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    測繪工作在我國經濟建設中的重要作用

發布時間:2015-8-19 丨 閱讀次數:1224 丨 文章來源:admin
       改革開放以后,在世界新技術革命浪潮推動下,適應我國經濟建設的急需,我國傳統測繪體系迅速向數字化測繪體系轉化、過渡。在近30年中,我國測繪科技實現了劃時代的變革,傳統的模擬測繪生產方式被取代,數字化測繪技術體系從起步到完善,推動了測繪生產和服務方式產生了翻天覆地的巨變。測繪科技的革命,提升了測繪對國民經濟建設與社會可持續發展的服務保障能力,曾經深居“象牙之塔”的測繪高新科技開始飛入尋常百姓家,滲透到國民經濟和社會生活的各個領域,測繪工作也由此大步邁向信息化測繪新紀元!
       1999年11月1日,由國家發展和改革委員會批復的國家基礎測繪設施項目開工建設,國家測繪局組織實施,全國33個測繪單位共同承建。總投資2.6億元的國家基礎測繪設施項目經過5年建設全面竣工,建立了由航空航天遙感數據處理系統、基礎地理信息數據生產技術體系、基礎地理信息管理服務技術體系和國家基礎地理信息獲取與處理、存儲與管理、分發服務與應用的現代化測繪基礎設施,全面實現了傳統測繪技術體系向數字化測繪技術體系的歷史性跨越,極大地提高了基礎測繪生產效率和信息服務能力。
        隨著國民經濟和社會信息化進程加快,社會對地理信息資源的需求迅速增長,測繪技術手段和資源配置方式發生深刻變化,測繪部門開始向建立以“地理信息獲取實時化、處理自動化、服務網絡化和應用社會化”為特征的信息化測繪體系邁進。空間對地觀測技術、網絡化地理信息服務技術以及3S集成技術成為測繪技術體系的核心,測繪服務從標準化、專業化的地圖服務向全方位、高動態、數字化、網絡化的地理信息服務轉變。
        30年來,測繪部門大力實施“科技興測”戰略,瞄準國際測繪科技前沿領域開展科學研究,針對測繪行業重大共性關鍵技術開展科技攻關,推動行業技術升級,為推動測繪事業發展提供了強大動力。 
       我國大地測量工作改變傳統的作業模式。1978年至今,我國地面大地測量儀器由功能單一的光學儀器進步到多功能的數字化設備。傳統的大地測量工作非常艱苦,外業測量人員需要背負幾十斤重的儀器,在高原大漠等各種環境中艱苦工作。改革開放以來,隨著激光、電子、空間、計算機等技術的飛速發展,大地測量的理論和技術已完成從傳統向現代的轉變,大地測量的作業模式產生了質的變化。 
       1979年,國家測繪局和總參測繪局共同制定了建立中國衛星多普勒大地網的計劃,并于1980年4至10月,組織進行了全國衛星多普勒網(37個點)的野外觀測工作。然后,對這個全國范圍內布測的整體衛星大地網觀測數據進行全面的科學分析,采取嚴密的數據處理措施。1984年,繼當時僅有的西歐網和北美網之后,圓滿建成了我國衛星多普勒網。該網建成后,及時提交國防、石油、航天等部門使用。應用結果表明,這一成果提高了遠程武器的命中精度;提高了我國火箭和衛星升空的入軌精度,并對衛星測軌、跟蹤和觀測臺站提供了精確的站址地心坐標,從而提高衛星的定軌精度;提供了精確的轉換參數,可將地面任意一點測定的地心位置轉化為我國統一的大地坐標系統;為石油勘探、地質找礦、海洋資源調查等以及確定南極長城站與北京之間的距離、方位提供了精確的科學依據。1988年“全國衛星多普勒網布設和平差計算”項目通過鑒定,該網的建立,標志著我國衛星多普勒定位技術在大地測量中的應用已達到80年代國際先進水平。
