测绘科学的概念

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测绘科学的概念范文第1篇

【关键词】信息化测绘；框架；定位；概念

一、相关概念简析

从技术方面来讲，信息化的测绘技术是目前现代化测绘技术经过多个学科相互交叉以及融合以后，并且不断地发展以后形成的，其所依托的测绘体系所体现的便是数字化内容，能够将地理空间信息准确、快速以及全面的更新和获取，同时还能够对信息进行智能化的处理以及一体化的管理、分发、网络生产。与此同时，还能将地理空间信息的融合以及增值服务最大限度的实现，从而使得测绘技术以及信息更加的社会化，使得社会可以获取更多多样化、多元化以及多尺度的服务，同时也是整个测绘技术（数字化）未来的发展方向。

当然，现代化的测绘技术包括的内容有很多，其中包括卫星定位技术、测高技术、重力测量技术等等。并且随着计算机技术不断的发展，通信技术不断的进步，以及航天航空、卫星技术不断的更新换代，人类已经能够对自己何时、何地、做什么、寻找什么进行自动化的回答。并且还能将这些实时的时空消息主观的向其他人进行传递、分享。

二、相关定位简析

人类在进行社会活动的过程中，以及自然界本身所发生过的变化，都是建立在一定的时空框架的基础上，而这些活动以及变化最基本的载体以及数学的基础便是地球中每一个空间信息。在二十一世纪，因为移动通信以及互联网络不断的推陈出新，以及pc电脑端便携化发展，使得时空信息服务成为了当下每一个人最基本的需求，同时也是整个时代的特征体现以及产业化运行时空信息的关键因素。所以，测绘体系的建设以及主要定位必须建立在公共事业（服务、平台以及产品）的基础上，就目前实际情况看来，我国测绘体系在定位方面，主要包括有自动化的测绘生产、多元信息化的测绘成果以及社会化的测绘产品。

（一）自动化的测绘生产

人类经济以及社会体系不断地发展，使得计算机信息技术得到了空前的快速发展，而测绘体系也打破了过去模拟测绘的牢笼，使其向数字化测绘完美的转型，比如一些效率低下、实用性能落后的手工地图，逐渐的成为了网络地图以及信息化的测绘方式。而用于野外测绘的平板一起也逐渐的转变成为了测绘系统，我们以前常看见的纸张类型的测绘装备已经向测绘系统完成了转型。在进行测绘过程中，对数据的采集以及所采集数据的准确性，以及越来越科技化以及准确化，这就使得数据资料相关的处理工作以及服务的模式不断地想信息化变化。就目前而言，对尚未技术进行处理的过程汇总，都需要高水平并且自动化程度较高的设备以及方法。而测绘技术不断发展最为显著的特征就是信息化测绘体系的不断全方位的覆盖。

（二）多元信息化的测绘成果

在目前的科学生产大环境下，科学技术不断地升级，而得到的数据结果在信息化的同时也呈现出了多元化的趋势，一般情况下，其主要体现在下面的几个方面：测绘结果所包含的数据内容，所涉及的范围都十分的广泛，并且在其中包括的内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，测绘的结果能够将数据资料本身的能力进行充分的体现；在智能技术的协助下，所衍生出来的产品也是多种多样，并且与现代的需求十分的契合。

（三）社会化的测绘产品

对于测绘产品的社会供求关系来说，公开测绘产品的真实信息是首要任务，测绘产品社会化的基本任务是从精简地理信息服务技术，组建集中地理信息系统开始的。测绘产品在其社会化发展需求的本质是通过其日常功用而达到的，在日常测绘技术的使用过程中，通过对测绘产品的使用能够达到解放劳动力，提高工作效率的效果，从而为社会提供更为便捷的测绘服务。只有在满足测绘产品社会化的基本发展要求的同时，测绘技术才能够在时代的变化中通过观念的转变而获取更为广阔的市场空间，从而为新型测绘产品提供更为丰富的内涵，使测绘产品的种类和信息服务的类型向更加广阔的深度发展，如导航系统的应用和智能物流配送系统的应用。

三、相关结构框架分析

随着全球信息网格（GIG）概念的提出，人们将要面临在下一代 3G（great global grid）互联网上进行网格计算，即不仅可以查询和检索 GIS 时空数据，而且还要能利用网络上的计算资源进行网格计算。在网格计算环境下，目前的 GIS 数据面临着空间数据的基准、空间数据的时态、语义描述以及数据存贮格式不一致的4大障碍。因此，建立全球统一的空间信息网格对实现网格计算势在必行。为此，我们提出了从用户需求出发的空间信息多级网格（SIMG）的概念，用带地学编码的粗细网格来统一存贮时空数据。其基本的思想是在地理坐标框架下，根据自然社会发展的不平衡特征将全球分成粗细不等的格网，格网中心点的经纬度坐标和全球地心坐标系坐标作为参照标准，存贮各个格网内的地物及其属性特征，这种存贮方法特别适合于国家社会经济数据空间统计与分析。结合信息化测绘体系在实际生产生活中的实践应用，归纳出其框架结构，主要分为应用层、服务层、管理层、数据层和技术层五个层次；还包括技术革新、支撑和保障体系，数据获取、数据库建立与更新，地理信息整理、集成和导航，产业化及社会化地理信息的应用服务四个体系。应用层包括公众服务、政务办公和专业应用三方面；服务层是社会化和产业化的地理信息应用服务体系，主要包括公众信息服务和政务信息服务；管理层对获取的地理信息进行整合、存储、分类等管理行为；数据层存储不同类型的地理信息；技术层为信息化测绘体系的服务及管理等行为提供技术支持。在上述五个层次中，应用层与服务层息息相关，应用层建立于服务层的平台上，服务层为应用层提供服务基础；管理层对数据层的数据信息进行管理，管理层对数据层的信息提取、建库、更新；技术层为其他层次提供技术革新、支撑和保障。

