全民測(cè)量檢測(cè)國(guó)土格網(wǎng)覆蓋

通過(guò)全民測(cè)繪和檢測(cè)這樣的技術(shù)手段，對(duì)于我們國(guó)家乃至全球的國(guó)土資源，實(shí)行格網(wǎng)式的覆蓋監(jiān)測(cè)可行性很大。測(cè)繪工作一直以來(lái)以精密、精準(zhǔn)和高清為依據(jù)。如今一部普通的手機(jī)或者平板，在一定意義上，它就是一個(gè)電子經(jīng)緯儀；拿一部1200萬(wàn)像素的手機(jī)，焦距在300毫米左右，可以通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)把它變成一個(gè)沒(méi)有補(bǔ)充系統(tǒng)的電子經(jīng)緯儀，測(cè)量?jī)A角、水平角的精度在30米的范圍內(nèi)可以達(dá)到5秒級(jí)的精度，因此手機(jī)就是一個(gè)電子經(jīng)緯儀式的儀器。手機(jī)同樣是一個(gè)攝影測(cè)量?jī)x，攝影測(cè)量?jī)x在很多情況下，表現(xiàn)為要讓它焦距定焦，而大部分的手機(jī)和平板的焦距是固定的，恰好滿足了攝影測(cè)量的要求和條件。手機(jī)還是一個(gè)三軸陀螺儀，攝影測(cè)量當(dāng)中可以通過(guò)手機(jī)進(jìn)行量測(cè)；同樣手機(jī)也可以當(dāng)一個(gè)測(cè)距儀，一個(gè)普通的手機(jī)，當(dāng)我們對(duì)它加一個(gè)光電測(cè)距儀的時(shí)候，基本上就可以變成一個(gè)電子原尺。在4米的范圍內(nèi)，以3毫米的精度測(cè)量?jī)蓚€(gè)點(diǎn)之間的距離，這是手機(jī)的一個(gè)功能。

這些功能的實(shí)現(xiàn)，往往不會(huì)讓手機(jī)用戶產(chǎn)生更多的費(fèi)用。同時(shí)，手機(jī)上衛(wèi)星導(dǎo)航的這種精密定位，落到兩個(gè)厘米的定位精度不是不可能的——我們的手機(jī)就是一個(gè)典型的便攜的、人人都可以擁有的，甚至在一定程度上是一個(gè)平民化的測(cè)量?jī)x器。這對(duì)于整個(gè)測(cè)繪系統(tǒng)、對(duì)于我們感興趣的目標(biāo)物來(lái)說(shuō)，意味著一場(chǎng)有意義的革命。

測(cè)繪裝備發(fā)生的技術(shù)革命

第一次技術(shù)革命發(fā)生在1840年鴉片戰(zhàn)爭(zhēng)前后，標(biāo)志是游標(biāo)經(jīng)緯儀和銦鋼尺精密角距測(cè)量，第二次技術(shù)革命是光學(xué)經(jīng)緯儀和光學(xué)測(cè)距儀，第三次技術(shù)革命是全站儀，第四次技術(shù)革命是GPS的出現(xiàn)。今天，整個(gè)信息科技領(lǐng)域正迎接著第五次技術(shù)革命，即點(diǎn)云技術(shù)——以影像技術(shù)，包括航天、遙感的影像，無(wú)人機(jī)和有人機(jī)的航空影像，也包括了手機(jī)這種最為簡(jiǎn)單的工具為代表的地面式的測(cè)量，以及幾何模式的三維激光典型測(cè)量。中國(guó)在第三次、第四次以及第五次技術(shù)革命的進(jìn)程當(dāng)中發(fā)展、壯大著國(guó)家地理信息與測(cè)繪工作。

經(jīng)典測(cè)繪到了導(dǎo)線測(cè)量階段，最少也得需要四五個(gè)人；到了小平板地形測(cè)圖，最起碼需要五個(gè)人；畫(huà)一個(gè)地形圖，不僅工作量大、人員辛勞，而且效率低下。

如今，一個(gè)以條碼尺和電子水準(zhǔn)儀組合的新一代電子水準(zhǔn)儀，只需要三個(gè)人就可以作業(yè)；全站儀測(cè)量，只需要一個(gè)人或者最多兩個(gè)人就可以進(jìn)行地面高精度的控制點(diǎn)的測(cè)量，大大降低了人工成本；衛(wèi)星導(dǎo)航的NGSS/RTK/CORS技術(shù)，可以使一個(gè)人或者單點(diǎn)高精度的測(cè)距。還有有人機(jī)或者無(wú)人機(jī)空間測(cè)繪，再到地面三維激光掃描系統(tǒng)等等。

在這樣的背景之下，兩個(gè)人可以同時(shí)作業(yè)的多點(diǎn)測(cè)角前方交會(huì)的點(diǎn)云技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，這一技術(shù)用于國(guó)土資源的調(diào)查和監(jiān)測(cè)，可以快速、高效測(cè)量測(cè)繪目標(biāo)，為沒(méi)有受過(guò)測(cè)繪訓(xùn)練的人進(jìn)行測(cè)量開(kāi)辟了得天獨(dú)厚的條件，創(chuàng)造了一種新的可以讓普通老百姓都能夠進(jìn)行測(cè)量的技術(shù)。

