现代测绘地理信息理论与技术发展综述

现代测绘地理信息理论与技术发展综述

摘要：随着计算机技术、空间技术和通讯技术的快速发展，测绘学理论和技术发生了天翻地覆的新变化，传统测绘学理论和技术已不再能满足当前人类社会对于“智慧城市”、“数字地球”的需求。近几十年来，现代测绘科学技术迅猛发展，我国已基本完成了从传统测绘过度到数字化测绘的过渡，朝着信息化测绘前进。

关键词：现代测绘地理信息理论；技术发展

1现代测绘地理信息技术简介

信息化测绘是现代测绘科学技术发展的主要目标，知识创新和技术带动能力是其主要的发展特征。目前，它发展成为以建立航空航天、地面和海洋等平台来获取外界及其目标物的特征、位置、属性及其相互关联的学科。现代空间定位技术（GNSS）、遥感技术（RS）、地理信息技术（GIS）、计算机技术、通信技术和网络技术的发展极大限度的推动了现代测绘科学技术的发展。因此，现代测绘地理信息技术主要分为地面测量技术和空间测量技术。

1.1地面测量技术

现代测绘工作中使用的地面经典仪器已从光学仪器，发展成为光、机、电、算一体化和智能化的现代光学仪器。地面测量技术主要包括：测量机器人、三维激光扫描仪、移动测量系统、数字近景摄影测量。

量机器人是一种智能型电子全站仪。2016年3月，人工智能“谷歌AlphaGo”以4:1

的绝对优势战胜世界围棋冠军选手李世石，标志着人工智能技术取得的跨时代进步。现代测绘仪器中测量机器人类似于“谷歌AlphaGo”，它集多种现代高技术于一身，通过多种传感器对现实世界中的“测量目标物”进行识别，作出分析，得出推理结果，实行全自动操作，取代人工测量操作来完成某项特定的测量任务。目前最新的、最前沿的测量机器人产品有TCA2003（Laica公司生产）、EltaS系列（蔡司生产）、GTS-750/GPT7500系列（Topcon生产）等。

三维激光扫描仪通过不接触目标物本身采用激光测量的方法，通过采集大量点云数据来描述目标物表面的形态位置特征。其工作原理为发射器发出高速激光来扫描目标物，接收器接收信号，并对信号进行处理，把处理的数据用软件进行后处理，最后获取最终测量成果数据。地面三维激光扫描中的关键技术有：1）点云数据的预处理。主要包括点云数据去噪及平滑、点云数据的平滑、点云数据的简化。2）点云数据分割。3）点云数据的三维模型重建。

移动测量系统是一种通过把先进的传感器和摄影仪安放在车载（通常指火车、汽车）、机载（通常指飞机）等上来快速高效地获取测量影像数据的摄影测量系统，可以说，当前移动测量技术代表着当今世界最尖端的测绘科技。就一般而言，大部分移动测量系统都是运用3S（即GNNS全球定位系统，RS遥感技术，GIS地理信息系统）集成原理，其典型代表有：测绘车。我国于2011年9月研制出第一台测绘车叫国家地理信息应急监测车，它利用3S技术、网络通信技术等先进测绘地理信息技术，实现快速获取灾区实时数据，快速自动构建三维立体模型，对灾情进行立体判别和解读，为紧急救灾现场预急等提供辅助决策。

1.2空间测量技术

自古以来，人类向往太空。1903年，美国莱特兄弟发明了世界上第一架飞机，从此开启了人类探索太空的新纪元。近110多年来，航天航空技术得到了飞速发展，同时带动了现代空间测量技术的快速发展和变革。1964年，美国军方出于军事目的建成并使用全球定位系统（简称GPS），从此开启了卫星导航定位新时代，现代空间测量技术应运而生。目前，最主要的空间测量技术有5种，即全球导航卫星系统，CORS系统，遥感技术，SAR技术，机载Lidar技术。其中CORS系统是在全球导航卫星系统基础上建立永久基站，用户可以通过通讯网络获取实时地理位置。我国在遥感技术方面处于世界前列，目前我国已发射天汇一号01、02号，资源一号02C，资源三号，高分一号，高分二号等高分辨遥感卫星。SAR技术又叫做合成孔径雷达技术是一种新型的高分辨率微波成像遥感技术以其特有全天候、全天时的对地观测优势可以和传统的遥感技术形成互补。下面着重介绍我国的北斗导航卫星系统。

