宁津生院士：2015--2016测绘学科发展综合报告（上）
来源：中国测绘地理信息学会《2015--2016中国测绘学科发展蓝皮书》
作者：宁津生院士。
本文由尊敬的中国工程院宁津生院士所写，为使文章阅读效果最佳化，勘测联合网编辑经过整理后与大家分享。由于文章篇幅较长，信息量大，故将全文分上、下两部分，上半部分主要讲述我国测绘学科近年的最新研究进展，下半部分主要内容对测绘学科的国内外研究进展进行比较。转载请在文章头部注明【勘测联合网】
宁津生院士简介：中国工程院院士，武汉大学教授，原武汉测绘科技大学校长，兼任中国测绘学会测绘教育工作委员会主任。研究方向为大地测量学与测量工程、地球物理等。
一、引 言
经过改革开放以来近40年的建设和发展，我国国家整体实力显著增强，正在实施政治,经济,外交等多方位全球战略，作为世界大国和强国，世界正赋予我国更多的期待和使命。测绘地理时空信息已成为支撑国家重大战略,重大决策全面实施的基础信息，也是保障国土安全和国家利益拓展的重要基石。当前，已逐渐形成以“全球统一时空基准--全球对地观测--多元(源)时空信息融合处理--多维时空环境认知与仿真--时空信息网格(云)服务”为主线的多学科交叉与融合发展态势，测绘学科从单一学科走向多学科的交叉，其应用已扩展到与空间分布信息有关的众多领域，传统的测绘学演变为包括全球导航卫星系统、航天航空遥感、地理信息系统、网络与通信等多种科技手段的测绘与地理信息学科。我国提出了“加强基础测绘，监测地理国情，强化公共服务，壮大地信产业，维护国家安全，建设测绘强国”的总体战略目标，中国测绘已由生产型测绘向服务型测绘转变、由事业型测绘向管理型测绘转变、由主要依靠政府推动发展向依靠政府和市场两种力量推动发展转变、由单一地图及地理信息数据生产服务向网络化综合性的地理信息服务转变。测绘与地理信息工作与政府管理决策、企业生产运营、人民群众生活的联系更加紧密，各方面对测绘与地理信息服务保障的需求更加旺盛，测绘与地理信息的内涵开始转型升级，从传统的测绘技术条件下的数据生产型测绘转型升级为信息服务型测绘与地理信息，从计划经济时代沿袭的传统测绘体制转型升级为适应社会主义市场经济的测绘与地理信息体制机制。鉴于测绘与地理信息的战略地位，世界各国纷纷加强测绘与地理信息资源建设，加快卫星导航定位、高分辨率遥感卫星等技术的进步升级，推动云计算、物联网、移动互联、大数据等高新技术与测绘和地理信息的深度融合，提升地理国情信息处理、分析、提供的速度、效率和能力，重点强调以数据获取实时化、处理自动化、服务网络化、产品知识化、应用社会化为主要特征的信息化测绘体系建设，着力构建以现代化装备设施为核心的信息化测绘体系，加快推动测绘与地理信息技术体系尽快由数字化向信息化转型升级。因此2015--2016年我国测绘与地理信息相关学科发展迅猛。
本综合报告对2015--2016年我国测绘与地理信息学科的发展进行评述和归纳，回顾、总结和科学评价我国近几年测绘与地理信息学科的新观点、新理论、新方法、新技术及新成果等发展现状，结合2015--2016年测绘重大专项，对若干关键技术进展进行凝练，简要介绍本学科在学术建制、人才培养、研究平台、重要研究团队等方面取得的进展，并结合本专业有关国际重大研究计划和研究项目，分析比较国际上本学科最新研究热点、前沿和趋势，评析上述专业国内外的发展动态。根据2015--2016年测绘与地理信息学科发展现状，对比国内与国际测绘学科技术发展差距，分析我国测绘与地理信息学科未来5年发展战略和重点发展方向，提出相关发展趋势和发展策略。
二、本学科近年的最新研究进展
(一)测绘学科最新理论与技术研究进展
1.大地测量与卫星导航定位
现代大地测量学与地球科学、空间科学和信息科学等多学科交叉，不断拓展了大地测量学科的内涵与外延。随着卫星导航定位技术的迅猛发展，尤其我国北斗导航系统的广泛应用，大地推动了大地测量与导航领域的快速发展。
随着国家“十三五”规划启动，大地测量与导航结合国家发展规划，不仅是在推动学科自身发展的基础研究与应用基础研究方面，还是与相关学科的交叉发展及新应用领域的拓展方面，都取得了长足的进步和显著的成就，对社会和经济发展产生了重要影响。随着航空航天技术、计算机技术、网络技术和通信技术的发展，我国在基准与参考框架、导航与定位、重力与大地水准面、数据处理与地球动力学等方面研究，保持与国际同步，甚至在某些领域领先国际水平。
1)基准与参考框架维护
国家现代测绘基准建设顺利推进，国家GNSS连续运行基准站网、国家GNSS大地控制网、国家高程控制网、国家重力基准点和国家测绘基准数据系统五个单项建设工程通过新建,改建和利用的方式，建立了地基稳定、分布合理、利于长期保存的测绘基础设施。我国现代大地测量基准体系已逐渐具备高精度，涵盖全部陆海国土、三维、动态的能力，最终将建成几何基准和垂直基准一体的高精度、三维、动态的现代大地基准体系。
全国基准站网是建立和维持国家和省市级区域高精度、动态、地心、三维坐标参考框架的现代化基础设施，国家基准站和全国范围内31个省市自建基准站,基准工程站、927基准站和陆态网络基准站，完成了基准系列服务产品和全国联合网解算、整体平差。为维持CGCS2000稳定性,动态性和精确性，在CPM--CGCS2000 20个Ⅱ级块体模型及已获得的中国地壳运动观测网1025个站点速度的基础上，综合采用反距离加权法、欧拉矢量法、块体欧拉矢量法、有限元插值法、最小二乘配置法建立了全面、精确,稳定可靠的中国大陆1°x1°格网速度场模型;在CGCS2000框架非线性研究方面，利用全球IGS站多年的观测数据，基于具有良好的自适应算法的奇异谱分析方法进行建模和分析，提出了SSA-IQR粗差探测方法和SSA-P时间序列预报方法，结合改进的SSA-M 数据插值方法和MEM功率谱方法完成了全球框架及CGCS2000非线性速度场的建模。
2)导航与定位
我国的北斗系统除不断完善改进自身卫星性能外，还着力发展北斗系统的地面基准站布网、地面数据处理中心等相关发展，推广北斗系统创新应用，并与多个国家开展卫星导航领域的国际合作。同时，正在建设北斗全球系统，2015年开始实施北斗全球系统的组网任务，2016年3月底，北斗卫星导航系统已成功发射22颗在轨卫星.北斗导航卫星系统(BDS)已具备在亚太地区区域导航定位能力，2020年服务范围将覆盖全球，北斗导航系统是目前唯一全星座所有卫星都具有三频相位和三频伪距，3种原始观测数据的卫星导航系统RNSS+RDSS两种定位方式，即兼容被动式和主动式两种定位;在亚太区域内基本导航系统和天基增强系统的一体化设计，既简洁又可靠，并具有120个汉字的短消息通信功能，能与互联网互通。北斗地基增强系统通过播发信号的误差改正数对北斗卫星导航系统的精度和可靠性进行增强，并与其他GNSS系统的地基增强系统兼容，向用户提供米级,亚米级、分米级、厘米级精度的定位和导航增强服务。北斗卫星导航系统建设，正在加紧通过数据中心和分析中心等各类中心建设，对外免费提供基准系列产品(GNSS卫星精密轨道、钟差、坐标、对流层、电离层)，促进BDS地面及用户部分发展与应用。与北斗卫星导航系统的发展相适应，为加快推进北斗系统的产业化，北斗CORS网的研究与建设成为当前北斗发展的重要领域之一。BDS与其他GNSS系统和技术组合维护CGCS--2000坐标系的相关研究已具有一定的研究基础，但仍需进一步完善CGCS--2000维持技术，精化相关模型。
随着卫星导航与位置服务产业的发展，用户对室内外高精度无缝导航定位需求迫切。我国在广域实时精密定位技术与示范系统、大型建筑物复杂环境室内定位关键技术等方面取得了重大突破，分别实现了全国范围室外优于1m、室内优于3m的定位精度，并成功开展了应用示范。国内的协同精密定位平台正在积极构建，基于协同实时精密定位技术构建的广域室内外高精度定位导航系统，即“羲和计划”正在开展，开辟了覆盖我国的国家室内外协同实时精密定位系统的先河2014年，开展了基于协同精密定位监测技术研究，成功搭建一套实时以北斗/GNSS、移动通信、互联网和卫星通信系统为基础的移动、建筑物等监测系统。2015年，利用当下手机网络技术，结合实时GNSS数据，建立了一套基于智能手机的协同定位平台及服务软件，该技术实现了大众用户室外定位精度1m。