四、小结

随着我国经济水平不断地增加，现代化社会以及信息化社会不断地完善，测绘体系的发展以及变化也是随时都在进行。就最近几年相关数据而言，信息化测绘体系，必将在未来的各个行业都绽放出夺目的光彩。在相关的研究人员以及不断的实践过程中，这种体系也会变得更加的完善以及完美。

参考文献

[1]冯碧莲.强化内部机制，实施规范化管理——四川省遥感信息测绘院质量管理体系工作推行情况[J].四川测绘，2007，30（1）：47-48.

[2]陈丽金.基于.Net的厦门市住房信息测绘数据整理系统的设计与实现[J].城市勘测，2012（3）：31-33.

测绘科学的概念范文第2篇

关键词：现代 测绘学 数字地球

1993年和1994年美国先后以总统令的形式提出建立"国家信息基础设施"(NII)，即通称的信息高速公路，以及"国家空间数据基础设施"(NSDI)，这是进一步推进社会信息化，抢占信息产业发展新的制高点和主动权的重大战略步骤，时隔五年，这一计划的实施初见成效，刺激了美国的经济增长，于是去年又以美国副总统演讲形式推出数字地球的概念和构想，并计划到2020年试图达到地球信息化的最终目标，亮出了美国这一近期全球信息战略的底牌。由美国政府高层出面提出的这一"数字地球"构想引起全球各方关注，并成为学术界热点话题。中国学者尤其在地学界也作出了积极的反应，不论从科学技术的角度还是从国家利益的角度，中国要准备迎接这一严峻挑战，已成共识。作为测绘学科，测绘行业反应更显强烈，数字地球概念为测绘事业发展提供了新的机遇和更高层次的发展前景。这里我们想就现代测绘学的发展从学科的观点稍为具体地探讨一下它与数字地球的关系和在构建数字地球中的作用。

一、测绘学的现展

空间技术，各类对地观测卫星使人类有了对地球整体进行观察和测绘的工具，好象可以把地球摆在实验室进行观察研究一样方便。由空间技术和其它相关技术，如由计算机、信息、通讯等技术发展起来的3S技术（GPS、RS、GIS）在测绘学中的不断出现和应用，使测绘学从理论到手段都发生了根本的变化。测绘生产任务也由传统的纸上或类似介质的地图编制、生产和更新发展到地理空间数据的采集、处理和管理。GPS的出现革新了传统的定位方式；传统的摄影测量数据采集技术已由遥感卫星或数字摄影获得的影像所代替，测绘人员在室内借助高速高容量计算机和专用配套设备对遥感影象或信号记录数据进行地表(甚至地壳浅层)几何和物理信息的提取和变换，得出数字化地理信息产品，由此制作各类可供社会使用的专用地图等测绘产品。我国960万平方公里国土的国家基本地图的成图或更新周期可望从十几年，几十年缩短到几年或更短，测绘业的体力劳动得到解放，生产力得到大的提高。今天，光缆通讯、卫星通讯、数字化多媒体网络技术可使测绘产品从单一纸质信息转变为磁盘和光盘等电子信息，产品分发可从单一邮路转到"电路"(数字通讯和计算机网络传真)，测绘产品的形式和服务社会的方式由于信息技术的支持发生了很大变化，进入了信息化的发展。当前，随着我国经济的高速发展和经济所有制成份和运行体制的改革，需要开放民用国家测绘产品；从技术方面看，西方国家卫星测地技术可制作全球几乎任一地区1米分辨率(相当1∶1万比例尺)的地图，卫星上的GPS又可将这种地图纳入全球参考框架和转换为他们的国家坐标系，中、小比例尺国家地图的保密价值已大大降低；对于军事敏感的重力数据，卫星重力技术所发展的低阶全球重力场模型已足够用于他们的远程战略导弹发射。目前全球高阶重力场模型(如EGM96)分辨率已达50公里，已接近我国现有重力数据的分辨率，其保密价值也需要重新评估。这一形势使绝大部份测绘产品可以作为普通商品服务于全社会，测绘业从单一国家事业逐渐转变为社会主义市场经济的产业，这无疑为测绘学的发展注入了新的活力和扩大了发展空间，这也是一个有重要意义的历史性转变。

综上所述，由于以空间技术、计算机技术、通讯技术和信息技术为支柱的测绘高新技术日新月异的迅猛发展，测绘学的理论基础、测绘工程的技术体系、其研究领域和学科目标，正在适应新形势的需要发生着深刻的变化，表现为正在以高新技术为支撑和动力，进入市场竞争求发展，测绘业已成为一项重要的信息产业。它的服务范围和对象也在不断扩大，不仅是原来的单纯从控制到测图，为国家制作基本地形图的任务，而是扩大到国民经济和国防建设中与空间数据有关的各个领域。它必将随着21世纪更加成熟的信息化社会的到来向更高层次发展，在未来数字地球的概念和技术框架中占据重要的基础性地位。转贴于 二、数字地球和现代测绘学

