測繪科學的概念

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測繪科學的概念范文第1篇

【關鍵詞】信息化測繪；框架；定位；概念

一、相關概念簡析

從技術方面來講，信息化的測繪技術是目前現代化測繪技術經過多個學科相互交叉以及融合以后，并且不斷地發展以后形成的，其所依托的測繪體系所體現的便是數字化內容，能夠將地理空間信息準確、快速以及全面的更新和獲取，同時還能夠對信息進行智能化的處理以及一體化的管理、分發、網絡生產。與此同時，還能將地理空間信息的融合以及增值服務最大限度的實現，從而使得測繪技術以及信息更加的社會化，使得社會可以獲取更多多樣化、多元化以及多尺度的服務，同時也是整個測繪技術（數字化）未來的發展方向。

當然，現代化的測繪技術包括的內容有很多，其中包括衛星定位技術、測高技術、重力測量技術等等。并且隨著計算機技術不斷的發展，通信技術不斷的進步，以及航天航空、衛星技術不斷的更新換代，人類已經能夠對自己何時、何地、做什么、尋找什么進行自動化的回答。并且還能將這些實時的時空消息主觀的向其他人進行傳遞、分享。

二、相關定位簡析

人類在進行社會活動的過程中，以及自然界本身所發生過的變化，都是建立在一定的時空框架的基礎上，而這些活動以及變化最基本的載體以及數學的基礎便是地球中每一個空間信息。在二十一世紀，因為移動通信以及互聯網絡不斷的推陳出新，以及pc電腦端便攜化發展，使得時空信息服務成為了當下每一個人最基本的需求，同時也是整個時代的特征體現以及產業化運行時空信息的關鍵因素。所以，測繪體系的建設以及主要定位必須建立在公共事業（服務、平臺以及產品）的基礎上，就目前實際情況看來，我國測繪體系在定位方面，主要包括有自動化的測繪生產、多元信息化的測繪成果以及社會化的測繪產品。

（一）自動化的測繪生產

人類經濟以及社會體系不斷地發展，使得計算機信息技術得到了空前的快速發展，而測繪體系也打破了過去模擬測繪的牢籠，使其向數字化測繪完美的轉型，比如一些效率低下、實用性能落后的手工地圖，逐漸的成為了網絡地圖以及信息化的測繪方式。而用于野外測繪的平板一起也逐漸的轉變成為了測繪系統，我們以前?？匆姷募垙堫愋偷臏y繪裝備已經向測繪系統完成了轉型。在進行測繪過程中，對數據的采集以及所采集數據的準確性，以及越來越科技化以及準確化，這就使得數據資料相關的處理工作以及服務的模式不斷地想信息化變化。就目前而言，對尚未技術進行處理的過程匯總，都需要高水平并且自動化程度較高的設備以及方法。而測繪技術不斷發展最為顯著的特征就是信息化測繪體系的不斷全方位的覆蓋。

（二）多元信息化的測繪成果

在目前的科學生產大環境下，科學技術不斷地升級，而得到的數據結果在信息化的同時也呈現出了多元化的趨勢，一般情況下，其主要體現在下面的幾個方面：測繪結果所包含的數據內容，所涉及的范圍都十分的廣泛，并且在其中包括的內容以及信息的含量都十分的巨大，而且就信息的形式而言，也不再局限。其次，測繪的結果能夠將數據資料本身的能力進行充分的體現；在智能技術的協助下，所衍生出來的產品也是多種多樣，并且與現代的需求十分的契合。

（三）社會化的測繪產品

對于測繪產品的社會供求關系來說，公開測繪產品的真實信息是首要任務，測繪產品社會化的基本任務是從精簡地理信息服務技術，組建集中地理信息系統開始的。測繪產品在其社會化發展需求的本質是通過其日常功用而達到的，在日常測繪技術的使用過程中，通過對測繪產品的使用能夠達到解放勞動力，提高工作效率的效果，從而為社會提供更為便捷的測繪服務。只有在滿足測繪產品社會化的基本發展要求的同時，測繪技術才能夠在時代的變化中通過觀念的轉變而獲取更為廣闊的市場空間，從而為新型測繪產品提供更為豐富的內涵，使測繪產品的種類和信息服務的類型向更加廣闊的深度發展，如導航系統的應用和智能物流配送系統的應用。

三、相關結構框架分析

隨著全球信息網格（GIG）概念的提出，人們將要面臨在下一代 3G（great global grid）互聯網上進行網格計算，即不僅可以查詢和檢索 GIS 時空數據，而且還要能利用網絡上的計算資源進行網格計算。在網格計算環境下，目前的 GIS 數據面臨著空間數據的基準、空間數據的時態、語義描述以及數據存貯格式不一致的4大障礙。因此，建立全球統一的空間信息網格對實現網格計算勢在必行。為此，我們提出了從用戶需求出發的空間信息多級網格（SIMG）的概念，用帶地學編碼的粗細網格來統一存貯時空數據。其基本的思想是在地理坐標框架下，根據自然社會發展的不平衡特征將全球分成粗細不等的格網，格網中心點的經緯度坐標和全球地心坐標系坐標作為參照標準，存貯各個格網內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濟數據空間統計與分析。結合信息化測繪體系在實際生產生活中的實踐應用，歸納出其框架結構，主要分為應用層、服務層、管理層、數據層和技術層五個層次；還包括技術革新、支撐和保障體系，數據獲取、數據庫建立與更新，地理信息整理、集成和導航，產業化及社會化地理信息的應用服務四個體系。應用層包括公眾服務、政務辦公和專業應用三方面；服務層是社會化和產業化的地理信息應用服務體系，主要包括公眾信息服務和政務信息服務；管理層對獲取的地理信息進行整合、存儲、分類等管理行為；數據層存儲不同類型的地理信息；技術層為信息化測繪體系的服務及管理等行為提供技術支持。在上述五個層次中，應用層與服務層息息相關，應用層建立于服務層的平臺上，服務層為應用層提供服務基礎；管理層對數據層的數據信息進行管理，管理層對數據層的信息提取、建庫、更新；技術層為其他層次提供技術革新、支撐和保障。