3)重力测量与地球重力场
近年来，我国航空重力测量在测量设备引入、自主研制、试验以及工程应用等方面得到了较快发展。2007年我国有关部门首先引进2套加拿大微重力公司GT-1A 航空重力仪，随后2012年引进了加拿大微重力公司的GT-2A型航空重力测量系统，该系统为我国目前引进的测量精度最高的一款航空重力测量系统，测量精度可达到0.6mGal。2016年3月份，国内组织了“高精度重力测量仪器研制与比对校准技术研讨会”，与其举办的第一届亚太区域绝对重力仪比对活动同期举行。我国研制设计的NIM-3A型绝对重力仪与T-2参加了2013年瑞士计量院主办的第九届全球绝对重力仪比对，获得较好比对结果，国内还没有用于测量重力梯度空间张量的仪器设备，但是高精度加速度计样机已达到0.2ug的水平，在高精度多级温控条件下加速度计的精度达到了2.3ug，迄今为止，国内发展起来的航空重力测量系统均属于标量重力测量技术，硬件技术主要依靠进口，航空矢量重力测量系统仍处于样机实验阶段。
对航空重力测量相关技术的研究主要集中在载体运动参数确定、噪声过滤和向下延拓等方面。前者研究是利用GPS确定载体运动加速度、依据载波相位变率直接计算加速度/后者研究目前还处于探索之中，例如在台湾地区利用连续小波函数对模拟数据进行了分析。我国的CHAGS系统使用了级联式FIR和巴特沃斯滤波器，有效降低了航空重力中的低频噪声。
国内外多个机构在重力卫星CHAMP、GRACE和GOCE发射后发布了上百个全球重力场模型，针对不断增加的重力数据，重力场模型构建技术也不断完善。我国在理论模型的改进、更高精度和更完善的卫星重力模型、地面重力数据全球覆盖生成方法、卫星测高观测数据的精密处理新技术，以及超规模计算技术的开发等方面，都开展了大量的研究。同时，也开展了大量的重力卫星研究工作，并在计划发射重力卫星。
精密的大地水准面数字模型成为高程测量现代化的关键基础设施，可从根本上改变高程基准的维持模式和高程测定的作业模式。我国最新的陆地重力似大地水准面CNGG2011模型，是利用全国重力数据7.5′x7.5′SRTM数值地面模型资料和卫星测高资料反演的格网海洋重力数据，依据Stokes-Helemert理论和方法解算得到。目前，2′x2′陆地重力似大地水准面CNGG2013已初步成型。与GNSS水准比较，全国的平均精度由原来的±12.6cm提高到±10.9，特别是青藏地区的精度显著提高，从±21.9提高到±15.6.在重力似大地水准面构建上，采用“局部地形影响+模型重力场”组合移去恢复法计算%得到的重力似大地水准面经GNSS水准外部检核，实现了13个省市在厘米级精度上无缝衔接。
4)大地测量数据处理
大地测量数据处理方面，研究了复数域中数据处理的最小二乘方法，将测量平差从实数域推广到复数域。针对系数矩阵和观测值同时含有误差的问题，开展了广泛的整体最小二乘算法研究，提出了附有相对权比的整体最小二乘法、稳健整体最小二乘法、病态整体最小二乘法、基于PEIV模型的整体最小二乘法、附不等式约束的整体最小二乘法。此外，在先验信息利用、粗差探测、不适定问题及动态测量数据处理等领域均取得了新的进展。例如，在先验信息利用方面，研究了不等式约束平差方法/在粗差探测方面，提出了基于后验概率和分类变量的Bayes粗差探测方法、基于等效残差积探测粗差的方差;协方差分量估计法等;在不适定问题研究方面，提出了基于信噪比的正则化方法、双参数正则化方法等新方法;在动态测量数据处理方面，提出了两步自适应卡尔曼滤波方法、自适应抗差滤波算法和附有条件约束的抗差Kalaman滤波法。
在基于云计算的大规模GNSS数据处理方面，利用分布式技术解决了地球参考框架和大地网高效处理、CORS领域、重力场模型计算、大规模GNSS网平差以及大规模GNSS基准站网数据处理等相关复杂问题的求解;在云计算云存储方面，出现了卫星导航“位置云”概念。国内学者将算法应用于大型GNSS数据的处理，研制的多线程、并行高精度实时定位软件，在地震监测、交通运输等领域实现一定规模的应用，将两者结合理论上可解决大规模GNSS数据处理中任务分解型多处理器分布式并行计算的关键问题。
5)地球物理反演与地球动力学
大地测量地球物理反演方面在数据获取、模型构建、反演算法设计及地球物理解释等4个领域，尤其是在高频GNSS数据在自然灾害预警中的应用及InSAR技术在活动断层识别和监测等领域取得了长足进展。大地测量应用于地震方面，在垂直向及水平向地壳形变监测、构造运动学和地球动力学、地震孕育机制和破裂过程、强地面运动监测和地震预警、地震孕育和发生等5个领域，尤其是在GNSS和InSAR技术结合提取垂向运动和重力监测地震异常等领域均取得了新的进展。在地球动力学方面，以大地测量与导航技术为手段，以数据处理为核心，以地球科学服务为宗旨，开展了固体潮、地球转动、地壳形变、冰川与海平面变化、地球构造和地震等相关领域的数据处理研究。天文地球动力学方向，在观测设备和技术、软件系统设计、资料分析技术及应用、天球参考系等4个领域均取得了长足进展，尤其是在北斗导航系统中的应用及大天区统一平差等领域。
2.摄影测量与遥感
近年来，摄影测量与遥感多种传感器和遥感平台出现并逐渐成熟，遥感数据获取能力不断增强，形成了以多源、高分辨率为特点的高效、多样、快速的空天地一体化数据获取手段;航空航天遥感正在朝“三多”(多传感器、多平台、多角度)和“四高”(高空间分辨率、高光谱分辨率、高时相分辨率、高辐射分辨率)方向发展;遥感的应用分析正在由定性转向定量，观测对象也由境外向全球拓展、由陆地向海洋拓展、由地球向深空拓展，实施全球测图和深空测绘。近两年摄影测量与遥感专业技术进展体现在以下几方面。
1)对地观测技术
对地观测数据获取的空天地一体化和全球化，是世界各国一直追求的目标。我国除北斗导航系统正在实现由扩展的区域导航系统向北斗全球导航系统过渡外，还启动了高分辨率对地观测系统工程，发射了天绘一号测绘卫星和资源三号测绘卫星，并陆续发射“高分”系列对地观测卫星，已成为我国测绘数据获取的主要手段。高分四号卫星作为我国第一颗地球同步轨道遥感卫星，通过指向控制，实现对中国及周边地区的观测，与此前发射的运行于低轨的高分一号、高分二号卫星组成星座，具有高时间分辨率和较高空间分辨率，已成功实现了全色0.8m、多光谱3.2m的空间分辨率和45km的观测幅宽，表明我国在卫星遥感领域达到了国际先进水平，具备获取全球高空间分辨率地理空间信息的能力。
在航空摄影测量方面，无人机遥感以其全天时、实时化、高分辨率、灵活机动、高性价比等优势，在农业、生态环境、新农村建设规划、自然灾害监测、公共安全、水利、矿产资源勘探、测绘等国民经济及社会发展各个领域发挥了重要作用，成为继卫星遥感和有人通用航空遥感技术之后的新兴发展方向。无人机遥感测绘系统发展趋势，主要体现在高性能、高可靠性、长航时、搭载多传感器等方面;其次是向微小型化发展，主要体现在轻便易携、易学易用、单人操作等;最后通过与其他技术集成应用，体现在空地一体化测绘遥感系统装备、测绘地理信息应急监测车、土地执法巡查车等方面。
关于高光谱遥感传感器研制与信息获取技术，机载成像光谱仪商业化水平不断推进，应用领域持续拓展。近年来无人机高光谱遥感受到了业界的高度重视，表现出良好的技术优势和发展潜力。目前，我国在HJ-1A、嫦娥一号和天宫一号等探测系统中都搭载了成像光谱仪。此外，预计在发射的高分五号装有甚高光谱分辨率探测仪和多部大气环境和成分探测设备，可以间接测定PM2.5的气溶胶探测仪，实现纳米级光谱差异探测。大气环境红外甚高光谱分辨率探测仪是高分五号卫星的主载荷之一，也是我国首个星载超高光谱卫星探测载荷，通过对温室气体、臭氧等成分和浓度的探测，为气候变化研究和大气环境监测提供科学依据。
