第 0 章
2009 年國家測(cè)繪局評(píng)選出了， 50 年來十大測(cè)繪科技事件。一項(xiàng)項(xiàng)的偉大的測(cè)繪成就見證著一代又一代老一輩測(cè)繪人的艱辛努力。 50 年來一代又一代的測(cè)繪人將新的科學(xué)技術(shù)，新的行業(yè)建設(shè)理念融入到測(cè)繪設(shè)備的革新和測(cè)繪項(xiàng)目生產(chǎn)實(shí)踐過程中，再加上計(jì)算機(jī)技術(shù)的大量應(yīng)用，在測(cè)繪行業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)利用先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)軟件來完成測(cè)圖任務(wù)的新技術(shù)即數(shù)字化測(cè)圖。
第 1 章
追溯到科學(xué)的歷史，人們把已有的知識(shí)系統(tǒng)分門別類，逐次分層：自然科學(xué)，農(nóng)業(yè)科學(xué)，醫(yī)藥科學(xué)，工程與技術(shù)科學(xué)，人文與社會(huì)科學(xué)。工程與技術(shù)科學(xué)，也一步一步逐次深入劃分。作為工程與技術(shù)科學(xué)一份子的測(cè)繪科學(xué)伴隨著施工建筑，道路橋梁，土木工程等對(duì)測(cè)量的需求逐漸產(chǎn)生，并逐漸成為一個(gè)完整的學(xué)科體系。
從歷史的經(jīng)驗(yàn)可以看出科學(xué)只有得到詳細(xì)的劃分，逐漸深入研究才能夠能得到完善發(fā)展。
而今數(shù)字化測(cè)圖已經(jīng)成為測(cè)繪科學(xué)的中堅(jiān)力量，全站儀數(shù)字測(cè)圖， GPS 測(cè)圖，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)圖，遙感影像測(cè)圖得到廣泛應(yīng)用并一步一步發(fā)揮其主導(dǎo)作用。
第 2 章
這里就從全站儀數(shù)字測(cè)圖， GPS 測(cè)圖，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)圖，遙感影像測(cè)圖幾個(gè)方面淺談一下數(shù)字化測(cè)圖的發(fā)個(gè)展。
第 2.1 節(jié)
全站儀數(shù)字測(cè)圖，就是利用全站儀等測(cè)量儀器獲取興趣區(qū)范圍內(nèi)興趣點(diǎn)的地理信息，然后利用計(jì)算機(jī)，由數(shù)字成圖軟件將所得到的數(shù)字地理信息及相互關(guān)系表達(dá)出來。其常見的外業(yè)的工作方式是：攜帶一臺(tái)全站儀、一個(gè)三腳架、兩根標(biāo)桿、兩個(gè)棱鏡，一卷鋼尺，還可以加一個(gè)電子手簿或裝有測(cè)量軟件的便攜式計(jì)算機(jī)，測(cè)量的計(jì)算工作全部由全站儀或計(jì)算機(jī)完成，然后再由測(cè)量人員編輯圖形、加注屬性。這種方法能夠提高測(cè)圖的效率、減輕了外野測(cè)圖工作強(qiáng)度，但由于這種測(cè)量方式需要的測(cè)量人員 4 個(gè)，測(cè)量攜帶儀器及輔助設(shè)備過多，嚴(yán)重的影響效率，測(cè)圖成本不能夠得到有效縮減。
因此對(duì)測(cè)量儀器的改進(jìn)的呼聲越來越高，有沒有這樣一種方案使得測(cè)量的工作有 2 個(gè)人，甚至 1 個(gè)人單獨(dú)完成？
要減少測(cè)量人員，縮減測(cè)圖成本必須要簡(jiǎn)化。測(cè)圖系統(tǒng)要簡(jiǎn)化，測(cè)量儀器也要簡(jiǎn)化。所謂簡(jiǎn)化，是在不降低測(cè)量技術(shù)水平和工作效能的條件下使用最少的設(shè)備，提高測(cè)圖的效率減少測(cè)圖的成本。
正是出于這樣一種思想，徠卡推出 TCA 系列全站儀，它具有自動(dòng)搜索、鎖定目標(biāo)，自動(dòng)觀測(cè)、記錄，及無線電遙控等多種功能，它的出現(xiàn)，使測(cè)量的自動(dòng)化和智能化程度得到了極大的提高。其中 TCA2003 全站儀采用電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)和程序控制的 TPS 系統(tǒng)結(jié)合激光，通訊及 CCD 技術(shù)，使它能依靠伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)搜索、鎖定目標(biāo)，更重要的是它能通過機(jī)載可編應(yīng)用程序，按照工程需要的觀測(cè)內(nèi)容，觀測(cè)技術(shù)要求，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制照準(zhǔn)目標(biāo)，按規(guī)定測(cè)回?cái)?shù)數(shù)，計(jì)算，檢驗(yàn)限差、預(yù)報(bào)超限成果，以便人工干預(yù)進(jìn)行重測(cè)，最終將合格觀測(cè)數(shù)據(jù)的記錄、儲(chǔ)存，實(shí)現(xiàn)了智能化采集數(shù)據(jù)，因此被稱為測(cè)量機(jī)器人。成為全站儀數(shù)字測(cè)圖領(lǐng)域中的一面奇葩。