地球上一切事件都发生在一定的空间位置，人类社会经济活动所需要的信息绝大部分(约80%)都与地理位置相关。中国21世纪议程62个优先发展项目中，约有40个需要建立或应用地理信息系统。数字地球是利用海量地理信息（即地球空间数据）对地球所做的多分辨率、三维的数字化描述的整体信息模型，便于人类最大限度地实现信息资源的共享和合理使用，为人类认识、改造和保护地球提供一种新的手段，这里在数字地球的概念中突出显示了地理坐标的框架作用，因此NSDI是数字地球的基础设施，要求提供(地球)空间数据框架，包括大地测量控制框架(国家定位网和重力控制网)、数字正射影像、数字高程模型、道路、水系、行政境界、公共地藉等基础地理数据集。在此框架上加载各类地球自然信息和人类社会经济活动等一切所需要和感兴趣的人文信息。为数字地球提供上述地球空间数据框架是测绘业本身的"专职"，但又对测绘学提出了更高层的技术要求。

NSDI要建立在NII上，要在因特网上运行，要求开发功能强、效率高的因特网GIS软件。这表明还要大力发展测绘产品的计算机网络技术，它的技术基础是宽带、高速图形图象网络，当然其中宽带高速问题需要国家投资在NII中解决。数字地球构想的另一个高技术特点是虚拟现实模型。目前发展起来的全数字化摄影测量就能够利用功能强大的计算机系统或工作站，对数字化影象进行处理，建立立体地形或地物虚拟模型。但如何将这一技术用在因特网上对多种测绘产品和普通用户提供虚拟模型甚或虚拟现实模型，则是要进一步研究和发展的。数字地球是对真实地球及其相关现象的多分辨率、统一性的三维数字化整体表达，这里强调了统一性和整体性，要求全球多源数据无缝无边的连结和整合。从空间数据框架来说，其统一性和整体性是由大地测量来实现和给予保证的。大地测量是传统测绘的基础，对当前信息化测绘和构建未来数字地球更是基础的基础，即空间数据框架的框架。它要求全球采用统一的参考椭球模型和相应的地心坐标参考框架(如ITRF)；全球统一的高程基准，即统一定义和使用的大地水准面；全球统一的重力测量基准(重力基本网)；全球统一的地图投影系统。一切原有的测绘成果，特别是国家基本地图都要转换到上述全球统一的参考系中。数字地球对全球大地测量提出了更高更紧迫的要求。GPS配以少量SLR和VLBI站是各国保持和维护各自的地心参考框架的基本技术，但局部坐标到全球坐标的转换目前还难于达到优于米级的精度；全球高程系统的统一问题，大地测量学家经过几十年的研究，目前还是一个未能解决的难题，最终要通过全球重力数据，特别是新一代卫星重力计划和卫星海洋测高计划在国际大地测量协会的统筹和协调下实现。

海洋占全球面积的70%，海洋将是21世纪资源开发的主要竞争空间，海洋动力环境的变化（如厄尔尼诺现象）又是决定全球气候变化的主要控制"阀门"。数字地球向海洋测绘提出了挑战。从全球来说，目前海洋的精细测绘基本上还是空白，多波束测深技术的发展加速了各国领海海底地形的测绘，但要将陆地坐标参考框架以相近的精度扩展到海洋仍存在困难，海上GPS定位精度还低于5米；由于陆地高程基准不能用水准测量传递到海洋，在卫星测高技术的支持下用某种去掉潮汐影响的平均海面作深度基准，精度可达米级，和多波束测深精度相当。但广大的开阔深海的海底地形测绘不可能用船载测深仪完成，用卫星测高结合重力数据(低阶或中阶重力场模型)反演海底地形，目前试验精度可达10-100米。数字地球将要求海洋测绘技术有新的突破。

测绘学由于其技术的突破已日益向相关地学领域渗透。大地测量更成为研究地球动力学(包括海洋动力甚至大气动力)的重要技术手段，GPS监测已能提供全球板块运动和地壳形变精密数据，可用于研究地学灾害(地震、滑坡和火山爆发等)的预测；GPS已可以和VLBI相近的精度和频谱分辨率监测地球自转的变化，由此研究地球深部结构和动力过程及全球变化；专题GIS也成为环境灾害问题分析预测工具。数字地球最重要的功能之一是为解决21世纪人类面临的环境和灾害问题提供一个可供观察、分析、模拟和预测的全球信息系统，以期协调人与自然的关系。

我们赞成活数字地球或动态数字地球的提法，因为人类是生活在不断运动变化的地球上。现在在全球性的观测中，各种对地观测新技术已可能连续快速获取地球表面（或浅层）随时间变化的几何和物理信息，了解地球上各种现象及其变化。因此测绘学或者说测绘业则应当利用3S技术结合合成孔经雷达干涉技术（INSAR）以及其他新技术（如卫星重力探测技术等）对地进行观测，为构建活数字地球提供描述地球动态变化的地理信息产品。

数字地球构想是推动人类大踏步跨进信息社会的重大战略步骤，有挑战也有风险。测绘是数字地球的基础，测绘工作者也将是构造数字地球的"尖兵"，也要求测绘学有新的发展和突破。

