近年來，測繪地理信息的內涵和外延不斷擴大，從內涵來看，測繪地理信息囊括了測繪工程、攝影測量與遙感、導航工程、地理信息系統等在內的多個細分學科，從外延來看，測繪地理信息應用和服務逐漸延伸到交通、水利、住建、電力、通信等多個行業和領域。
隨著5G通信、大數據、云計算、物聯網等新興技術與測繪地理信息技術的交叉融合，測繪地理信息行業已步入新的更加泛在和智能的發展階段，那么，在多學科的滲透和融合下，測繪地理信息行業將如何把握方向，向著高水平和高質量的目標發展呢？
在中國測繪學會2021學術年會現場，記者采訪了中國工程院劉經南院士。作為大地測量和衛星定位導航領域的資深專家，劉經南院士給出了自己的思考：“測繪技術要找準時空信息數據基礎這一定位，主動學習和吸納新興技術手段，只有這樣才能在信息化和智能化浪潮中站穩腳跟。”
中國工程院院士劉經南接受本刊記者采訪
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測繪發展得益于新興技術的支持
與歐美國家相比，我國的測繪學科和測繪地理信息產業起步較晚，但發展勢頭迅猛，尤其是以武漢大學為代表的測繪學科體系和教育體系在全球有著舉足輕重的地位。劉經南院士對此深有感觸，他告訴記者，我國測繪學科和測繪事業的發展得益于20世紀后半葉到21世紀，各種新興技術的飛速發展。
比如在衛星遙感等新興技術的支撐下，使得原本非常艱苦的測繪專業變得更加輕松，傳統測繪作業需要爬山越嶺，肩扛儀器去做測量，現在通過衛星遙感的 *** ，不僅不再需要翻山越嶺，還不受天氣影響，全天時作業。
當然還有其他的技術手段，比如無人機，能夠實現低空大比例尺的測繪任務；還有激光雷達，它可以實現立體測繪和動態測繪，通過激光雷達技術，我們可以直接感知車輛的運動，這些都是基于20世紀末以來光電技術和信息技術的發展。包括數據處理方面，測繪軟件和地理信息系統的發展也是基于信息技術和互聯網技術的快速發展。
“這些新興技術與測繪技術交叉融合，不僅改變了傳統測繪的生產方式，更大大擴充了測繪學科的內涵。”劉經南院士說，正是在衛星遙感技術、信息技術、互聯網技術等多種技術的支撐下，測繪學科才能形成如今的多專業和多方向的局面，測繪地理信息服務才得以走進千行百業，并逐漸由模擬測繪向數字測繪轉變，再到如今的信息化和智能化測繪。
測繪技術為自動駕駛和萬物互聯提供數字基底
談到信息化和智能化測繪，劉經南院士表示，在智能化測繪時代，自動駕駛和萬物互聯是值得重點關注的方向，也是測繪地理信息產業可能存在的風口。測繪技術是采集、處理和應用時空信息數據的主要手段，而時空信息是自動駕駛和萬物互聯的數字底座。
“傳統測繪技術手段主要獲取的是靜態的地理信息數據，隨著信息化和智能化測繪時代的到來，我們已經可以實現動態獲取、實時感知，這些正是實現智慧交通和萬物互聯的數字基礎。”劉經南院士說。
“從人類駕駛汽車到機器駕駛汽車的轉換是一個必然的趨勢，對于這一趨勢的判斷，特斯拉比較激進，預計需要5年實現，我們一般認為起碼要10年左右。因為汽車涉及到公共安全，所以要格外謹慎，但這一發展趨勢是必然的。”劉經南院士還特別提到，智能駕駛、自動駕駛和無人駕駛，這幾個概念相近，但強調的方面不同，可以看做是從人類駕駛過渡到機器駕駛的三個不同階段。從長遠來看，機器駕駛會比人開車要靠譜，因為人總是有意識，有主觀情緒的，而機器會更理性、更科學地來處理各種變化。比如酒駕、疲勞駕駛這些就是只會出現在人類駕駛中的行為中，當然，機器駕駛的前提是需要技術發展到比較成熟的階段。
“北斗+5G”解鎖應用服務的更多可能
