本期关注:测绘技术体系 随着我国首部全国基础测绘中长期规划纲要的颁布施行,我国测绘事业进入了全新的发展阶段。从50年前国家测绘局成立至今,我国测绘科技取得了长足进步,形成了包括大地测量、摄影测量与遥感、地图制图、工程测量、海洋测绘、地籍测绘、测绘仪器、测绘标准化、测绘科技信息研究、测绘经济管理等学科齐全、技术装备配套的科学研究与技术开发和服务体系,取得了大量具有国际学术水平和实用价值的科研成果,促进了高新技术产业化,全面实现了从传统测绘技术体系向数字化测绘技术体系的转变,进而带动了地理信息产业的繁荣,推动了数字中国的进程。 责任编辑胡其峰 |
从建国初期开始,我国测绘界就开始独立解决测绘生产中的重大科学技术问题,如青藏高原测图技术、大比例尺地形图的航测技术、国家大地图集的编绘出版等,并开始独立设计、改造和制造我国测绘作业所需要的各种仪器设备。
1976年至80年代末,是中国近代测绘技术体系的进一步完善和现代测绘技术体系的初步发展阶段,科研工作的主要目的在于促进测绘科技向现代体系过渡。
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随着改革开放和经济快速发展,对测绘的需求突出了及时性、现势性、动态性和多样性,尤其是对数字化测绘产品的需求越来越强烈。为保障国民经济建设快速发展,国家测绘局瞄准世界测绘高新技术努力追赶创新,在世纪之交实现了测绘技术体系从模拟到数字化的转变。
数字测绘技术体系建设提上日程
上世纪90年代初,我国测绘科技事业蓬勃发展,国家测绘局先后组织科研、教学、生产单位进行了一批测绘科技项目的研究工作,取得了显著的成效。
那个时期,测绘技术的发展经历了两个五年计划,“八五”测绘科学技术发展计划于1990年制订并实施,“八五”期间,测绘科技的发展从更新模拟测绘信息产品、生产数字化测绘信息产品和开发应用测绘技术等实际需要出发,以传统测绘技术体系的数字化改造、高精度空间动态定位网建立、海洋测绘新技术和数字摄影测量等技术开发为重点,提出了八个方面的主要科技任务:研究建立我国数字化测绘技术体系;建立国家高精度空间动态定位网及开展地球动力学研究;国土基础信息系统和专业地理信息系统的实验研究;建立合理分工的国产卫星遥感应用产业体系;开发海洋测绘技术;研究计算机立体视觉和工业自动控制的实时摄影测量技术;测绘软科学研究;测绘基础理论研究。其中建立数字化测绘技术体系研究被列入“八五”国家攻关计划。
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1991年以来,测绘部门积极应用3S技术对传统测绘技术体系进行现代化改造,在国家科技攻关计划的支持下,建成了四川、陕西、黑龙江、北京、上海、广东、湖北等七个数字化测绘生产示范基地。在数字化测绘技术体系建设中,发展了实用的数字摄影测量工作站、机助制图工作站和激光扫描绘图机,建立了航测遥感、机助制图和国土基础信息系统联成一体、内外业一体化的信息获取、处理和服务模式。重点进行了模拟测图技术的数字化改造,遥感专题信息提取及数字测图智能化技术的研究。开发了地图编辑工作站,地图扫描数字化仪及地图生产设计和内外业一体化数字测图实用化系统。研究设计了我国数字化测绘生产的技术结构模式和产品模式,初步实现了同一生产过程产出模拟和数字式两种地理信息产品,基本形成了将卫星定位、遥感、数字化测图、机助制图和基础地理信息系统有机合成一体的信息获取、处理和服务的产业化运行模式。
向现代地理信息产业转变
1998年,全面启动数字测绘产品规模化生产,这是国家测绘局推进传统测绘业向现代地理信息产业转变的重大举措。面对技术、资料、管理等多种困难,国家测绘局系统各有关单位通过充分利用并完善有关研究成果,周密安排技术试验、生产试验和试生产,逐步明确了用户需求、产品模式、技术标准、生产成本和生产组织管理模式,提高了技术成熟程度,积累了生产管理经验。目前,已确立了数字测绘产品的基本模式,通过组合可以生产出形式多样的数字产品。修订印发了三种数字产品的生产技术规定及技术标准(试行本),使数字产品的生产基本步入轨道。1998年完成的数字测绘产品生产任务,面积相当于覆盖国土1/4强,工作量超过往年数字化生产总量。通过1998年一年的数字化测绘产品的规模化生产实践,在数字产品模式、技术手段、技术标准、质量控制、生产管理和人才培养等方面积累了经验,使国家测绘局系统生产技术体系的改造实现了一次大的跨越,全面调整了产业结构,促进了3S技术在测绘生产过程中的集成,使数字化生产基地能够对来自不同数据源的基础数据进行数据采集和处理,同时生产模拟产品和数字化产品,数字产品的生产能力跃上了一个新的台阶。与此同时,通过计算机网络实现与基础地理信息系统之间的数据传输,形成基础地理信息的快速获取、处理、存贮和分发服务体系。