2)无地面控制点测图
近些年来我国紧随欧美等发达国家，在无地面控制条件下遥感数据直接定位技术、地物光谱辅助目标自动识别与图像判读技术、空间遥感“像素工厂”模式DSM/DOM智能获取技术、倾斜摄影相机多角度对地成像全自动快速三维建模技术的研究上，取得了卓有成效的研究成果。无地面控制测图这一技术难题正逐步被攻克。我国自主研制的三线阵测绘卫星“天绘一号”和“资源三号”，也实现了影像数据经过地面系统处理，在无地面控制点条件下，满足测绘全球1:5万地形图的精度要求。
3)深空测绘
深空测绘与深空探测相伴而生，是深空探测科学活动的基础保障。中国实施了两次月球探测，都获得了圆满成功，先后获取了120m分辨率全月图和大量科学数据、7m分辨率全月和1.5m局部影像图等深空测绘资料。2010年，中国利用嫦娥一号的CCD影像数据编制了目前同等分辨率(120m)覆盖最全的《嫦娥一号全月球影像图集》，2012年发布了目前覆盖最全的高分辨率影像图《嫦娥二号全月球7米分辨率影像图》和《嫦娥二号高分辨率月球影像图集》。中国的《嫦娥一号全月球地形图集》是继《嫦娥一号全月球影像图集》之后，采用嫦娥一号探测器CCD立体影像通过摄影测量方法获取的全月球数字高程模型(DEM)数据制作而成DEM数据的空间分辨率为500m，平面中误差为192m，高程中误差为120m。
4)合成孔径雷达(SAR)
目前，我国SAR系统正在向着高分辨率、多基线、多波段、多极化、多工作模式、小型化、轻型化方向发展。随着SAR硬件系统的不断升级和相关软件的不断更新SAR系统的实时处理能力不断提高。阵列天线SAR系统的研制，将构建新型的三维空间信息获取装备，有效增强SAR数据获取能力和三维信息重建能力。国内由多家研究单位联合研制的我国首套机载多波段多极化干涉SAR测图系统(CASMSAR)能够实现1:5000到1:5万比例尺测绘。地基SAR成像系统也得到了迅速发展，通过合成孔径技术和步进频率技术实现在方位向和距离向的高空间分辨率成像，地基SAR成像系统视线向位移测量精度可达到0.1mm
5)激光雷达
近年来，激光雷达(LiDAR)技术发展迅猛。根据所搭载平台的不同，该技术可以分为星载激光雷达、机载激光雷达、车载激光雷达和地面激光雷达。其中机载LiDAR系统及其数据处理技术发展较为成熟，目前已广泛用于大范围高精度数字地面模型和数字表面模型的建立等;车载LiDAR系统则侧重于获取高精度的数字城市道路及建筑物立面信息，主要用于道路环境与城市街景建筑物立面的快速重建;地面LiDAR系统较之机载,车载LiDAR系统，能获取到地面目标高精度、高细节层次的几何数据，大量用于文化遗产、古建筑重建等;星载LiDAR具有运行轨道高、观测视野广的特点，对大范围覆盖的地物的监测意义重大，在天体测绘、极地冰盖研究、林业资源调查、大气成分和结构测量、海面高度等研究中得到广泛应用。
6)多元(源)时空信息融合处理
广域时空信息是一种从时间和空间维度记录,表达现实世界的数据集。由于获取手段、获取能力、应用目的的差异，使得时空信息普遍具有来源多样、类型丰富、模型异构、质量不均、多尺度、多时相、多语义等特点，给时空信息的集成、共享及复用带来诸多困难和问题，时空信息融合是解决该问题的有效方法，通过融合处理弥补多源时空信息存在的不足，并有效提高数据质量和现势性，从而提高时空信息的使用效率、扩大时空信息的应用范围。目前关于时空信息融合处理的研究主要集中在多源遥感影像融合处理、矢量时空数据融合处理、影像与矢量空间数据的融合处理、互联网时空大数据融合处理等方面。
3.地图制图与地理信息工程
近年来这一学科领域的研究主要集中在现代地图学理论、数字地图制图、地理信息系统、地理信息基础框架、移动地图与网络地图、多维时空环境认知与仿真等六个方面。
1)现代地图学与地理信息科学
在以云计算、大数据和智慧地球等新概念、新架构和新方法的推动下，地图和地图学本身的概念内涵和外延在不断的演化中，出现了全息位置地图、智慧地图和新媒体地图等衍生新概念。在地图学与地理信息相关理论研究方面，空间认知理论、地图传输理论、地图语言学理论等研究取得了若干进展，初步建立一个具有解释和预测功能的完备理论和方法论体系，形成地理信息科学。
2)数字地图制图与制图综合技术
数字地图制图技术目前正朝着以地理空间数据库驱动的制图模式发展，采用先进的数据库驱动制图技术和方法，实现了地理信息数据与制图数据的统一存储、集成管理和同步更新。基础地理信息持续更新促进了动态更新、增量更新、级联更新以及实时更新等技术的发展&在制图综合研究方面，新方法层出不穷，如将传统的尺度变换方法与在线环境相结合的多尺度可视化策略，动静态结合本国的尺度变换模型。空间数据安全与数字水印方面出现了若干新技术，如面向网络环境的地理空间数据数字水印模型、矢量地图的非盲数字水印算法等。
3)地理信息系统
在空间数据感知、获取与集成方面，主要在网络空间数据的获取、常规空间数据获取方法的完善DEM空间数据插值、空间数据集成等方面取得进展。对时空数据组织与管理的研究，主要集中在时空模型构建，空间关系查询、索引和处理，空间拓扑构建和拓扑检查。此外，还有在数据编码、数据压缩、离散格网及地址信息编码等方面取得一系列研究成果。地理表达与可视化方面的研究则集中于自动制图与矢量数据可视化，三维建模可视化、经济社会事件可视化等方面。
4)地理信息基础框架建设与服务关键技术
地理信息基础框架建设与服务关键技术获得突破，基础地理信息数据库规模化动态更新和制定形成了一系列的技术方案与标准规范，研发了相应的生产和管理软件系统，建立了一套适用于规模化动态更新工程的技术体系，解决了跨尺度和跨类型数据库之间的基于增量更新技术的工程化应用推广的难题，实现了跨数据库联动更新技术工程化应用，构建了基础地理信息的要素级多时态数据库模型，实现不同版本之间同名要素的自动关联，以及自动变化提取和统计分析。基于增量式入库模式，实现了三个尺度、四种类型、多个现势性版本的国家基础地理信息集成建库，以及基于C/S架构的动态管理和基于B/S架构的在线服务。
5)移动地图与网络地图服务
随着网络地图应用的普及和新媒体地图的发展，产生了智慧地图(或称智能地图)、公众参与地图、全息地图等地图新概念，提出了混搭地图、众包地图、个性化地图等在线地图服务的新模式，探索了面向地图的多模态人机交互模式%包括语音、手写、手势、表情感知等，也包括对位置、方位、速度的智能感知与服务驱动。在网络地图设计与表达方面，探讨了基于视觉感受的网络多尺度表达模型、基于个性化表达的网络地图符号设计模型和基于认知实验的旅游网络地图符号设计模型。在移动地图设计与表达方面，提出了基于情景体验的移动地图情景模型、基于用户需求的移动地图自适应表达模型和基于邻近区域的移动地图变比例尺表达模型等，构建了适用于用户偏好的移动导航地图主动表达规则。在线地图中多尺度可视化方法是合理显示地图信息的重要手段，已很好地解决了由于显示屏幕不同造成的信息载负量差异问题。导航地图也从单一的导航平台到综合信息服务平台和社交平台转变，使地图适用范围更加广泛
6)多维时空环境认知与仿真
多维时空环境认知与仿真面向多维时空环境，试图从理论和技术层面解决环境中各类要素极其复杂关系的认知与分析。该领域的研究进展主要体现在人文建模与地缘认知、时空推理与认知计算及多维时空环境建模与仿真三个方面。在人文建模与地缘认知方面，出现了地缘经济、地缘文化、地缘资源、地缘科技等新领域，地缘环境认知的理论、方法与技术成为相应领域亟待解决的瓶颈问题，受到广泛关注/时空推理由时态推理和空间推理发展而来，当前国内外关于时空推理研究的内容主要包括时空对象的建模与知识表示、定性时空推理及时空推理应用等问题;多维时空环境建模与仿真的研究进展主要表现在地理空间信息网格、室内外一体化建模、地理环境视景仿真及地理增强现实四个方面。地理空间信息格网提出了不同形式的球面空间格网和球体空间格网;室内外一体化建模研究如何用一个有效的室内外一体化描述模型去统一表达各类室内外对象;地理环境视景仿真方面的技术研究主要在数字地球浏览软件的开发、分布式虚拟地理环境平台的建立及其与GIS的集成，并实现一体化与实用化;地理增强现实，近年来主要在移动增强现实系统组成、硬件系统构成、地理信息服务体系架构、应用于增强现实的地理空间数据库系统构建,地理环境跟踪识别与配准、大范围地理环境增强现实系统构建与表达等方面取得了显著进展。