談到時空信息，就不得不提北斗全球衛星導航系統。劉經南院士介紹，北斗衛星導航系統有三大功能，也就是導航、定位、授時（PNT）。傳統邏輯下，我們記錄時間的單位是時、秒、分，記錄空間使用坐標、經緯度、角度等，也就是說在傳統模式下，時間和空間是兩個體系，而北斗綜合了空間和時間信息，也就是時間空間一體化技術，而且定位、導航和授時的精度更高，只有做到這一步才能實現時間、空間、位置的協同，這也是萬物互聯的一個先決條件。
與國際主流導航系統相比，北斗系統精度更高，美國的GPS精度在10米左右，歐洲伽利略也是10米左右，而中國的北斗將定位精度提高到5米級，通過地基增強，其所覆蓋的區域可提供厘米級精度位置服務。此外，北斗獨有的短報文雙向通信功能也是一大優勢，也就是說北斗不僅可以提供定位、導航、授時服務，還兼具通信功能，并且可與移動通信網連成一體。不僅如此，北斗還可以做遙感，當然GPS也可以提供遙感服務，但是結合北斗的雙向通信，可以把遙感數據及時回傳。而且“北斗+5G”的融合發展有望實現通信、導航、遙感一體化，這是一大優勢，在應急和搜救上將有很大的應用空間。
此外，與美國GPS相比，北斗的頻率更多，這也保證了北斗的高精度和多功能。也就是說，現在北斗的顯著優勢是功能更加齊全、精度更高。但GPS的運營時間更久，穩定性成熟，在市場占有率上有較大優勢。隨著北斗穩定性的快速提升，功能多、精度高的優勢將是北斗走進千行百業并走向國際市場的重要基礎。
其實，北斗的更多功能和應用還有待需求端去挖掘。比如鄭州暴雨災害，我們需要掌握這一事件發生的精確時間、位置（范圍），通過精準的感知和有效的信息傳遞降低自然災害造成的損失。這些信息的感知和傳遞都可以通過“北斗+5G”來解決。
此外，北斗還可以遙感并預報空氣中的含水量，現在“北斗+5G”可以實現精度增強，同時北斗和5G基站相對密集，500米左右就有一個基站，從北斗衛星到地面基站，與大氣不同高度的含水氣層就有很多交點，各層交點處的含水量都是可以感知到的，這就可以在降雨時間、區域和雨量三個參數上都實現精準預報。鄭州暴雨災害啟發我們，一定要綜合多種手段來提高預報的精準度，才能夠在災難發生時快速決策。
綜合而言，在自然災害防治和應急管理上，以GNSS技術、攝影測量與遙感技術為代表的測繪地理信息技術主要從三個方面介入：
01
感知自然變化
02
分析變化的危害性
03
輔助應急決策
自然資源管理和智慧城市建設中的測繪職能
北斗可以提供精準的時空數據，它和物聯網技術的交叉融合將可以實現人與物、物與物的協同，從而實現精準管理和資源調配。比如，2020年武漢因疫情封城以后，國防資源、醫護資源以及飛機、相關人員的管理都要依靠精準的時間和位置信息。
北斗下一步的研究重點是信息的時空定位，未來有望通過信息資源將山水林田湖草沙海洋等自然資源的管理都串聯整合起來，由靜態管理走向動態監控，從而全面提高包括自然資源管理的資源信息化和智慧化水平。
未來的城市規劃和管理即智慧城市的范疇，首先要建立一個感知體系，城市的每一部件的精準坐標和時間相關狀態信息。未來城市的感知體系將有多個層次，有天空的遙感衛星，其次是低空無人機，然后是地面的物聯網，構成一個立體的城市感知體系，從而實現城市的信息化和智能化管理。
城市就是一個生命體，它有資源呼吸吞吐系統，有消化吸納排泄系統等等，還應該有負責集中處理的城市智慧大腦。所以，未來城市的運轉將是云、邊、端的結合。每個端都有智能決策系統，每個邊也有智能決策系統，然后統一匯集到云端形成多源、多類型的數據 *** ，三者之間互相協同，然后再接入大數據和智能計算的分析處理體系以及反饋運控體系。這些體系都通過時間、空間、位置信息進行協同，從而達到趨利避害這一城市運營和管理的目標，最終實現實體城市和云上虛擬城市的協同交互，實現真正意義上的智慧城市，我們稱之為智慧城市的數字孿生。
總而言之，以上這些功能的實現都是建立在精準時空信息的基礎上，需要時間、空間、位置信息的協同，離不開測繪地理信息技術的支撐和服務。
