淺談工程測(cè)量的信息化測(cè)繪技術(shù)

唐海鵬

摘要：信息化測(cè)繪是當(dāng)前測(cè)繪事業(yè)發(fā)展的方向，是信息社會(huì)測(cè)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(dòng)強(qiáng)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(cè)繪體系；任務(wù)；發(fā)展

中圖分類號(hào)：P258 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-864X（2016）02-0031-01

一、信息化測(cè)繪技術(shù)體系

信息化測(cè)繪技術(shù)主要包括全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)（GNSS）、衛(wèi)星重力探測(cè)技術(shù)（SG）、衛(wèi)星測(cè)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、航天遙感、衛(wèi)星導(dǎo)航定位等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展人類已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化、智能化和實(shí)時(shí)地回答何時(shí)（when）、何地（where）、何目標(biāo)（whatobject）、發(fā)生了何種變化（whatchange），并且把這些時(shí)空信息（即4W）隨時(shí)隨地提供給每一個(gè)人，服務(wù)于每一件事，傳達(dá)到每一個(gè)有需求的地方，面對(duì)以TB級(jí)計(jì)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(shí)地回答用戶問題。因此，對(duì)地理空間信息加工與處理提出了自動(dòng)化、智能化和實(shí)時(shí)化的要求，這恰恰體現(xiàn)了對(duì)數(shù)字化的提升，也符合復(fù)雜巨系統(tǒng)的格局。

在網(wǎng)格計(jì)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(zhǔn)、空間數(shù)據(jù)的時(shí)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(duì)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格計(jì)算勢(shì)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(jí)網(wǎng)格（SIMG）的概念，用帶地學(xué)編碼的粗細(xì)網(wǎng)格來統(tǒng)一存貯時(shí)空數(shù)據(jù)。其基本的思想是在地理坐標(biāo)框架下，根據(jù)自然社會(huì)發(fā)展的不平衡特征將全球分成粗細(xì)不等的格網(wǎng)，格網(wǎng)中心點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)和全球地心坐標(biāo)系坐標(biāo)作為參照標(biāo)準(zhǔn)，存貯各個(gè)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(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)空間統(tǒng)計(jì)與分析。如果能解決空間信息多級(jí)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(huì)上一個(gè)新的臺(tái)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(gè)新臺(tái)階，同時(shí)也對(duì)信息化測(cè)繪體系提出了明晰的目標(biāo)和方向。

二、信息化測(cè)繪的任務(wù)與特征

信息化測(cè)繪是當(dāng)前測(cè)繪事業(yè)發(fā)展的方向。信息化測(cè)繪體系是地理空間信息獲取、處理和服務(wù)等測(cè)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(cè)繪基準(zhǔn)體系、基礎(chǔ)地理信息資源體系和地理空間信息的實(shí)時(shí)化獲取體系、自動(dòng)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(cè)繪體系，大力推進(jìn)測(cè)繪信息化進(jìn)程，是測(cè)繪事業(yè)適應(yīng)國(guó)家信息化建設(shè)的緊迫任務(wù)和重要內(nèi)容，也是實(shí)現(xiàn)測(cè)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(cè)繪體系建設(shè)應(yīng)該包括兩大目標(biāo)：一是要著力發(fā)展先進(jìn)的測(cè)繪技術(shù)方法，建設(shè)現(xiàn)代化的測(cè)繪基礎(chǔ)設(shè)施；二是要著力提升測(cè)繪的保障服務(wù)能力。這兩個(gè)目標(biāo)密切相關(guān)。前一個(gè)目標(biāo)是后一個(gè)目標(biāo)的基礎(chǔ)和前提，是實(shí)現(xiàn)后一個(gè)目標(biāo)的手段和條件；而后一個(gè)目標(biāo)則是前一個(gè)目標(biāo)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，是建設(shè)信息化測(cè)繪體系的終極目標(biāo)。因此，信息化測(cè)繪體系建設(shè)的核心是切實(shí)提升測(cè)繪的保障服務(wù)能力。當(dāng)然，要提升測(cè)繪的保障服務(wù)能力，必須大力發(fā)展測(cè)繪技術(shù)手段，建立健全相應(yīng)的政策法規(guī)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。從提升測(cè)繪保障服務(wù)能力的角度上看，信息化測(cè)繪應(yīng)該具有以下特征：

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

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

3.測(cè)繪保障服務(wù)的質(zhì)量有顯著改善。測(cè)繪產(chǎn)品及服務(wù)不僅要優(yōu)質(zhì)化，更要增值化。測(cè)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(shì)性應(yīng)得到明顯改觀。

4.測(cè)繪保障服務(wù)的效果有顯著增強(qiáng)。測(cè)繪保障服務(wù)要適宜、及時(shí)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(biāo)準(zhǔn)。

三、信息化測(cè)繪的若干關(guān)鍵技術(shù)

（一）城市地理信息共享標(biāo)準(zhǔn)。由于標(biāo)準(zhǔn)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(bǔ)，代價(jià)很大，有些工程需要重來。因此，信息測(cè)繪體系建設(shè)應(yīng)十分重視標(biāo)準(zhǔn)先行。城市地理信息共享標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和分發(fā)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)等。

（二）現(xiàn)代化城市測(cè)繪基準(zhǔn)體系。現(xiàn)代測(cè)繪基準(zhǔn)體系主要包括：GNSS虛擬參考站技術(shù)、坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換技術(shù)、厘米級(jí)大地水準(zhǔn)面精化技術(shù)、分米級(jí)交通導(dǎo)航技術(shù)等。該技術(shù)不僅可逐步取代傳統(tǒng)的城市測(cè)量控制系統(tǒng)，還可以提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的空位置服務(wù)，將帶來城市測(cè)量的歷史性進(jìn)步。

（三）智能化移動(dòng)測(cè)量技術(shù)。移動(dòng)測(cè)量技術(shù)是多傳感器集成技術(shù)、空間同步技術(shù)、自動(dòng)提取技術(shù)、移動(dòng)信息實(shí)時(shí)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(cè)實(shí)景影像（DMI）信息提取技術(shù)。該技術(shù)特別適合專題熱點(diǎn)數(shù)據(jù)采集，有利于實(shí)現(xiàn)地理信息服務(wù)的大眾化、社會(huì)化、靈性化與實(shí)時(shí)化。

（四）無人飛行器航空攝影測(cè)量技術(shù)。無人飛行器航空攝影測(cè)量技術(shù)主要包括：長(zhǎng)航時(shí)無人飛行器技術(shù)、傳感器姿態(tài)控制技術(shù)、平流層平臺(tái)攝影測(cè)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(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用將改變傳統(tǒng)的攝影測(cè)量作業(yè)方式，大大縮短成圖周期、降低測(cè)繪成本、提高測(cè)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(dòng)態(tài)更新技術(shù)。地理信息動(dòng)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(cè)定技術(shù)、級(jí)聯(lián)更新技術(shù)、基于時(shí)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(guó)城市測(cè)繪部門將從根本上改變目前地理信息現(xiàn)勢(shì)性不強(qiáng)、更新緩慢、更新勞動(dòng)強(qiáng)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(shí)現(xiàn)GIS中空間信息資源共享與分布式空間信息網(wǎng)格計(jì)算的重要發(fā)展方向。主要包括：多維時(shí)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(cè)繪是數(shù)字化測(cè)繪的延伸和發(fā)展，是信息社會(huì)測(cè)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(dòng)強(qiáng)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(cè)繪體系是工程測(cè)量行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路，殷切期待工程測(cè)量行業(yè)在信息化的浪潮中更加繁榮昌盛。