隨著信息時代的到來，一個天地一體化大測繪概念正在形成，即基于3S和通訊技術集成的地球空間信息科學。這個信息化的大測繪是利用陸�？仗煲惑w化的導航定位和遙測遙感等空間數據獲取手段來自動化、智能化和實時化地回答何時（When）、何地（Where）、何目標（What Object）發(fā)生了何種變化（What Change），并且把這些時空信息（即4W）隨時隨地提供給每個人，服務到每件事（4A服務——Any－one，Anything，Anytime and Anywhere）。下面從時空信息獲取、加工、管理和服務四個方面對未來的技術發(fā)展作簡要敘述，最后論述在天地一體化地球空間信息學環(huán)境下測繪的地位與 作用。

　　一、時空信息獲取的天地一體化和全球化

　　人類生活在地球的四大圈層（巖石圈、水圈、大氣圈和生物圈）的相互作用之中，其活動范圍可涉及上天、入地和下海。這種自然和社會活動有80％與其所處的時空位置密切相關。為了獲得這些隨時間變化的地理空間信息（下面簡稱時空信息），在上一世紀航空航天信息獲取和對地觀測技術的成就基礎上，21世紀人們已紛紛在構建天地一體化的對地觀測系統(tǒng)，以便實現全球、全天時、全天候、中高分辨率的點方式和面方式的時空數據獲取系統(tǒng)。由美國政府發(fā)起，2003 年7月31日在美國國務院內召開的第一屆對地觀測部長級高峰會議，發(fā)布了對地觀測華盛頓宣言，成立了政府間對地觀測協調組織（GEO）。在華盛頓宣言中正式提出要建立一個功能強大的、協調的、持續(xù)的分布式全球對地觀測系統(tǒng)。為此，將在今年完成框架文件，進而制定出十年實施計劃。這種合作主要涉及全球環(huán)境、資源、生態(tài)及災害等方面，研究的問題包括海洋、全球碳循環(huán)、全球水循環(huán)、大氣化學與空氣質量、陸地科學、海岸帶、地質災害、流行病傳播與人類健康等。在未來的爭奪制天權的過程中，又聯合又競爭的局面值得我們給予充分的注意和關心。

　　就是在華盛頓第一次高峰會上，歐空局（ESA）正式宣布GMES計劃，即全球環(huán)境與安全監(jiān)測計劃。該計劃將建立和健全一個由高、中、低分辨率的對地觀測衛(wèi)星和伽利略全球衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)來為歐盟18個國家的環(huán)境（包括生態(tài)環(huán)境、人居環(huán)境、交通環(huán)境等等）和安全（包括國家安全、生態(tài)安全、交通安全、健康安全等）提供實時服務，該系統(tǒng)將于2008年建成。

　　我國正在制定從現在到2020年的國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃。在這個規(guī)劃中將正式提出建立我國天基綜合信息系統(tǒng)的建議，即通過發(fā)射一系列持續(xù)運轉的衛(wèi)星群，實現衛(wèi)星通訊、數據中繼、全球衛(wèi)星導航定位和多分辨率的光學、紅外、高光譜遙感和全天候全天時的雷達衛(wèi)星群，來獲取國家經濟建設、國防建設和社會可持續(xù)發(fā)展所需要的時空信息，并與航空、地面、艦艇、水下等時空信息相融合，以及與國外的對地觀測系統(tǒng)相互協調與合作，成為信息時代我國的天地一體化時空信息獲取系統(tǒng)，從而為地球空間信息的數據源提供堅實的保證。

　　二、時空信息加工與處理的自動化、智能化與實時化

　　面對以TB級計的海量對地觀測數據和各行各業(yè)的迫切需求，我們面臨著“數據又多又少”的矛盾局面，一方面數據多到無法處理，另一方面用戶需要的數據又找不到，致使無法快速及時地回答用戶問題。于是對時空信息加工與處理提出了要自動化、智能化和實時化的要求。

　　目前衛(wèi)星導航定位數據的處理已經比較成熟地實現了自動化、智能化和實時化，借助于數據通訊技術、RTK技術、實時廣域差分技術等已使空間定位達到米級、分米級乃至厘米級精度。美國的GPS正在升級，改進其性能，歐盟正在緊鑼密鼓地推進由30顆衛(wèi)星組成的伽利略計劃，我國的二代北斗也將由12顆衛(wèi)星組成，對更廣大的地域進行實時衛(wèi)星導航定位服務，希望到2020年我國也能建成類似伽利略衛(wèi)星的獨立自主的全球導航定位系統(tǒng)。

　　遙感數據，包括高分辨率光學圖像、高光譜數據和SAR數據的處理，就幾何定位和影像匹配而言，可以說已經解決，要進一步研究的是無地面控制的幾何定位，這主要取決于衛(wèi)星位置和姿態(tài)的測定精度。目標識別和分類的問題一直是圖像處理和計算機視覺界關心的問題，智能化的人機交互式的方法已普遍得到應用，人們追求的是全自動方法，因為只有全自動化才可能實時化和在軌處理（SmartSensor），進而構成傳感器格網（SensorGrid），實現直接從衛(wèi)星上傳回經在軌加工后的有用的數據和信息�；�于影像內容的自動搜索和特定目標的自動變化檢測，可望盡快地實現全自動化，將幾何與物理方程一起實現遙感的全定量化反演是最高理想，本世紀內可望解決。

