新常态下测绘地理信息装备的发展

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摘要：

        新常态下测绘地理信息装备发展面临重大机遇和严峻挑战，需要从战略规划、核心技术和创新模式适应新常态转型升级。本文对新常态下测绘地理信息装备的顶层设计、技术趋势和创新模式等方面进行了探讨，分析了当前新常态下国产测绘地理信息装备发展现状、存在的问题和新要求，提出并设计了新常态测绘地理信息装备技术与产品生态链，对测绘地理信息装备的“智”造和技术发展趋势进行了总结分析，提出了面对新常态的测绘地理信息装备发展的创新机制与转型方向，积极适应新常态下测绘地理信息事业发展要求，打造持续稳健科学发展的测绘地理信息装备生态圈。

一引言

　　测绘地理信息工作在国民经济与社会发展中发挥出越来越重要作用，如何努力抢占国际测绘地理信息制高点，推动中国从测绘大国向测绘强国跨越，新常态下的测绘地理信息事业机遇与挑战并存，全面深化测绘地理信息改革面临着行业结构调整和产业升级转型，而测绘地理信息装备则是测绘地理信息行业结构调整的核心竞争力和基础，是测绘地理信息产业转型的着力推手。近年来，我国的测绘地理信息技术水平明显提升，测绘地理信息服务面日益扩大，但支撑测绘地理信息保障能力和服务水平的测绘地理信息装备发展面临极大问题。高精尖装备依赖进口的严峻现实没有根本改变，高分辨率传感器、高精度卫星导航芯片、光机电一体化的多传感器集成对地观测装备等先进高端测绘地理信息装备市场主流被美国、日本、欧洲等国外品牌占据。以三维激光扫描系统、高精度卫星导航芯片、数码航摄设备为例，90%以上市场份额为国外产品，制约我国测绘地理信息产业发展，也带来巨大的信息安全隐患。

　　我国的测绘与地理信息科研单位和企业经过多年潜心攻关，在航摄仪、移动测量、海量数据处理、网络信息服务、北斗芯片等技术领域取得重大突破，具备了一定的技术积累。但纵观国产测绘地理信息装备研制、市场化和应用，国产测绘地理信息装备在水准仪、全站仪、GPS等市场上以低价格获取市场份额，而动辄上千万的高端装备市场被国外厂商垄断，国内自主产品尚难以与国际品牌相抗衡。一方面，国产化装备受制于我国装备生产加工水平和核心技术突破，国产高端测绘地理信息装备发展研发和市场化困难重重。另一方面，政府对国产测绘地理信息装备支持不足和市场环境也制约着国产测绘地理信息装备的发展壮大，大量测绘地理信息单位在设备招标采购中迷信国外装备甚至排斥国产装备。

　　新常态下，测绘地理信息产业作为战略性新兴产业的组成部分和重要基础，其核心技术装备需要国产化，从而更好地维护国家安全。因此，新常态下全面深化测绘地理信息事业改革，测绘地理信息装备的核心关键技术攻关、产品研发、市场业态和推广机制有待于重点关注，需要从战略规划、核心技术和创新模式适应新常态转型升级。本文对新常态下测绘地理信息装备的顶层设计、技术趋势和创新模式等方面进行了探讨，提出并设计了新常态测绘地理信息装备技术与产品生态链，对测绘地理信息装备的“智”造和技术发展趋势进行了总结分析，在此基础上提出了面对新常态的测绘地理信息装备发展的创新机制与转型方向，为积极适应新常态下测绘地理信息事业发展要求，打造持续稳健科学发展的测绘地理信息装备生态圈提供参考。