四、小結

隨著我國經濟水平不斷地增加，現代化社會以及信息化社會不斷地完善，測繪體系的發展以及變化也是隨時都在進行。就最近幾年相關數據而言，信息化測繪體系，必將在未來的各個行業都綻放出奪目的光彩。在相關的研究人員以及不斷的實踐過程中，這種體系也會變得更加的完善以及完美。

參考文獻

[1]馮碧蓮.強化內部機制，實施規范化管理——四川省遙感信息測繪院質量管理體系工作推行情況[J].四川測繪，2007，30（1）：47-48.

[2]陳麗金.基于.Net的廈門市住房信息測繪數據整理系統的設計與實現[J].城市勘測，2012（3）：31-33.

測繪科學的概念范文第2篇

關鍵詞：現代 測繪學 數字地球

1993年和1994年美國先后以總統令的形式提出建立"國家信息基礎設施"(NII)，即通稱的信息高速公路，以及"國家空間數據基礎設施"(NSDI)，這是進一步推進社會信息化，搶占信息產業發展新的制高點和主動權的重大戰略步驟，時隔五年，這一計劃的實施初見成效，刺激了美國的經濟增長，于是去年又以美國副總統演講形式推出數字地球的概念和構想，并計劃到2020年試圖達到地球信息化的最終目標，亮出了美國這一近期全球信息戰略的底牌。由美國政府高層出面提出的這一"數字地球"構想引起全球各方關注，并成為學術界熱點話題。中國學者尤其在地學界也作出了積極的反應，不論從科學技術的角度還是從國家利益的角度，中國要準備迎接這一嚴峻挑戰，已成共識。作為測繪學科，測繪行業反應更顯強烈，數字地球概念為測繪事業發展提供了新的機遇和更高層次的發展前景。這里我們想就現代測繪學的發展從學科的觀點稍為具體地探討一下它與數字地球的關系和在構建數字地球中的作用。

一、測繪學的現展

空間技術，各類對地觀測衛星使人類有了對地球整體進行觀察和測繪的工具，好象可以把地球擺在實驗室進行觀察研究一樣方便。由空間技術和其它相關技術，如由計算機、信息、通訊等技術發展起來的3S技術（GPS、RS、GIS）在測繪學中的不斷出現和應用，使測繪學從理論到手段都發生了根本的變化。測繪生產任務也由傳統的紙上或類似介質的地圖編制、生產和更新發展到地理空間數據的采集、處理和管理。GPS的出現革新了傳統的定位方式；傳統的攝影測量數據采集技術已由遙感衛星或數字攝影獲得的影像所代替，測繪人員在室內借助高速高容量計算機和專用配套設備對遙感影象或信號記錄數據進行地表(甚至地殼淺層)幾何和物理信息的提取和變換，得出數字化地理信息產品，由此制作各類可供社會使用的專用地圖等測繪產品。我國960萬平方公里國土的國家基本地圖的成圖或更新周期可望從十幾年，幾十年縮短到幾年或更短，測繪業的體力勞動得到解放，生產力得到大的提高。今天，光纜通訊、衛星通訊、數字化多媒體網絡技術可使測繪產品從單一紙質信息轉變為磁盤和光盤等電子信息，產品分發可從單一郵路轉到"電路"(數字通訊和計算機網絡傳真)，測繪產品的形式和服務社會的方式由于信息技術的支持發生了很大變化，進入了信息化的發展。當前，隨著我國經濟的高速發展和經濟所有制成份和運行體制的改革，需要開放民用國家測繪產品；從技術方面看，西方國家衛星測地技術可制作全球幾乎任一地區1米分辨率(相當1∶1萬比例尺)的地圖，衛星上的GPS又可將這種地圖納入全球參考框架和轉換為他們的國家坐標系，中、小比例尺國家地圖的保密價值已大大降低；對于軍事敏感的重力數據，衛星重力技術所發展的低階全球重力場模型已足夠用于他們的遠程戰略導彈發射。目前全球高階重力場模型(如EGM96)分辨率已達50公里，已接近我國現有重力數據的分辨率，其保密價值也需要重新評估。這一形勢使絕大部份測繪產品可以作為普通商品服務于全社會，測繪業從單一國家事業逐漸轉變為社會主義市場經濟的產業，這無疑為測繪學的發展注入了新的活力和擴大了發展空間，這也是一個有重要意義的歷史性轉變。

綜上所述，由于以空間技術、計算機技術、通訊技術和信息技術為支柱的測繪高新技術日新月異的迅猛發展，測繪學的理論基礎、測繪工程的技術體系、其研究領域和學科目標，正在適應新形勢的需要發生著深刻的變化，表現為正在以高新技術為支撐和動力，進入市場競爭求發展，測繪業已成為一項重要的信息產業。它的服務范圍和對象也在不斷擴大，不僅是原來的單純從控制到測圖，為國家制作基本地形圖的任務，而是擴大到國民經濟和國防建設中與空間數據有關的各個領域。它必將隨著21世紀更加成熟的信息化社會的到來向更高層次發展，在未來數字地球的概念和技術框架中占據重要的基礎性地位。轉貼于 二、數字地球和現代測繪學