       為了向西北三大盆地沙漠地區的大規模石油地質勘探提供測繪保障,求定西北地區地心坐標與大地坐標最佳轉換參數,1984年,國家測繪局與青海石油局、新疆石油局等單位合作布測了西北衛星定位網。該網所含39個點均與國家一等大地點重合,布設范圍包括陜、甘、青、新、藏五省區,面積300多萬平方公里。出動了17臺多普勒衛星定位儀參加同步聯測,定位精度為±0.54米,地心坐標轉換參數精度達到當時國際先進水平。西北衛星定位網的建立與應用,為開展全國陸地、海洋衛星定位網的布測和科研工作,提供了經驗,培養了人才。在此基礎上,國家測繪局、石油部、地礦部和國家海洋局等所屬52個單位從1987年8月開始開展了更大范圍的多普勒衛星定位聯合作業。在我國西部、中部、東部和海洋大陸架4個觀測區,出動60臺多普勒衛星定位儀進行觀測。到1991年2月底,我國已擁有700多個多普勒衛星定位點,成為當時擁有多普勒衛星定位點最多的國家。
       1988年,國家測繪局利用多普勒衛星定位技術開展了南沙群島定位網與全國天文大地網之間的聯測工作。同年,國家測繪局、國家海洋局等單位共同組織的中國大陸架GPS衛星定位網開始布設,共布設定位點52個,這是我國首次應用GPS于大地測量,填補了我國衛星大地測量定位的空白。
       1990年以后,測繪部門開始利用GPS布設國家空間控制網,GPS技術在測繪工作的各個領域得到廣泛應用,大大提高了生產效率。
       1990年,國家測繪局組織了國家高精度GPS網和GPS軌道跟蹤站的方案論證和前期規劃。從1991年起,國家測繪局組織實施國家高精度GPS網的布測。1992年,國家測繪局、地礦部等8個部門聯合開展了全國GPS大會測,使中國在較短的時間內建立起高精度的GPS骨干控制網——'92 A級GPS網,標志著中國GPS技術的應用和研究進入了聯合攻關的階段。1992年,我國還參加了國際GPS地球動力學服務局(IGS)組織的1992年國際GPS會測,用4臺GPS接收機在北京、上海、武漢、南京進行了規定時間的觀測。1993年,完成GPS衛星跟蹤站的組建,并在北京建立了GPS檢定場。1995年,完成高精度GPS B級網的外業施測。1996年,完成高精度 GPS A 級網的復測,共復測和增測A級網點55個。1995—1997年,基本完成GPS A級網和GPS B級網的數據處理。
    1998年,國家高精度GPS B級網通過國家級驗收及鑒定,宣告建成了我國第一個大規模骨干空間控制網并公布啟用。國家高精度GPS網達到同類網國際先進水平。
       國家高精度GPS網包括GPS永久性跟蹤站和A、B級高精度GPS網,其中已建立永久性跟蹤站8個;A級網點33個,并于1996年進行復測;B級網點818個。
       國家高精度GPS網是我國首次在全國范圍內(除臺灣外)利用現代大地測量手段布設的空間控制網。這項工作不僅為精化我國的大地水準面提供了可靠的成果,而且使我國的GPS定位應用技術水平大大提高了一步,培養了人才,積累了經驗。
       此外,國家測繪局還初步建成了全國GPS衛星服務體系,從1996年底開始正式運行,向社會提供GPS精密星歷服務;建立了北京、拉薩、武漢、烏魯木齊等8個GPS永久跟蹤站,形成連續觀測、長期穩定運行的GPS衛星跟蹤網。測繪部門向用戶提供的星歷服務屬于衛星通過后的軌道參數,是一種事后處理和事后信息,適用于大地定位和各種精度要求較高的非實時定位。
