現代測繪科學技術的幾點淺見

劉 沖

遼寧省地理信息院，遼寧 沈陽 110034

0 引言

當今世界，市場經濟在全球發展中已逐步占據了主導地位，經濟全球化的趨勢已不可逆轉。人類社會正在向信息時代邁進。依托信息資源推動社會經濟發展，信息技術和信息產業已成為知識經濟的主要生產力。伴隨著信息時代的發展，測繪技術，也由傳統測繪時代，邁向了數字化、信息化測繪時代。

1 現代測繪科學技術的發展歷程

傳統測繪科學技術是利用模擬的方法測定和推算地面及其外層空間點幾何位置，確定地球形狀，獲取地球表面自然形態和人工設施的幾何分布及其屬性的相關信息，其產品的形式是以圖解形式按圖式符號和比例尺將地形圖測繪到白紙（或聚酶薄膜）上的普通地圖和專題地圖。其特點是：手工操作方式，工作人員勞動強度大，成圖持續時間長，測量精度低，產品更新速度慢。而且作業范圍又僅限于局部范圍的靜態測量。應用范圍和服務對象也不廣泛。

隨著科學技術的飛速發展，計算機技術、航天技術以及地理信息系統的應用，導致了傳統測繪的必然改變，使傳統測繪進入了數字化測繪時代。數字化測繪是將來源于星載/船載的傳感器以及地面的各種測量儀器所獲取的地理空間數據，通過信息技術和數字化的方法，利用計算機硬件和軟件對這些地理空間數據進行量測、處理、分析、管理、顯示和再現。其特點操作方式電子化、自動化，大大減少了人力的投入，降低了工作人員的勞動強度。其產品更新速度快，現勢性好。作業范圍廣泛，測繪生產與產品形式數字化。

信息化測繪是在數字化測繪的基礎上，通過網絡運行環境，實時有效的向信息化社會提供地理信息綜合服務的測繪方式和功能形態。其特點是作業范圍大，而且可以進行大面積的同步觀測，獲取信息的手段更加靈活，應用范圍廣泛。

現代科學技術的發展，促使現代測繪科學技術由傳統模擬測繪向信息化測繪時代的發展，實現了“質”的飛躍，現代測繪科學技術的發展也為人類社會向高層次發展提供了必要的基礎和 保障。

2 數字城市、數字地球是人類社會發展的一次機遇和挑戰

1998年1月31日，美國副總統戈爾在美國加利福尼亞科學中心的演講中，首次公開提出“數字地球”的概念。即一種可以嵌入海量地理數據的多分辨率和三維的地球的表示，可以在其上添加許多與我們所處的星球有關的數據。數字地球的應用潛力是巨大的，它幾乎涉及到人類生活的各個方面。因此，隨著可訪問和可使用的全球地理空間信息的日益增長，以及遙感、全球定位系統等技術對信息的實時支持，數字地球將在指導虛擬外交|、打擊犯罪活動、環境資源保護、增加農業生產、促進全球經濟發展、智能化小區建設、電子交易、促進高等教育普及、虛擬旅游等領域取得廣泛的應用。