4.工程测量与变形监测
空间定位技术、激光技术、无线通信技术和计算机技术等新技术的发展与应用，极大地促进了工程测量技术的进步，使工程测量面貌发生了深刻变化，涌现了三维激光扫描仪、智能全站仪、全站扫描仪、磁悬浮陀螺仪、地质雷达、无人机、InSAR等先进技术和装备。同时针对体量大、结构复杂、空间变化不规则和精度要求高等工程技术难题展开深入研究，在理论、方法和应用上取得了重大进展。近几年，工程测量在理论、方法与技术上的进展主要有以下几个方面。
1)工程控制测量
将GNSS和全站仪相结合，快速建立工程控制网，形成了根据工程特点灵活建网的技术体系，如大比例尺测图控制网、高铁CPⅢ施工控制网和变形监测基准网等，全球导航卫星系统(GNSS)已成为布设工程控制网的主要技术方法。在高程控制方面，提出了精密三角高程测量系统、GNSS和大地水准面精化模型代替高精度水准测量的理论与方法解决大范围、长距离和跨海精密高程传递问题。随着完全自主知识产权的北斗卫星导航系统正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务，北斗卫星导航系统在城市控制测量和复杂地形环境下的高精度控制测量方面得到了很好的应用，同时在轨道交通,变形监测、城市规划等高精度工程测量项目中，测量精度已能够满足工程测量精密定位要求。
2)三维测量技术
地面三维激光扫描技术的测量能力、自动化程度、人工作业的劳动强度、测量速度、数据处理效率以及整体经济效益均明显地优于其他测量技术。在特征提取的研究中，针对点云数据散乱的特点，提出了不同的特征线提取方法;在表面重建方面，快速成型技术得到了广泛的应用，通过对IPCM算法进行改进，提出了自适应的切片方法，实现模型重建。在建模软件方面，将激光雷达和摄影测量二者有机结合，开展对数据融合技术、精细三维重建算法和海量数据管理方法等关键技术的攻关，研制了多源数据融合的精细三维重建系统。在海量精细空间数据管理方面，设计并实现了点云、数字影像、CSG模型、3D-TIN等模型的数据存储，提出了多级混合二、三维一体化空间索引技术，发明了点云数据的建模方法和深度图像数据处理系统，利用GPU硬件加速等技术实现了海量精细空间数据快速绘制。
3)移动测量技术
移动道路测量系统通过机动车上装配的GNSS、INS、数码相机、数码摄像机和激光雷达等设备，在车辆行进之中，快速采集道路及道路两旁地物的空间位置数据，特别适合于公路、铁路等带状地区的基础信息获取，在电子地图的制作与修测、城市三维建模等领域具有独特的优势。目前已成功研发出多个移动道路测量系统，多传感器集成与同步控制方法、基于惯性补偿的平整度测量算法、时间同步与空间同步等问题得以解决，形成了多传感器一体化、数据一体化、功能一体化的新兴测绘装备。移动测量技术已向多波谱段成像方向发展，红外、高光谱、微波等波谱段的成像传感器逐步得到应用和发展，全景影像制作技术、图像模糊化处理技术已经取得阶段性成果。
4)变形监测技术
以计算机技术、网络技术、电子测量仪器技术、传感器技术、通信技术为一体的变形监测系统发展迅速，基本取代了传统的变形监测方法。变形监测已进入了自动化、智能化和信息化时代，在几何学,物理学和计算机仿真学等多学科、多领域的融合、渗透下，向一体化、自动化,数字化、智能化等方向发展。通过多元传感器及测量设备的数据采集控制管理，实现多种自动化数据采集系统的通用性和兼容性;对多源海量实测数据进行融合处理、实时分析，实现科学、可靠的测值预报和安全性评估。物联网和云计算与自动化监测技术融合，有力地推动了测量工作的一体化、自动化和智能化。地面雷达遥感成像系统(GBSAR)技术不断得到发展，通过研究GBSAR监测信号中静杂波的产生原因,影响及其去除方法，利用GBSAR强度图像的配准方法提取变形信息。
5)大型特种工程测量技术
提出了适用于月面环境的无高精度控制点的立体图像条带网定位方法，为嫦娥三号月面巡视探测器在月表实施科学探测任务提供了空间定位技术支撑;设计和实现了一种利用固定长度配合深度尺量高的方法，提高了三角高程测量精度，在大亚湾中微子实验工程中，解决了由于测区地势起伏，核电内路
线交通弯曲导致的高程测量精度低的问题、在港珠澳大桥沉管隧道工程中，综合利用GNSS声呐和倾斜仪测量技术、先后研发了深水碎石基床铺设测控系统、外海长距离沉管浮运测控系统和深水测量塔法沉管安装测控系统等沉管施工测控系统/运用全站仪、激光扫描、数字工业摄影测量等多种测量技术，圆满解决了65m射电望远镜设计、制造、安装和校准全过程的测量难题，提出了一种无固定观测墩的精密施工控制网布设方法，克服了软土地质结构条件影响。将激光扫描技术引入65m背架整体检测。
6)矿山与地下工程测量技术
矿山测量以空间信息学和系统工程理论为基础，综合运用测绘遥感、地球物理、物联网等手段，观测并感知矿山全生命周期以及矿区全方位对象的几何、物理及其空间关系变化，处理并解决矿产资源保护、矿山开发优化、生产环境安全、开采沉陷控制、矿区生态修复等科学与技术难题。当前矿山测量正冲破传统认识，朝着由简单到复杂、由单一向多元化，以及由手工、半手工作业向数字化、自动化、智慧化方向迅速迈进。矿区变形监测技术，主要研究利用SBAS、永久散射体技术等时序InSAR技术，发展了老采空区地表残余沉降监测地基稳定性评价技术，并综合利用PPP、CORS及三维激光扫描等技术进行矿山沉陷监测。在数字矿山空间信息集成建模与应用方面，研究提出了一批矿山三维空间模型,处理方法与分析方法，开发了系列软件，建立了数字矿山体系框架及其关键技术体系。此外，在地下工程测量技术方面，热红外遥感技术和超导量子干涉器SQUID进行管线探测技术得到发展，利用无人机搭载热红外成像仪探测长距离输油管道，研制完成了超导地磁图仪，能够对地下15m 以内空洞、PVC和水泥管线进行探测。
5.海洋与江河湖泊测绘
近两年来，海洋与江河湖泊测绘在海底地形地貌测量、机载海洋测绘、海岛礁陆海一体化测绘、海洋重磁测量、电子海图和数字海洋地理信息等六个技术领域取得较大进展。
1)海底地形地貌测量
随着卫星导航定位、声学探测、数据通信、计算机数据处理与可视化、图像学和图形学以及现代测量数据处理理论和方法等相关领域的发展，我国的海底地形地貌信息获取技术正在向高精度、高分辨率、自主集成、综合化和标准化方向发展。在海域高精度定位方面，正在构建沿岸、海岛礁及邻近水域高精度GNSS定位系统，自2015年开始对我国沿海现有22座RBN-DGNSS台站进行技术改造，将单一播发差分GPS信息的台站升级为兼容播发差分北斗信息的RBN-DGNSS系统，实现我国沿海200海里范围内GPS和北斗差分定位服务，并可向沿岸用户提供厘米级精度的北斗精密定位导航服务。随着卫星重力技术的发展，机载激光测深技术在海岛礁调查、岸滩水下地形地貌测量中的应用，以AUV/ROV为平台，携载多波束测深系统、侧扫声呐系统和水下摄影系统于一体的深海海底地形地貌测量系统的出现，我国已初步形成从太空、空中、水面到水下全海域立体获取与深海高分辨率观测技术体系。关于海底地形测量数据精化处理技术，重点开展了验潮零点漂移检测及修订、环境因素和观测过程的动态特性影响与补偿方法研究，进一步完善和改进了深度基准面确定和多波束测深数据处理方法，研发了海道测量水位改正通用软件，研制了具有自主知识产权的多波束测深数据处理软件,侧扫声呐条带图像数据处理软件。
2)"陆海一体化测绘技术
