测绘仪器的发展及其趋势

测绘仪器的发展及其趋势

孙祎雯

（武汉大学资源与环境学院

湖北

武汉

430072）

摘要：本文通过根据测绘学和测绘仪器相互促进的发展的历史,描述了当代测绘学及测绘仪器发展的现状,以及未来测绘仪器的发展方向和对人类的影响.

关键词：测绘学测绘仪器信息测绘学是研究测定和推算地面点的几何位置、地球形状及地球重力场，据此测量地球表面自然形状和人工设施的几何分布，并结合某些社会信息和自然信息的地理分布，编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图的理论和技术学科.测绘行业的发展关系到国民经济,社会发展,国防安全以及国民生活的各个方面.而作为一门技术性学科,测绘学的形成和发展在很大程度上依赖测量方法及测量仪器的发展与进步.

自上世纪50年代起,由于电子计算机等新技术的出现,测绘仪器开始朝着电子化和自动化的方向发展.20世纪后期,随着计算机技术,空间技术和现代通信技术日新月异的迅猛发展和各种学科的深层次的交叉融合,测绘学也在适应新形势的需要而发生着深刻的变化,具体表现为测绘学以高新技术为支撑和动力,进入市场寻求发展,传统的测绘学正在迅速跨入地球空间信息科学时代.测绘学深刻的变革也对测绘仪器的发展提出了更高和更迫切的要求.

上世纪90年代以来,计算机技术,互联网技术推动着测绘仪器朝着数字化,小型化的方向发展,数据的无缝交换和传输使得仪器更具智能性.测绘仪器中随机软件越来越强大的功能更是大大减小了测量作业的强度和难度:针对普通的用户,仪器不需过多的人工干预,就可以完成高精度的工作;而针对高级用户,仪器的开放性允许用户对其进行编程设置,通过对软件的完善,提高仪器的性能,扩大仪器的使用面.

现代通信技术的发展使测绘仪器遵循国际标准的计算机通讯接口在其中配置了RS-232,USB以及日趋完善的蓝牙(BlueTooth)等通讯技术.实现了测绘仪器与外围设备的数据通讯,大大提高了数据传输的精度和速度,为后面的计算机成图及图像二次开发等工作提供了便利.

信息时代的测绘学已经不再是单纯的测量站点几何位置的几何科学,而成为一门研究空间信息数据的信息科学.测绘仪器获取的不仅仅是坐标,方位,距离,角度等简单的信息,还应包括各种属性特征.因此,现代测绘学不仅要解决地理位置的空间定位问题,而且要完成地理位置上属性数据的采集和管理信息时代的测绘仪器应该有利于各种属性数据的采集,存储,管理,转移和利用,这样就可以使测绘仪器产生的地理空间数据更方便地纳入GIS的范畴,与属性数据集成并交由计算机处理.因此现代测绘仪器的发展面向如下几个方向:

1.数字化.数字化要求测绘仪器能够输出可以由计算机直接进行下一步处理,传送和交换的数字表示的地理数据,现代通讯技术的发展很容易就可以实现该项要求,这是测绘仪器实现测绘内外业一体化的基础.

2.实时化.现代的测绘工作要求仪器应具有实时处理数据的功能,这样做一方面是可以实时检查测量的质量,提高效率;另一方面可以直接根据测量成果进行后续工作.

3.集成化.现代测绘工作的一个显著特点就是是分工明确,各种测量相互渗透,这就要求测绘仪器在硬件上集成功能,软

件则具有开放性,方便各种仪器采集的数据进行交换和共享,提高测绘工作的效率和进度.

4.在线化.仪器在线处理测量数据,可以提高测绘质量和效率,并通过现代的通信工具及时更新GIS数据库,保持GIS的现时性.

发明和发展仪器的初衷就是为了最大可能地把人从繁重的劳动中解脱出来,并得到精度较高的数据.因此,未来测绘仪器的发展必将沿着数字化,一体化,自动化,信息化的道路进行.

未来几年里嵌入式计算机系统将会得到很大的发展这将为在小型,低功耗的测绘仪器中实现自动化打下物质基础,为钢筋铁骨的仪器装上”会思考的大脑”.这使得测绘仪器不再仅仅是单一的观测工具,而是具有相当人工智能的测绘帮手.而这些嵌入式的操作系统也将越来越接近PC机桌面系统,方便用户进行二次开发.但是目前,这些系统的性能尚待进一步提高,它们在涉及数据库和图形等复杂的计算面前还显得力不从心,这正是目前测绘仪器实现数字化,一体化,自动化和信息化的道路中的瓶颈.而解决这一问题的方法只能是通过数据传输接口将仪器采集的数据传输进便携式计算机,实现实时操作.未来仪器的进一步发展,肯定是在解决了测绘仪器的复杂计算能力问题的基础上,将目前这些需要外接设备完成的功能统统整合入测绘仪器中.未来测绘仪器在数据采集过程中,可以利用近景摄影测量原理,摄取观测部分的数字影像;使用GPS技术实现单点三维定位.在数据处理过程中则直接将平差,成图,编辑,打印的文件数据导入GIS中,并通过无线接入等手段,与远端GIS数据库保持同步,接受远端指令,实现自动化,智能化.

未来的测绘仪器和测绘技术将会主要围绕数字地球进行研究,而作为数字地球的核心—测绘仪器和技术将在生态环境的保护、地震预测、土地利用、气候预测以及政府宏观决策等方面得到迅速发展.

随着全球范围内的资源紧缺,农业必将走上节水、优质高产、无污染的道路.农民可以在计算机网络终端上根据测绘仪器得到的影像图分析农田作物的长势情况,通过GIS定向分析,在电子地图的指引下实施农田作业,实现定点、定量、不浪费的绿色农业.

未来的交通系统通过数字地球将采集到的各种道路交通状况,及服务的信息经交通管理中心处理后,移交给运输系统的用户,用户可以借此自主选择最佳的行车路线,提高整个公路运输系统的机动性、安全性和效率.

未来的战争将通过数字地球建立服务于战略、战术的3S技术体系,建立虚拟现实技术的数字化战场,是信息化、数字化、网络化的高科技的战争.

测绘仪器的发展推动着测绘事业的不断前进,而测绘理论的不断发展也给测绘仪器指明了前行的道路.这些进步必将造福人类,促进社会各个方面的繁荣和进步.

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