全面建成数字化测绘技术体系
1999年11月1日,由国家计委批复的国家基础测绘设施项目开工建设,国家测绘局组织实施,全国33个测绘单位共同承建。国家基础测绘设施项目的建设,极大地提高了测绘部门的数字化测绘生产效率和基础地理信息更新水平。测绘部门目前已基本形成以数字栅格地图、数字正射影像图、数字高程模型、数字矢量线划图等为基本产品形式的基础地理信息生产工艺流程,数字化测绘生产能力较项目建设前提高约4倍,数字化测绘成果数据量已近80TB;基础地理信息管理服务技术体系初步建立,数据存储容量约100TB,备份容量约130TB。项目解决了基于网络的数字化测绘生产、海量空间信息存储管理、广域数据传输、空间数据库构建、基于WEB的地理信息查询等关键技术难题,建成了我国首家异构平台的存储区域网络系统和集数据、视频、语音传输功能于一体的测绘系统数据传输专网――中国测绘网。
2004年11月,经过全国33个承建单位约5年的建设,投资近2.6亿元的国家基础测绘设施项目圆满竣工,这标志着我国传统测绘技术体系全面实现了向数字化测绘技术体系的历史性跨越,为实施国家空间信息基础设施发展战略奠定了良好基础。
延伸阅读:为数字中国筑基
进入20世纪90年代,以信息和空间技术为支撑的知识经济浪潮势不可当。1998年,数字地球概念首次提出,我国党和政府领导、科技界对此高度重视。仿佛一夜春风拂遍中华大地,数字中国建设很快提上议事日程。国家测绘局责无旁贷地开始承担起数字中国地理空间框架建设任务。
从我国基本国情和测绘事业发展的实际出发,国家测绘局明确了数字中国地理空间框架应包括四大体系:即基础数据体系、政策法规与标准体系、组织机构体系、数据交换网络服务体系。框架建设的总体目标是,通过5至10年的努力,基本建成上述四大体系,实现多尺度、多分辨率、现势性好的基础地理信息数据的全国覆盖,为国民经济和社会信息化提供地理空间基础平台,为政府和全社会准确及时地提供三维空间定位数据、基础地理信息数据及其应用服务。
首先是在基础数据体系建设上成绩显著。平面基准方面,在完成了1954北京坐标系、1980西安坐标系的全国平面控制网基础上,建成了一批卫星激光测距站、甚长基线干涉测量站和GPS跟踪站,布设了由1300余点组成的GPSA、B级网和由1000点组成的中国地壳运动观测网。高程基准方面,建成了近23万公里的全国一、二等水准网,完成了我国三期一等水准复测数据的综合处理,获得了我国大陆近50年来现代地壳垂直运动速率值和我国大陆陆地垂直运动总趋势为南升北降等重要成果。重力基准方面,在已建立的1985第二代国家重力基本网基础上,基本完成了2000国家重力基本网建设。精化了我国大地水准面,为GPS技术应用于高程测定奠定了基础。在国家基础地理信息系统建设方面,建成了全国1:400万、1:100万、1:25万数据库,七大江河流域洪水防范区数字高程模型数据库和几十个城市1:500至1:2000大比例尺地图数据库,加快了国家1:5万、省级1:1万和上海、天津等大中城市基础地理信息数据库建设,1:5万数字高程模型、数字栅格地图数据库已建成。启动了国家1:25万数据库更新工作。
第二是技术支撑条件明显加强。1999年开始建设的国家基础测绘设施项目使测绘部门在航空航天遥感数据处理、基础地理信息管理服务、基础地理信息数据生产、基础地理信息数据传输等方面的基础设施明显增强。目前已建立了1个国家级基础地理信息中心,31个省级基础地理信息中心,以及多个国家级基础地理信息数据生产基地和省级基础地理信息数据生产基地,构成了以航空航天遥感数据处理系统、基础地理信息管理服务技术体系、基础地理信息数据生产技术体系、国家基础地理信息系统数据传输网络等4个单项工程为骨干的从基础地理信息数据生产到信息服务的较为完整的现代化测绘技术体系,从而使我国基础地理信息数据的规模化生产能力上了一个新台阶。此外,“十五”期间,国家测绘局支持的数字化测绘技术体系关键技术集成及产业化项目获得国家科技进步一等奖,八个项目分别获得国家科技进步和国家自然科学二等奖,为地理空间基础框架建设提供了技术支撑。