地球上一切事件都發生在一定的空間位置，人類社會經濟活動所需要的信息絕大部分(約80%)都與地理位置相關。中國21世紀議程62個優先發展項目中，約有40個需要建立或應用地理信息系統。數字地球是利用海量地理信息（即地球空間數據）對地球所做的多分辨率、三維的數字化描述的整體信息模型，便于人類最大限度地實現信息資源的共享和合理使用，為人類認識、改造和保護地球提供一種新的手段，這里在數字地球的概念中突出顯示了地理坐標的框架作用，因此NSDI是數字地球的基礎設施，要求提供(地球)空間數據框架，包括大地測量控制框架(國家定位網和重力控制網)、數字正射影像、數字高程模型、道路、水系、行政境界、公共地藉等基礎地理數據集。在此框架上加載各類地球自然信息和人類社會經濟活動等一切所需要和感興趣的人文信息。為數字地球提供上述地球空間數據框架是測繪業本身的"專職"，但又對測繪學提出了更高層的技術要求。

NSDI要建立在NII上，要在因特網上運行，要求開發功能強、效率高的因特網GIS軟件。這表明還要大力發展測繪產品的計算機網絡技術，它的技術基礎是寬帶、高速圖形圖象網絡，當然其中寬帶高速問題需要國家投資在NII中解決。數字地球構想的另一個高技術特點是虛擬現實模型。目前發展起來的全數字化攝影測量就能夠利用功能強大的計算機系統或工作站，對數字化影象進行處理，建立立體地形或地物虛擬模型。但如何將這一技術用在因特網上對多種測繪產品和普通用戶提供虛擬模型甚或虛擬現實模型，則是要進一步研究和發展的。數字地球是對真實地球及其相關現象的多分辨率、統一性的三維數字化整體表達，這里強調了統一性和整體性，要求全球多源數據無縫無邊的連結和整合。從空間數據框架來說，其統一性和整體性是由大地測量來實現和給予保證的。大地測量是傳統測繪的基礎，對當前信息化測繪和構建未來數字地球更是基礎的基礎，即空間數據框架的框架。它要求全球采用統一的參考橢球模型和相應的地心坐標參考框架(如ITRF)；全球統一的高程基準，即統一定義和使用的大地水準面；全球統一的重力測量基準(重力基本網)；全球統一的地圖投影系統。一切原有的測繪成果，特別是國家基本地圖都要轉換到上述全球統一的參考系中。數字地球對全球大地測量提出了更高更緊迫的要求。GPS配以少量SLR和VLBI站是各國保持和維護各自的地心參考框架的基本技術，但局部坐標到全球坐標的轉換目前還難于達到優于米級的精度；全球高程系統的統一問題，大地測量學家經過幾十年的研究，目前還是一個未能解決的難題，最終要通過全球重力數據，特別是新一代衛星重力計劃和衛星海洋測高計劃在國際大地測量協會的統籌和協調下實現。

海洋占全球面積的70%，海洋將是21世紀資源開發的主要競爭空間，海洋動力環境的變化（如厄爾尼諾現象）又是決定全球氣候變化的主要控制"閥門"。數字地球向海洋測繪提出了挑戰。從全球來說，目前海洋的精細測繪基本上還是空白，多波束測深技術的發展加速了各國領海海底地形的測繪，但要將陸地坐標參考框架以相近的精度擴展到海洋仍存在困難，海上GPS定位精度還低于5米；由于陸地高程基準不能用水準測量傳遞到海洋，在衛星測高技術的支持下用某種去掉潮汐影響的平均海面作深度基準，精度可達米級，和多波束測深精度相當。但廣大的開闊深海的海底地形測繪不可能用船載測深儀完成，用衛星測高結合重力數據(低階或中階重力場模型)反演海底地形，目前試驗精度可達10-100米。數字地球將要求海洋測繪技術有新的突破。

測繪學由于其技術的突破已日益向相關地學領域滲透。大地測量更成為研究地球動力學(包括海洋動力甚至大氣動力)的重要技術手段，GPS監測已能提供全球板塊運動和地殼形變精密數據，可用于研究地學災害(地震、滑坡和火山爆發等)的預測；GPS已可以和VLBI相近的精度和頻譜分辨率監測地球自轉的變化，由此研究地球深部結構和動力過程及全球變化；專題GIS也成為環境災害問題分析預測工具。數字地球最重要的功能之一是為解決21世紀人類面臨的環境和災害問題提供一個可供觀察、分析、模擬和預測的全球信息系統，以期協調人與自然的關系。

我們贊成活數字地球或動態數字地球的提法，因為人類是生活在不斷運動變化的地球上。現在在全球性的觀測中，各種對地觀測新技術已可能連續快速獲取地球表面（或淺層）隨時間變化的幾何和物理信息，了解地球上各種現象及其變化。因此測繪學或者說測繪業則應當利用3S技術結合合成孔經雷達干涉技術（INSAR）以及其他新技術（如衛星重力探測技術等）對地進行觀測，為構建活數字地球提供描述地球動態變化的地理信息產品。

數字地球構想是推動人類大踏步跨進信息社會的重大戰略步驟，有挑戰也有風險。測繪是數字地球的基礎，測繪工作者也將是構造數字地球的"尖兵"，也要求測繪學有新的發展和突破。