　　三、時空信息管理和分發(fā)的網格化

　　時空信息在計算機中的表示走的是地圖數字化的道路。在計算機中存貯的帶地物編碼和拓撲關系的坐標串，在互聯網環(huán)境下，實時查詢和檢索GIS數據是成功的。隨著全球信息網格（GIG）概念的提出，人們將要面臨在下一代3G（Great Global Grid）互聯網上進行網格計算。即不僅可查詢和檢索到GIS時空數據，而且要能利用網絡上的計算資源進行網格計算。在網格計算環(huán)境下，目前的GIS數據面臨著空間數據的基準不一致、空間數據的時態(tài)不一致、語義描述的不一致以及數據存貯格式的不一致等障礙。建立全球統(tǒng)一的空間信息網格對實現網格計算已勢在必行。為此，我們提出了從用戶需求出發(fā)的空間信息多級網格（SIMG）的概念，用帶地學編碼的粗細網格來統(tǒng)一存貯時空數據�；�本的思想是在地理坐標框架下，根據自然社會發(fā)展的不平衡特征將全球分成粗細不等的格網，格網中心點為經緯度坐標和全球地心坐標系坐標，格網內存貯各個地物及其屬性特征，這種存貯方法特別適合于國家社會經濟數據空間統(tǒng)計與分析。如果能解決空間信息多級網格與現有不同比例尺空間數據庫的相互轉換，GIS的應用理論將會上一個新的臺階，空間數據挖掘也可望得到更好的應用，使空間分析和輔助決策支持上一個新臺階。

　　四、時空信息服務的大眾化

　　人類的社會活動和自然界的發(fā)展變化都是在時空框架下進行的，地球空間信息是它們的載體和數學基礎。在信息時代由于互聯網和移動通訊網絡的發(fā)展加上計算機終端的便攜化，使時空信息服務的大眾化代表了當前和未來的時代特征，也是空間信息行業(yè)能否產業(yè)化運轉的關鍵。

　　時空信息服務要以需求為牽引，不同的用戶、不同的需求要求提供不同的服務。在國防建設中，除了整個數字化戰(zhàn)爭的準備、策劃、實時指揮、戰(zhàn)場姿態(tài)、作戰(zhàn)效果評估的大系統(tǒng)外，時空信息服務的本質就是將3S集成技術做成適合于各兵種、各作戰(zhàn)單元和戰(zhàn)士的時空信息多媒體終端。它既可實現實時導航定位、實時通訊，也可以實時獲取和提供所需要的軍事時空信息，這樣的3S集成系統(tǒng)將成為裝備提供給部隊。時空信息對政府高效廉政建設的服務就是為電子政務（OA）提供必要的具有空間、時間分布的自然、社會和經濟數據與信息。目前的各種比例尺地形數據庫距離電子政務和國家宏觀決策分析使用尚有較大的距離，希望能通過空間信息網格技術加以解決。時空信息為我國小康社會的服務是具有很好機遇的挑戰(zhàn)性任務，需要我們創(chuàng)造高效優(yōu)質的服務模式，這包括汽車導航、盲人導航、手機圖形服務、智能小區(qū)服務、移動位置服務等等，可以統(tǒng)稱為公眾信息化（CA：Citizen Automation）。時空信息的社會經濟服務包括對國家資源、環(huán)境、災害調查和各種經濟活動的時空分布及其變化的實時服務，數字城市、數字港口、數字倉庫、數字化物流配送諸方面的時空信息服務。至于時空信息對社會可持續(xù)發(fā)展的科學研究則需要建立功能強大的、協調的、可持續(xù)的分布式或全球對地觀測系統(tǒng)，這已在前面敘述。需要指出的是時空信息的全社會服務是拉動地球空間信息學和3S技術產業(yè)化發(fā)展的根本原動力，它具有上百億的市場前景。

　　五、天地一體化大測繪概念下測繪的地位與作用

　　從生產關系服從于生產力、上層建筑服從于經濟基礎和科學技術是社會發(fā)展的推動力這些原則出發(fā)，根據以上對大測繪（即地球空間信息學）的發(fā)展特點的分析，我國測繪業(yè)面臨著前所未有的機遇與更加龐大艱巨的任務。

　　首先，要脫出小測繪的圈子做大測繪，做時空信息的機星地獲取，時空信息加工與處理，時空信息的管理、分發(fā)，時空信息的全社會服務概念下的大測繪，要參與時空信息從獲取到應用的全過程。

　　其次，要認真分析目前我國時空信息服務存在的主要不足與問題，要針對這些問題，從自身的基礎設施建設、管理體制與運行機制幾個方面找出不適應的東西，并通過新一輪的發(fā)展戰(zhàn)略加以創(chuàng)新和改革。

　　第三，從用戶需求和信息時代特點出發(fā)，抓好時空信息的基準、標準、格式、產品型式、成果的現勢性保證的研究，為整個時空信息的全社會服務，提供新的手段，切不可滿足于現有模擬的和數字的測繪產品，而要不斷創(chuàng)造出更多更好的地理信息產品。

　　第四，要抓服務，要掃除阻礙空間信息社會服務的各種障礙，開拓創(chuàng)新，努力提供既保證國家安全，又能滿足社會需求的盡可能多的時空信息服務。

　　第五，要抓數據源，積極主動爭做高分辨率遙感衛(wèi)星、重力衛(wèi)星和導航定位的業(yè)主，在此基礎上，將部分測繪生產隊伍改造成為衛(wèi)星數據接收、加工、多級產品的制作和動態(tài)變化監(jiān)測的公司。進而面向全球，做地理信息產業(yè)化的主力軍，把我國建設成為全球地理信息的強國。