第三是地理信息标准体系逐步完善。我国积极支持和参与国际标准化组织地理信息技术委员会的工作,并成立了全国地理信息标准化技术委员会,开展了地理信息方面国家标准的立项、制定、推广工作。作为数字中国地理空间基础框架的重要组成部分,省级地理空间基础框架建设也已取得重大进展。陕西、海南、山西、广东、浙江、江苏、河南、湖南、湖北、福建、吉林、四川、河北、黑龙江、新疆等省区和北京、上海、广州、重庆、厦门、深圳、长春等城市明确了数字区域建设的总体目标和任务。各级测绘主管部门在数字区域地理空间基础框架建设中发挥着主导作用。
2006年是“十一五”的开局之年,国家测绘局计划到2010年基本建成数字中国地理空间框架。国家测绘局将加快基础地理信息数据库建设与更新,提高基础地理信息资源的覆盖率与现势性,并将在全国范围内选择100个左右具备条件的城市,开展数字城市地理空间框架建设的试点,形成统一、权威的城市地理空间信息公共服务平台。
相关链接:中长期基础测绘七大任务
一是现代化测绘基准体系建设与维护。要充分运用现代测绘理论和高新技术手段,建立卫星定位连续运行参考站网和空间大地控制网,进一步完善高程控制网、重力基本网以及相应的地面基础设施,形成覆盖全国的新一代高精度、动态测绘基准体系。
二是航空航天遥感资料获取。要充分利用国外卫星资源和我国自主测绘卫星,实现中高分辨率卫星遥感影像对全部陆地国土的覆盖,以及更高分辨率卫星遥感影像对重点地区的覆盖,形成航空航天遥感相互配合和优势互补、国家和地方航空航天遥感影像资料获取统筹协调和资源共享的机制,实现多种类、多分辨率航空航天遥感影像对全部国土的全面覆盖以及对重点区域的及时覆盖。
三是基本比例尺地形图测绘与更新。要充分利用现代测绘高新技术和先进装备,实施我国西部1:5万地形图空白区测绘工程,获取西部200万平方公里1:5万地形图空白区基础地理信息数据,测制约5000幅1:5万地形图,建设相应的基础地理信息数据库,从根本上解决该区域范围尚无1:5万地形图的问题。要继续加强国家基本比例尺地形图测制,加快更新速度,全面实现国家基本比例尺地形图的必要覆盖和及时更新,不断提高地形图的现势性。
四是基础地理信息数据库建设与更新。要充分利用现代测绘高新技术成果,进一步完善国家级基础地理信息数据库,推进地方基础地理信息数据库建设,形成较为完善的数字中国地理空间框架数据体系。建成基础地理信息变化监测体系,逐步实现基础地理信息的快速获取与数据库的动态更新。
五是信息化测绘基础设施建设。要加大基础设施的投入力度,显著提高基础地理信息获取、处理和服务能力。要积极推进高分辨率立体测图卫星的研制和发射,大力加强先进航空遥感平台和卫星测绘应用平台建设。要进一步完善导航定位卫星应用系统,发展多种类型、多种传感器数字航空遥感平台,推进高分辨率立体测图卫星应用,积极支持测绘卫星的研制和发射,加强卫星测绘应用与服务体系的基础设施建设,大力提高基础地理信息变化监测的技术装备水平,建成完善的基础地理信息共享与服务网络体系。
六是基础测绘成果开发与应用服务。要大力开发基础测绘公共产品,开发不同种类、不同尺度、不同形式的数字化测绘产品系列,推出新一代国家基本比例尺地形图。要加快各类经济社会发展所需的公开版地图、地图集、挂图和国家版图的系列标准地图等产品的编制出版,建立权威的政府地图网站,大力促进导航电子地图、多媒体地图、影像地图和三维景观地图等新产品的开发。实现基础地理信息的网络化共享和服务。
七是测绘科技创新和标准化建设。要充分发挥科研教育机构的测绘科技和人才资源优势,加强测绘科技基础研究和原创性、战略性科技攻关,开发自主知识产权的软件平台和技术装备。要进一步完善测绘科技创新体系,在基础研究和核心技术领域取得新的突破,形成一批具有自主知识产权和国际竞争力的测绘软件平台和技术装备,建成一批业务化运行的基础地理信息应用系统。