三、測繪學和地球空間信息學

在本文第一部分已談及測繪學在新的技術進步推動下的現展趨勢。從現代信息論的觀點看，測繪學本質上就是一門關于地球空間信息的學科，傳統的測繪受地面測量技術、時空尺度和精度水平以及投入的局限，其產品主要是單一的地形圖和在地形圖基礎上編繪的專用地圖。它不能反映、至少不能及時反映地球表面形態的變化，特別是大范圍和全球變化。其產品制作周期長，已不能滿足地區經濟和全球經濟高速發展的多種需要。信息技術加快了人類社會的運行速度。測繪學應該是提供人類生存空間自然環境及其變化信息的學科，它的學科內涵發生了巨大的變化，因此如何界定測繪學的含義，已是世界各國測繪工作者所關注的問題。于是從90年代開始，國際上將測繪學（Surveying and Mapping）更改為一個新詞，以準確反映學科實質，Geomatics一詞由此應運而生。隨后，有關Geomatics的提法在我國學術界，主要是地學界成為熱門話題，由于對其含義理解不同，其中文譯名也是五花八門，現在將它譯成"地球空間信息學"，已基本得到認同。不管人們對Geomatics的含義如何理解，但根據ISO的標準定義和國際測繪聯合會（IUSM）對"測繪學"的定義，兩者的含義是基本類同的，只不過Geomatics所涉及的地球空間信息的范圍更寬一些。Geomatics更準確地描述了測繪學在現代信息〖CD2〗通訊社會中的地位和作用，適應了現代社會對地球空間信息的極大需求的特點，因而發展和提高了測繪學的研究和工作領域，符合現代測繪學發展的實際?，F代測繪工程的核心技術是空間技術，包括GPS、衛星遙感和航測，測繪的范圍擴展到整個近地空間，例如近地空間航天器的導航定位，近地空間重力場的測定，大氣層甚至電離層的信息；其支撐技術是信息技術，主要處理電磁波信息和影像信息，加之通訊、計算機網絡等信息技術，使地球空間信息學科的理論和技術體系比傳統的測繪學有了很大的發展和更新，由此，Geomatics適合于納入數字地球的理論和技術框架。

隨著數字地球構想的實施，測繪學面臨一個歷史性的發展新機遇，傳統的或現代測繪學將以地球空間信息學的新面目立于地球科學分支學科之林，以更強的活力向前發展，前景良好。

四、建 議

本文漫談了測繪學的發展及其與數字地球構想的關系。為在21世紀加速建設我國空間數據基礎設施，發展我國的測繪學科和測繪事業，以迎接"數字地球"的挑戰，根據我國目前測繪事業發展的現狀，從一個側面（主要是大地測量方面）提出以下建議：

1.盡快統一我國大地定位參考框架的建設，對近年來由各個部門獨立建立的各等級GPS定位網進行必要的聯測和統一整體平差，此舉可望進一步加強國家級的大地定位框架；

2.將沿海各部門100多個驗潮站統一組織GPS聯測，精密確定各驗潮站水位標尺零點的大地高，填補陸海相接地帶重力測量空白。此舉為統一陸海大地水準面，建立海洋高程基準，研究海平面變化至關重要；

3.研究將陸地GPS定位框架向我國領海擴展的方案，著手建立我國包括海域的廣域差分GPS定位系統；

4.盡快完成重建我國重力基本網，發展航空重力測量系統，加密西部地區重力測量和GPS水準，加大力度支持對衛星測高數據的利用，為下世紀確定我國亞分米級或厘米級大地水準面作好數據儲備，建立可在因特網上運行的新的重力數據庫；

測繪科學的概念范文第3篇

關鍵詞：數字地球 測繪科技 發展

引言:1993年和1994年美國先后以總統令的形式提出建立“國家信息基礎設施”(NII)，即通稱的信息高速公路，以及“國家空間數據基礎設施”(NSDI)，這是進一步推進社會信息化，搶占信息產業發展新的制高點和主動權的重大戰略步驟，時隔5年，這一計劃的實施初見成效，刺激了美國的經濟增長，于是去年又以美國副總統演講形式推出數字地球的概念和構想，并計劃到2020年試圖達到地球信息化的最終目標，亮出了美國這一近期全球信息戰略的底牌。由美國政府高層出面提出的這一“數字地球”構想引起全球各方關注，并成為學術界熱點話題。中國學者尤其在地學界也做出了積極的反應，不論從科學技術的角度還是從國家利益的角度，中國要準備迎接這一嚴峻挑戰，已成共識。作為測繪學科，測繪行業反應更顯強烈，數字地球概念為測繪事業發展提供了新的機遇和更高層次的發展前景。這里我們想就現代測繪學的發展從學科的觀點稍為具體地探討一下它與數字地球的關系和在構建數字地球中的作用。

一、測繪學的現展

空間技術，各類對地觀測衛星使人類有了對地球整體進行觀察和測繪的工具，好像可以把地球擺在實驗室進行觀察研究一樣方便。由空間技術和其他相關技術，如由計算機、信息、通訊等技術發展起來的3S技術(GPS，RS，GIS)在測繪學中的不斷出現和應用，使測繪學從理論到手段都發生了根本的變化。測繪生產任務也由傳統的紙上或類似介質的地圖編制、生產和更新發展到地理空間數據的采集、處理和管理。GPS的出現革新了傳統的定位方式；傳統的攝影測量數據采集技術已由遙感衛星或數字攝影獲得的影像所代替，測繪人員在室內借助高速高容量計算機和專用配套設備對遙感影像或信號記錄數據進行地表(甚至地殼淺層)幾何和物理信息的提取和變換，得出數字化地理信息產品，由此制作各類可供社會使用的專用地圖等測繪產品。我國960萬平方公里國土的國家基本地圖的成圖或更新周期可望從十幾年，幾十年縮短到幾年或更短，測繪業的體力勞動得到解放，生產力得到大的提高。