在海域无缝垂直基准构建方面，以地球椭球面作为根本的海域无缝垂直基准面，建立了深度基准面与地球椭球面差异的数值模型--深度基准分离模型，开展了陆海大地水准面拼接、高程基准面与深度基准面转换、基于卫星测高数据提取潮汐参数和构建潮汐模型、基于重力位差实现跨海高程基准传递的理论与方法研究。在海岸带地形测量方面，提出了以潮汐预报和水位推算技术为基础的岸线确定方法以及基于卫星影像的岸线确定方法;解决了GNSS无验潮水深测量技术的瓶颈问题，验证了该系统实施高精度水深测量的可行性/研究了无人船全自动化测深、低空无人机航空摄影测量、三维激光扫描、机载LiDAR等测量技术，研发了船载多传感器水上水下一体化测量系统，建立了较为完整的海岸带水上水下一体化测量方案。
3)机载海洋测绘技术
在机载重力测量方面，国产自主知识产权海洋航空重力测量系统的研发实现了关键技术的重大突破，进入工程样机试验阶段/组织实施了国内乃至国际上规模最大的多型航空重力仪同机测试试验，研究并验证了基于差分定位处理模式所获得的航空重力测量成果精度与基于GPS精密单点定位模式处理所获得的测量成果精度基本一致/研究了航空重力测量数据向下延拓技术，提出了一种独立于观测数据、基于外部数据源的向下延拓新思路。在海洋航空摄影测量与内业制图方面，研究了高精度POS直接定向技术在海岛礁航测生产中的应用，提出了一种海岸带水边线等高约束条件控制下的光束法区域网空三测量方法，基于GNSS差分技术与精密单点定位技术，提出了无控空三航摄作业方案。
4)船载海洋重磁测量技术
在船载重力测量方面，形成了引进、吸收和应用多型号国外设备，研发验证国产设备的态势。数据处理方面实现了数据采集与处理自动化及智能化、重力仪性能评价标准化和指标化、数据处理规范化。具体表现为：研发了基于电子海图的导航、数据采集、处理和成图软件;提出了重力仪零点趋势性漂移、有色观测噪声与随机误差的分离方法，形成了稳定性评估的标准化技术流程/推导了均方根误差、系统偏差、标准差等组合新的重复测线内符合精度评估公式，为重力仪动态性能评估提出了更精细的评估指标;提出了一种基于互相关的交叉耦合效应修正方法，对高动态海洋重力测量数据实施了综合补偿和精处理;基于Tikhonov正则化方法和移去;恢复技术，构建了多源重力数据融合模型，提出了融合多源重力数据的纯解析方法。
磁力测量方面，开展了南海海底地磁日变站布放选址方法研究，解决了远海磁力测量日变改正难题。研究了拖鱼入水深度计算与控制，建立了入水深度与配重、拖缆长度和船速间的影响机制。采用傅里叶谱分析，实现了磁平静日变和磁扰改正的分离，解决了强磁扰期日变改正问题;基于多台海洋磁力仪、测深仪和GPS，构建了一种阵列式海洋磁力测量系统。在海岛礁地磁测量方面，实现了地磁经纬仪、陀螺经纬仪、天文观测和GNSS高精度定位与定向等多系统一体化集成应用，提出了完整的地磁三分量测量技术流程，编制了技术规程，建立了地磁测量数据处理模型。
5)电子海图技术
基于IHO相关标准和规范，采用文本描述法，设计了“所见即所得”的海图符号编辑器;提出一种基于字符颜色扩展的海图水深注记方法，研究了海岛礁符号的概念、特征、功能及分类，形成了完整的分类体系，开发了符号库系统，设计了色彩管理方案，提出了一种英版航海通告信息自动搜集与处理技术，并研制了软件;提出了电子海图云服务概念，并设计了模型，提出了海图集合云存储策略，建立了空间索引模型，提出了全球电子海图的云可视化服务方案。综合应用电子海图技术、AIS技术、GPS技术、WiFi技术、网络云服务技术等多种技术手段，构建了一整套适合引航员便携应用的“口袋版”iPad移动引航系统。开展了中国海区e-航海原型系统技术架构研究，完成了技术架构和工程建设可行性研究。
6)数字海洋地理信息技术
针对海洋基础地理信息存储、管理与应用的特点，提出了命名要素的概念及归类原则;研究了海洋地理信息系统理论构成体系中的时空数据模型、时空场特征分析、信息可视化和信息服务等技术;研究了数字海洋系统中电子海图数据融合可视化问题，提出了温跃层数据的自动提取和三维表达的理论与实现方法，实现了可视化海洋环境空间数据的动态演示，采用面向服务的理念设计，提出了构建海洋空间地理信息网格服务平台的技术方案/基于云计算技术，提出海洋空间信息一体化架构服务平台;从数据特征和用户需求出发，研发了集成数据管理与查询、数据处理与分析和数据可视化功能于一体的南海海洋信息集成服务系统;积极推进了“数字海洋”建设，研发了数据库服务、三维全景实景显示漫游和渔政地图等子系统。研制了海洋多源异构数据转换系统，设计了可实现海洋数据解译与再存储的统一数据存储结构，搭建了海洋水文环境要素可视化系统，基于面向数字海洋应用的虚拟海洋三维可视化仿真引擎--i4Ocean模拟了海上溢油现象。
6.空天地海一体化测绘
空天地海一体化测绘体系是由陆地测量车、海上测量船、中低空的遥感测绘平台、航天测绘卫星及
地下测量机器人等共同构成的一体化的信息化测量技术。目前，这一体系已经有了重要突破，研发了超过三种车载陆地测量系统，该系统是各种高科技传感器在车辆上的大集成，包括各种激光扫描仪、摄像机、数码相机、陀螺仪、北斗卫星接收机等，可以快捷、精密、准确地在陆地测量建筑设施和树木等，提供立体化的地理信息数据;海洋测量技术配备综合测量船，可以测海岛、测海底、测港口、测河道等;在航空测绘领域，不仅在中高空遥感测绘平台、中低空无人机和无人飞艇遥感测绘技术很成熟，超高空的平流层飞艇上也建立了遥感测绘平台，形成快速机动的航空遥感测绘手段;在太空有北斗卫星导航系统、资源三号卫星及其他系列的遥感卫星，在高分辨率遥感卫星上已取得突破，形成了系列化的自主测绘卫星体系，航天测绘、航空测绘与地面测绘相结合，构成中国的对地观测体系，实现全球范围的地理空间信息的获取;此外，利用地下测量机器人技术，促进地铁、山洞开挖、矿井安全等地下基础设施的建设快速发展。通过五个方面的整合，形成了空间、空中、地面、海洋、地下五位一体的测绘技术。
(二)测绘学科技术的重大应用与服务
1.地理国情普查与监测
1)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,1个一级类、58个二级类和135个三级类%主要利用分辨率优于1m 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，以及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。
2)地理国情普查技术创新
地理国情普查中的数据生产技术创新包括西部稀少控制区正射影像生产技术路线、高分影像自动解译软件、外业核查系统、无人机巡检系统、时点核准技术路线、成果质量控制方法和质量检查软件、数据入库检查处理软件等，开展了基于云计算的海量地理空间数据高性能计算与挖掘分析技术研究，采用大数据、弹性云存储、大内存和云计算等先进技术，对地理国情普查海量空间数据的存储、处理、管理、统计分析和成果发布运行环境进行了总体和详细设计，构建了TB级海量数据存储与管理运行环境，采用云平台、云存储、云计算技术，构建了面向服务的虚拟化和弹性伸缩系统架构，有效化解了由于数据量，计算量剧增导致基础设施无限扩充的难题，形成了国内同比领先的空间数据高性能计算和综合服务能力。开发了具有自主知识产权的基本统计软件系统，建立了图形要素与统计数据的“图--数”双向对应关系，创新了海量数据表面面积计算模型和高效能混合并行计算方法，实现了全国自然与人文地理要素数据向地理国情基本统计信息直接转化。
3)地理国情监测
地理国情监测分为两部分，即基础性监测和专题性监测。基础性地理国情监测是每年对全国进行一次普遍性监测，实现对地理国情普查成果进行持续更新，及时发现基础性监测内容的年度变化，及时推出基础性监测成果，包括地表覆盖变化监测和重要地理国情要素变化监测，同时完善地理国情本底数据库并支撑相关应用。专题性监测围绕国土空间开发、资源节约利用、生态环境保护、城镇化发展、国家重大战略实施和区域总体发展规划等专题，充分利用第一次全国地理国情普查成果，结合基础地理信息成果和最新的航空航天遥感影像数据，在基础性监测成果基础上按需进行。监测主要面向新型城镇化建设、长江经济带、“一带一路”等国家重大战略实施及其部署，开展全国地级以上城市及典型城市群空间格局变化监测、生态安全屏障区域自然生态变化监测、长江经济带国家投资基础设施建设监测、丝绸之路经济带重要地理国情监测和南海诸岛重要地理国情监测等。