二新常态下的测绘地理信息装备生态链

　　作为国家战略性新兴产业的测绘地理信息产业的重要支柱和引擎，新常态下的测绘地理信息装备的发展必须进行战略规划和顶层设计，建立测绘地理信息装备生态链，全面发展和针对性重点突破，既面向国家测绘地理信息重大工程服务需求，又可审势利用国家重大科技专项，统筹发展，突破核心关键技术，逐步形成完全自主知识产权，引领世界的空天地一体化对地观测测绘地理信息装备体系。通过对全球测绘地理信息装备产品、技术体系的梳理，先进的空天地一体化对地观测体系的测绘地理信息装备的生态链如图1。

　　图1 测绘地理信息装备生态链

　　如图1，一方面，新常态下的测绘地理信息装备链从水下到地面，从低空到航空，从平流层到航天，形成有层次、不同尺度的全球对地观测体系，实现全球全覆盖实时快速响应测绘地理信息保障和服务。从这一角度考虑，我国测绘地理信息装备技术和产品的发展，需要统筹规划，发展测绘卫星、平流层飞艇、高中空长航时航空摄影飞机、低空无人机、地面车载和水上船载等多传感器集成的遥感测绘平台，全面提升多源数据及时获取能力。另一方面，新常态下的测绘地理信息装备要不断提升和发展新型对地观测传感器，包括雷达、激光扫描、红外成像、高光谱成像、倾斜摄影等核心传感器，全面提升提高测绘地理信息对地观测能力，获取多源测绘地理信息数据，进一步提高我国测绘地理信息保障和服务质量。以上两个方面是新常态下测绘地理信息装备发展的着力点和方向，两方面均衡发展，在覆盖性和能力两个方面打好基础，逐步占据测绘地理信息装备制高点。

　　在测绘地理信息装备的生态链中，国产的测绘地理信息装备主要集中在地面常规测绘装备的研发、生产，技术门槛相对较低。对上天入海和基于移动载体测量的高端测绘地理信息装备，国产已经开始起步，但由于发展起步较晚、核心技术积累不够、政策引导不够、转化推广机制不健全，急需从国家层面加速推进测绘地理信息核心装备的国产化。

　　在具体的发展策略上，测绘地理信息装备生态链涉及众多专业、类型和关键技术，新常态下的测绘地理信息装备发展不能贪大求全，要以生态链为基础，选取生态链中的一环构建生态圈。生态圈的构建要以自身的专业和技术优势，重点突破核心技术，把生态圈做大做强做深，在此基础上拓展生态圈的影响范围。

三新常态的测绘地理信息装备智造与趋势

　　测绘地理信息装备生态链上生态圈的形成要建立在自身的优势上，掌握生态圈的核心技术，形成核心竞争力。生态圈的构建可以以传感器核心技术为牵引，如高精度导航定位芯片、三维激光、光谱相机、航摄相机等，也可以以需求为导向，针对当前测绘地理信息保障服务的需求深入应用提供解决方案，如地理国情监测、智慧城市等。无论是传感器技术还是应用需求，发展测绘地理信息装备，构建由国际竞争力的测绘地理信息装备生态圈，离不开对当前国际测绘地理信息装备发展趋势。把握好世界测绘地理信息技术和应用的潮流，进行顶层规划和科技攻关，逐步实现测绘地理信息装备“智”造升级。

　　当前测绘地理信息技术发展趋势主要集中在以下方面：

　　(一)高精度卫星导航定位芯片

　　卫星导航定位芯片是卫星导航定位设备和服务的核心，受制于芯片技术本身，国产卫星导航定位设备一直在国外芯片上做产品制造和系统集成，整个产业链受制于国外厂商。在高精度导航定位芯片方面，美国最新推出的集成兼容GPS、GLONASS、北斗、Galileo信号的GNSS和3-D MEMS惯导传感器，代表着卫星导航芯片发展的技术方向。中国北斗二代导航定位系统为国产高精度卫星导航定位芯片占据制高点提供了巨大的机遇，如何利用好国家级的支持和自身的优势，实现高精度卫星导航定位芯片的中国“智”造，是政府、企业和科研单位打造卫星导航定位装备生态圈的关键。