但這些還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，工程施工建設(shè)對(duì)測(cè)圖精度需求的提高，迫切的需要一種新的數(shù)字測(cè)圖儀器，測(cè)圖系統(tǒng)，來解決現(xiàn)實(shí)社會(huì)中的需求與供給之間的的矛盾。
高集成的數(shù)字測(cè)圖儀器，高集成的數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)，可能會(huì)是這黑夜中的一縷曙光。
在不久的將來的全站儀數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)的將沒有全站儀和三腳架，只是操作員的工作帽上安著信號(hào)接收器以及激光發(fā)射和接收器，用于測(cè)距和測(cè)角，眼前搭小巧的照準(zhǔn)鏡，手中拿著帶握柄的掌上電腦處理數(shù)據(jù)、顯示圖形，腰上別著的無線數(shù)據(jù)傳輸器則將測(cè)得的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳回測(cè)量中心測(cè)量中心則收集各個(gè)測(cè)區(qū)的測(cè)量數(shù)據(jù)，生成整體大比例尺地形圖的測(cè)圖系統(tǒng)。
任何學(xué)科的發(fā)展不是一蹴而就的，就像人們不可能直接從原始社會(huì)直接跳到共產(chǎn)主義社會(huì)一樣，需要你，我，大家，全體測(cè)繪人的共同努力，我們期望著全站式數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)會(huì)有一個(gè)新的高度。
第 2.2 節(jié)
GPS 定位技術(shù)在測(cè)繪中的應(yīng)用和普及，是測(cè)繪科技的一個(gè)重大的突破性進(jìn)展。
GPS 憑借其定位精度高，觀測(cè)方法靈活大地測(cè)量的主要技術(shù)手段，不僅具有全天候、高精度和高度靈活性的優(yōu)點(diǎn)，而且與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比，無嚴(yán)格的控制測(cè)量等級(jí)之分，不必考慮測(cè)點(diǎn)間通視，不需造標(biāo)，不存在誤差積累，可同時(shí)進(jìn)行三維定位等優(yōu)點(diǎn)，在外業(yè)測(cè)量模式、誤差來源和數(shù)據(jù)處理方面是對(duì)傳統(tǒng)測(cè)量觀念的革命性轉(zhuǎn)變。
長期以來用測(cè)角、測(cè)距、測(cè)水準(zhǔn)為主體的常規(guī)地面定位技術(shù)，正在逐步被以一次性確定 3 維坐標(biāo)的、高速度、高效率、高精度的 GPS 技術(shù)所代替，同時(shí)定位范圍已從陸地和近海擴(kuò)展到海洋和宇宙空間；定位方法已從靜態(tài)擴(kuò)展到動(dòng)態(tài)；定位服務(wù)領(lǐng)域已從導(dǎo)航和測(cè)繪領(lǐng)域擴(kuò)展到國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的廣闊領(lǐng)域。
國內(nèi)的 GPS 定位技術(shù)的應(yīng)用已深入到多個(gè)領(lǐng)域，國家大地網(wǎng)、城市控制網(wǎng)、工程控制網(wǎng)的建立與改造已普遍地應(yīng)用 GPS 技術(shù)，在石油勘探、高速公路、通信線路、地下鐵路、隧道貫通、建筑變形、大壩監(jiān)測(cè)、山體滑坡、地震的形變監(jiān)測(cè)、海島或海域測(cè)量等也已廣泛的使用 GPS 技術(shù)。隨著 DGPS 差分定位技術(shù)和 RTK 實(shí)時(shí)差分定位系統(tǒng)的發(fā)展和美國 AS 技術(shù)的解除，單點(diǎn)定位精度不斷提高， GPS 技術(shù)在導(dǎo)航、運(yùn)載工具實(shí)時(shí)監(jiān)控、石油物探點(diǎn)定位、地質(zhì)勘查剖面測(cè)量、碎部點(diǎn)的測(cè)繪與放樣等領(lǐng)域?qū)⒂兄鴱V泛的應(yīng)用前景
在當(dāng)今的世界上存在在著 4 種衛(wèi)星定位系統(tǒng)，分別是：美國的 GPS 定位系統(tǒng)， GLONASS 系統(tǒng)， Galileo 系統(tǒng) 和我國的“北斗”雙星導(dǎo)航系統(tǒng)。
