代替几何水准测量所建立的高程参考框架现代化测绘基准体系建设高程基准CQG2000sunjiabing规定一个固定的海水面作为深度的参考面，把不同时间测得的深度都化算到这一参考水面上，它是海图所载水深的起算面现代化测绘基准体系建设深度基准海洋大地水准面sunjiabing重力观测的起算数据。国际上有波茨坦重力系统，基准是波茨坦绝对重力点及其重力值。另一种是国际重力标准网（IGSN71），基准是该网的每个重力点及其重力值。我国采用2000国家重力基本网。IGSN71现代化测绘基准体系建设重力基准sunjiabing现代化测绘基准体系建设时间基准与时变大地测量观测量密切相关，是卫星导航定位技术中描述卫星运行位置的重要基准sunjiabing统一指国家、陆海统一高精度指坐标框架的相对精度达到10-8量级以上地心指大地测量参考系统定义为地心坐标系动态指测绘基准体系包含了时间概念几何-物理指借助大地测量技术相互融合，实现全国(全球)包括几何和物理意义的统一测绘基准现代化测绘基准体系建设统一、高精度、地心、动态的几何—物理测绘基准体系我国未来测绘基准体系4000多个卫星控制网点600多个连续基准站cm级国家大地水准面27400多个国家一等水准网点sunjiabing现代化测绘基准体系建设开展深空大地测量、建立深空基准为实施载人航天、空间科学实验、星球探测等提供测绘保障sunjiabing实现总体目标的信息化测绘体系构成现代化测绘基准体系建设基础地理信息资源建设实时化地理信息获取体系建设自动化地理信息处理体系建设网络化地理信息服务体系建设sunjiabing基础地理信息资源建设建设多种类、多尺度数据库，构建基础地理信息数据体系大地测量控制数据库影像数据库高程模型数据库地形要素数据库地表覆盖数据库sunjiabing1比5万基础地理信息数据库sunjiabing建立海岛（礁）地理信息数据库sunjiabing推进1:1万和城镇大比例尺基础地理数据库建设sunjiabing构建电子政务、公共安全、位置服务等方面权威、标准的基础地理信息公共平台sunjiabing实现总体目标的信息化测绘体系构成现代化测绘基准体系建设基础地理信息资源建设实时化地理信息获取体系建设自动化地理信息处理体系建设网络化地理信息服务体系建设sunjiabing实时化地理信息获取体系建设实时化地理信息获取主要依赖于陆、海、天对地观测技术，借助于现代通信技术实现实时动态获取测绘定位数据、重力数据和遥感影像数据以及其它有关数据。卫星重力探测技术卫星导航定位技术地面观测技术航空航天遥感技术sunjiabing组合多传感器和多个卫星定位系统(如GPS/GLONASS/GALILEO/COMPASS)，获取卫星定位信息，提高目标的跟踪精度。是未来静态和动态目标主要定位和导航方式实时化地理信息获取体系建设卫星导航定位技术GPSGLONASSBD/COMPASSGALILEOsunjiabing实时化地理信息获取体系建设卫星跟踪卫星重力探测技术和卫星重力梯度测量技术是21世纪最有价值和应用前景的高效重力探测技术卫星跟踪卫星测量卫星重力梯度测量卫星重力探测技术sunjiabing实时化地理信息获取体系建设卫星重力探测技术sunjiabing实时化地理信息获取体系建设遥感技术获取的信息具有宏观、丰富、分辨率高、现势性强和应用领域广阔的优势。目前遥感对地观测系统朝着多星、多传感器、高空间分辨率、高光谱分辨率和短回访周期方向发展，将使获取的对地观测数据呈爆炸性增长航空航天遥感技术航空数码相机,机载激光雷达,机载合成孔径雷达和干涉雷达等传感器低空无人飞行器，轻型飞机等航空摄影平台高分辨率测绘卫星数据获取技术sunjiabing实时化地理信息获取体系建设航空航天遥感技术高分辨率测绘卫星数据获取技术2006年1月24日10时33分日本发射陆地观测技术卫星ALOS号。获取3～5米精度的数字高程模型和测绘1:2.5万的地图sunjiabing航空数码相机用于DEM和DOM的影像获取，三维重建与纹理映射。其优势在于不增加飞行成本的大重叠度（为80%以上）影像获取能力，每个地面物体至少出现在相邻5幅影像上，为多视影像。由于其影像重叠度大，分辨率高，因此在城市空间信息领域应用前景广阔。实时化地理信息获取体系建设航空航天遥感技术航空数码相机sunjiabing机/星载激光扫描及LIDAR系统实时化地理信息获取体系