       攝影測量走上全數字化自動測圖之路。傳統的模擬測繪儀器,精度比較高,但是特別笨重,占地面積大,維修困難,不僅作業勞動強度大,而且效率較低。1981年,國家測繪局測繪科學研究所研制的數控測圖儀通過國家鑒定,性能穩定,精度較高。1982年又研制出數控正射投影儀。為滿足測繪生產的需要,1984年國家測繪局下達科研攻關項目,研制測圖型解析測圖儀。經過艱苦的努力,國家測繪局測繪科學研究所1988年成功研制出集光機電計算機技術于一體的JX-1解析測圖儀、JX-3解析測圖儀和配套軟件,填補了國內該類儀器的空白,占領了國內市場。
       JX-3型解析測圖儀,是攝影測量與遙感領域的主力儀器,是集精密光學機械、自動控制、計算機軟硬件及測繪科技為一體的綜合系統。這種儀器過去全部依靠進口,每臺售價高達150萬人民幣。1988年初,具有世界先進水平的國產航測儀器——JX-3解析測圖儀展現在人們面前。同年即投入批量生產,1990年被評為國家級新產品,1992年獲國家科學技術進步一等獎,并先后售出105臺套,在全國25個省、市、自治區的測繪、地質、交通、水利、冶金、城市建設等專業領域得到應用,占領了國內80%的市場,從根本上改變了長期依賴進口的局面,標志著我國精密攝影測量儀器步入世界先進行列。
       JX-3解析測圖儀的推廣應用不僅減輕了作業人員的勞動強度,而且提高了航測作業的現代化水平,為全數字化航測儀器的研制與發展積累了寶貴的經驗,造就了一批人才。
       1998年6月,JX-4A數字攝影測量工作站通過鑒定。JX-4A數字攝影測量工作站是國家“863”計劃信息獲取與處理技術主題中的子項目和國家測繪局測繪科技發展基金項目。以中國工程院院士劉先林為首的中國測繪科學研究院的課題組,根據測繪行業尋求更為先進的1∶5萬、1∶1萬比例尺及更大比例尺地圖修測手段和設備這一市場需求,在JX-3解析測圖儀的基礎上,采用目前最新的硬件和軟件平臺,經過一年多的努力,開發研制成功了JX-4A數字攝影測量工作站。
       這一全數字攝影測量工作站選用微型計算機為主機,通過專用的攝影測量立體顯示卡實現了雙圖形、雙圖像漫游,快速圖像縮放,為國內外首創,它的立體編輯功能強,具有全漢化界面,內定向、相對定向、絕對定向、影像相關、數字地面模型生成、數字正射影像制作和人機交互的數字測圖功能,以及有效的質量控制手段,操作簡便、靈活,能滿足當前4D產品生產的基本要求。
       JX-4A數字攝影測量工作站是數字化測繪技術體系中的關鍵技術,已用于數字化測繪產品的規模化生產,占領大半中國市場,并銷往日本、芬蘭、巴基斯坦等國。該成果獲得2001年國家科技進步一等獎。它實現了從傳統的模擬測繪技術體系向數字化測繪技術體系的轉變,是現代測繪高新技術發展的重大突破。
    2007年我國又成功研制出SWDC系列數字航空攝影儀等高分辨率航空攝影設備,改變了長期以來我國航空攝影測量一直依賴國外膠片和數字航空攝影儀的局面,作為自動化、智能化的空間信息獲取與更新的重要技術手段,填補了國內空白。
       近30年來,我國在攝影測量與遙感技術領域可謂成績斐然,在數據獲取能力方面,成功研制一系列傳感器,發射50多顆對地觀測衛星,組成風云、海洋、資源和環境減災四大民用系列對地觀測衛星體系;積累了總存貯容量超過660TB的影像數據,覆蓋全國陸地、海域以及我國周邊國家和地區1500萬平方公里的地球表面;組建起一支多學科交叉的研究隊伍,160多家院校和科研院所設置3S相關專業;誕生一批空間信息企業并研制成功大量軟件產品。同時,適應產業發展需要的地理空間信息管理制度、標準規范開始建立。
       地圖生產邁向信息化測繪時代。上世紀80年代以來,我國地圖生產逐步擺脫了傳統手工編繪方式,地圖制圖與出版一體化的數字制圖系統已成為地圖生產的基本技術手段。隨著測繪科技的升級換代,地圖作為測繪的終端產品,正發生著一場深刻的變化。