其中以 gps 的單點(diǎn)定位精度最高，應(yīng)用最為廣泛； GLONASS 系統(tǒng)， Galileo 系統(tǒng) 和我國的“北斗”雙星導(dǎo)航系統(tǒng)也在應(yīng)用中逐漸顯示出其各自的優(yōu)點(diǎn)。
學(xué)術(shù)界一直在探討 一種衛(wèi)星定位系統(tǒng)的接收機(jī)和另一種衛(wèi)星定位系統(tǒng)的接收機(jī)相結(jié)合在一起的新型的 GPS 接收機(jī)，理論上這種接收機(jī)可以在一個(gè)測(cè)站上可能利用多達(dá) 10 — 20 顆衛(wèi)星，其精度和適應(yīng)性將會(huì)大大提高。 事實(shí)上確實(shí)有 一種 GPS 和 GLONASS 相結(jié)合的新型的 GPS 接收機(jī)問世，它在一個(gè)測(cè)站上能利用多達(dá) 20 顆，定位精度得到極大的改善。
我們相信衛(wèi)星定位技術(shù)將會(huì)為未來測(cè)繪事業(yè)的發(fā)展做出突出的貢獻(xiàn)，而未來的綜合了更多定位系統(tǒng)的接收機(jī)將會(huì)像現(xiàn)在的全站儀一樣，成為測(cè)繪的主力軍。
第 2.3 節(jié)
傳統(tǒng)地理信息獲取方法需要進(jìn)行野外實(shí)地測(cè)量 , 如 平板儀/經(jīng)緯儀/全站儀/GPS，那么有沒有一種可以不用接觸被測(cè)目標(biāo)，效率更高的，完成大范圍地形測(cè)量的方法呢呢？
攝影測(cè)量就是用攝影機(jī)或其它傳感器采集被測(cè)對(duì)象的圖像信息，經(jīng)過加工處理和分析，獲取有價(jià)值的可靠信息。
攝影測(cè)量已經(jīng)從模擬攝影測(cè)量，經(jīng)過解析攝影測(cè)量發(fā)展成為現(xiàn)今的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量。 數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量是基于數(shù)字影像與攝影測(cè)量的基本原理，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識(shí)別等多學(xué)科的理論與方法，提取所攝對(duì)象用數(shù)字方式表達(dá)的幾何與物理信息的攝影測(cè)量學(xué)的分支學(xué)科。全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站作為新興的第三代攝影測(cè)量儀器。不僅其產(chǎn)品是數(shù)字的，而且其中間數(shù)據(jù)的記錄以及處理的原始資料也是數(shù)字的。
數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量在城市大面積大比例尺地形圖、地籍圖測(cè)繪與更新以及大型工程勘測(cè)中顯示出其優(yōu)越性并一步一步得到更廣泛的推廣，我國有 100 多個(gè)城市或工測(cè)單位利用航測(cè)技術(shù)測(cè)制大比例尺地形圖和地籍圖，最大比例尺為 1/500 。為我國的城市的發(fā)展建設(shè)做出了很大貢獻(xiàn)。
在數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的理論基礎(chǔ)上，適普公司還開發(fā)出了“城市建模與景觀可視化系統(tǒng)”，在城市規(guī)劃，災(zāi)情評(píng)估等方面開拓出了更廣闊的應(yīng)用方向。隨著新型的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用，產(chǎn)品將從現(xiàn)在的影像圖、線劃圖向數(shù)字化系列產(chǎn)品轉(zhuǎn)化。服務(wù)領(lǐng)域更加廣泛，提供數(shù)據(jù)更為全面。
第 3 章
學(xué)科走向綜合是必然趨勢(shì)。
知識(shí)系統(tǒng)是一個(gè)很龐大的體系，任何學(xué)科之間不是互不聯(lián)系的，單獨(dú)的分開的研究是為了更加深入的學(xué)習(xí)�？墒欠珠_不是永恒的，學(xué)科走向綜合才是大勢(shì)所趨。
在工程測(cè)量領(lǐng)域內(nèi)：
GPS 接收機(jī)與全站儀相結(jié)合的新型全站儀，它具有 GPS 和全站儀的特性，能夠適應(yīng)于任何測(cè)量工作，彌補(bǔ) gps 和全站儀的缺點(diǎn)，具有更高的機(jī)動(dòng)性。 GPS 憑借其 全天候觀測(cè)、高、定位精度高和靈活性高的優(yōu)點(diǎn) GPS 越來越廣泛的應(yīng)用。同時(shí) , 全站儀也因其數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化程度高、大大釋放勞動(dòng)力等優(yōu)勢(shì) , 成為勘測(cè)、設(shè)計(jì)、施工和管理不可或缺的測(cè)量工具。但是隨著工程質(zhì)量要求的不斷提高 , 只使用 GPS 或全站儀中的一種 , 不能夠滿足實(shí)際施工的需要。在實(shí)際測(cè)量工作中 , 同樣一個(gè)工程中 GPS 的測(cè)量成果常為全站儀所用 , 全站儀測(cè)量值又常作為檢校 GPS 作業(yè)的依據(jù)。用 GPS 完成控制比用常規(guī)儀器要快得多。 GPS 接收機(jī)與全站儀相結(jié)合的新型全站儀，會(huì)給測(cè)量用戶提供最滿意的支持。
