现代测绘科学技术的几点浅见

2011-08-15刘冲

科技传播 2011年6期

刘冲

辽宁省地理信息院，辽宁沈阳 110034

0 引言

当今世界，市场经济在全球发展中已逐步占据了主导地位，经济全球化的趋势已不可逆转。人类社会正在向信息时代迈进。依托信息资源推动社会经济发展，信息技术和信息产业已成为知识经济的主要生产力。伴随着信息时代的发展，测绘技术，也由传统测绘时代，迈向了数字化、信息化测绘时代。

1 现代测绘科学技术的发展历程

传统测绘科学技术是利用模拟的方法测定和推算地面及其外层空间点几何位置，确定地球形状，获取地球表面自然形态和人工设施的几何分布及其属性的相关信息，其产品的形式是以图解形式按图式符号和比例尺将地形图测绘到白纸（或聚酶薄膜）上的普通地图和专题地图。其特点是：手工操作方式，工作人员劳动强度大，成图持续时间长，测量精度低，产品更新速度慢。而且作业范围又仅限于局部范围的静态测量。应用范围和服务对象也不广泛。

随着科学技术的飞速发展，计算机技术、航天技术以及地理信息系统的应用，导致了传统测绘的必然改变，使传统测绘进入了数字化测绘时代。数字化测绘是将来源于星载/船载的传感器以及地面的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的方法，利用计算机硬件和软件对这些地理空间数据进行量测、处理、分析、管理、显示和再现。其特点操作方式电子化、自动化，大大减少了人力的投入，降低了工作人员的劳动强度。其产品更新速度快，现势性好。作业范围广泛，测绘生产与产品形式数字化。

信息化测绘是在数字化测绘的基础上，通过网络运行环境，实时有效的向信息化社会提供地理信息综合服务的测绘方式和功能形态。其特点是作业范围大，而且可以进行大面积的同步观测，获取信息的手段更加灵活，应用范围广泛。

现代科学技术的发展，促使现代测绘科学技术由传统模拟测绘向信息化测绘时代的发展，实现了“质”的飞跃，现代测绘科学技术的发展也为人类社会向高层次发展提供了必要的基础和保障。

2 数字城市、数字地球是人类社会发展的一次机遇和挑战

1998年1月31日，美国副总统戈尔在美国加利福尼亚科学中心的演讲中，首次公开提出“数字地球”的概念。即一种可以嵌入海量地理数据的多分辨率和三维的地球的表示，可以在其上添加许多与我们所处的星球有关的数据。数字地球的应用潜力是巨大的，它几乎涉及到人类生活的各个方面。因此，随着可访问和可使用的全球地理空间信息的日益增长，以及遥感、全球定位系统等技术对信息的实时支持，数字地球将在指导虚拟外交|、打击犯罪活动、环境资源保护、增加农业生产、促进全球经济发展、智能化小区建设、电子交易、促进高等教育普及、虚拟旅游等领域取得广泛的应用。

从戈尔提出数字地球概念后，世界各国政府及学者开展了数字地球、数字区域的研究和建议。我国的专家学者认识到数字地球建设将是推动我国信息产业化、资源环境可持续发展的重要途径，并先后提出了数字中国、数字城市的概念。数字城市即城市的数字化、信息化，是对真实城市及其相关现象（社会、政治、经济特征）的统一的数字化重现和认识，是用数字化的手段来处理和分析整个城市方面的问题。数字城市是一个综合运用GIS、遥感、遥测、宽带网络、多媒体及虚拟仿真体，多层面、全方位的信息化处理，实现信息自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的信息体系。它具有对城市地理、资源、生态环境、人口、经济、社会等生产和生活相关的诸多事物的数字化、网路化、虚拟仿真、优化决策支持和可视化表现等强大功能。而数字城市的建设，是建立数字地球的关键部分。建成后的数字地球是一座巨量信息库，也是世界上最大的地球图书馆，人们通过它可以更清楚的认识、了解我们生存的世界，可以帮助我们管理好宝贵的、有限的自然资源和生态环境，有利于人类社会、资源、环境的可持续发展。但数字地球却是一把“双刃剑”，它为蓬勃发展的全球化知识经济浪潮提供了空前的机遇，使世界各国经济发展的相互依存关系与日俱增。谁占有信息，谁就占有主动。发展中的国家由于教育程度不高，计算机和网络普及率很低，因而很难享受数字地球技术带来的好处。同时，数字地球的实施也在一定程度上使国家安全、国防安全面临挑战，抓住机遇，迎接挑战，实现跨越式发展，缩小与发达国家的差距是我国面临的关键问题。

3 现代测绘科学技术的发展趋势的展望

测绘事业是一个为国家经济建设、国防建设和社会发展服务的基础性、先进性、公益性事业，是现代化建设事业中必不可少的重要保障。进入21世纪，国民经济在科学技术进步的推动下，进入高速发展期，从资源与环境监测的需求出发，逐步建立起综合对地观测系统，利用卫星、飞机实地调查与观测，建立观测台网等现代测绘科技，为全球性资源、环境、灾害问题的解决，社会可持续发展战略提供重要保证。在工业、农业、林业、城市规划建设、海洋资源的开发和利用、预测环境变化、防灾与减灾、国家边界的划定也保护、弹道轨道、防爆、精确打击武器等高科技战争的军事领域都需要有适应于现代测绘科学技术要求、现势性强的，全国统一的测绘基准的有力支撑。

现代测绘科学技术包括：空间定位技术、航空/卫星重力探测技术、航空航天遥感技术，航空数码相机摄影测量、机载航载雷达系统等。目前，我国的导航系统“北斗卫星”，面积只能覆盖我们自己的国家，而且精度也很低。在遥感系统中，传感器技术落后于运载工具，图像的分析处理又落后于传感器的研制，遥感信息机制和理论研究落后于图像处理技术。还有我们目前在城市三维景观建模时，往往是将二维的数字化地图、遥感影像图与DEM叠合，虽然能表达地表的起伏，并进行漫游、缩放、动画等三维显示操作，但难以进行相应的三维量测和分析，虽然使用了地表构筑物的部分竖向信息和纹理，但由于难以顾及建筑物、道路、桥梁等的内部竖向关系，因而所形成的三维景观模型在本质上只是可视化模型，并不是真三维模型等很多方面还与世界的同类技术水平存在着一定的差距，还需要进一步的加强与完善。

作为人类眼睛的延伸的机载激光雷达系统与遥感技术的结合，将是未来外层空间探测的一种发展趋势。它将为我们提供实时、连续、全天候、高光谱、高空间、高时间、高辐射的三维位置、三维速度和时间的信息。我们可以运用这些信息去监测沙尘暴、洪涝灾情、森林火灾、臭氧层的变化、海洋赤潮、地质灾害等现象，保护人类赖以生存的生态和自然环境，为社会经济发展提供多时相、多样化的服务。