全球导航卫星系统，简称GNSS，是所有在轨工作的卫星导航系统的总称；我国的“北斗”导航卫星系统（COMPASS）、美国的“全球定位系统”（GPS）、欧盟的“伽利略”（Galileo）卫星导航系统以及俄罗斯的“全球导航卫星系统”（GLONASS）一起被联合国卫星导航委员会确认为全球四大卫星导航系统。其中以美国的全球定位系统（GPS）建立最早，系统最为完善，导航定位服务最好，全球用户最多。美国的全球定位系统（GPS）由空间部分，地面控制系统，用户设备部分三部分组成，其中空间部分由24颗卫星组成（其中有3颗是备用卫星），24颗卫星均匀分布在倾角为55°的6个轨道面上。不考虑其他因素，理论上的GPS用户只要接收其中任意的4颗卫星就可以获取位置坐标信息。近几十年来，GPS得到了广泛应用。我国从2000年开始建立本国自主的卫星导航系统，于2015年9月底共发射了20颗导航卫星。北斗卫星导航系统

（COMPASS）由空间星座、地面控制和用户终端三大部分组成，服务方式为免费开放服务和授权服务两大方式，定位精度为平面25m，高程30m，测速精度0.4m/s，授时精

度为50ns（纳秒）。目前我国有很多测绘公司，正在研究与其他卫星导航系统能兼容的北斗用户终端。中国工程院院士刘经南介绍，2016年年底将建成北斗地基增强系统，该套系统建成后，能向国内各行业提供1m以内的高精度定位导航、授时服务。目前北伽导航正在开展高精度芯片研发，与北斗地基增强系统对接。

2案例概述

为深入探究某工程治理中的应用成效，本文在研究中围绕实际案例进行具体说明。案例为某地区煤矿矿山，该矿在2007年正式建成并投产，该矿建设总投资达到29亿元，设计年产量为500万吨。矿山生产系统能力达到年产1000万吨，是当前亚洲开采规模最大的矿井。矿区整体面积达到106.7km2，其服务年限达到138年。由于该矿区建设投产时间相对较早，由此其实际发展过程中也是走“先开发，后治理”的老路，这就导致矿区周边自然环境受到较为严重的影响。

近年来，民众环保意识不断觉醒，矿区负责人也充分认识到环境保护的重要性并积极加强对矿区治理方面的资源投入力度，技术人员在工作中，充分分析矿区实际情况后，决定采用遥感技术开展矿区治理工作。

3现代测绘地理信息理论与技术发展的展望

从测绘学发展到测绘地理信息学，经历了学科的大交叉大融合，从单一学科走向多学科的交叉，显示现代测绘学正向着近年来兴起的一门新兴学科——地理空间信息科学（简称Geomatics）跨越和融合。目前测绘地理信息理论与技术取得的巨大成就离不开空间技术和计算机技术的发展，预测未来测绘地理信息理论与技术的发展同样离不开先进测绘仪器的出现和与测绘地理信息其他相关学科的发展。21世纪是服务业的时代，我国现代化建

设离不开测绘地理信息理论与技术，希望测绘地理信息学能把服务的宗旨发扬光大。

4结语

综上所述，在当前新时期背景下，环境保护已经成为时代主流发展趋势，由此积极加强对先进技术手段的应用力度，将现代测绘地理信息技术应用于矿区治理中具有重要现实意义。案例矿区在利用遥感技术对矿区环境进行监测后，有效实现了高效精准获取周边环境变化的目标，为矿区治理提供有效信息支持，其经验可以为其他矿区提供表要的参考经验。

参考文献：

[1]刘杰.现代测绘技术在矿山开采沉陷中的应用[J].地矿测绘，2021（4）：53-54.

[2]刘文明.现代测绘技术在矿山测量中的应用研究[J].中国金属通报，2020（15）：2.