三、测绘学和地球空间信息学

在本文第一部分已谈及测绘学在新的技术进步推动下的现展趋势。从现代信息论的观点看，测绘学本质上就是一门关于地球空间信息的学科，传统的测绘受地面测量技术、时空尺度和精度水平以及投入的局限，其产品主要是单一的地形图和在地形图基础上编绘的专用地图。它不能反映、至少不能及时反映地球表面形态的变化，特别是大范围和全球变化。其产品制作周期长，已不能满足地区经济和全球经济高速发展的多种需要。信息技术加快了人类社会的运行速度。测绘学应该是提供人类生存空间自然环境及其变化信息的学科，它的学科内涵发生了巨大的变化，因此如何界定测绘学的含义，已是世界各国测绘工作者所关注的问题。于是从90年代开始，国际上将测绘学（Surveying and Mapping）更改为一个新词，以准确反映学科实质，Geomatics一词由此应运而生。随后，有关Geomatics的提法在我国学术界，主要是地学界成为热门话题，由于对其含义理解不同，其中文译名也是五花八门，现在将它译成"地球空间信息学"，已基本得到认同。不管人们对Geomatics的含义如何理解，但根据ISO的标准定义和国际测绘联合会（IUSM）对"测绘学"的定义，两者的含义是基本类同的，只不过Geomatics所涉及的地球空间信息的范围更宽一些。Geomatics更准确地描述了测绘学在现代信息〖CD2〗通讯社会中的地位和作用，适应了现代社会对地球空间信息的极大需求的特点，因而发展和提高了测绘学的研究和工作领域，符合现代测绘学发展的实际。现代测绘工程的核心技术是空间技术，包括GPS、卫星遥感和航测，测绘的范围扩展到整个近地空间，例如近地空间航天器的导航定位，近地空间重力场的测定，大气层甚至电离层的信息；其支撑技术是信息技术，主要处理电磁波信息和影像信息，加之通讯、计算机网络等信息技术，使地球空间信息学科的理论和技术体系比传统的测绘学有了很大的发展和更新，由此，Geomatics适合于纳入数字地球的理论和技术框架。

随着数字地球构想的实施，测绘学面临一个历史性的发展新机遇，传统的或现代测绘学将以地球空间信息学的新面目立于地球科学分支学科之林，以更强的活力向前发展，前景良好。

四、建 议

本文漫谈了测绘学的发展及其与数字地球构想的关系。为在21世纪加速建设我国空间数据基础设施，发展我国的测绘学科和测绘事业，以迎接"数字地球"的挑战，根据我国目前测绘事业发展的现状，从一个侧面（主要是大地测量方面）提出以下建议：

1.尽快统一我国大地定位参考框架的建设，对近年来由各个部门独立建立的各等级GPS定位网进行必要的联测和统一整体平差，此举可望进一步加强国家级的大地定位框架；

2.将沿海各部门100多个验潮站统一组织GPS联测，精密确定各验潮站水位标尺零点的大地高，填补陆海相接地带重力测量空白。此举为统一陆海大地水准面，建立海洋高程基准，研究海平面变化至关重要；

3.研究将陆地GPS定位框架向我国领海扩展的方案，着手建立我国包括海域的广域差分GPS定位系统；

4.尽快完成重建我国重力基本网，发展航空重力测量系统，加密西部地区重力测量和GPS水准，加大力度支持对卫星测高数据的利用，为下世纪确定我国亚分米级或厘米级大地水准面作好数据储备，建立可在因特网上运行的新的重力数据库；

测绘科学的概念范文第3篇

关键词：数字地球 测绘科技 发展

引言:1993年和1994年美国先后以总统令的形式提出建立“国家信息基础设施”(NII)，即通称的信息高速公路，以及“国家空间数据基础设施”(NSDI)，这是进一步推进社会信息化，抢占信息产业发展新的制高点和主动权的重大战略步骤，时隔5年，这一计划的实施初见成效，刺激了美国的经济增长，于是去年又以美国副总统演讲形式推出数字地球的概念和构想，并计划到2020年试图达到地球信息化的最终目标，亮出了美国这一近期全球信息战略的底牌。由美国政府高层出面提出的这一“数字地球”构想引起全球各方关注，并成为学术界热点话题。中国学者尤其在地学界也做出了积极的反应，不论从科学技术的角度还是从国家利益的角度，中国要准备迎接这一严峻挑战，已成共识。作为测绘学科，测绘行业反应更显强烈，数字地球概念为测绘事业发展提供了新的机遇和更高层次的发展前景。这里我们想就现代测绘学的发展从学科的观点稍为具体地探讨一下它与数字地球的关系和在构建数字地球中的作用。

一、测绘学的现展

空间技术，各类对地观测卫星使人类有了对地球整体进行观察和测绘的工具，好像可以把地球摆在实验室进行观察研究一样方便。由空间技术和其他相关技术，如由计算机、信息、通讯等技术发展起来的3S技术(GPS，RS，GIS)在测绘学中的不断出现和应用，使测绘学从理论到手段都发生了根本的变化。测绘生产任务也由传统的纸上或类似介质的地图编制、生产和更新发展到地理空间数据的采集、处理和管理。GPS的出现革新了传统的定位方式；传统的摄影测量数据采集技术已由遥感卫星或数字摄影获得的影像所代替，测绘人员在室内借助高速高容量计算机和专用配套设备对遥感影像或信号记录数据进行地表(甚至地壳浅层)几何和物理信息的提取和变换，得出数字化地理信息产品，由此制作各类可供社会使用的专用地图等测绘产品。我国960万平方公里国土的国家基本地图的成图或更新周期可望从十几年，几十年缩短到几年或更短，测绘业的体力劳动得到解放，生产力得到大的提高。

