淺談工程測量的信息化測繪技術(shù)

唐海鵬

摘要：信息化測繪是當前測繪事業(yè)發(fā)展的方向，是信息社會測繪生產(chǎn)力發(fā)展的必然要求。在信息化條件下，空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)的勞動強度極大降低，技術(shù)含量極大提高，應(yīng)用前景更加廣闊。

關(guān)鍵詞：信息化測繪體系；任務(wù)；發(fā)展

中圖分類號：P258 文獻標識碼：A 文章編號：1671-864X（2016）02-0031-01

一、信息化測繪技術(shù)體系

信息化測繪技術(shù)主要包括全球衛(wèi)星定位導航技術(shù)（GNSS）、衛(wèi)星重力探測技術(shù)（SG）、衛(wèi)星測高（SA）、航空航天遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）、信息高速公路和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等。隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)、航天遙感、衛(wèi)星導航定位等科學技術(shù)的發(fā)展人類已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動化、智能化和實時地回答何時（when）、何地（where）、何目標（whatobject）、發(fā)生了何種變化（whatchange），并且把這些時空信息（即4W）隨時隨地提供給每一個人，服務(wù)于每一件事，傳達到每一個有需求的地方，面對以TB級計的海量地理信息數(shù)據(jù)和各行各業(yè)的迫切需求，使我們面臨著“數(shù)據(jù)又多又少”的矛盾局面：一方面數(shù)據(jù)多得無法處理；另一方面用戶需要的數(shù)據(jù)又找不到，無法快速而及時地回答用戶問題。因此，對地理空間信息加工與處理提出了自動化、智能化和實時化的要求，這恰恰體現(xiàn)了對數(shù)字化的提升，也符合復雜巨系統(tǒng)的格局。

在網(wǎng)格計算環(huán)境下，目前的GIS數(shù)據(jù)面臨著空間數(shù)據(jù)的基準、空間數(shù)據(jù)的時態(tài)、語義描述以及數(shù)據(jù)存貯格式不一致的4大障礙。因此，建立全球統(tǒng)一的空間信息網(wǎng)格對實現(xiàn)網(wǎng)格計算勢在必行。為此，我們提出了從用戶需求出發(fā)的空間信息多級網(wǎng)格（SIMG）的概念，用帶地學編碼的粗細網(wǎng)格來統(tǒng)一存貯時空數(shù)據(jù)。其基本的思想是在地理坐標框架下，根據(jù)自然社會發(fā)展的不平衡特征將全球分成粗細不等的格網(wǎng)，格網(wǎng)中心點的經(jīng)緯度坐標和全球地心坐標系坐標作為參照標準，存貯各個格網(wǎng)內(nèi)的地物及其屬性特征，這種存貯方法特別適合于國家社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)空間統(tǒng)計與分析。如果能解決空間信息多級網(wǎng)格與現(xiàn)有不同比例尺空間數(shù)據(jù)庫的相互轉(zhuǎn)換，GIS的應(yīng)用理論將會上一個新的臺階，空間數(shù)據(jù)挖掘也可望得到更好的應(yīng)用，使空間分析和輔助決策支持上一個新臺階，同時也對信息化測繪體系提出了明晰的目標和方向。

二、信息化測繪的任務(wù)與特征

信息化測繪是當前測繪事業(yè)發(fā)展的方向。信息化測繪體系是地理空間信息獲取、處理和服務(wù)等測繪業(yè)務(wù)流程信息化的具體體現(xiàn)，主要包括現(xiàn)代化的測繪基準體系、基礎(chǔ)地理信息資源體系和地理空間信息的實時化獲取體系、自動化處理體系、網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)體系等。充分利用現(xiàn)代高新技術(shù)，加快建設(shè)信息化測繪體系，大力推進測繪信息化進程，是測繪事業(yè)適應(yīng)國家信息化建設(shè)的緊迫任務(wù)和重要內(nèi)容，也是實現(xiàn)測繪事業(yè)又好又快發(fā)展的基本要求和必要途徑。信息化測繪體系建設(shè)應(yīng)該包括兩大目標：一是要著力發(fā)展先進的測繪技術(shù)方法，建設(shè)現(xiàn)代化的測繪基礎(chǔ)設(shè)施；二是要著力提升測繪的保障服務(wù)能力。這兩個目標密切相關(guān)。前一個目標是后一個目標的基礎(chǔ)和前提，是實現(xiàn)后一個目標的手段和條件；而后一個目標則是前一個目標的出發(fā)點和落腳點，是建設(shè)信息化測繪體系的終極目標。因此，信息化測繪體系建設(shè)的核心是切實提升測繪的保障服務(wù)能力。當然，要提升測繪的保障服務(wù)能力，必須大力發(fā)展測繪技術(shù)手段，建立健全相應(yīng)的政策法規(guī)和技術(shù)標準。從提升測繪保障服務(wù)能力的角度上看，信息化測繪應(yīng)該具有以下特征：