2.不动产测绘
随着国家《不动产统一登记暂行条例》的出台及现代测绘技术、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都发生了较大的变化，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、“互联网+高新技术应用等3个方面总结了本专业研究的进展。
1)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;土地利用动态监测方面，主要利用分辨率优于1m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，以及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。
2)房产测绘
随着GNSS RTK技术的成熟及城市CORS系统的建立，房屋面积量算中房产分丘、分幅平面图测量方法和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要求。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。
3)“互联网+”高新技术应用
“互联网+”是互联网、物联网、云计算等新兴信息技术在各行各业“全工作流”、“全产业链”、“全价值链”中的深度融合，使之成为现代制造业、生产服务业发展的新动力。《不动产登记信息管理基础平台建设总体方案》中要求，不动产登记信息管理基础平台依托“国土资源云”。在国土资源部数据中心，采用国产自主可控信息技术，集成服务器、存储系统、基础软件等设施，按照云计算架构建立国家级平台运行环境，形成可动态扩展的共享资源池，由平台管理系统统一配置、管理、监控、调度，按需提供数据存储管理和应用服务系统部署运行的基础环境资源。以地理国情普查获取的数据为用地现状信息，通过物联网技术获取用地动态信息，并将二者融合构建一个全方位的用地监测系统。
3.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及静、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 55 57393 55 31671 0 0 5495 0 0:00:10 0:00:05 0:00:05 6228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”。
4.地理空间信息数据资源建设与升级
1)全国1:5万基础地理信息数据库
当前，我国已实现了全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。
2)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2015年年底，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(DEM)数据覆盖全国40.1%面积，1:1万正射影像图(DOM)数据覆盖全国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%。2013年各省全面开展对现有1:1万基础地理信息数据(DLG、DEM、DOM)进行整合处理，至2015年年底已完成约10万幅，占任务总量80%。在2016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。
3)1:5万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工程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。
5.海岛礁测绘
在陆海基准的统一与海岛礁测绘方面，2013年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。
6.全球30m地表覆盖信息产品
2014年4月，经,4年跨学科协同创新，中国领先于世界，首次研制出了2000年和2010年两个年份30m辨率的全球地表覆盖数据产品GolobeLand30，并构建了全球首个高分辨率地表覆盖信息服务平台。以“多源影像最优化处理、参考资料服务化整合、覆盖类型精细化提取、产品质量多元化检核”为主线，解决高质量影像的全球优化覆盖、相同地物具有不同光谱反射曲线或者不同地物具有相同光谱反射曲线的现象、数据产品质量控制等诸多问题;依据全球地表覆盖制图对多源、多分辨率遥感影像的需求，研发几何纠正与配准、缺失数据处理、辐射重建等一组处理模型与方法，用于纠正遥感影像在获取和处理过程中产生的误差;研发专用的网络化检核系统，具有错误信息的空间化标报、发布/订阅、时空匹配等功能，用于支持多用户协同的检查信息和修改结果的在线汇聚、有序传递。海量影像优化处理、精细化信息提取、工程化产品质量控制、网络化信息集成服务等科技创新，将2000年和2010年两个基准年的全球30m地表覆盖数据产品空间分辨率提高了1个数量级，总体分类精度达,83%以上。
7.全球环境变化与自然灾害预测预警
在大地测量与地震研究领域，以GPS为代表的“GNSS空间大地测量技术”的迅速发展和广泛应用，可以对各种规模尺度的构造运动和地壳形变进行高精度、高密度、高效率和全天候的实时化观测，为地震相关领域的地球动力学研究和构造运动学解析提供了革命性的技术手段。在构造运动学和地球动力学研究方面，目前的静态GNSS大地测量，能够通过“每24小时”的观测
获得全球参考框架下精度高达“毫米级”的站点单日平均坐标，既可进行全球尺度的板块运动监测，也可用于区域范围的地壳形变和构造运动监测，更可适用于具体断裂带的细微运动变化监测。
在地震孕育机制和破裂过程的观测研究方面，静态GNSS大地测量是同震位移观测、震后迟豫形变观测、断层蠕滑和慢地震现象观测的有效手段，为地震危险性的判定、岩石圈介质的流变参数反演、地震破裂面错动分布状况反演等提供重要约束。在地震的强地面运动监测和地震预警方面，近年来从日臻完善的单历元GNSS观测技术拓展出一个新型学科--GNSS地震学。采用高频(高采样率)GNSS观测，能够以“厘米级”的精度获得每个采样时刻(历元)的三维坐标，从而直接勾画出强震所引起的地面三维运动过程。目前高频GNSS大地测量的实际效果和应用潜力受到了传统地震学界的普遍认可和高度重视。
在应急测绘与防灾减灾方面，突破了测绘基准建立和空间信息快速获取关键技术，通过集成似大地水准面精化、精密单点定位、新一代数字摄影测量等技术，建立了不依赖地面控制点的高精度快速摄影测量生产体系，实现了多尺度数字航空影像的快速获取及其高精度的快速处理，并成功推广应用于灾区应急测绘。针对灾区应急测绘时间紧、要求高、实施难的问题，实现了基准建设和测图同步协调作业，建立了应急测绘集成技术体系和测绘信息应急服务系统，为灾区快速重建提供了可靠的测绘技术服务与保障。
8.空间科学的应用
在天文地球动力学研究领域，国内多个台站是国际SLR数据处理分析中心，或是我国陆态网和北斗导航系统全球跟踪站数据处理中心，发表了多份星表，获得了我国地壳运动和变形的高水平监测成果，在国际上首次得到了精度达毫米级的中国大陆及其周边区域地壳运动完整的图像，为地球科学研究中国大陆地壳运动机理提供了最可靠的约束条件。在天球参考系研究方面，首次提出大天区统一平差CCD观测的处理方法，大大提高了星的定位精度和参考系维持精度。
