文 寧津生

全球金融危機(jī)、環(huán)境問題和日益突出的能源資源約束，引發(fā)世界經(jīng)濟(jì)格局和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的深度調(diào)整，科技對經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的支撐作用日益明顯。美國、歐盟、日本等紛紛做出“創(chuàng)新戰(zhàn)略”“歐洲2020戰(zhàn)略”“新經(jīng)濟(jì)增長戰(zhàn)略”等，把科技優(yōu)勢與創(chuàng)新能力作為未來國家競爭戰(zhàn)略核心進(jìn)行部署。當(dāng)前，以移動互聯(lián)、云計算、大數(shù)據(jù)、智能制造等為代表的新技術(shù)快速發(fā)展，創(chuàng)新進(jìn)入密集時代，全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在孕育興起，科技創(chuàng)新已經(jīng)成為全球經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的主要推動力，發(fā)達(dá)國家紛紛加大科技投入，通過科技創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展確保其在科技領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。測繪科技融合了信息科學(xué)、空間科學(xué)、高性能計算和網(wǎng)絡(luò)通信等領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)，是以全球?qū)Ш蕉ㄎ患夹g(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)等3S技術(shù)為核心的高新技術(shù)，測繪科技水平在很大程度上體現(xiàn)了國家高新技術(shù)水平與綜合國力。

伴隨著大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、智能機(jī)器人等新技術(shù)的快速發(fā)展，測繪科技的發(fā)展也儲備了源源不斷的新動力，與這些新技術(shù)融合，測繪正成為大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的重要領(lǐng)域，當(dāng)前測繪的科技手段與應(yīng)用已從傳統(tǒng)的測量制圖轉(zhuǎn)變?yōu)榘?S技術(shù)、信息與網(wǎng)絡(luò)、通信等多種手段的地球空間信息科學(xué)，近年來更與移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等高新技術(shù)緊密融合。人工智能引發(fā)的智能革命星火正向各行業(yè)蔓延，測繪科學(xué)技術(shù)的相關(guān)方法、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)形態(tài)和商業(yè)模式面臨著巨大的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。隨著地理空間信息資源的深度融合和地理信息產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，測繪對象的范疇也將擴(kuò)大到陸、海、空、天甚至互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)及人自身等領(lǐng)域。多尺度、個性化、智能化、全天候的測繪服務(wù)型需求會越來越多，又會產(chǎn)生諸如統(tǒng)一時空基準(zhǔn)的四維地理信息服務(wù)，無時不有、無處不在的泛在位置服務(wù)，室內(nèi)外一體、智能無縫的協(xié)同精密定位服務(wù)等新職能。為適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的新形勢，滿足測繪科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的新要求，測繪科技創(chuàng)新體系不斷加快完善，自主創(chuàng)新能力逐漸增強，測繪及地理信息工作與政府管理決策、企業(yè)生產(chǎn)運營、人民群眾生活的聯(lián)系更加緊密，各方面對測繪科技服務(wù)保障的需求更加旺盛，測繪科學(xué)與技術(shù)正面臨全面的轉(zhuǎn)型升級。