在導(dǎo)航定位領(lǐng)域內(nèi)：
全球定位系統(tǒng)（ gps ）與地理信息系統(tǒng)（ gis ）的集成應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展， gis 得到了廣泛的重視和應(yīng)用， gps 技術(shù)也已深入到各行各業(yè)， gis 與 gps 的集成具有廣泛的應(yīng)用需求，它可以實(shí)現(xiàn) gps 導(dǎo)航信息在地圖上的可視化、一體化和集成化，能夠在地圖上實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地跟蹤目標(biāo)和顯示地理方位。 gps 導(dǎo)航信息在地圖上的可視化給用戶的決策帶來極大的方便，尤其是會(huì)對(duì)高技術(shù)條件下的軍事測(cè)繪部門的機(jī)動(dòng)測(cè)繪保障提供高效、快速的決策方案，在艦船航運(yùn)、測(cè)區(qū)調(diào)查、方案設(shè)計(jì)、搬遷行軍等方面具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
學(xué)科綜合已經(jīng)影響到我們的生產(chǎn)生活，并且給我們帶來了巨大的方便。我相信這種綜合還會(huì)繼續(xù)下去，在不久的將來將會(huì)給我們帶來生產(chǎn)力的革命。
或許有人會(huì)問，怎么個(gè)綜合法？
筆者做一個(gè)大膽的猜想，在將來所有的分支將會(huì)融合了各個(gè)學(xué)科的知識(shí)，融合以人的思維方式，成為在任意時(shí)刻，任意狀態(tài)下，都能用人腦調(diào)用的信息系統(tǒng)。它能詳盡的分析可能出現(xiàn)的各種情況，再賦以權(quán)重值，輸出最優(yōu)化的解決方案，供人參考。在有著測(cè)繪身影的領(lǐng)域內(nèi)，學(xué)科的綜合將會(huì)綜合為一種基于地理信息的知識(shí)系統(tǒng)，當(dāng)然不是現(xiàn)在的 gis ， gis 只是它的一個(gè)雛形。這種系統(tǒng)綜合了與人們生產(chǎn)生活密切相關(guān)的知識(shí)信息：地理學(xué)，地圖學(xué)，測(cè)量學(xué)，大地測(cè)量學(xué)，攝影測(cè)量學(xué)，遙感，計(jì)算機(jī)，數(shù)學(xué)，統(tǒng)計(jì)學(xué)，運(yùn)籌學(xué)，數(shù)據(jù)庫，圖形學(xué)，軟件工程，力學(xué)，光學(xué)，政治學(xué)，教育學(xué)，心理學(xué)，美學(xué)，環(huán)境學(xué)，經(jīng)濟(jì)學(xué)，管理學(xué)…… . 等學(xué)科于一體的新的系統(tǒng)科學(xué)。
學(xué)科的綜合不是簡(jiǎn)單的拼湊，不是物理上的簡(jiǎn)單連接，不是表面上的平滑一致，更多的是思想上的交融，因?yàn)槿藶榈姆指粞芯恳呀?jīng)破壞了整體的完整性。因而這種融合必將是一個(gè)漫長的過程。
第 4 章
我們向往著將來，向往著知識(shí)系統(tǒng)的完整統(tǒng)一，因此我們需要將分開的學(xué)科繼續(xù)往更深處研究。
整個(gè)知識(shí)系統(tǒng)要發(fā)展 ，測(cè)繪科學(xué)也要發(fā)展，在 我國測(cè)量技術(shù)短期的發(fā)展趨勢(shì)和方向是：測(cè)量數(shù)據(jù)采集和處理的自動(dòng)化、實(shí)時(shí)化、數(shù)字化；測(cè)量數(shù)據(jù)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化；測(cè)量數(shù)據(jù)傳播與應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化、多樣化、社會(huì)化。
GPS 技術(shù)、 RS 技術(shù)、 GIS 技術(shù)、數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)以及先進(jìn)測(cè)量儀器等將在這樣的一個(gè)發(fā)展格局中繼續(xù)展露手腳，并將在將來的工程應(yīng)用中發(fā)揮其主導(dǎo)作用。