淺析新地理信息時代的信息化測繪

李證明

（云南省有色地質(zhì)局三一七隊，云南 曲靖 655000）

由于測繪技術(shù)在各行業(yè)中應(yīng)用的擴大，推動學(xué)科不斷發(fā)展，使其具有了創(chuàng)新性。測繪信息化，目的在于發(fā)揮信息技術(shù)作用來提高測繪水平，在應(yīng)用過程中需要構(gòu)建新測繪體系并開展地理信息服務(wù)，這項技術(shù)的應(yīng)用對于提高整個測繪行業(yè)發(fā)展而言具有重要實踐意義。

1 概述

1.1 概念

信息化測繪就是建立在數(shù)字測繪基礎(chǔ)上的一種地理信息測繪手段，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)深入研究地理信息資源，并對其進行廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)信息測繪的現(xiàn)代化發(fā)展，給社會提供綜合服務(wù)。當前已經(jīng)進入到新地理信息時代，傳統(tǒng)測繪一般都是利用紙質(zhì)圖在平面圖形上面描述空間特點，其中包含的信息量是很少的，用戶需要有相關(guān)知識才行，而信息化測繪這種新的測繪手段利用的是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及衛(wèi)星探測和測繪軟件等，能夠在多個方面為人們的生活提供良好的服務(wù)。信息化測繪呈現(xiàn)出來的特點主要有以下幾個方面：首先，產(chǎn)品形式呈現(xiàn)多樣化的特點。傳統(tǒng)測繪產(chǎn)品的目標是制圖以及設(shè)計，而當前的測繪產(chǎn)品，其形式多樣，如此能夠滿足信息服務(wù)的相關(guān)要求，同時產(chǎn)品形式也會具備靈活性。再次，生產(chǎn)方式呈現(xiàn)多樣化的特點。當前，測繪生產(chǎn)方法也呈現(xiàn)出多樣性的特點，比如，遙感以及測量航空攝影這些傳統(tǒng)測繪方法，此外還有比較新的測量手段也在實際測繪工作過程中得以運用，實現(xiàn)成果多樣的效果。再次，測繪服務(wù)呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化特點。在對地理信息進行轉(zhuǎn)換以及傳送和服務(wù)時，需要利用網(wǎng)絡(luò)完成，由于當前信息技術(shù)處于進步與發(fā)展過程之中，在各個區(qū)域中都儲存了測繪成果，用戶可以利用地理信息體系，比如谷歌等服務(wù)平臺，在自己的權(quán)限范圍內(nèi)獲得地理信息的具體服務(wù)。最后，信息服務(wù)呈現(xiàn)出社會化的特點。這一點就是在其他部門中應(yīng)用測繪系統(tǒng)內(nèi)容，使政府部門以及事業(yè)單位和企業(yè)等都能夠協(xié)調(diào)使用，使地理信息能夠進入到百姓家中，實現(xiàn)服務(wù)的社會化。

1.2 關(guān)鍵技術(shù)

（1）第一，定位導(dǎo)航服務(wù)。目前我國已建立出GNSS 基準站，可以為用戶提供實時定位服務(wù)，在具體應(yīng)用中，利用其中的系統(tǒng)資源可以達到采集處理數(shù)據(jù)信息以及增強廣播信號和共享數(shù)據(jù)等效果。在我國和周邊地區(qū)擴展這一系統(tǒng)服務(wù)范圍，可以增強我國的影響力，同時還能促進定位導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)在我國健康發(fā)展。

（2）第二，空間信息服務(wù)。這里所說的技術(shù)，主要建立在實景影像基礎(chǔ)之上，實景影像是一直用近景影像數(shù)據(jù)，具有可量測以及可視化和可挖掘等特點。當前，4D 產(chǎn)品存在不足之處，而這一技術(shù)正好對其形成了比較好的彌補，利用這種技術(shù)和4D 產(chǎn)品集成應(yīng)用，能夠?qū)⑷S場景構(gòu)建起來，并在消防以及金融監(jiān)控還有公安和數(shù)字化建設(shè)等方面進行應(yīng)用，可以滿足政府科學(xué)決策與管理的相關(guān)需求，比如，對城市進行規(guī)劃建設(shè)，對城區(qū)安全進行管理，對重大安全事故進行應(yīng)急搶險，對國土資源進行規(guī)劃等。

（3）第三，SAR 數(shù)據(jù)處理。SAR 是一種用測視成像系統(tǒng)，是星載合成孔徑雷達，它能夠在每天不間斷收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息。當前進入新地理信息時代，測繪技術(shù)不斷發(fā)展，RPC 模型也已經(jīng)逐漸代替了R-D 模型，在進行優(yōu)化和改進之后，模擬影像灰度能夠模擬SAR 影像，將真實的影像和模擬影像之間的關(guān)系建立起來，在其基礎(chǔ)之上，糾正正射。另外，利用這一技術(shù)進行差分干涉測量，可以提取到地震中的同震形變場，從而分析研究地震以后斷裂帶的具體變化和地表形變情況。RPC 模型主要是利用數(shù)學(xué)函數(shù)描述地面點位和成像點兩者具備的幾何關(guān)系，因此，它和傳感器是沒有關(guān)系的。