測繪科學(xué)與技術(shù)轉(zhuǎn)型升級發(fā)展的戰(zhàn)略地位與內(nèi)涵

研究國家“四個全面”戰(zhàn)略布局、生態(tài)文明建設(shè)和“走出去”戰(zhàn)略提出的新需求，研究互聯(lián)網(wǎng)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等對測繪科學(xué)與技術(shù)的影響，分析現(xiàn)有測繪科學(xué)和技術(shù)在服務(wù)保障方面的現(xiàn)狀及差距；分析國際測繪科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展動向，研究云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、大數(shù)據(jù)等高新技術(shù)與測繪地理信息深度融合的模式，設(shè)計適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展新常態(tài)的測繪科學(xué)與技術(shù)轉(zhuǎn)型升級方向，提出未來測繪科學(xué)與技術(shù)轉(zhuǎn)型的方向和策略，包括創(chuàng)新服務(wù)模式(集成化觀測、動態(tài)化監(jiān)測、知識化服務(wù))、創(chuàng)新技術(shù)形態(tài)(數(shù)據(jù)獲取實時化、數(shù)據(jù)處理自動化、信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化、信息應(yīng)用社會化)、促進(jìn)學(xué)科交叉融合(與統(tǒng)計分析融合)。分析企事業(yè)單位在測繪科學(xué)與技術(shù)轉(zhuǎn)型升級中的不同作用，研究設(shè)計上、中、下游有機(jī)銜接，“產(chǎn)學(xué)研”協(xié)同互動的合作模式，推動我國測繪科學(xué)的原創(chuàng)性研究，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級改造，提升測繪地理信息的服務(wù)保障能力。凝練出我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展新常態(tài)對測繪科學(xué)與技術(shù)的新需求，提出我國測繪科學(xué)與技術(shù)轉(zhuǎn)型升級的發(fā)展方向與總體思路，探索提出科研、企事業(yè)單位在測繪科技轉(zhuǎn)型升級的主體作用與協(xié)同方式，以切實提高測繪科技創(chuàng)新的能力和水平，增強科技創(chuàng)新對事業(yè)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)提升和人才培養(yǎng)的支撐和引領(lǐng)作用。

測繪科學(xué)與技術(shù)轉(zhuǎn)型升級的科技創(chuàng)新體系

通過研究測繪科學(xué)與技術(shù)轉(zhuǎn)型升級的科技創(chuàng)新體系，提出“互聯(lián)網(wǎng)+”測繪科學(xué)與技術(shù)的基準(zhǔn)建設(shè)與參考框架維護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)，以及廣域測繪與地理信息獲取的實時/準(zhǔn)實時化、智能化和自動化戰(zhàn)略，為實現(xiàn)測繪科學(xué)與技術(shù)全面轉(zhuǎn)型升級發(fā)展提供參考，促進(jìn)測繪科學(xué)與技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。主要研究新一代測繪基準(zhǔn)建設(shè)與參考框架維護(hù)技術(shù)；研究廣域測繪與地理信息獲取實時/準(zhǔn)實時化和全球化戰(zhàn)略，包括星載對地觀測傳感器網(wǎng)及其綜合利用技術(shù)方案與推進(jìn)戰(zhàn)略、空天地對地觀測傳感器網(wǎng)及其綜合利用技術(shù)方案與推進(jìn)戰(zhàn)略、海域測繪與地理信息獲取傳感器網(wǎng)及其綜合利用技術(shù)方案與推進(jìn)戰(zhàn)略、其他時空大數(shù)據(jù)獲取及其綜合利用技術(shù)方案與推進(jìn)戰(zhàn)略，構(gòu)建時空大數(shù)據(jù)采集系列軟件產(chǎn)品，建設(shè)“空天地?！币惑w化的自動傳感網(wǎng)，提升測繪科學(xué)與技術(shù)的裝備水平；實現(xiàn)測繪科學(xué)與技術(shù)的智能化和自動化戰(zhàn)略，研究測繪科學(xué)與技術(shù)產(chǎn)品的多樣化、個性化創(chuàng)新機(jī)制與產(chǎn)品體系、“互聯(lián)網(wǎng)+”測繪科學(xué)與技術(shù)的智能化、自動化趨勢和技術(shù)，推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”測繪科學(xué)與技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同趨勢和技術(shù)方案，構(gòu)建時空大數(shù)據(jù)處理系列軟件。