       在制作工藝上,由計算機制圖代替了人工制圖。不僅顯著提高了生產效率,而且極大地豐富了表現效果:靜態變成動態、無聲變成有聲、二維變成多維等。特別是利用現代多媒體技術,以數字地圖為背景,通過人性化的設計,可向人們提供傳統地圖無法與之媲美的信息科技地圖精品。
       在表現形式上,模擬地圖發展為數字地圖。數字地圖是一種虛地圖,它是一組地理空間數據的集合。數字地圖通過可視化處理,例如在屏幕上顯示出來就是通常說的電子地圖,在計算機繪圖儀上可輸出紙質地圖。數字地圖具有靈活性,它不受地形圖傳統分幅的限制,并且顯示或輸出的比例尺可以調整;數字地圖便于修改與更新,有利于保持其現勢性;數字地圖易于保存(如光盤)和攜帶,方便使用。
       在信息獲取上,呈現出手段多、自動化、全天候及周期短為特征的信息快速獲取勢頭。在提高了地面測繪信息采集自動化程度的同時,全數字攝影測量系統的開發,特別是對地觀測衛星的發射和航空航天遙感技術的發展,使得空間地理信息的快速獲取(更新)、加工與提供成為現實。衛星遙感影像的空間分辨率不斷提高,時間分辨率不斷縮短。
       在表示內容上,不僅信息量大而且具有可擴展性。模擬地圖上測繪信息的含量受到了產品表現形式的極大局限和制約,只能在照顧圖面清晰、一覽性等條件下,表示出地物目標少數最基本的有限特性。例如,1∶500的模擬地圖中一幢房屋一般只能注記樓房層次、建筑材料等。而在數字地圖理論上可在同一地物目標的數據上附加無限的地理相關信息(稱為屬性),如用戶名、樓房高、建筑面積、建造年代、設計單位等。
       在數據質量上,因數學關系嚴密、數學精度恒定而提高了數學質量。數字地圖不會因為輸出設備的不同或輸出比例的改變而影響其數據的質量。
       在產品類型上,呈現出多樣化的趨勢。除了4D產品外,各類以4D產品為基礎和利用GIS技術與多媒體技術生產出的專題應用系統、專題地圖與多媒體地圖不勝枚舉。
       3S技術集成走在世界前列。3S技術集成即為全球定位系統(GPS)、攝影測量與遙感(RS)和地理信息系統(GIS)的集成,是近幾年來地球空間信息科學發展的前沿技術。3S集成包括空基3S集成與地基3S集成。空基3S集成是實現航空航天遙感信息的直接對地定位、偵察、制導測量等;地基3S集成是實現車載、航載定位導航和地面目標的定位、跟蹤、測量等實時作業。我國在此領域取得了一系列重大成果,例如GPS與GIS結合,開展了城市公安、交通、消防及導航等領域的應用研究,并投入應用。RS與GIS的結合,一方面包括從遙感數據中為地理信息系統提供專題信息或進行數據庫更新,另一方面從地理信息系統中提取必要的輔助信息和知識,以實現智能化的遙感圖像處理分類和解譯。我國在此領域緊跟國際發展的總趨勢,其研究和應用已進入國際先進行列,取得了一系列成果,并已在洪水災害動態監測與信息傳輸等領域投入實際應用。
       進入21世紀,隨著信息技術的飛速發展,3S技術逐步與計算機、網絡、通信等高新技術集成,并得到廣泛應用,從而使地理信息產品的技術含量和網絡化服務能力不斷提高;車載導航、個人移動定位、互聯網地圖等新型高科技產品的生產與服務蓬勃興起,涌現出一大批具有自主創新能力的地理信息企業,有力地促進了地理信息產業的發展。以3S技術為支撐、以空間信息資源為核心的地理信息產業現已成為現代服務業新的經濟增長點,并為測繪事業開拓了更加廣闊的服務領域和發展空間

     

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