今天，光缆通讯、卫星通讯、数字化多媒体网络技术可使测绘产品从单一纸质信息转变为磁盘和光盘等电子信息，产品分发可从单一邮路转到“电路”(数字通讯和计算机网络传真)，测绘产品的形式和服务社会的方式由于信息技术的支持发生了很大变化，实现了信息化的发展。

当前，随着我国经济的高速发展和经济所有制成份和运行体制的改革，需要开放民用国家测绘产品；从技术方面看，西方国家卫星测地技术可制作全球几乎任一地区1m分辨率(相当1∶1万比例尺)的地图，卫星上的GPS又可将这种地图纳入全球参考框架和转换为他们的国家坐标系，中、小比例尺国家地图的保密价值已大大降低；对于军事敏感的重力数据，卫星重力技术所发展的低阶全球重力场模型已足够用于他们的远程战略导弹发射。目前全球高阶重力场模型(如EGM96)分辨率已达50km，已接近我国现有重力数据的分辨率，其保密价值也需要重新评估。这一形势使绝大部份测绘产品可以作为普通商品服务于全社会，测绘业从单一国家事业逐渐转变为社会主义市场经济的产业，这无疑为测绘学的发展注入了新的活力和扩大了发展空间，这也是一个有重要意义的历史性转变。

综上所述，由于以空间技术、计算机技术、通讯技术和信息技术为支柱的测绘高新技术日新月异的迅猛发展，测绘学的理论基础、测绘工程的技术体系、其研究领域和学科目标，正在适应新形势的需要发生着深刻的变化，表现为正在以高新技术为支撑和动力，进入市场竞争求发展，测绘业已成为一项重要的信息产业。它的服务范围和对象也在不断扩大，不仅是原来的单纯从控制到测图，为国家制作基本地形图的任务，而是扩大到国民经济和国防建设中与空间数据有关的各个领域。它必将随着21世纪更加成熟的信息化社会的到来向更高层次发展，在未来数字地球的概念和技术框架中占据重要的基础性地位。

二、数字地球和现代测绘学

地球上一切事件都发生在一定的空间位置，人类社会经济活动所需要的信息绝大部分(约80%)都与地理位置相关。中国21世纪议程62个优先发展项目中，约有40个需要建立或应用地理信息系统。数字地球是利用海量地理信息(即地球空间数据)对地球所做的多分辨率、3维数字化描述的整体信息模型，便于人类最大限度地实现信息资源的共享和合理使用，为人类认识、改造和保护地球提供一种新的手段，这里在数字地球的概念中突出显示了地理坐标的框架作用，因此NSDI是数字地球的基础设施，要求提供(地球)空间数据框架，包括大地测量控制框架(国家定位网和重力控制网)、数字正射影像、数字高程模型、道路、水系、行政境界、公共地籍等基础地理数据集。在此框架上加载各类地球自然信息和人类社会经济活动等一切所需要和感兴趣的人文信息。为数字地球提供上述地球空间数据框架是测绘业本身的“专职”，但又对测绘学提出了更高层的技术要求。

NSDI要建立在NII上，要在因特网上运行，要求开发功能强、效率高的因特网GIS软件。这表明还要大力发展测绘产品的计算机网络技术，它的技术基础是宽带、高速图形图像网络，当然其中宽带高速问题需要国家投资在NII中解决。数字地球构想的另一个高技术特点是虚拟现实模型。目前发展起来的全数字化摄影测量就能够利用功能强大的计算机系统或工作站，对数字化影像进行处理，建立立体地形或地物虚拟模型。但如何将这一技术用在因特网上对多种测绘产品和普通用户提供虚似模型甚或虚拟现实模型，则是要进一步研究和发展的。数字地球是对真实地球及其相关现象的多分辨率、统一性的3维数字化整体表达，这里强调了统一性和整体性，要求全球多源数据无缝无边的连接和整合。从空间数据框架来说，其统一性和整体性是由大地测量来实现和给予保证的。大地测量是传统测绘的基础，对当前信息化测绘和构建未来数字地球更是基础的基础，即空间数据框架的框架。它要求全球采用统一的参考椭球模型和相应的地心坐标参考框架(如ITRF)；全球统一的高程基准，即统一定义和使用的大地水准面；全球统一的重力测量基准(重力基本网)；全球统一的地图投影系统。一切原有的测绘成果，特别是国家基本地图都要转换到上述全球统一的参考系中。数字地球对全球大地测量提出了更高更紧迫的要求。GPS配以少量SLR和VLBI站是各国保持和维护各自的地心参考框架的基本技术，但局部坐标到全球坐标的转换目前还难于达到优于米级的精度；全球高程系统的统一问题，大地测量学家经过几十年的研究，目前还是一个未能解决的难题，最终要通过全球重力数据，特别是新一代卫星重力计划和卫星海洋测高计划在国际大地测量协会的统筹和协调下实现。

