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学科报告▏测绘科学与技术学科发展研究(五)

2016-05-11 溪流的海洋人生


主编:中国科学技术协会

编著:中国测绘地理信息学会

(转为报告中“本学科近年的最新研究进展”之“重大应用与服务”部分)

本学科近年的最新研究进展

㈡重大应用与服务

⒈ 地理国情普查与监测

地理国情监测,就是综合利用全球导航卫星系统(GNSS)、航空航天遥感技术(RS)、地理信息系统技术(GIS)等现代测绘技术,综合各时期测绘成果档案,对地形、水系、湿地、冰川、沙漠、地表形态、地表覆盖、道路、城镇等要素进行动态和定量化、空间化的监测,并统计分析其变化量、变化频率、分布特征、地域差异、变化趋势等,形成反映各类资源、环境、生态、经济要素的空间分布及其发展变化规律的监测数据、地图图形和研究报告等,从地理空间的角度客观、综合展示国情国力。

⑴第一次全国地理国情普查

第一次全国地理国情普查包括地形地貌普查和11大类地表覆盖情况普查,涉及12个一级类、58个二级类和135个三级类,主要利用分辨率优于1米的多源航空航天遥感影像数据,部分地区利用我国资源3号、天绘系列和高分1号等卫星影像数据资料,结合基础地理信息成果数据及多行业专题数据,按照地理国情信息普查内容和指标,针对不同地理要素特点,采用内外业一体化的作业方式和自动与人机交互影像处理、多源信息辅助判读解译、外业调查、空间数据库建模等方法,开展普查信息采集、处理与建库等工作,形成了一整套国家级和省级普查成果,主要包括普查成果数据库、信息系统以及通过对普查成果数据的统计分析形成的系列数据成果和有关分析成果等。

⑵地理国情监测研究试验

在开展第一次全国地理国情普查工作的同时,按照“边普查、边监测、边应用”要求,同步开展了地理国情监测关键技术研究和应用试点,2013年至2014年,开展了京津冀地区重要地理国情信息监测、青海三江源区国家生态保护综合试验区生态环境监测、青海湖流域湖泊面积和草地变化监测、区域总体发展规划实施监测试验、板块运动与区域地壳稳定性监测、毛乌素沙地变化监测、海南岛沿海地表覆盖变化监测等监测项目,取得了生态环境保护、城镇化发展和区域总体发展规划实施等三方面16项监测成果。在常态化地理国情监测内容与技术准备方面,开展典型区域基础性地理国情监测试验,形成典型区域的监测成果;对监测成果进行统计分析,形成监测报告及图件,形成单要素基础性地理国情监测技术规程、分区域基础性地理国情监测生产方案;汇总各单要素基础性地理国情监测技术规程,开展充分试验和研究,形成全要素基础性地理国情监测技术规程;汇总各单位形成的分区域基础性地理国情监测生产方案,做好全国基础性地理国情监测与基础地理信息动态更新的衔接,在充分调研和深入分析的基础上,形成全国基础性地理国情监测生产方案;专题性地理国情监测选择典型性专题,开展设计或生产性试验,主要包括沿海滩涂变化监测试点的完成、邛海湿地恢复工程及邛海流域生态环境监测、川滇区域地质环境稳定性监测、三峡地区地质环境变化监测、中国大运河环境景观监测、南水北调中线工程水源地环境动态监测、应用地理国情普查监测技术支撑市县经济社会发展规划编制试点、京津冀一体化发展重要地理国情信息监测、国家级新区建设变化监测等地理国情监测项目设计书编制;开展监测生产,形成监测数据。对监测数据进行综合统计分析,形成监测报告及图件;完成“十三五”专题性地理国情监测总体方案编制。

⒉ 不动产测绘

随着国家《不动产统一登记暂行条例》的出台以及现代测绘技术、新型测绘仪器和测绘手段的不断发展,包含在不动产范畴的地籍测量和房产测绘从理论到实践发生了较大的变化,地籍与房产测绘和现代测绘新技术的结合逐渐紧密,极大地促进了地籍与房产测绘专业的发展。下面结合不动产测绘近年来的发展,从土地调查、房产测绘等两个方面总结了本专业研究的进展。

⑴土地调查

当前,3S现代测绘技术在土地信息获取、处理、评价、可视化、建模及信息系统建设等方面应用日趋广泛。利用3S技术提高土地管理工作的效率和精度成为当前研究和应用重点之一。在土地利用现状调查方面,完成了第二次全国土地调查,以土地利用现状调查为基础,以RS和GIS技术为主要手段,开展了以低效用地调查、标准农田核查、工业用地调查、耕地后备资源调查、土地流转调查等多项土地利用专项调查工作;土地利用动态监测方面,遥感监测技术和方法进一步得到改进,监测分类更加细化,监测内容更加丰富,主要利用分辨率优于1米的多源航空航天遥感影像数据,部分地区利用我国资源3号、天绘系列和高分1号等卫星影像数据资料,结合基础地理信息成果数据及多行业专题数据,按照地理国情信息普查内容和指标,针对不同地理要素特点,采用内外业一体化的作业方式和自动与人机交互影像处理、多源信息辅助判读解译、外业调查、空间数据库建模等方法,开展普查信息采集、处理与建库等工作。地籍调查方面,土地权属调查基本完成农村集体土地所有权确权登记发证,实现了全覆盖,农村宅基地和集体建设用地使用权登记发证工作将加快推进。