　　(二)多传感器集成测绘

　　多传感器集成对地观测是测绘地理信息技术发展的必然选择，无论是船载、地面车载或单兵背负，无人机机载乃至航空航天测绘平台，将大地测量的定位定姿传感器与航测遥感传感器集成，可以大幅提高对地观测测绘的效率和精度，是当前国际测绘地理信息装备发展的主流，其中尤以集成三维激光扫描传感器的移动三维测量装备为热点(如图2)。

　　图2 测绘地理信息装备生态链

　　集成三维激光扫描传感器的移动三维测绘装备，其应用覆盖海洋水利测绘、城市测绘、室内测图、公路铁路测绘与智能交通等众多三维实景地理信息服务领域。在多传感器集成测绘方面，中国跟国外厂商起步差别不大，庞大的测绘地理信息市场促使我们能够在该领域进行集成创新和应用创新，打造多传感器集成测绘地理信息装备生态圈，在测绘地理信息装备发展中率先取得突破，实现技术和市场全球领先。

　　(三)高分辨率成像技术

　　遥感对地观测装备的另外一个核心就是高分辨遥感成像技术，无论是光学分辨率还是光谱分辨率，都带来精度和效率的大突破。专业的数字航摄相机已经超过1亿像素，NASA在2014年年底推出了超过40亿像素的相机(图3)，在该领域摇摇领先。此外，集成5~13个航摄相机的倾斜摄影、空中全景相机也是技术方向发展趋势和热点。

　　图3 高分辨率成像技术

　　(四)高分遥感卫星

　　高分辨遥感卫星领域的竞争，是一个国家航空航天高新计算领域的全方位竞争，国际上高分辨率遥感卫星分辨率不断提高，商业化程度越来越高，其先发优势和技术优势非常明显。国家实施的高分专项，为该领域的测绘地理信息装备发展提供了强大支持。高分遥感卫星技术另一个热点为3D打印的小卫星，必将催生更多的应用模式(图4)。

　　图4 微小卫星和3D打印卫星

　　(五)智能影像处理平台

　　智能影像并行处理是测绘地理信息装备中软装备，也是最容易取得突破的一个方面。多影像密集匹配生成点云、倾斜摄影处理和智能解译是该领域发展的趋势。我国有众多的测绘地理信息科研技术人员，需要做好产学研对接，推动更多诸如VirtuoZo、JX4，DPGrid具有全球领先的智能影像处理平台软件(图5)。

　　图5 智能影像并行处理技术

　　(六)地理信息云服务技术

　　地理信息服务面向的市场更为广泛，从政府行业部门大众位置服务，Google Earth/Map，ESRI代表地理信息服务技术的最高水平和趋势，云计算、云服务、Big Data是当前测绘地理信息行业应用与服务热点(图6)，将撬动地理信息产业成为新兴支柱产业。测绘地理地理信息服务相关的技术和软件，需要走行业深入和互联网大众应用两条路子，以丰富的测绘地理信息资源为基础，形成面向行业和大众服务的地理信息云服务系列软件平台和服务APP。

　　图6 地理信息云服务技术

　　综上测绘地理信息技术发展趋势，当前的技术热点和旺盛的国内需求，为国产测绘地理信息装备“智”造升级奠定了坚实的基础。对于众多测绘地理信息装备研发和生产单位，需要从传统的测绘地理信息装备的恶行竞争中走出来，加大新技术、新装备的研发投入，利用好国内优势技术资源和庞大的用户资源，面对挑战，抓住机遇，围绕核心技术和核心用户群，以测绘地理信息装备生态链为指导，打造核心生态圈，实现测绘地理信息装备的“智”造转型，逐步占领世界测绘地理信息装备制高点。

四测绘地理信息装备转型与创新

　　从当前测绘地理信息装备的市场来看，高端测绘地理信息装备和全生态链的测绘地理信息装备是我国测绘地理信息事业和装备做强的短板，传统的测绘地理信息装备低成本恶性竞争以及国内经济市场环境已经成为新常态，测绘地理信息装备发展必须进行转型和“智”造创新。