海洋占全球面积的70%，海洋将是21世纪资源开发的主要竞争空间，海洋动力环境的变化(如厄尔尼诺现象)又是决定全球气候变化的主要控制“阀门”。数字地球向海洋测绘提出了挑战。从全球来说，目前海洋的精细测绘基本上还是空白，多波束测深技术的发展加速了各国领海海底地形的测绘，但要将陆地坐标参考框架以相近的精度扩展到海洋仍存在困难，海上GPS定位精度还低于5m；由于陆地高程基准不能用水准测量传递到海洋，在卫星测高技术的支持下用某种去掉潮汐影响的平均海面作深度基准，精度可达米级，和多波束测深精度相当。但广大的开阔深海的海底地形测绘不可能用船载测深仪完成，用卫星测高结合重力数据(低阶或中阶重力场模型)反演海底地形，目前试验精度可达10～100m。数字地球将要求海洋测绘技术有新的突破。

测绘学由于其技术的突破已日益向相关地学领域渗透。大地测量更成为研究地球动力学(包括海洋动力甚至大气动力)的重要技术手段，GPS监测已能提供全球板块运动和地壳形变精密数据，可用于研究地学灾害(地震、滑坡和火山爆发等)的预测；GPS已可以和VLBI相近精度和频谱分辨率监测地球自转的变化，由此研究地球深部结构和动力过程及全球变化；专题GIS也成为环境灾害问题分析预测工具。数字地球最重要的功能之一是为解决21世纪人类面临的环境和灾害问题提供一个可供观察、分析、模拟和预测的全球信息系统，以期协调人与自然的关系。

我们赞成活数字地球或动态数字地球的提法，因为人类是生活在不断运动变化的地球上。现在在全球性的观测中，各种对地观测新技术已可能连续快速获取地球表面(或浅层)随时间变化的几何和物理信息，了解地球上各种现象及其变化。因此测绘学或者说测绘业则应当利用3S技术结合合成孔经雷达干涉技术(INSAR)以及其他新技术(如卫星重力探测技术等)对地进行观测，为构建活数字地球提供描述地球动态变化的地理信息产品。

数字地球构想是推动人类大踏步跨进信息社会重大战略步骤，有挑战也有风险。测绘是数字地球的基础，测绘工作者也将是构造数字地球的“尖兵”，也要求测绘学有新的发展和突破。

三、测绘学和地球空间信息学

在本文第一部分已谈及测绘学在新的技术进步推动下的现展趋势。从现代信息论的观点看，测绘学本质上就是一门关于地球空间信息的学科，传统的测绘受地面测量技术、时空尺度和精度水平以及投入的局限，其产品主要是单一的地形图和在地形图基础上编绘的专用地图。它不能反映、至少不能及时反映地球表面形态的变化，特别是大范围和全球变化。其产品制作周期长，已不能满足地区经济和全球经济高速发展的多种需要。信息技术加快了人类社会的运行速度。测绘学应该是提供人类生存空间自然环境及其变化信息的学科，它的学科内涵发生了巨大的变化，因此如何界定测绘学的含义，已是世界各国测绘工作者所关注的问题。于是从90年代开始，国际上将测绘学(Surveying and Mapping)更改为一个新词，以准确反映学科实质，Geomatics一词由此应运而生。随后，有关Geomatics的提法在我国学术界，主要是地学界成为热门话题，由于对其含义理解不同，其中文译名也是五花八门，现在将它译成“地球空间信息学”，已基本得到认同。不管人们对Geomatics的含义如何理解，但根据ISO的标准定义和国际测绘联合会(IUSM)对“测绘学”的定义，两者的含义是基本类同的，只不过Geomatics所涉及的地球空间信息的范围更宽一些。Geomatics更准确地描述了测绘学在现代信息——通讯社会中的地位和作用，适应了现代社会对地球空间信息的极大需求的特点，因而发展和提高了测绘学的研究和工作领域，符合现代测绘学发展的实际。现代测绘工程的核心技术是空间技术，包括GPS、卫星遥感和航测，测绘的范围扩展到整个近地空间，例如近地空间航天器的导航定位，近地空间重力场的测定，大气层甚至电离层的信息；其支撑技术是信息技术，主要处理电磁波信息和影像信息，加之通讯、计算机网络等信息技术，使地球空间信息学科的理论和技术体系比传统的测绘学有了很大的发展和更新，由此，Geomatics适合于纳入数字地球的理论和技术框架。

随着数字地球构想的实施，测绘学面临一个历史性的发展新机遇，传统的或现代测绘学将以地球空间信息学的新面目立于地球科学分支学科之林，以更强的活力向前发展，前景良好。

四、建议

本文漫谈了测绘学的发展及其与数字地球构想的关系。为在21世纪加速建设我国空间数据基础设施，发展我国的测绘学科和测绘事业，以迎接“数字地球”的挑战，根据我国目前测绘事业发展的现状，从一个侧面(主要是大地测量方面)提出以下建议：

1.尽快统一我国大地定位参考框架的建设，对近年来由各个部门独立建立的各等级GPS定位网进行必要的联测和统一整体平差，此举可望进一步加强国家级的大地定位框架。

2.将沿海各部门100多个验潮站统一组织GPS联测，精密确定各验潮站水位标尺零点的大地高，填补陆海相接地带重力测量空白。此举为统一陆海大地水准面，建立海洋高程基准，研究海平面变化至关重要。

