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　　【摘 要】介紹了測會學的發展，數字地球與現代測繪技術的發展情況。為加速建設我國空間數據基礎設施，發展我國的測繪學科和測繪事業，提出一定的建議。

　　【關鍵詞】數字地球;測繪科技;發展

　　0.引言

　　1993年和1994年美國先后以總統令的形式提出建立“國家信息基礎設施”(NII)，即通稱的信息高速公路，以及“國家空間數據基礎設施”(NSDI)，這是進一步推進社會信息化，搶占信息產業發展新的制高點和主動權的重大戰略步驟，時隔5年，這一計劃的實施初見成效，刺激了美國的經濟增長，于是去年又以美國副總統演講形式推出數字地球的概念和構想，并計劃到2020年試圖達到地球信息化的最終目標，亮出了美國這一近期全球信息戰略的底牌。由美國政府高層出面提出的這一“數字地球”構想引起全球各方關注，并成為學術界熱點話題。中國學者尤其在地學界也做出了積極的反應，不論從科學技術的角度還是從國家利益的角度，中國要準備迎接這一嚴峻挑戰，已成共識。作為測繪學科，測繪行業反應更顯強烈，數字地球概念為測繪事業發展提供了新的機遇和更高層次的發展前景。這里我們想就現代測繪學的發展從學科的觀點稍為具體地探討一下它與數字地球的關系和在構建數字地球中的作用。

　　1.測繪學的現代發展

　　空間技術，各類對地觀測衛星使人類有了對地球整體進行觀察和測繪的工具，好像可以把地球擺在實驗室進行觀察研究一樣方便。由空間技術和其他相關技術，如由計算機、信息、通訊等技術發展起來的3S技術(GPS，RS，GIS)在測繪學中的不斷出現和應用，使測繪學從理論到手段都發生了根本的變化。測繪生產任務也由傳統的紙上或類似介質的地圖編制、生產和更新發展到地理空間數據的采集、處理和管理。GPS的出現革新了傳統的定位方式；傳統的攝影測量數據采集技術已由遙感衛星或數字攝影獲得的影像所代替，測繪人員在室內借助高速高容量計算機和專用配套設備對遙感影像或信號記錄數據進行地表(甚至地殼淺層)幾何和物理信息的提取和變換，得出數字化地理信息產品，由此制作各類可供社會使用的專用地圖等測繪產品。我國960萬平方公里國土的國家基本地圖的成圖或更新周期可望從十幾年，幾十年縮短到幾年或更短，測繪業的體力勞動得到解放，生產力得到大的提高。

　　今天，光纜通訊、衛星通訊、數字化多媒體網絡技術可使測繪產品從單一紙質信息轉變為磁盤和光盤等電子信息，產品分發可從單一郵路轉到“電路”(數字通訊和計算機網絡傳真)，測繪產品的形式和服務社會的方式由于信息技術的支持發生了很大變化，實現了信息化的發展。

　　當前，隨著我國經濟的高速發展和經濟所有制成份和運行體制的改革，需要開放民用國家測繪產品；從技術方面看，西方國家衛星測地技術可制作全球幾乎任一地區1m分辨率(相當1∶1萬比例尺)的地圖，衛星上的GPS又可將這種地圖納入全球參考框架和轉換為他們的國家坐標系，中、小比例尺國家地圖的保密價值已大大降低；對于軍事敏感的重力數據，衛星重力技術所發展的低階全球重力場模型已足夠用于他們的遠程戰略導彈發射。目前全球高階重力場模型(如EGM96)分辨率已達50km，已接近我國現有重力數據的分辨率，其保密價值也需要重新評估。

　　綜上所述，由于以空間技術、計算機技術、通訊技術和信息技術為支柱的測繪高新技術日新月異的迅猛發展，測繪學的理論基礎、測繪工程的技術體系、其研究領域和學科目標，正在適應新形勢的需要發生著深刻的變化，表現為正在以高新技術為支撐和動力，進入市場競爭求發展，測繪業已成為一項重要的信息產業。它的服務范圍和對象也在不斷擴大，不僅是原來的單純從控制到測圖，為國家制作基本地形圖的任務，而是擴大到國民經濟和國防建設中與空間數據有關的各個領域。它必將隨著21世紀更加成熟的信息化社會的到來向更高層次發展，在未來數字地球的概念和技術框架中占據重要的基礎性地位。

　　2.數字地球和現代測繪學

　　地球上一切事件都發生在一定的空間位置，人類社會經濟活動所需要的信息絕大部分(約80%)都與地理位置相關。中國21世紀議程62個優先發展項目中，約有40個需要建立或應用地理信息系統。數字地球是利用海量地理信息(即地球空間數據)對地球所做的多分辨率、3維數字化描述的整體信息模型，便于人類最大限度地實現信息資源的共享和合理使用，為人類認識、改造和保護地球提供一種新的手段，這里在數字地球的概念中突出顯示了地理坐標的框架作用，因此NSDI是數字地球的基礎設施，要求提供(地球)空間數據框架，包括大地測量控制框架(國家定位網和重力控制網)、數字正射影像、數字高程模型、道路、水系、行政境界、公共地籍等基礎地理數據集。在此框架上加載各類地球自然信息和人類社會經濟活動等一切所需要和感興趣的人文信息。為數字地球提供上述地球空間,海洋占全球面積的70%，海洋將是21世紀資源開發的主要競爭空間，海洋動力環境的變化(如厄爾尼諾現象)又是決定全球氣候變化的主要控制“閥門”。數字地球向海洋測繪提出了挑戰。從全球來說，目前海洋的精細測繪基本上還是空白，多波束測深技術的發展加速了各國領海海底地形的測繪，但要將陸地坐標參考框架以相近的精度擴展到海洋仍存在困難，海上GPS定位精度還低于5m；由于陸地高程基準不能用水準測量傳遞到海洋，在衛星測高技術的支持下用某種去掉潮汐影響的平均海面作深度基準，精度可達米級，和多波束測深精度相當。但廣大的開闊深海的海底地形測繪不可能用船載測深儀完成，用衛星測高結合重力數據(低階或中階重力場模型)反演海底地形，目前試驗精度可達10～100m。數字地球將要求海洋測繪技術有新的突破。

　　數字地球構想是推動人類大踏步跨進信息社會重大戰略步驟，有挑戰也有風險。測繪是數字地球的基礎，測繪工作者也將是構造數字地球的“尖兵”，也要求測繪學有新的發展和突破。

　　3.建議

　　本文漫談了測繪學的發展及其與數字地球構想的關系。為在21世紀加速建設我國空間數據基礎設施，發展我國的測繪學科和測繪事業，以迎接“數字地球”的挑戰，根據我國目前測繪事業發展的現狀，從一個側面(主要是大地測量方面)提出以下建議：

　　（1）盡快統一我國大地定位參考框架的建設，對近年來由各個部門獨立建立的各等級GPS定位網進行必要的聯測和統一整體平差，此舉可望進一步加強國家級的大地定位框架。

　?。?）將沿海各部門100多個驗潮站統一組織GPS聯測，精密確定各驗潮站水位標尺零點的大地高，填補陸海相接地帶重力測量空白。此舉為統一陸海大地水準面，建立海洋高程基準，研究海平面變化至關重要。

　　（3）研究將陸地GPS定位框架向我國領海擴展的方案，著手建立我國包括海域的廣域差分GPS定位系統。