今天，光纜通訊、衛星通訊、數字化多媒體網絡技術可使測繪產品從單一紙質信息轉變為磁盤和光盤等電子信息，產品分發可從單一郵路轉到“電路”(數字通訊和計算機網絡傳真)，測繪產品的形式和服務社會的方式由于信息技術的支持發生了很大變化，實現了信息化的發展。

當前，隨著我國經濟的高速發展和經濟所有制成份和運行體制的改革，需要開放民用國家測繪產品；從技術方面看，西方國家衛星測地技術可制作全球幾乎任一地區1m分辨率(相當1∶1萬比例尺)的地圖，衛星上的GPS又可將這種地圖納入全球參考框架和轉換為他們的國家坐標系，中、小比例尺國家地圖的保密價值已大大降低；對于軍事敏感的重力數據，衛星重力技術所發展的低階全球重力場模型已足夠用于他們的遠程戰略導彈發射。目前全球高階重力場模型(如EGM96)分辨率已達50km，已接近我國現有重力數據的分辨率，其保密價值也需要重新評估。這一形勢使絕大部份測繪產品可以作為普通商品服務于全社會，測繪業從單一國家事業逐漸轉變為社會主義市場經濟的產業，這無疑為測繪學的發展注入了新的活力和擴大了發展空間，這也是一個有重要意義的歷史性轉變。

綜上所述，由于以空間技術、計算機技術、通訊技術和信息技術為支柱的測繪高新技術日新月異的迅猛發展，測繪學的理論基礎、測繪工程的技術體系、其研究領域和學科目標，正在適應新形勢的需要發生著深刻的變化，表現為正在以高新技術為支撐和動力，進入市場競爭求發展，測繪業已成為一項重要的信息產業。它的服務范圍和對象也在不斷擴大，不僅是原來的單純從控制到測圖，為國家制作基本地形圖的任務，而是擴大到國民經濟和國防建設中與空間數據有關的各個領域。它必將隨著21世紀更加成熟的信息化社會的到來向更高層次發展，在未來數字地球的概念和技術框架中占據重要的基礎性地位。

二、數字地球和現代測繪學

地球上一切事件都發生在一定的空間位置，人類社會經濟活動所需要的信息絕大部分(約80%)都與地理位置相關。中國21世紀議程62個優先發展項目中，約有40個需要建立或應用地理信息系統。數字地球是利用海量地理信息(即地球空間數據)對地球所做的多分辨率、3維數字化描述的整體信息模型，便于人類最大限度地實現信息資源的共享和合理使用，為人類認識、改造和保護地球提供一種新的手段，這里在數字地球的概念中突出顯示了地理坐標的框架作用，因此NSDI是數字地球的基礎設施，要求提供(地球)空間數據框架，包括大地測量控制框架(國家定位網和重力控制網)、數字正射影像、數字高程模型、道路、水系、行政境界、公共地籍等基礎地理數據集。在此框架上加載各類地球自然信息和人類社會經濟活動等一切所需要和感興趣的人文信息。為數字地球提供上述地球空間數據框架是測繪業本身的“專職”，但又對測繪學提出了更高層的技術要求。

NSDI要建立在NII上，要在因特網上運行，要求開發功能強、效率高的因特網GIS軟件。這表明還要大力發展測繪產品的計算機網絡技術，它的技術基礎是寬帶、高速圖形圖像網絡，當然其中寬帶高速問題需要國家投資在NII中解決。數字地球構想的另一個高技術特點是虛擬現實模型。目前發展起來的全數字化攝影測量就能夠利用功能強大的計算機系統或工作站，對數字化影像進行處理，建立立體地形或地物虛擬模型。但如何將這一技術用在因特網上對多種測繪產品和普通用戶提供虛似模型甚或虛擬現實模型，則是要進一步研究和發展的。數字地球是對真實地球及其相關現象的多分辨率、統一性的3維數字化整體表達，這里強調了統一性和整體性，要求全球多源數據無縫無邊的連接和整合。從空間數據框架來說，其統一性和整體性是由大地測量來實現和給予保證的。大地測量是傳統測繪的基礎，對當前信息化測繪和構建未來數字地球更是基礎的基礎，即空間數據框架的框架。它要求全球采用統一的參考橢球模型和相應的地心坐標參考框架(如ITRF)；全球統一的高程基準，即統一定義和使用的大地水準面；全球統一的重力測量基準(重力基本網)；全球統一的地圖投影系統。一切原有的測繪成果，特別是國家基本地圖都要轉換到上述全球統一的參考系中。數字地球對全球大地測量提出了更高更緊迫的要求。GPS配以少量SLR和VLBI站是各國保持和維護各自的地心參考框架的基本技術，但局部坐標到全球坐標的轉換目前還難于達到優于米級的精度；全球高程系統的統一問題，大地測量學家經過幾十年的研究，目前還是一個未能解決的難題，最終要通過全球重力數據，特別是新一代衛星重力計劃和衛星海洋測高計劃在國際大地測量協會的統籌和協調下實現。