3.研究将陆地GPS定位框架向我国领海扩展的方案，着手建立我国包括海域的广域差分GPS定位系统。

4.尽快完成重建我国重力基本网，发展航空重力测量系统，加密西部地区重力测量和GPS水准，加大力度支持对卫星测高数据的利用，为下世纪确定我国亚分米级或厘米级大地水准面作好数据储备，建立可在因特网上运行的新的重力数据库。

测绘科学的概念范文第4篇

[关键词]测量平差 教学模式 教学方法

引言

“测量平差”是测绘工程类专业的专业基础课，是整个测绘学科与技术的重要理论基石[1]，是处理测绘数据必须掌握的一门技术课程。一般院校在大二下学期或大三上学期开设，其目的是让学生领会最小二乘原理的基本思想，学会用合适的平差方法调整测量数据之间的矛盾，求得所需观测量的最佳值，并进行精度评定。

与其他专业课程最明显的差别在于，测量平差是数学理论与测量实践的完美结合。它既包含严谨的数学理论，又具有较强的实用价值，着重研究如何运用数学方法处理实际的测量误差问题。而该门课程概念抽象、符号繁多、公式复杂，不易掌握，一直以来，“教师如何做到因材施教，有效地提高教学质量？学生如何更好、更透彻地掌握基本理论和方法”是从教教师和历届学生共同关注的话题。

本文以本科“测量平差”教学实践为基础，结合近几届学生的学习情况、考试成绩和反馈意见，主要从教材、教学内容、教学模式等几个教学核心问题进行探讨，借此平台与各位从教人员交流。

精选教材，梳理教学内容

教材是保证教学顺利进行的重要保障，是提高教学质量的首要条件。目前，测量平差的教材主要有测绘出版社和武汉大学出版社出版的《误差理论与测量平差基础》，这两本教材理论严谨而精准，内容准确而全面，既包含了经典平差的基本理论和方法，又介绍了现代平差的一些基础知识，实用性强，可作为普通高校测绘类专业平差课的比较不错选择。我校测地专业采用测绘出版社出版的平差教材。

测量平差是实用性很强的专业课程，它既有数学的抽象性、科学性特点，又有应用的广泛性、技术性特点。“教师难教，学生难学”是令很多相关人士头疼的问题。究其原因，主要有以下两点：

其一，学生学习积极性不高。计算机技术的日益普及和迅速发展，使得各类专业测量软件的自动化、智能化程度不断提高，导致大部分学生对数据处理的基本原理学习热情不高，甚至有部分同学认为没必要进行基本原理的学习，只要掌握相关软件的使用方法就可以了。其实不然，高等教育的目标就是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才，这就要求学生必须具备扎实的基础知识和基本理论，否则无以谈创新。因此，教师要引导学生夯实基础、增强创新意识、转变学习观念、加强实践锻炼，为学生创新素质的培养提供条件。

其二，课程内容抽象，理论性强，增加了学习难度。测量平差属于一门应用数学类的专业基础课，其涉及的数学知识多，不仅包括高等数学、概率论与数理统计、线性代数等学科的基础知识，而且大量运用矩阵推导，令学生望而生畏；再者，课程囊括的概念多，内容多，方法多，不仅涉及测量学的基础知识，而且需要一些专业方面的基本理论，给教学带来了一定的难度。

因此，为了教学工作的顺利进行和学习任务的简化，教师应该梳理教学内容，优化知识体系，扫除学生“不学、难学”的心理障碍。首先，由于课程涉及学科广泛，有些数学知识没接触过，比如多元函数条件极值、矩阵的求导、矩阵的迹等等。为此，开课前教师需要主动与学生进行沟通，获取第一手信息，并及时地补充相关教学内容，减少学生学习盲点，提高学习效率。其次，要上好第一堂课。绪论里就告诉学生：测量平差其实就是“一个准则，两项任务”，即最小二乘原理和参数估计、精度评定。为完成这两项任务，我们需要掌握一套基本理论（误差理论），掌握两大定律（方差及协方差传播定律、权及权逆阵的传播律），领会四种方法（参数平差、条件平差、附有条件的参数平差、附有参数的条件平差），履行六个步骤（分析观测量、列方程式、组成法方程、解算法方程、平差值计算、精度估计）。这样学生对该课程的内容结构和知识体系有个初步了解，学前心理压力会有所减少，学习兴趣将有所增加，教学效果有利于提高。

改革教学模式，提高教学质量

1.采用“问题引导式”教学，激发学生学习兴趣

传统的教学模式单一，教师基本上采用满堂灌的方法，授课时不停地讲解、板书，学生被动地记笔记、听内容。这样既增加了教师板书的负担，又减少了学生思考的空间，导致课堂气氛既沉闷又乏味，同时也助长了学生的惰性和对教师的依赖性，更谈不上学生自学能力和创新意识的培养。如何来改变这种氛围呢？实践证明，“问题引导式”教学有利于提高课程教学质量。