我國未來大地基準(zhǔn)重點發(fā)展方向集中在2000中國大地坐標(biāo)系(CGCS2000)的建立與維持、高程基準(zhǔn)現(xiàn)代化、兼容北斗的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(G N SS)多源數(shù)據(jù)融合、大地參考框架維持以及多源技術(shù)集成的空天參考基準(zhǔn)一體化方面。近年來，國際全球大地測量觀測系統(tǒng)(GGOS)作為國際大地測量轉(zhuǎn)型的旗艦，致力于整合各類大地測量觀測數(shù)據(jù)，形成一致可靠的大地測量(數(shù)據(jù)和成果)產(chǎn)品，為社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展、災(zāi)害預(yù)報、應(yīng)急服務(wù)等提供全方位服務(wù)，國際大地測量協(xié)會計劃于2020年完成該項任務(wù)(稱為G G OS2020工程)。目前，我國大地測量也存在類似現(xiàn)狀，亟須整合各部門大地測量基礎(chǔ)設(shè)施和成果，形成統(tǒng)一的大地測量產(chǎn)品服務(wù)，并參照GGOS，逐步建成中國大地測量觀測系統(tǒng)(CGOS)，和國際接軌。在此基礎(chǔ)上，將大地測量各類觀測數(shù)據(jù)用于國情地理監(jiān)測、交通運輸、防災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急服務(wù)等領(lǐng)域中，為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會發(fā)展提供有力的支持。隨著科技的發(fā)展和社會的進(jìn)步，人類對時空位置信息的需求從事后走向?qū)崟r和瞬間，從靜態(tài)走向動態(tài)和高速，從粗略走向精準(zhǔn)和完備，從陸地走向海洋和天空，從區(qū)域走向廣域和全球，從地球走向深空和宇宙。目前，正從實體空間走向虛擬網(wǎng)絡(luò)空間，從自然走向人類社會和人自身，測繪與位置服務(wù)借助于衛(wèi)星定位和遙感等技術(shù)，融合云計算和大數(shù)據(jù)技術(shù)，在準(zhǔn)確性、實時性、可靠性、泛在性、可持續(xù)性方面的能力不斷提高，正在實現(xiàn)從傳統(tǒng)測繪到泛在測繪的新一輪轉(zhuǎn)型。未來大地測量領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步發(fā)展基礎(chǔ)理論，綜合利用多種數(shù)據(jù)和手段，構(gòu)建并維持參考框架和動態(tài)基準(zhǔn)，挖掘其科學(xué)信息，完善大地測量觀測系統(tǒng)，強調(diào)大地測量與導(dǎo)航在地球動力學(xué)、交通運輸、能源勘探、自然災(zāi)害預(yù)警預(yù)報等領(lǐng)域中的應(yīng)用，使其與環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、防災(zāi)減災(zāi)等國家重大需求相契合，與通信網(wǎng)絡(luò)、國際互聯(lián)網(wǎng)及物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等信息載體實現(xiàn)融合發(fā)展。

未來攝影測量和遙感的發(fā)展應(yīng)該以更廣泛的應(yīng)用需求為導(dǎo)向來實現(xiàn)理論模型革新。立足于不同應(yīng)用場景下的速度、效率以及可靠性要求，發(fā)揮學(xué)科交叉的優(yōu)勢，同步進(jìn)行理論算法以及成像器件方面的創(chuàng)新，推動學(xué)科發(fā)展。此外，未來的攝影測量往智能化方向發(fā)展的過程中，將與機(jī)器視覺密不可分，無論是現(xiàn)有的數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)、即時定位地圖構(gòu)建(SLAM)技術(shù)、激光雷達(dá)三維成像技術(shù)，還是新型成像模式的偏振三維成像與光場三維成像，再到利用深度學(xué)習(xí)理論進(jìn)行遙感影像分類識別，攝影測量的發(fā)展與機(jī)器視覺之間的壁壘將逐漸消融。如何將攝影測量和遙感的發(fā)展和人工智能的發(fā)展緊密結(jié)合，以及如何將兩者結(jié)合產(chǎn)生的新理論和新手段更好地應(yīng)用到攝影測量與遙感中，使其更好、更快地進(jìn)入智能化、自動化、實時化的時代，是測繪科學(xué)與技術(shù)轉(zhuǎn)型升級的重點研究方向。