（4）第四，建立在地圖基礎(chǔ)上的公眾服務(wù)技術(shù)。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)可以將分布式共享框架建立起來，面向服務(wù)，使多源以及多尺度和多時段的各種遙感影像和測繪數(shù)據(jù)實現(xiàn)共享。利用三維空間數(shù)據(jù)庫以及數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)加以構(gòu)建的組合模型能夠在多個層次開展三維空間索引還有多線程調(diào)度和多級緩存。與此同時，研究服務(wù)質(zhì)量評估模型和web 網(wǎng)絡(luò)中的具體應(yīng)用模式，能夠提供普適性比較好的地理信息服務(wù)。這一技術(shù)的效果比較好，比如，對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及遙感和地理信息系統(tǒng)等技術(shù)進行應(yīng)用，能夠整合城管工作體制以及工作流程，在社會公眾生活中進行監(jiān)管，比如，對違規(guī)建筑進行有效監(jiān)測，監(jiān)管占道經(jīng)營等情況。在面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上構(gòu)建的天地圖網(wǎng)站，具有三維數(shù)據(jù)瀏覽以及成果目錄等各種實用性比較強的功能，可以將比較多的地理信息服務(wù)提供給社會和人們，另外，企業(yè)也能夠?qū)ο嚓P(guān)專題的地理信息服務(wù)進行開發(fā)，推動相關(guān)業(yè)務(wù)不斷發(fā)展。

（5）第五，激光雷達技術(shù)。這種技術(shù)也叫做光探測和測距技術(shù)，這是一種非常先進的系統(tǒng)，將激光以及全球定位系統(tǒng)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等技術(shù)集中在一起，能夠有效獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，并生成精準的數(shù)字高程模型。這種技術(shù)的原理就是利用激光束，打在物體上，從而準確對其光斑進行定位。利用機載激光雷達能夠得到地面區(qū)域中點位處相應(yīng)的云數(shù)據(jù)，并在分析多分辨率，擬合多級曲面后，生成文檔對象模型，另外，還能夠得到城市表面模型設(shè)計機構(gòu)矩陣。另外，利用機載激光雷達能夠獲得斷裂帶的具體地質(zhì)信息，從而提供有效依據(jù)，保證抗震救災(zāi)的順利開展，同時還能夠分析評估地質(zhì)滑坡具體穩(wěn)定性和在發(fā)生滑坡之后產(chǎn)生的危害。比如，在2008 年汶川大地震發(fā)生之后，利用這一技術(shù)針對當?shù)匮呷車匦尉o急做航測工作，及時提供了文檔對象模型以及數(shù)字高程模型，從而為抗震工作提供了有效準確的數(shù)據(jù)信息。

表1 測繪的主要業(yè)務(wù)流程及其工程系統(tǒng)的劃分

2 發(fā)展狀況

2.1 導(dǎo)航定位與大地測量技術(shù)實現(xiàn)跨越式發(fā)展

近年來我國對基準測繪的重視程度和發(fā)展力度較高，通過積極研究衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)和大地測量技術(shù)，實現(xiàn)了相關(guān)方面技術(shù)的跨越式發(fā)展，一方面實現(xiàn)了基準測繪系統(tǒng)的動態(tài)化運作，另一方面實現(xiàn)了GPS 高程測量和航空重力測量應(yīng)用。

2.2 遙感技術(shù)與攝影測量技術(shù)實現(xiàn)全面升級

遙感技術(shù)對于工業(yè)建設(shè)和國家發(fā)展而言極為重要，我國在相關(guān)領(lǐng)域的研究力度較大，通過數(shù)十年發(fā)展應(yīng)用，目前其在數(shù)據(jù)獲取和技術(shù)處理方面取得較好進步和應(yīng)用，同時在攝影測量方面實現(xiàn)了全面優(yōu)化升級。從這一層面講，這兩種技術(shù)的優(yōu)化應(yīng)用一方面拓展了數(shù)據(jù)獲取平臺的涉及面，另一方面降低了對地面數(shù)據(jù)點的依賴程度，從而有助于提高使用便捷度，同時在參數(shù)定位信息方面也實現(xiàn)了高精度發(fā)展。

2.3 所面臨的挑戰(zhàn)

就目前所處的信息化時代來看，其為地理測繪技術(shù)的優(yōu)化升級提供了更多技術(shù)支持和平臺支撐，但同時也給其帶來巨大挑戰(zhàn)。相較于國外技術(shù)，目前我國在地理測繪方面的技術(shù)及設(shè)備缺乏獨立性，其主要原因在于創(chuàng)新能力欠佳?？傮w來看，目前我國在發(fā)展 應(yīng)用信息化測繪技術(shù)方面，亟待解決以下四方面問題。

其一，解決基準建設(shè)和系統(tǒng)維護對國外儀器的依賴問題，這是影響我國地理測繪體系獨立發(fā)展的關(guān)鍵，其需要相關(guān)部門提高對自主技術(shù)的研發(fā)力度，同時要積極構(gòu)建高精度三維測量基準。