空天一体化基准是实现航天器高精度空间定位与导航的基础，其实质在于确定高精度的EOP，即确定不同参考系之间的联系参数。目前，测定EOP的主要技术手段包括甚长基线干涉测量(VLBI)、卫星激光测距(SLR)和全球导航卫星定位(GNSS)等技术。自2002年起，我国提出、发展和逐步完善了新一代VLBI技术规范，即VLBI2010标准，其致力于对VLBI测站的毫米级定标与定速以及对EOP参数的连续、实时和高精度测定，进而确保天、地一体化参照基准的高精度实现。国内有关单位正在按VLBI2010标准设计和研发我国新一代VLBI测地网，并在宽带接收、馈源与接收机整体制冷、天线参考点高精度监测及观测数据解析等关键技术方面取得一系列进展;研究了SLR与VLBI的并置测量，分析和消除不同测量技术之间的系统差异，精化EOP激发机制的分析，提高EOP的预测精度。GNSS技术主要用于EOP的加密测量，是对上述两种技术的重要补充。国内利用IGS跟踪站的连续观测资料估算得到的地球定向参数，与IGS发布的地球定向参数结果具有较好的一致。
在深空探测方面，面向我国载人航天、月球探测、火星计划等国家重大深空探测工程，突破现有的SVBI、SVLBI、△DOR、SBI和X射线脉冲星技术的理论和方法，建立卫星轨道参数、天体着陆卫星定位参数与参考系统连接参数、卫星动力学模型或运动学模型参数以及地面观测网或测控网的关系，形成了从月球探测器到火星探测器、从地面测量到自主定位系统的一整套SVBI探测器定位技术和深空大地测量理论体系。设计了最优SVLBI卫星轨道方案、卫星有效载荷的技术参数及SVLBI卫星轨道跟踪网，提出SVLBI系统的技术理论方法;研究采用地-空/空-空SVLBI观测量估计包含章动参数在内的所有大地测量参数的处理方法;深入开展SVBI、SVLBI、△DOR、SBI和X射线脉冲星技术进行深空探测器定轨和深空大地测量的理论;模型和参数序列估计算法研究，以及探测器轨道和遥控测控网设计等。
9.位置服务
目前，我国有关位置服务，主要是发展北斗二代系统的应用。北斗CORS网可提供一定的广域差分、局域差分和网络RTK服务，北斗地基增强系统以北斗卫星导航系统为主，兼容其他GNSS系统的地基增强系统，可提供厘米级至亚米级精密导航定位和大众终端辅助增强服务。我国国家大地基准现代化建设指标是360个CORS站都具备北斗信号接收和数据产生的能力，目前已经建成了100以上的
站点，可以实时传输数据流，用于生成实时/后处理精密轨道、钟差、电离层等产品，作为国家增强系统的主要基础设施。国内各省也开展了相应的北斗CORS站的更新升级工作，如四川省已经建成了约100个站的北斗CORS站网，逐步开展车道级差分服务和厘米级服务;湖南省建成了约100个站;湖北省建成了30个站/河北省建成了20多个站点的一期网、正在开展二期的建设;江苏和上海也建成了北斗CORS站网;广西建成了六个站点的北斗CORS试验网，正开展相关服务。
在线地图服务正向服务功能主动组织、数据管理自动调整、地图自适应表达的个性化主动服务发展，开拓了一个崭新的电子地图公众服务时代，在地图服务形式、服务平台、服务模式、服务内容与对象等方面发生了巨大的变化。以实景地图、街景地图、影像地图、真三维地图集成的综合服务形式得到较多应用;地图服务平台从PC互联网平台向移动互联网平台转变，由单一服务平台向开放式地图共享服务平台转变;地图服务模式"找位置"进入"找服务”，正逐渐向以“LBS+SNS”模式为特点的社交网络地图服务转变。随着众包地图、志愿者地图的普及，用户不仅是在线地图服务的消费者，也是地图信息的生产者，譬如用户可以使用位置签到、位置微博和Waze社交化交通等方式提供地图信息。
10“天地图”地理信息公共服务平台
“天地图”地理信息公共服务平台网站经过近两年的建设及省市级节点不断接入“天地图”数据资源更加丰富、服务能力明显提高，成为目前中国区域内数据资源最全的地理信息服务网站。“天地图”集成了全球范围的1:100万矢量地形数据、500m分辨率卫星遥感影像，全国范围的1:25万公众版地图数据、导航电子地图数据、15m分辨率卫星遥感影像、2.5m分辨率卫星遥感影像，全国300多个地级以上城市的0.6m分辨率卫星遥感影像，总数据量约30TB。天地图2014版本正式上线，具有功能更全、技术更优、性能更稳、运行更快等亮点。在原有基础上，完成了国内地图矢量数据的全面更新，国外矢量数据由原来的2~10级丰富提升到14级。首次发布全球海底地形晕渲地图，更新全球陆地地形晕渲效果，发布了维文、蒙文地名注记图层。截至目前“天地图”形成了国家、省、市(县)三级互联互通的架构体系，全国已有30个省、区、市完成省级节点建设，145个市(含县级市)完成市级节点建设，并实现了与主节点的服务聚合。整体服务性能比此前版本提升4至5倍,。新版天地图还开通了英文频道、综合信息服务频道和三维城市服务频道，并更新了手机地图。
11.时空信息网格(云)服务
随着对地观测技术、移动互联网技术的突飞猛进，时空信息的数据量和用户数量激增，传统的时空信息系统架构和技术已转向以面向服务架构为核心的时空信息网络(云)服务及服务的知识化、智能化和高性能化，以满足大数据、高并发的需要;同时，不同层级、不同类型的用户对时空信息服务也提出了许多新的要求，对时空信息服务的空间尺度和服务主题的需求差别很大，时空信息的空间尺度和服务尺度正在向多样化发展。概括起来，近几年来时空信息网格(云)服务的研究进展主要集中在以下四个方面：第一，时空信息网格(云)服务的体系架构和标准协议方面，开展了基于SOA、Restful和并行计算、云计算技术的地理信息服务架构以及地理信息服务公众平台研究，以ISO/TC211和OGC 为代表，制定了系列地理空间信息服务技术与标准规范;第二，时空信息的高性能服务主要是通过GIS系统与网格计算、云计算等先进计算技术的融合，提高了时空信息服务的基础支撑能力，主要表现在基于分布式计算环境的时空信息服务、分布式时空数据分布式存储与调度和时空信息服务与网格计算、云计算技术的结合;第三，时空信息的智能服务技术，主要是通过语义网与时空信息技术的结合，提高时空信息服务的智能化程度，包括地理空间语义网的设计与建立，以及利用语义网技术实现面向服务架构下的空间信息网络服务与数据的自动查找和动态组合;第四，在时空信息服务的多尺度和多主题性方面，有关各要素的空间结构和各要素的空间分布模式的识别，自动综合的模型、算法、知识及基于知识的推理等方面的研究，都取得了新的进展。
随着“互联网+”与时空大数据时代的到来，如何从时空大数据中提取与服务主题相关的时空数据并通过数据挖掘发现隐藏在数据中的知识，已成为关注的热点问题。该领域研究的最新进展表现在四个方面：一是时空大数据时代的到来导致第四科学范式即数据密集型科学范式;二是围绕数据科学理论体系、大数据计算系统与分析理论、大数据驱动的颠覆性应用等重大基础研究进行前瞻布局和理论方
法探索，加强数据清洗、数据分析挖掘、数据可视化等关键技术攻关;三是有关的大数据和时空大数据的理论研究已经有了很好的开篇，论文数量急剧上升，学术关注度越来越高;四是大数据和时空大数据产业正在兴起，国内外时空大数据中心、分析研究中心、产业基地等发展很快。
(三)测绘学科发展与人才培养
传统测绘学是利用测量仪器测定地球表面自然形态的地理要素和地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性等，根据观测到的数据通过地图制图的方法将地面的自然形态和人工设施等绘制成地图&随着空间导航定位、航空航天遥感、地理信息系统和数据通信等现代新技术的发展及其相互渗透和集成，为我们提供了对地球整体进行观察和测绘的新工具。当前，大地测量从分维式发展到整体式，从静态发展到动态，从描述地球的几何空间发展到描述地球的物理--几何空间，从地表层测量发展到地球内部结构的反演，从局部参考坐标系中的地区性测量发展到统一地心坐标系中的全球性测量。由于航天技术和计算机技术的发展，当代卫星遥感技术可以提供比光学摄影所获得的黑白像片更加丰富的影像信息，因此在摄影测量中引进了卫星遥感技术，形成了航天测绘。随着数字地图制图和地图数据库技术的飞速发展，作为人们认知地理环境和利用地理条件的根据，地图制图学已进入数字制图和动态制图的阶段，并且成为地理信息系统的支撑技术，地图制图学已发展成为以图形和数字形式传输空间地理环境的学科。现代工程测量学也远离了单纯为工程建设服务的狭隘概念，正向着所谓“广义工程测量学”发展，即“一切不属于地球测量，不属于国家地图集的陆地测量和不属于公务测量的应用测量，都属于工程测量”。工程测量的发展可以概括为内外业一体化、数据获取与处理自动化、测量工程控制和系统行为的智能化、测量成果和产品的数字化。