從“模擬”到“數(shù)字”、再到“信息”，這兩次跨越先后使工程測量科技發(fā)生了巨大的變化，現(xiàn)在“人工智能”正在推動工程測量科技發(fā)展史上的又一次變革。隨著人工智能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展及其在工程測量領(lǐng)域的深度融合應(yīng)用，工程測量科技將呈現(xiàn)出以下幾個主要發(fā)展趨勢：

1.在智能時代背景下，工程測量與其他測量相關(guān)學(xué)科、與數(shù)學(xué)等自然科學(xué)、與計算機(jī)等技術(shù)科學(xué)，乃至與哲學(xué)、政治學(xué)、藝術(shù)學(xué)等人文社會科學(xué)的交叉融合已經(jīng)成為一個大的趨勢；工程測量將與移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等高新技術(shù)不斷加速融合，更多“傻瓜式”的工程測量新手段、新技術(shù)將得到開發(fā)與應(yīng)用，工程測量科技自動化、大眾化的趨勢將日益明顯。

2.知識經(jīng)濟(jì)時代的到來，以人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云服務(wù)為主的新一輪技術(shù)大變革，勢必會在跨界融合、人機(jī)協(xié)同、自主智能的特點下，推動工程測量應(yīng)用及服務(wù)能力的提升，而且勢必會涌現(xiàn)出一批適應(yīng)市場新需求的應(yīng)用、服務(wù)及產(chǎn)品，將工程測量行業(yè)向著信息知識化、知識能力化、能力產(chǎn)品化的方向發(fā)展，其應(yīng)用及服務(wù)將逐步突破專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，滲透到各行各業(yè)及人民的日常生活中，并從單一的測繪服務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟊娀?wù)；深度集成北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(B D S)、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)及無線通信技術(shù)，采用光、聲、電、磁等多種物理手段，融合GNSS、GIS、大數(shù)據(jù)抽取、加載和轉(zhuǎn)換(ELT)、人工智能等智能化技術(shù)，發(fā)展工程測量數(shù)據(jù)全自動實時采集、傳輸、分析、評價、預(yù)警、管理的一體化，形成智能化工程測量新模式，將使得工程測量在高精度服務(wù)、創(chuàng)新型應(yīng)用與精細(xì)化管理方面得到加強。