⑵房产测绘

房屋面积量算中房产分丘、分幅平面图测量方法,随着GNSS RTK技术的成熟以及城市CORS系统的建立,技术水平有了很大的提高,房屋面积主要采用实地量距法量测,目前手持测距仪全面替代钢(皮)尺,精度上完全能够满足,针对房产测绘的特殊要求,开发了集“几何面积计算,分摊模型建立,属性数据入库”于一体的专业软件,制定“绘图-计算-生成报告”一站式解决方案。

⒊ 智慧城市的时空信息基础设施建设

智慧城市时空信息基础设施建设,包括网络基础设施建设和信息资源基础设施建设。近两年,信息资源基础设施的基础数据资源体系,如基础数据库、政策法规数据库、数据中心、数据更新体系、数据共享与交换体系等得到了快速发展;在测绘地理信息基础设施建设方面,解决了天地空一体化、静动态相结合的空间基准问题,已建立了提供目标定位、数据融合、多传感器集成的城市三维空间基准,实现高精度的天地一体化时间基准体系;基于分布式卫星、航空观测平台、地面传感网的天空地一体化传感网体系,实现多平台相互关联、传感器联合调度、资源优化组织和协同观测,对传感网环境下的空天地数据融合、同化与协同信息处理,构建了传感器观测信息模型与表达、基于任务的多传感器协同观测、多协议传感器观测数据服务、传感器观测信息高效查询、多传感器数据实时融合与同化、物联网观测服务链体系,统一了信息资源管理与服务平台,实现了提供海量、多源、异构城市数据的集成、管理与网络化服务。智慧城市建设中,类似数字城市中地理空间框架具有时空特点,发展为时空信息框架,其核心内容包括时空信息数据库和时空信息云平台。基础地理信息数据库上升为时空信息数据库,地理信息公共平台上升为时空信息云平台。具体表现为“空间基准”提升为“时空基准”,“二维地理信息+三维可视化表达”提升为“统一时空基准的四维地理信息”,“静态数据+周期性的更新”提升为“实时获取+ 动态更新”,“有限服务”提升为“泛在服务”,“事后分析+辅助决策”提升为“实时分析+实时决策”。

⒋ 地理空间信息数据资源建设与升级

⑴全国 1∶5 万基础地理信息数据库

当前,我国已实现了全国1∶5万基础地理信息的全面覆盖和全面更新,形成全国“一张基础图”,从2012年开始,国家测绘地理信息局启动了国家基础地理信息数据库动态更新工程,对国家1∶5万数据库每年更新1次、发布1版,然后再利用更新后的1∶5万数据库联动更新1∶25万、1∶100万数据库,并生产相应比例尺的地形图数据、印制纸质地形图。

⑵全国省级1∶1万基础地理信息数据库

全国省级1∶1万基础地理信息数据库建设与更新全面开展,到2014年底,全国已有近50% 陆地国土面积实现省级1∶1万基础地理信息(含地形图)的覆盖,1∶1万地形数据(DLG)覆盖全国43.8%面积;1∶1万数字高程模型数据(DEM)覆盖全国40.1%面积;1∶1万数字正射影像数据(DOM)覆盖全国40.3%面积。其中,大部分省份全部或基本实现全覆盖,少部分省份覆盖率超过50%,只有西部个别省份覆盖率不足50%。预计在2015年完成数据整合并建库,优化升级数据库管理服务系统,建立起全国规范化的1∶1万数据库。

⑶1∶5 万地理信息数据空白区测绘

我国实施了“国家西部1∶5万地形图空白区测图工程”,5 年时间里,在我国西部的广大区域内,圆满完成了1∶5万地形图空白区测图任务。西部测图工程在我国基础测绘中实现了“四个首创”,即首次采用卫星遥感立体影像实现大规模国家地形图数字化测图;首次采用大范围稀少控制点卫星影像整体区域网平差技术,大幅度减少野外控制点数量;首次采用多波段、多极化干涉SAR测图技术,实现多云雾高山区地形图测图;首次借助海事卫星建立测绘外业生产安全监控系统,保障困难地区安全作业,实现零伤亡。这项国家重大基础测绘专项工程填补了西部1∶5万地形图的空白,标志着我国陆地国土实现了1:5万基础地理信息数据的全面覆盖。

⒌ 海岛礁测绘

在陆海基准的统一与海岛礁测绘方面,2013年底完成了海域大地水准面精化与陆海拼接,初步建成与我国陆地现行测绘基准一致的高精度海岛(礁)平面、高程 /深度和重力基准。在全面摸清我国海岛(礁)数量、位置和分布的基础上,主要采用航空航天遥感技术对我国海域面积大于500m2的约6400个海岛(礁)进行准确定位,对其中重要海岛进行地形图测绘,编制我国海岛(礁)系列地图,建成国家海岛(礁)测绘数据系统,初步建立海岛(礁)基础地理信息服务系统。主要研究进展集中在陆海基准传递与统一的理论及技术、不易/不宜到达海岛(礁)地形特征提取理论与技术以及海岛(礁)符号化特征表达与基础数据管理理论与技术方面,围绕远海岛礁测绘与地理环境变化监测需求,突破远海岛礁稀少(无)地面控制高精度地形测图、海礁精细识别与精确定位、礁盘精细测量、海岛礁地理信息变化定量检测及变化影响评估指标体系等重大技术难题,构建了远海岛礁测绘及地理环境变化监测技术体系。

(未完,待续)

■文章来源:《2014~2015测绘科学与技术学科发展报告》,中国科学技术出版社出版,科学普及出版社发行部发行,出版时间为2016年4月。共有本行业101位专家学者分专题完成本书编纂(成员名单略),本书首席科学家为宁津生院士。考虑到整个报告很长,我们分篇进行不定期编发,提供给本行业相关专业人士阅读了解。如其他平台转发本文,务请备注出处,版权归中国测绘地理信息学会所有。

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