从测绘学的现代发展可以看出，测绘学的研究对象已不仅仅是地球表层，还需要将其研究范围扩大到地球外层空间的各种自然和人造实体，而且测绘学不仅研究地球表面的自然形态和人工设施的几何信息的获取和表述问题，同时还要把地球作为一个整体，研究获取和表述其几何信息之外的物理信息，如地球重力场的信息及这些信息随时间的变化等。因此，现代测绘学的是研究对实体(包括地球整体、表面以及外层空间各种自然和人造的物体)中与地理空间分布有关的各种几何、物理、人文及其随时间变化的信息的采集、处理、分析、管理、存储、显示、更新和利用的科学与技术。这些空间数据来源于地球卫星、空载和船载的传感器及地面的各种测量仪器，通过信息技术，利用计算机的硬件和软件对这些空间数据进行处理和使用，这是因现代社会对空间信息有极大需求这一特点形成的一个更全面且综合的学科体系。它的研究内容和科学地位则是确定地球和其他实体的形状和重力场及空间定位，利用各种测量仪器、传感器及其组合系统获取地球及其他实体与时空分布有关的信息，制成各种地形图、专题图和建立地理、土地等空间信息系统，为研究地球的自然和社会现象，解决人口、资源、环境和灾害等社会可持续发展中的重大问题，以及为国民经济和国防建设提供技术支撑和数据保障。
1998年，教育部正式颁布了我国经过第四次全面修订的“普通高等学校本科专业目录”，在这个专业目录中，0809测绘类专业设置仅有080901测绘工程一个本科专业，它涵盖了旧专业目录中的大地测量、工程测量、摄影测量与遥感、地图学和海洋测绘等四个本科专业。在研究生专业目录中，测绘科学与技术为一级学科授权点，下设三个二级学科点，即大地测量与测量工程,摄影测量与遥感、地图制图与地理信息工程，这三个学科在2002年全部被选入国家重点学科。
测绘科学技术在近10年内已发生了巨大变化。测绘专业从以国家基础测绘为主扩展到地球空间信息获取、处理与应用于相关的资源调查、应急管理、导航、交通、物流、旅游等众多领域。根据测绘科技发展和社会需求，培养创新性基础理论研究和专业化工程技术人才是我国测绘本科专业人才培养的实际要求。现有的高等学校测绘类本科专业目录已不能完全满足要求，需要进行修订和扩充。
国外同类高校的专业设置主要有：大地测量学、测绘信息工程、卫星导航与定位、摄影测量学与遥感、地图制图与地理信息系统、测量与地理空间信息系统等。
2010年4月25日，测绘学科高等学校教学指导委员会根据《关于征求高等学校本科专业目录修订
工作意见和建议的通知》(教高司函[2015]50号)的要求，总结测绘专业的办学经验，面向国际化本科教育的发展趋势和测绘专业人才需求现状，经过充分讨论，形成如下的关于测绘类本科专业目录的设置：
(1)大地测量学与卫星导航;
(2)工程测量;
(3)遥感科学与学术;
(4)地理空间信息工程。
其中(1)、(2)和研究生的“大地测量学与测量工程”专业相对应;(4)与研究生的“摄影测量学与遥感”专业相对应;(3)与研究生的“地图制图学与地理信息工程”专业相对应。
测绘学的现代发展促使测绘学中出现了若干新学科，例如卫星大地测量(或空间大地测量)、遥感测绘(或航天测绘)、地理信息工程等。测绘学已完成由传统测绘向数字化测绘的过渡，现在正向信息化测绘发展。由于将空间数据与其他专业数据进行综合分析，致使测绘学科从单一学科走向多学科的交叉，其应用已扩展到与空间分布信息有关的众多领域，显示出现代测绘学正向着近年来国际上兴起的一门新兴学科--地球空间信息科学跨越和融合。地球空间信息学包含了现代测绘学的所有内容，但其研究范围较之现代测绘学更加广泛。
地球空间信息科学是采用现代探测与传感技术、摄影测量与遥感对地观测技术、卫星导航定位技术、卫星通信技术和地理信息系统等为主要手段，研究地球空间目标与环境参数信息的获取、分析、管理、存储、传输、显示和应用的一门综合和集成的信息科学和技术。地球空间信息科学是以“3s”技术为其代表，包括通信技术、计算机技术的新兴学科。它是地球科学的一个前沿领域，是地球信息科学的重要组成部分。2004年英国《Nature》文章指出，地球空间信息技术与纳米技术和生物技术并列为当今世界最具发展前途和最有潜力的三大高新技术。
地球空间信息科学不仅包含现代测绘科学的所有内容，而且体现了多学科的交叉与渗透，并特别强调计算机技术的应用。地球空间信息科学不局限于数据的采集，而是强调对地球空间数据和信息从采集、处理、量测、分析、管理、存储到显示和发布的全过程。这些特点标志着测绘学科从单一学科走向多学科的交叉;从利用地面测量仪器进行局部地面数据的采集到利用各种星载、机载和舰载传感器实现对地球表面及其环境的几何、物理等数据的采集;从单纯提供静态测量数据和资料到实时/准实地提供随时空变化的地球空间信息。将空间数据和其他专业数据进行综合分析，其应用已扩展到与空间分布有关的诸多方面，如环境监测与分析、资源调查与开发、灾害监测与评估、现代化农业、城市发展、智能交通等。
测绘学科的人才培养应紧密结合国家经济建设和社会发展的需求，在构建测绘学科人才培养体系时应当注重测绘学科专业结构、人才培养模式的科学配置与适时调整，培养适应社会需求的技术应用型、复合型测绘人才，提高测绘学科人才的竞争能力和社会适应性。围绕测绘学科人才培养体系，开展四大子体系的建设，包括学科知识体系、本科教学课程体系、工程能力培养体系和培养质量评估体系。这四个子体系分别针对人才培养的基础知识及基本技能培育，应用实践能力培养进行指导与规范，并提供对培养成果的分析与评价机制，以促成对人才培养机制的不断反思与改进。
随着国家经济建设的快速发展，各行业对测绘专业复合型人才的需求量不断增大，对测绘专业人才培养提出了新的要求。我国已经形成了以高等教育和职业教育相结合的人才培养体系。目前国内从事测绘工程本科人才培养的院校约150所，具有测绘学科硕士点的院校约80所，具有博士点的院校约10所，具有博士后流动工作站的院校约10所。另外，国家测绘地理信息局职业技能鉴定部门每年约培养21000个测绘职业技术工人。
为了做好、做强测绘与地理信息相关专业，许多高校、研究院所开始着力发展测绘与地理信息专业的教育。近年来，众多教育机构纷纷建立独具特色的测绘与地理信息专业，从办学机制、人才培养模式、师资队伍建设等方面进行了深化改革，取得了良好的成果。通过联合举办信息化测绘新技术培训班、联合培养等方式，开拓了学生的视野，增强了对测绘与地理信息专业的认知和全面学习，加强了人才的培养。多元化实验教学的思想已经深入人心，越来越多的高校申请建立重点实验室，或是与企业联合建立实验室，建立特色实验室和网上教学公开课，申报国家精品课程，在教育部中国大学精品开放课程网站上线等多种形式，加强测绘与地理信息专业的教育工作。为加强人才培养，推动“产学研用”系统工程建设，武汉大学、中南大学等高校实施了测绘工程专业“卓越工程师教育培养计划”，武汉大学建立了首个国家级测绘实验教学示范中心。北京、武汉和广州等城市测绘院建立了博士后工作站和专业性的重点实验室，多渠道培养不同层次的工程技术人员。大部分院校在保证教学条件的情况下，大力推进政府、行业、学校、企业多方合作办学，建立了校外实践、实习基地500多个。
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