大數(shù)據(jù)時代是數(shù)據(jù)共享的時代，是我國地理信息系統(tǒng)與地圖制圖學(xué)發(fā)展的黃金時期。從地圖制圖學(xué)方法來講，制圖綜合經(jīng)歷了經(jīng)驗范式(試驗歸納)、理論范式(模型推演)、模擬范式(數(shù)字制圖綜合)等，目前正在向著以數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)的科學(xué)范式發(fā)展。地圖制圖學(xué)的第四范式既是以時空大數(shù)據(jù)計算、分析與挖掘為特征的當(dāng)代地圖學(xué)，又是以時空大數(shù)據(jù)密集型計算為特征的地圖學(xué)科學(xué)范式。地圖學(xué)未來發(fā)展的趨勢是研究大規(guī)模時空大數(shù)據(jù)背景下的深度學(xué)習(xí)、人類自然智能與計算機(jī)人工智能深度融合式的智能綜合理論和方法，以及基于云計算的分布、并行、協(xié)同式的智能綜合技術(shù)。第一，當(dāng)前，地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取更泛在，專業(yè)的測繪數(shù)據(jù)包括衛(wèi)星遙感、定位信息、攝影測量等，可通過構(gòu)建“空天地海”一體化的高精度實時測繪體系，實現(xiàn)從靜態(tài)到動態(tài)、地基到天基、區(qū)域到全局、室內(nèi)到室外、被動到主動的快速智能測繪。而非專業(yè)的志愿者地理信息數(shù)據(jù)可通過互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)整個傳感器網(wǎng)絡(luò)和大眾用戶之間的實時互動。未來地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取的發(fā)展趨勢從專業(yè)測繪向?qū)I(yè)與非專業(yè)測繪相結(jié)合的泛在實時測繪轉(zhuǎn)型；第二，地理信息數(shù)據(jù)管理更高效，地理空間數(shù)據(jù)存儲從傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫向分布式、虛擬化的軟件定義存儲系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，從而建立起大規(guī)模的海量時空數(shù)據(jù)存儲和處理能力，以適應(yīng)未來業(yè)務(wù)發(fā)展的需要；第三，地理信息數(shù)據(jù)分析更智能，空間數(shù)據(jù)分析和挖掘使地理空間數(shù)據(jù)具備自動學(xué)習(xí)的能力，云計算提供了基于計算基礎(chǔ)設(shè)施共享化利用的模式和方法，人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等智能化處理方法的發(fā)展為分析、歸納、挖掘測繪地理信息大數(shù)據(jù)提供了手段，未來時空大數(shù)據(jù)一體化處理將成為地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析的重要方向；第四，地理信息應(yīng)用服務(wù)更普適，信息行業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展及時空大數(shù)據(jù)迅速發(fā)展給人們帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。地理信息數(shù)據(jù)已從紙面上發(fā)展到互聯(lián)網(wǎng)和個人手持設(shè)備里，地理信息應(yīng)用服務(wù)更加多樣化、智能化、大眾化。未來，隨著互聯(lián)網(wǎng)地理信息的深入應(yīng)用，各種基于互聯(lián)網(wǎng)地理信息的行業(yè)信息集成服務(wù)和增值服務(wù)相繼涌現(xiàn)，拓寬了地理信息應(yīng)用領(lǐng)域，地理信息應(yīng)用服務(wù)向更加多樣化、智能化及大眾化方向發(fā)展。

隨著網(wǎng)絡(luò)通信、智能算法、計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人工智能進(jìn)入了一個新階段，出現(xiàn)了所謂“人工智能的第三次浪潮”。國務(wù)院于2017年發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，在該規(guī)劃的引領(lǐng)下，中國新一波人工智能科學(xué)技術(shù)研究迎來高潮。為此，開展人工智能時代下測繪科技體系發(fā)展的研究，重點探索智能時代下推動測繪科技躍變的顛覆性理論與技術(shù)；研究智能科學(xué)、高性能計算、新一代網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)以及物理學(xué)、空間科學(xué)、傳感器、工業(yè)4.0等帶來的新機(jī)理、新體系，并抓住實時、泛在兩個核心，建設(shè)信息—知識—智慧的主動感知、實時認(rèn)知和泛在智能決策技術(shù)系統(tǒng)。突破人機(jī)混合智能、群體智能的弱、強人工智能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，建成按需服務(wù)的技術(shù)、裝備和應(yīng)用的測繪科技創(chuàng)新體系。