從戈爾提出數字地球概念后，世界各國政府及學者開展了數字地球、數字區域的研究和建議。我國的專家學者認識到數字地球建設將是推動我國信息產業化、資源環境可持續發展的重要途徑，并先后提出了數字中國、數字城市的概念。數字城市即城市的數字化、信息化，是對真實城市及其相關現象（社會、政治、經濟特征）的統一的數字化重現和認識，是用數字化的手段來處理和分析整個城市方面的問題。數字城市是一個綜合運用GIS、遙感、遙測、寬帶網絡、多媒體及虛擬仿真體，多層面、全方位的信息化處理，實現信息自動采集、動態監測管理和輔助決策服務的信息體系。它具有對城市地理、資源、生態環境、人口、經濟、社會等生產和生活相關的諸多事物的數字化、網路化、虛擬仿真、優化決策支持和可視化表現等強大功能。而數字城市的建設，是建立數字地球的關鍵部分。建成后的數字地球是一座巨量信息庫，也是世界上最大的地球圖書館，人們通過它可以更清楚的認識、了解我們生存的世界，可以幫助我們管理好寶貴的、有限的自然資源和生態環境，有利于人類社會、資源、環境的可持續發展。但數字地球卻是一把“雙刃劍”，它為蓬勃發展的全球化知識經濟浪潮提供了空前的機遇，使世界各國經濟發展的相互依存關系與日俱增。誰占有信息，誰就占有主動。發展中的國家由于教育程度不高，計算機和網絡普及率很低，因而很難享受數字地球技術帶來的好處。同時，數字地球的實施也在一定程度上使國家安全、國防安全面臨挑戰，抓住機遇，迎接挑戰，實現跨越式發展，縮小與發達國家的差距是我國面臨的關鍵問題。

3 現代測繪科學技術的發展趨勢的展望

測繪事業是一個為國家經濟建設、國防建設和社會發展服務的基礎性、先進性、公益性事業，是現代化建設事業中必不可少的重要保障。進入21世紀，國民經濟在科學技術進步的推動下，進入高速發展期，從資源與環境監測的需求出發，逐步建立起綜合對地觀測系統，利用衛星、飛機實地調查與觀測，建立觀測臺網等現代測繪科技，為全球性資源、環境、災害問題的解決，社會可持續發展戰略提供重要保證。在工業、農業、林業、城市規劃建設、海洋資源的開發和利用、預測環境變化、防災與減災、國家邊界的劃定也保護、彈道軌道、防爆、精確打擊武器等高科技戰爭的軍事領域都需要有適應于現代測繪科學技術要求、現勢性強的，全國統一的測繪基準的有力支撐。

現代測繪科學技術包括：空間定位技術、航空/衛星重力探測技術、航空航天遙感技術，航空數碼相機攝影測量、機載航載雷達系統等。目前，我國的導航系統“北斗衛星”，面積只能覆蓋我們自己的國家，而且精度也很低。在遙感系統中，傳感器技術落后于運載工具，圖像的分析處理又落后于傳感器的研制，遙感信息機制和理論研究落后于圖像處理技術。還有我們目前在城市三維景觀建模時，往往是將二維的數字化地圖、遙感影像圖與DEM疊合，雖然能表達地表的起伏，并進行漫游、縮放、動畫等三維顯示操作，但難以進行相應的三維量測和分析，雖然使用了地表構筑物的部分豎向信息和紋理，但由于難以顧及建筑物、道路、橋梁等的內部豎向關系，因而所形成的三維景觀模型在本質上只是可視化模型，并不是真三維模型等很多方面還與世界的同類技術水平存在著一定的差距，還需要進一步的加強與完善。

作為人類眼睛的延伸的機載激光雷達系統與遙感技術的結合，將是未來外層空間探測的一種發展趨勢。它將為我們提供實時、連續、全天候、高光譜、高空間、高時間、高輻射的三維位置、三維速度和時間的信息。我們可以運用這些信息去監測沙塵暴、洪澇災情、森林火災、臭氧層的變化、海洋赤潮、地質災害等現象，保護人類賴以生存的生態和自然環境，為社會經濟發展提供多時相、多樣化的服務。

4 結論

“數字城市”、“數字地球”代表了信息時代與網絡時代人類生存、生活、工作和學習的嶄新模式，它的建設是經濟和社會進步的顯著標志之一，它將促進與空間信息相關的各行業信息化的快速發展，并輻射到經濟建設的各個行業，有利于人類社會、資源、環境的可持續發展，有利于人—地球關系的進一步協調。

[1]林君建，蒼桂華，等.攝影測量學.國防工業出版社，2006.

[2]馮學智，都金康，等.數字地球導論.商務印書館，2004.

[3]蔣輝，潘慶林，劉三枝.數字化測圖技術及應用.國防工業出版社，2006.