测量平差的逻辑体系严谨、完备，也就难免抽象、费解，采用“问题引导式”的教学方法，有利于摒弃传统的“灌输式”、“填鸭式”的做法。实施过程中，以浅显易懂而又常见的实例为背景，学生在教师的引导下，全都积极参与问题的思考、讨论，从而促进教与学的互动。选择实际问题时，应遵循兴趣性、启发性、典型性原则。学生在兴趣的推动下，能够积极、主动地思考问题，同时萌生了共同探讨的热情，拓宽了思维；而典型性的问题，又可以起到举一反三、触类旁通的作用，培养学生解决实际问题的能力和创新能力。比如在讲解绪论部分时，实习中水平角观测时为什么上、下半测回，以及每个测回之间测得角度值均不同？测量结果为什么会因人而异？而为什么水平角要观测多个测回？三角形内角和为什么不等于180°？伴随的这些矛盾如何解决呢？在教师的提问下，学生会积极思考这些问题，由此引出测量条件、误差、多余观测、平差的概念。通过学生平时遇到的简单现象自然地引出平差的概念，让学生对课程产生了浓厚的兴趣和学习热情。讲解精密度、准确度和精确度概念时，以常见的打靶为例，分析子弹在靶心周围的三种分布情况来解释概念，这样既形象生动，又简单易懂。

测绘科学的概念范文第5篇

关键词:WebGIS 房产测绘 三维 信息化

中图分类号:P2 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(a)-0022-02

在我国,房地产业已经成为国民经济的支柱产业,对经济的发展和经济结构的调整都发挥着越来越重要的作用。而房地产管理中一项重要的基础性、服务性工作—— 房地产测绘,为房地产开发、经营以及交易提供基本的信息服务。因此,在信息化的背景下,依托新的信息技术发展和完善房地产测绘信息管理系统,是房地产测绘信息化建设的重要内容,也是房地产测绘信息管理的现实需要。

1 概述

1.1 房产测绘信息及其特点

地理景观对象从空间认知上可以分为两大类:一类是以场为基础的对象,如地形、土壤种类分布等,这类对象在空间上连续分布。另一类是以离散实体为特性的对象,如房屋、树等,这类对象以独立的个体而存在。

房产测绘信息包括房屋及附属建筑物、各类界线(房产界线、境界线）、各类房产要素相关点（控制点、界址点、境界点）、交通要素(公路、铁路等）、水体要素、绿化用地、其它要素等。但其中主要和最重要的组成部分无疑是房产建筑物。

房产建筑物边界清晰、功能完整属于离散实体的范畴。故而,房产测绘信息的主体信息—— 房产建筑物应该属于离散实体的范畴。房屋的特性除了离散性外,还有一大特点就是大多比较规则且具有相似性,尤其是大多数小区中的房屋形状、样式、外观基本相同。

1.2 基于WebGIS的房产测绘信息三维可视化的概念

可视化(Visualization）是指在人脑中形成对事物、现象的心像,是一个心理处理过程,促使对事物的观察力及建立概念等。三维可视化,是指运用计算机图形学和图像处理技术,将数据和运算结果转换为三维图形.并在屏幕上显示出来等一系列进行交互处理的理论、方法和技术。

房产测绘信息三维可视化是三维可视化技术在房产测绘领域的具体应用。房产测绘信息二维可视化是指利用计算机图形学、可视化技术、虚拟现实技术等以三维可视的形式表达房产测绘信息。房产测绘信息三维可视化应遵循着突出房产要素,淡化其他要素的原则进行。因此,房产测绘信息三维可视化研究的重点应放在房产测绘信息的主体部分—— 房产建筑物的三维可视化上。

基于WebGIS的房产测绘信息三维可视化是指在WebGIS的环境下实现房产测绘信息的三维可视化。也就是说,用户可以通过Internet实时查看自己关心区域的房产测绘三维场景。其核心问题是如何在WebGIS环境下实现房产测绘信息区域三维场景的实时构建。

2 相关技术研究

2.1 GIS技术

地理信息系统(Geographic Information System简称GIS）是管理和研究空间数据的技术系统,在计算机软硬件支持下,它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据的有效管理、研究各种空间实体及相互关系。通过对多因素的综合分析,它可以迅速地获取满足应用需要的信息,并能以地图、图形或数据的形式表示处理的结果。

2.2 可视化技术

可视化（Visualization）是20世纪80年代后期由美国科学家提出并发展起来的一门新兴边缘技术。所谓可视化,就是对人脑印象构造过程的一种仿真,以支持用户的判断和理解,具体的说,它将科学计算过程中及计算结果所产生的数据转换为图形或图像信息。并可进行交互式分析。可视化技术成为信息爆炸时代人类分析和驾驭信息的有力工具。

2.3 虚拟现实技术

虚拟现实技术（VR）是当前计算机图形学的热点,首先应用在军事和航空领域,在技术产业化后,才被广泛应用到各个领域。虚拟现实技术的发展速度可以与电脑技术的发展速度相比拟。虚拟现实技术是三维可视化的主要应用技术,也将可能成为GIS三维可视化的核心。

2.4 WebGIS技术

WWW是目前Internet上发展最快的领域,也是Internet网上最重要的信息检索手段。早期的WebGIS页面(Home Page）主要用来传递静态HTML文档,后来由于CGI接口,特别是Java和JavaScript语言的引入,使得WebGIS页面可以方便地传播动态信息。近年来,动态网页技术有了飞速的发展,JSP,ASPNET等技术的出现大大便捷了WebGIS的开发。利用这些技术可以设计出具有动画、声音、图形/图像和各种特殊效果的WebGIS页面。

3 技术难点研究

3.1 房产测绘信息三维场景WebGIS上实时构建难以实现

近年来,国内外关于地理信息可视化的研究主要集中在数字地面模型(DTM）和城区景观可视化的研究上。这方面的研究现在已取得了很多成果。诸如用数字形态学、分形学、小波理论等新兴理论和方法对三维建模和数据结构的改进和优化。