北京市林業(yè)部門(mén)、北京林業(yè)大學(xué)的林業(yè)團(tuán)隊(duì)，通過(guò)和企業(yè)之間的有效合作，以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、手機(jī)終端建立了空天地一體化的點(diǎn)云以及云計(jì)算的測(cè)繪系統(tǒng)。首先，我們研發(fā)多旋翼的無(wú)人機(jī)，研發(fā)CCD全站儀，用全站儀的角度、距離測(cè)量系統(tǒng)，精確地測(cè)量攝影測(cè)量的外方位元素，進(jìn)而用一個(gè)定焦CCD鏡頭，全方位記錄每一個(gè)像點(diǎn)上三維目標(biāo)，使全站儀由一次測(cè)量一個(gè)點(diǎn)變成一次測(cè)量一個(gè)面。

同時(shí)我們還研發(fā)了RTK攝影儀，把RTK技術(shù)與手機(jī)、平板以及CCD鏡頭有效結(jié)合使用，測(cè)定地面或者非地面其他狀態(tài)的外方位元素，包括三個(gè)限量元素以及三個(gè)角量元素，使手機(jī)或者平板控制下的地面攝影測(cè)量相片變成一個(gè)全站儀RTK，由一次測(cè)量一個(gè)點(diǎn)變成一次測(cè)量一個(gè)面，大大提高測(cè)繪的效率。

與此同時(shí)，我們和北京測(cè)繪設(shè)計(jì)研究院合作研發(fā)了基于地面精準(zhǔn)測(cè)量的測(cè)量?jī)x，通過(guò)一個(gè)APP、一個(gè)鏡頭，WiFi自動(dòng)傳遞影像信息，不用存儲(chǔ)，就能夠把地下管廊的尺寸、形狀、大小都測(cè)量出來(lái)。這個(gè)測(cè)量在不需要人員深入地下的情況下，能夠精確測(cè)量城市系統(tǒng)的五臟六腑。

我們?cè)谏稚祥_(kāi)展的研究日益以手機(jī)、平板為代表的儀器當(dāng)做工具，用掃一掃、照一照的方式代替原來(lái)要爬山、涉水、一棵樹(shù)一棵樹(shù)的測(cè)量。我們研發(fā)的相關(guān)產(chǎn)品在中國(guó)林業(yè)調(diào)查的核心業(yè)務(wù)當(dāng)中得到了一些應(yīng)用，并取得了一些令人滿意的成果。尤其在森林林火的蔓延，森林林火的防控，以及森林林火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等方面都做出了令人滿意的工作。

全民測(cè)繪檢測(cè)國(guó)土格網(wǎng)覆蓋方案

通過(guò)政府的引導(dǎo)，科技的主導(dǎo)，全民參與，全域覆蓋，分層分級(jí)，在注重我們生存環(huán)境的條件下，實(shí)現(xiàn)國(guó)土格網(wǎng)的覆蓋方案的獲取和國(guó)家基礎(chǔ)測(cè)繪以及地理國(guó)情監(jiān)測(cè)之間有著千絲萬(wàn)縷的關(guān)系?；A(chǔ)測(cè)繪和地理國(guó)情監(jiān)測(cè)都是政府要花去很大的代價(jià)下獲取的一種數(shù)據(jù)或者獲取的一種效果和結(jié)果。在高斯—克呂格坐標(biāo)系之下，按照一個(gè)平方公里建立國(guó)家級(jí)/省級(jí)的格網(wǎng)，在整個(gè)格網(wǎng)體系當(dāng)中淡化行政界限；以此為基礎(chǔ)，我們?cè)诿恳粋€(gè)格網(wǎng)內(nèi)分縣市統(tǒng)計(jì)，分出來(lái)的地塊，用手機(jī)或平板攝影測(cè)量以及社會(huì)調(diào)查統(tǒng)計(jì)的方式，觀測(cè)在一個(gè)平方公里的國(guó)土上建筑物、構(gòu)筑物的比例體系，道路、交通設(shè)施比例，植被的類型、蓋度、平均高、平均胸徑、生物多樣性、生物量、蓄積量、碳匯量。這樣一來(lái)，作為普通的老百姓，只要在每天隨意拍照的時(shí)候，制定相應(yīng)的經(jīng)緯度等數(shù)據(jù)，結(jié)合這些照片就能得到耕地、林地、園地、草地植被覆蓋率，地形與地勢(shì)特征，生態(tài)環(huán)境特征PM2.5，氣候氣象特征，水資源及濕地比例，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、人口等等方面的情況，實(shí)現(xiàn)國(guó)土資源測(cè)量目的。

整個(gè)攝影測(cè)量的方案對(duì)專業(yè)測(cè)繪隊(duì)伍來(lái)說(shuō)只是按照系統(tǒng)的方案進(jìn)行，對(duì)于普通的老百姓，長(zhǎng)時(shí)間拍攝累積的照片有足夠重疊度的時(shí)候，這一帶的三維立體信息就能得到有效的恢復(fù)，實(shí)現(xiàn)全民測(cè)量檢測(cè)國(guó)土格網(wǎng)覆蓋。