海洋占全球面積的70%，海洋將是21世紀資源開發的主要競爭空間，海洋動力環境的變化(如厄爾尼諾現象)又是決定全球氣候變化的主要控制“閥門”。數字地球向海洋測繪提出了挑戰。從全球來說，目前海洋的精細測繪基本上還是空白，多波束測深技術的發展加速了各國領海海底地形的測繪，但要將陸地坐標參考框架以相近的精度擴展到海洋仍存在困難，海上GPS定位精度還低于5m；由于陸地高程基準不能用水準測量傳遞到海洋，在衛星測高技術的支持下用某種去掉潮汐影響的平均海面作深度基準，精度可達米級，和多波束測深精度相當。但廣大的開闊深海的海底地形測繪不可能用船載測深儀完成，用衛星測高結合重力數據(低階或中階重力場模型)反演海底地形，目前試驗精度可達10～100m。數字地球將要求海洋測繪技術有新的突破。

測繪學由于其技術的突破已日益向相關地學領域滲透。大地測量更成為研究地球動力學(包括海洋動力甚至大氣動力)的重要技術手段，GPS監測已能提供全球板塊運動和地殼形變精密數據，可用于研究地學災害(地震、滑坡和火山爆發等)的預測；GPS已可以和VLBI相近精度和頻譜分辨率監測地球自轉的變化，由此研究地球深部結構和動力過程及全球變化；專題GIS也成為環境災害問題分析預測工具。數字地球最重要的功能之一是為解決21世紀人類面臨的環境和災害問題提供一個可供觀察、分析、模擬和預測的全球信息系統，以期協調人與自然的關系。

我們贊成活數字地球或動態數字地球的提法，因為人類是生活在不斷運動變化的地球上?，F在在全球性的觀測中，各種對地觀測新技術已可能連續快速獲取地球表面(或淺層)隨時間變化的幾何和物理信息，了解地球上各種現象及其變化。因此測繪學或者說測繪業則應當利用3S技術結合合成孔經雷達干涉技術(INSAR)以及其他新技術(如衛星重力探測技術等)對地進行觀測，為構建活數字地球提供描述地球動態變化的地理信息產品。

數字地球構想是推動人類大踏步跨進信息社會重大戰略步驟，有挑戰也有風險。測繪是數字地球的基礎，測繪工作者也將是構造數字地球的“尖兵”，也要求測繪學有新的發展和突破。

三、測繪學和地球空間信息學

在本文第一部分已談及測繪學在新的技術進步推動下的現展趨勢。從現代信息論的觀點看，測繪學本質上就是一門關于地球空間信息的學科，傳統的測繪受地面測量技術、時空尺度和精度水平以及投入的局限，其產品主要是單一的地形圖和在地形圖基礎上編繪的專用地圖。它不能反映、至少不能及時反映地球表面形態的變化，特別是大范圍和全球變化。其產品制作周期長，已不能滿足地區經濟和全球經濟高速發展的多種需要。信息技術加快了人類社會的運行速度。測繪學應該是提供人類生存空間自然環境及其變化信息的學科，它的學科內涵發生了巨大的變化，因此如何界定測繪學的含義，已是世界各國測繪工作者所關注的問題。于是從90年代開始，國際上將測繪學(Surveying and Mapping)更改為一個新詞，以準確反映學科實質，Geomatics一詞由此應運而生。隨后，有關Geomatics的提法在我國學術界，主要是地學界成為熱門話題，由于對其含義理解不同，其中文譯名也是五花八門，現在將它譯成“地球空間信息學”，已基本得到認同。不管人們對Geomatics的含義如何理解，但根據ISO的標準定義和國際測繪聯合會(IUSM)對“測繪學”的定義，兩者的含義是基本類同的，只不過Geomatics所涉及的地球空間信息的范圍更寬一些。Geomatics更準確地描述了測繪學在現代信息——通訊社會中的地位和作用，適應了現代社會對地球空間信息的極大需求的特點，因而發展和提高了測繪學的研究和工作領域，符合現代測繪學發展的實際?，F代測繪工程的核心技術是空間技術，包括GPS、衛星遙感和航測，測繪的范圍擴展到整個近地空間，例如近地空間航天器的導航定位，近地空間重力場的測定，大氣層甚至電離層的信息；其支撐技術是信息技術，主要處理電磁波信息和影像信息，加之通訊、計算機網絡等信息技術，使地球空間信息學科的理論和技術體系比傳統的測繪學有了很大的發展和更新，由此，Geomatics適合于納入數字地球的理論和技術框架。

隨著數字地球構想的實施，測繪學面臨一個歷史性的發展新機遇，傳統的或現代測繪學將以地球空間信息學的新面目立于地球科學分支學科之林，以更強的活力向前發展，前景良好。

四、建議

本文漫談了測繪學的發展及其與數字地球構想的關系。為在21世紀加速建設我國空間數據基礎設施，發展我國的測繪學科和測繪事業，以迎接“數字地球”的挑戰，根據我國目前測繪事業發展的現狀，從一個側面(主要是大地測量方面)提出以下建議：

1.盡快統一我國大地定位參考框架的建設，對近年來由各個部門獨立建立的各等級GPS定位網進行必要的聯測和統一整體平差，此舉可望進一步加強國家級的大地定位框架。

2.將沿海各部門100多個驗潮站統一組織GPS聯測，精密確定各驗潮站水位標尺零點的大地高，填補陸海相接地帶重力測量空白。此舉為統一陸海大地水準面，建立海洋高程基準，研究海平面變化至關重要。

3.研究將陸地GPS定位框架向我國領海擴展的方案，著手建立我國包括海域的廣域差分GPS定位系統。

4.盡快完成重建我國重力基本網，發展航空重力測量系統，加密西部地區重力測量和GPS水準，加大力度支持對衛星測高數據的利用，為下世紀確定我國亞分米級或厘米級大地水準面作好數據儲備，建立可在因特網上運行的新的重力數據庫。