1.測繪保障服務(wù)的層次有顯著提高。在強化測繪的“支撐”作用的同時，大力發(fā)展測繪的“提升”作用。

2.測繪保障服務(wù)的模式有顯著變化。測繪應(yīng)該從被動服務(wù)、普遍服務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃臃?wù)、按需服務(wù)。這不僅包括測繪服務(wù)和成果的提供模式，也包括測繪成果的應(yīng)用模式和后續(xù)服務(wù)模式等。

3.測繪保障服務(wù)的質(zhì)量有顯著改善。測繪產(chǎn)品及服務(wù)不僅要優(yōu)質(zhì)化，更要增值化。測繪成果的內(nèi)容、形式和質(zhì)量應(yīng)適應(yīng)應(yīng)用的需求，特別是成果的現(xiàn)勢性應(yīng)得到明顯改觀。

4.測繪保障服務(wù)的效果有顯著增強。測繪保障服務(wù)要適宜、及時和有效，并應(yīng)以其為其它業(yè)務(wù)的成功而提供的支持程度作為衡量保障服務(wù)效果的基本標準。

三、信息化測繪的若干關(guān)鍵技術(shù)

（一）城市地理信息共享標準。由于標準化工作未得到重視的危害有滯后性，往往被忽視，而一旦發(fā)現(xiàn)失誤再去彌補，代價很大，有些工程需要重來。因此，信息測繪體系建設(shè)應(yīng)十分重視標準先行。城市地理信息共享標準涉及地理模型、數(shù)據(jù)獲取、組織管理、共享服務(wù)等方面。主要包括：地理基礎(chǔ)框架與地理信息分類標準、數(shù)據(jù)質(zhì)量標準和分發(fā)服務(wù)標準等。

（二）現(xiàn)代化城市測繪基準體系?，F(xiàn)代測繪基準體系主要包括：GNSS虛擬參考站技術(shù)、坐標系轉(zhuǎn)換技術(shù)、厘米級大地水準面精化技術(shù)、分米級交通導航技術(shù)等。該技術(shù)不僅可逐步取代傳統(tǒng)的城市測量控制系統(tǒng)，還可以提供實時動態(tài)的空位置服務(wù)，將帶來城市測量的歷史性進步。

（三）智能化移動測量技術(shù)。移動測量技術(shù)是多傳感器集成技術(shù)、空間同步技術(shù)、自動提取技術(shù)、移動信息實時傳輸?shù)燃夹g(shù)的總稱。目前典型的產(chǎn)品有：基于PDA的野外全息數(shù)據(jù)采集技術(shù)；基于可量測實景影像（DMI）信息提取技術(shù)。該技術(shù)特別適合專題熱點數(shù)據(jù)采集，有利于實現(xiàn)地理信息服務(wù)的大眾化、社會化、靈性化與實時化。

（四）無人飛行器航空攝影測量技術(shù)。無人飛行器航空攝影測量技術(shù)主要包括：長航時無人飛行器技術(shù)、傳感器姿態(tài)控制技術(shù)、平流層平臺攝影測量技術(shù)與應(yīng)用、航空攝影二維及三維信息的提取技術(shù)等。此項技術(shù)的應(yīng)用將改變傳統(tǒng)的攝影測量作業(yè)方式，大大縮短成圖周期、降低測繪成本、提高測繪生產(chǎn)與成果更新的效率，并可為三維仿真提供高分辨率紋理數(shù)據(jù)。

（五）地理信息動態(tài)更新技術(shù)。地理信息動態(tài)更新技術(shù)主要包括：基于遙感信息的地物要素變化的發(fā)現(xiàn)與測定技術(shù)、級聯(lián)更新技術(shù)、基于時態(tài)的增量更新與歷史數(shù)據(jù)保存技術(shù)等。通過此類技術(shù)的應(yīng)用，我國城市測繪部門將從根本上改變目前地理信息現(xiàn)勢性不強、更新緩慢、更新勞動強度大等狀況。

（六）網(wǎng)格地理信息系統(tǒng)技術(shù)。網(wǎng)格地理信息系統(tǒng)（Grid GIS）是實現(xiàn)GIS中空間信息資源共享與分布式空間信息網(wǎng)格計算的重要發(fā)展方向。主要包括：多維時空數(shù)據(jù)庫、基于網(wǎng)格環(huán)境的信息共享與發(fā)布技術(shù)、網(wǎng)格環(huán)境靈性服務(wù)與應(yīng)用技術(shù)等。

四、結(jié)語

信息化測繪是數(shù)字化測繪的延伸和發(fā)展，是信息社會測繪生產(chǎn)力發(fā)展的必然要求。在信息化條件下，空間數(shù)據(jù)生產(chǎn)的勞動強度極大降低，技術(shù)含量極大提高，應(yīng)用前景更加廣闊。歷史將有力證明：建設(shè)城市信息化測繪體系是工程測量行業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路，殷切期待工程測量行業(yè)在信息化的浪潮中更加繁榮昌盛。