　　新常态下的测绘地理转型和创新需要行业主管部门、行业单位和企业联动，从政策引导、市场环境、创新机制和研发投入方面着手，根据生态链制定好路线图、选好突破点、扎实创新，把测绘地理信息装备的“智”造升级落实，具体包括如下方面：

　　(一)行业政策引导和资金扶持

　　在行业政策方面，在重大工程中优先使用，鼓励各行业部门及企业使用国产化测绘地理信息高端装备，出台政府采购中的国产测绘地理信息装备采购优惠政策，支持高端测绘地理信息装备的研制、测试、中试、推广应用等一站式快捷通道。在科研创新政策支持方面，将测绘地理信息核心装备列入国家重大科技专项。加大对卫星导航芯片、数字航摄仪、多传感集成激光扫描系统、智能影像解译平台、地理信息服务云平台等国产测绘地理信息重大装备研制的资金扶持，建立国产化地理信息核心装备创新链。

　　(二)转型内在驱动

　　面对测绘地理信息产业新常态，转型是必然的。测绘地理信息装备的发展转型必须是内在驱动的自发行为，且谁转得快，谁就主动，当然也有可能成为先烈和先驱，但不转一定是等死。测绘地理信息装备的转型是整个行业、产业的转型，既是需求推动的，更是技术牵引的。紧扣用户需求，追逐技术热点，引领创新和转型，以核心生态圈形成形成厂家形成上下游的测绘装备生态系统。

　　(三)加大新技术创新投入

　　新常态下的测绘地理信息装备发展的动力源自对新技术的创新。三维激光、移动测量、无人机、高清遥感影像、机载LIDAR、倾斜摄影测量等新的装备技术会成为新的革命者，测绘进入到快速、适时获取全息数据时代，数据获取和生产都要更加高效、自动、智能，将人从重复繁重的劳动中解放出来。测绘地理信息装备企业需要跟上步伐，加大新技术创新投入，打造企业具备核心竞争力的测绘地理信息装备生态圈。

　　(四)市场环境净化

　　不规范的市场对行业发展是长期致命的，以恶性价格竞争和公关作为生存之道，无论是对企业和用户都是极大的伤害，新常态下的测绘地理信息装备市场需要跟打造阳光政府相匹配，以产品质量、技术能力和用户服务为目标，形成良性的测绘地理信息装备市场环境。

　　(五)测绘地理信息装备的众创模式

　　新常态下测绘地理信息装备的创新包括技术创新和销售创新。技术创新包括核心关键技术的创新突破，还包括创新工作的组织，核心关键技术创新要拓宽视野，把握芯片、激光和互联网技术前沿。创新工作的组织可以学习众创，打造众创模式创新平台，让大众参与创新、让用户参与创新，让投资机构参与创新。此外，销售模式也要创新，打造测绘地理信息装备的互联网+。

五结论

　　适应测绘地理信息事业和装备的新常态，贵在主动，贵在行动。主动才能把握先机，行动才能大有作为。面对日新月异的测绘地理信息装备市场，需要测绘地理信息行业部门观念上适应，主动作为，革除政策体制积弊，推进转型升级。装备厂商更是要主动适应，勇于创新，加大创新投入，以测绘地理信息装备的生态链为指导，长远规划，打造具备核心竞争的测绘地理信息装备生态圈，实现从传统测绘地理信息装备制造商到高端测绘地理信息装备的“智”造商乃至服务商的升级转型。

作者简介

徐    峰：广州中海达卫星导航技术股份有限公司总裁

陈海佳：武汉海达数云技术有限公司总经理

刘守军：武汉海达数云技术有限公司总经理常务副总经理

感谢“勘测联合网”微信公众号提供文章来源。

来源：《测绘地理信息蓝皮书》（版权归原作者和刊发媒体所有）

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