測繪科學的概念范文第4篇

[關鍵詞]測量平差 教學模式 教學方法

引言

“測量平差”是測繪工程類專業的專業基礎課，是整個測繪學科與技術的重要理論基石[1]，是處理測繪數據必須掌握的一門技術課程。一般院校在大二下學期或大三上學期開設，其目的是讓學生領會最小二乘原理的基本思想，學會用合適的平差方法調整測量數據之間的矛盾，求得所需觀測量的最佳值，并進行精度評定。

與其他專業課程最明顯的差別在于，測量平差是數學理論與測量實踐的完美結合。它既包含嚴謹的數學理論，又具有較強的實用價值，著重研究如何運用數學方法處理實際的測量誤差問題。而該門課程概念抽象、符號繁多、公式復雜，不易掌握，一直以來，“教師如何做到因材施教，有效地提高教學質量？學生如何更好、更透徹地掌握基本理論和方法”是從教教師和歷屆學生共同關注的話題。

本文以本科“測量平差”教學實踐為基礎，結合近幾屆學生的學習情況、考試成績和反饋意見，主要從教材、教學內容、教學模式等幾個教學核心問題進行探討，借此平臺與各位從教人員交流。

精選教材，梳理教學內容

教材是保證教學順利進行的重要保障，是提高教學質量的首要條件。目前，測量平差的教材主要有測繪出版社和武漢大學出版社出版的《誤差理論與測量平差基礎》，這兩本教材理論嚴謹而精準，內容準確而全面，既包含了經典平差的基本理論和方法，又介紹了現代平差的一些基礎知識，實用性強，可作為普通高校測繪類專業平差課的比較不錯選擇。我校測地專業采用測繪出版社出版的平差教材。

測量平差是實用性很強的專業課程，它既有數學的抽象性、科學性特點，又有應用的廣泛性、技術性特點。“教師難教，學生難學”是令很多相關人士頭疼的問題。究其原因，主要有以下兩點：

其一，學生學習積極性不高。計算機技術的日益普及和迅速發展，使得各類專業測量軟件的自動化、智能化程度不斷提高，導致大部分學生對數據處理的基本原理學習熱情不高，甚至有部分同學認為沒必要進行基本原理的學習，只要掌握相關軟件的使用方法就可以了。其實不然，高等教育的目標就是培養具有創新精神和實踐能力的高級專門人才，這就要求學生必須具備扎實的基礎知識和基本理論，否則無以談創新。因此，教師要引導學生夯實基礎、增強創新意識、轉變學習觀念、加強實踐鍛煉，為學生創新素質的培養提供條件。

其二，課程內容抽象，理論性強，增加了學習難度。測量平差屬于一門應用數學類的專業基礎課，其涉及的數學知識多，不僅包括高等數學、概率論與數理統計、線性代數等學科的基礎知識，而且大量運用矩陣推導，令學生望而生畏；再者，課程囊括的概念多，內容多，方法多，不僅涉及測量學的基礎知識，而且需要一些專業方面的基本理論，給教學帶來了一定的難度。

因此，為了教學工作的順利進行和學習任務的簡化，教師應該梳理教學內容，優化知識體系，掃除學生“不學、難學”的心理障礙。首先，由于課程涉及學科廣泛，有些數學知識沒接觸過，比如多元函數條件極值、矩陣的求導、矩陣的跡等等。為此，開課前教師需要主動與學生進行溝通，獲取第一手信息，并及時地補充相關教學內容，減少學生學習盲點，提高學習效率。其次，要上好第一堂課。緒論里就告訴學生：測量平差其實就是“一個準則，兩項任務”，即最小二乘原理和參數估計、精度評定。為完成這兩項任務，我們需要掌握一套基本理論（誤差理論），掌握兩大定律（方差及協方差傳播定律、權及權逆陣的傳播律），領會四種方法（參數平差、條件平差、附有條件的參數平差、附有參數的條件平差），履行六個步驟（分析觀測量、列方程式、組成法方程、解算法方程、平差值計算、精度估計）。這樣學生對該課程的內容結構和知識體系有個初步了解，學前心理壓力會有所減少，學習興趣將有所增加，教學效果有利于提高。

改革教學模式，提高教學質量

1.采用“問題引導式”教學，激發學生學習興趣

傳統的教學模式單一，教師基本上采用滿堂灌的方法，授課時不停地講解、板書，學生被動地記筆記、聽內容。這樣既增加了教師板書的負擔，又減少了學生思考的空間，導致課堂氣氛既沉悶又乏味，同時也助長了學生的惰性和對教師的依賴性，更談不上學生自學能力和創新意識的培養。如何來改變這種氛圍呢？實踐證明，“問題引導式”教學有利于提高課程教學質量。

測量平差的邏輯體系嚴謹、完備，也就難免抽象、費解，采用“問題引導式”的教學方法，有利于摒棄傳統的“灌輸式”、“填鴨式”的做法。實施過程中，以淺顯易懂而又常見的實例為背景，學生在教師的引導下，全都積極參與問題的思考、討論，從而促進教與學的互動。選擇實際問題時，應遵循興趣性、啟發性、典型性原則。學生在興趣的推動下，能夠積極、主動地思考問題，同時萌生了共同探討的熱情，拓寬了思維；而典型性的問題，又可以起到舉一反三、觸類旁通的作用，培養學生解決實際問題的能力和創新能力。比如在講解緒論部分時，實習中水平角觀測時為什么上、下半測回，以及每個測回之間測得角度值均不同？測量結果為什么會因人而異？而為什么水平角要觀測多個測回？三角形內角和為什么不等于180°？伴隨的這些矛盾如何解決呢？在教師的提問下，學生會積極思考這些問題，由此引出測量條件、誤差、多余觀測、平差的概念。通過學生平時遇到的簡單現象自然地引出平差的概念，讓學生對課程產生了濃厚的興趣和學習熱情。講解精密度、準確度和精確度概念時，以常見的打靶為例，分析子彈在靶心周圍的三種分布情況來解釋概念，這樣既形象生動，又簡單易懂。