其二，提高遙感系統(tǒng)信息獲取能力，目前我國所使用的遙感系統(tǒng)在信息獲取、數(shù)據(jù)時效性方面仍待提升，其需要積極提高這一系統(tǒng)的一體化程度，以此來提升數(shù)據(jù)信息的采集效率和傳遞速度。

其三，提高遙感數(shù)據(jù)的管理效率，目前我國在相關(guān)方面推行并行與分布式集群管理，這需要加快建立出具備實時性、智能化和自動化特征的系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對測繪數(shù)據(jù)信息的全面分析和處理。

其四，優(yōu)化地理信息產(chǎn)品，需要解決這一產(chǎn)品存在的內(nèi)容單一、技術(shù)欠佳、風險偏高問題，可以通過開發(fā)信息服務(wù)技術(shù)來提升地理數(shù)據(jù)的共享效率和管理水平，并這一過程中提高對安全性和保密性的重視程度。

3 信息化測繪服務(wù)的內(nèi)容與形式

3.1 基本要求

第一，大眾化。為了更好地發(fā)揮信息技術(shù)在測繪地理方面的應(yīng)用效果，相關(guān)領(lǐng)域積極打造大眾化信息平臺，加快構(gòu)建個體化空間數(shù)據(jù)設(shè)施，由此來提高地理數(shù)據(jù)信息的集成效果和共享效率。

第二，開放性?；ヂ?lián)網(wǎng)系統(tǒng)所具有的開放性優(yōu)勢為地理測繪提供了便利，其首先需要輸入大量地理信息，在此基礎(chǔ)上向?qū)?yīng)信息與用戶、軟件綁定，以此來實現(xiàn)地理信息實時共享，從而為用戶提供更高質(zhì)量的信息服務(wù)。

第三，可視化。與傳統(tǒng)的地理測繪體系相比，信息技術(shù)的應(yīng)用使得三維展示成為可能，其可以有效集成各種分辨率與尺度的影像資料，以此來提高地理測繪數(shù)據(jù)信息的管理效率，從而更好地滿足信息時代需求。

第四，可挖掘。在應(yīng)用過程中，用戶不僅可以借助信息化測繪來瀏覽軟件內(nèi)容，而且可以實現(xiàn)對屬性信息的有效挖掘和解析，因此大大提高了測繪系統(tǒng)服務(wù)水平。從這一層面講，信息化測繪服務(wù)的推廣應(yīng)用不僅可以為用戶提供更加詳實的地理數(shù)據(jù)信息，而且可以實現(xiàn)地理、經(jīng)濟、政治、文化的緊密結(jié)合。

第五，實時性。傳統(tǒng)地理測繪系統(tǒng)在應(yīng)用過程中無法及時更新數(shù)據(jù)，因此導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真，而信息化測繪的應(yīng)用可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的實時獲取和整理，同時可以及時回復(fù)用戶并提供針對性服務(wù)，因此將這一技術(shù)應(yīng)用到抗震救災(zāi)中可以最大程度降低損失。

3.2 測繪服務(wù)內(nèi)容

從測繪服務(wù)內(nèi)容層面來看，信息化測繪可以借助基礎(chǔ)硬件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來提供各項服務(wù)，其通過分發(fā)組合地理空間框架數(shù)據(jù)來整合信息，在此基礎(chǔ)上為用戶提供針對性測繪服務(wù)。從這一層面講，信息化測繪的應(yīng)用極大程度提高了相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，但我國需要將發(fā)展重心放在自主技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)方面，由此來進一步提高信息化地理測繪技術(shù)的應(yīng)用效果和服務(wù)水平。

3.3 測繪技術(shù)內(nèi)容

從測繪技術(shù)內(nèi)容層面來看，其主要包括區(qū)域分米級實時精密定位技術(shù)、航天遙感測繪技術(shù)和新型海島礁測繪技術(shù)等。這些技術(shù)在應(yīng)用方面可以為相關(guān)領(lǐng)域提供數(shù)據(jù)采集服務(wù)和信息處理服務(wù)，例如第一項技術(shù)的應(yīng)用可以顯著提高我國國際影響力，同時對于提高我國定位導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平而言具有重要研發(fā)意義；第二項技術(shù)的應(yīng)用可以為航天事業(yè)提供詳實的遙感數(shù)據(jù)及影像資料，從而進一步提高航天事業(yè)發(fā)展水平；第三項技術(shù)的應(yīng)用可以加快形成相對完善的海島礁測繪流程和標準規(guī)范，其通過運用重力場探測和衛(wèi)星定位來實現(xiàn)技術(shù)優(yōu)化，從而為相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展及海洋資源開發(fā)提供詳實的信息數(shù)據(jù)。在未來的發(fā)展中，我國會進一步加大信息化測繪技術(shù)的創(chuàng)新力度，以便進一步拓展測繪技術(shù)內(nèi)容并提高服務(wù)水平。

4 結(jié)語

測繪技術(shù)水平反映了國家綜合國力提升依靠的是不是科技發(fā)展，隨著技術(shù)和社會的不斷發(fā)展，相信信息化測繪技術(shù)會在各個領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，從而促進國家以及社會健康發(fā)展。