測繪科學的概念范文第5篇

關鍵詞:WebGIS 房產測繪 三維 信息化

中圖分類號:P2 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(a)-0022-02

在我國,房地產業已經成為國民經濟的支柱產業,對經濟的發展和經濟結構的調整都發揮著越來越重要的作用。而房地產管理中一項重要的基礎性、服務性工作—— 房地產測繪,為房地產開發、經營以及交易提供基本的信息服務。因此,在信息化的背景下,依托新的信息技術發展和完善房地產測繪信息管理系統,是房地產測繪信息化建設的重要內容,也是房地產測繪信息管理的現實需要。

1 概述

1.1 房產測繪信息及其特點

地理景觀對象從空間認知上可以分為兩大類:一類是以場為基礎的對象,如地形、土壤種類分布等,這類對象在空間上連續分布。另一類是以離散實體為特性的對象,如房屋、樹等,這類對象以獨立的個體而存在。

房產測繪信息包括房屋及附屬建筑物、各類界線(房產界線、境界線）、各類房產要素相關點（控制點、界址點、境界點）、交通要素(公路、鐵路等）、水體要素、綠化用地、其它要素等。但其中主要和最重要的組成部分無疑是房產建筑物。

房產建筑物邊界清晰、功能完整屬于離散實體的范疇。故而,房產測繪信息的主體信息—— 房產建筑物應該屬于離散實體的范疇。房屋的特性除了離散性外,還有一大特點就是大多比較規則且具有相似性,尤其是大多數小區中的房屋形狀、樣式、外觀基本相同。

1.2 基于WebGIS的房產測繪信息三維可視化的概念

可視化(Visualization）是指在人腦中形成對事物、現象的心像,是一個心理處理過程,促使對事物的觀察力及建立概念等。三維可視化,是指運用計算機圖形學和圖像處理技術,將數據和運算結果轉換為三維圖形.并在屏幕上顯示出來等一系列進行交互處理的理論、方法和技術。

房產測繪信息三維可視化是三維可視化技術在房產測繪領域的具體應用。房產測繪信息二維可視化是指利用計算機圖形學、可視化技術、虛擬現實技術等以三維可視的形式表達房產測繪信息。房產測繪信息三維可視化應遵循著突出房產要素,淡化其他要素的原則進行。因此,房產測繪信息三維可視化研究的重點應放在房產測繪信息的主體部分—— 房產建筑物的三維可視化上。

基于WebGIS的房產測繪信息三維可視化是指在WebGIS的環境下實現房產測繪信息的三維可視化。也就是說,用戶可以通過Internet實時查看自己關心區域的房產測繪三維場景。其核心問題是如何在WebGIS環境下實現房產測繪信息區域三維場景的實時構建。

2 相關技術研究

2.1 GIS技術

地理信息系統(Geographic Information System簡稱GIS）是管理和研究空間數據的技術系統,在計算機軟硬件支持下,它可以對空間數據按地理坐標或空間位置進行各種處理、對數據的有效管理、研究各種空間實體及相互關系。通過對多因素的綜合分析,它可以迅速地獲取滿足應用需要的信息,并能以地圖、圖形或數據的形式表示處理的結果。

2.2 可視化技術

可視化（Visualization）是20世紀80年代后期由美國科學家提出并發展起來的一門新興邊緣技術。所謂可視化,就是對人腦印象構造過程的一種仿真,以支持用戶的判斷和理解,具體的說,它將科學計算過程中及計算結果所產生的數據轉換為圖形或圖像信息。并可進行交互式分析。可視化技術成為信息爆炸時代人類分析和駕馭信息的有力工具。

2.3 虛擬現實技術

虛擬現實技術（VR）是當前計算機圖形學的熱點,首先應用在軍事和航空領域,在技術產業化后,才被廣泛應用到各個領域。虛擬現實技術的發展速度可以與電腦技術的發展速度相比擬。虛擬現實技術是三維可視化的主要應用技術,也將可能成為GIS三維可視化的核心。

2.4 WebGIS技術

WWW是目前Internet上發展最快的領域,也是Internet網上最重要的信息檢索手段。早期的WebGIS頁面(Home Page）主要用來傳遞靜態HTML文檔,后來由于CGI接口,特別是Java和JavaScript語言的引入,使得WebGIS頁面可以方便地傳播動態信息。近年來,動態網頁技術有了飛速的發展,JSP,ASPNET等技術的出現大大便捷了WebGIS的開發。利用這些技術可以設計出具有動畫、聲音、圖形/圖像和各種特殊效果的WebGIS頁面。

3 技術難點研究

3.1 房產測繪信息三維場景WebGIS上實時構建難以實現

近年來,國內外關于地理信息可視化的研究主要集中在數字地面模型(DTM）和城區景觀可視化的研究上。這方面的研究現在已取得了很多成果。諸如用數字形態學、分形學、小波理論等新興理論和方法對三維建模和數據結構的改進和優化。