“互聯(lián)網(wǎng)+”測繪與地理信息產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級

利用“互聯(lián)網(wǎng)+”的跨界思維，以數(shù)字化驅(qū)動、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、智能化生產(chǎn)、個性化定制、服務(wù)化延伸、虛擬化管理為目標(biāo)，研究“互聯(lián)網(wǎng)+”測繪地理信息轉(zhuǎn)型升級發(fā)展總體戰(zhàn)略及“互聯(lián)網(wǎng)+”測繪地理信息“產(chǎn)業(yè)鏈”上游(獲取)、中游(處理或生產(chǎn))、下游(應(yīng)用或服務(wù))轉(zhuǎn)型升級發(fā)展戰(zhàn)略和“互聯(lián)網(wǎng)+”測繪地理信息“產(chǎn)業(yè)鏈”上、中、下游一體化轉(zhuǎn)型升級發(fā)展戰(zhàn)略，為實現(xiàn)測繪地理信息產(chǎn)業(yè)全面轉(zhuǎn)型升級發(fā)展提供戰(zhàn)略咨詢報告和建議，促進(jìn)測繪地理信息產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。主要研究“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下的測繪與地理信息服務(wù)的開放體系構(gòu)架；研究“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下的測繪與地理信息服務(wù)模式的多樣化；“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下的測繪與地理信息服務(wù)的軟件開發(fā)策略；構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”測繪與地理信息系列服務(wù)軟件產(chǎn)品推進(jìn)戰(zhàn)略；研究“互聯(lián)網(wǎng)+”測繪與地理信息“獲取—處理—服務(wù)”的一體化發(fā)展戰(zhàn)略，包括必要性與可行性、技術(shù)體制及推進(jìn)戰(zhàn)略，技術(shù)架構(gòu)及實施途徑、高效管理中心(虛擬化管理)技術(shù)策略、示范應(yīng)用及軟硬件集成產(chǎn)品推進(jìn)戰(zhàn)略。

2015年3月5日舉行的十二屆全國人大三次會議上，李克強總理在《政府工作報告》中首次提出“互聯(lián)網(wǎng)+”，國務(wù)院隨后制訂了“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，2016年3月18日頒布的國家《“十三五”規(guī)劃綱要》中提出，實施網(wǎng)絡(luò)強國戰(zhàn)略，實施“互聯(lián)網(wǎng)+”和大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略及行動計劃，旨在推動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等與現(xiàn)代化制造業(yè)結(jié)合，促進(jìn)電子商務(wù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)金融健康發(fā)展與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。當(dāng)前，“互聯(lián)網(wǎng)+”已經(jīng)開始融入各行各業(yè)，可以說，當(dāng)今時代已經(jīng)就此打上了“互聯(lián)網(wǎng)+”的烙印，開啟了“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的大門，正在引起一場科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，測繪相關(guān)產(chǎn)業(yè)也就此進(jìn)入“互聯(lián)網(wǎng)+測繪地理信息產(chǎn)業(yè)”轉(zhuǎn)型升級的新時代，強化網(wǎng)絡(luò)思維、“互聯(lián)網(wǎng)+”思維、“互聯(lián)網(wǎng)+測繪地理信息”思維，必將成為測繪地理信息產(chǎn)業(yè)的新常態(tài)，“互聯(lián)網(wǎng)+”測繪與地理信息產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級勢在必行。與此同時，“互聯(lián)網(wǎng)+”為“地理信息產(chǎn)業(yè)”轉(zhuǎn)型升級提供了一種新理念和新思維——跨界融合。大數(shù)據(jù)需要云計算，云計算也需要大數(shù)據(jù)。人工智能需要大數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)也需要人工智能算法。在人工智能的算法、大數(shù)據(jù)、計算能力三要素中，隨著智能感知技術(shù)的快速發(fā)展，時空大數(shù)據(jù)已出現(xiàn)爆炸式增長態(tài)勢，為時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化提供充足的數(shù)據(jù)支撐；隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，適應(yīng)時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)化需求的計算能力已經(jīng)完全具備；需要更加關(guān)注的是算法研究，特別需要加強多源異構(gòu)時空大數(shù)據(jù)融合、分析、挖掘與知識發(fā)現(xiàn)、可視化等方面的算法研究。在人工智能算法、大數(shù)據(jù)、計算能力“三駕馬車”的驅(qū)動下，“地理信息產(chǎn)業(yè)”到“時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)”的轉(zhuǎn)型升級必將加速實現(xiàn)。圍繞時空大數(shù)據(jù)存儲管理、時空大數(shù)據(jù)智能綜合與多尺度時空數(shù)據(jù)庫自動生成及增量級聯(lián)更新、時空大數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)分析與挖掘、時空大數(shù)據(jù)可視化、自然語言理解、深度學(xué)習(xí)與深度增強學(xué)習(xí)、人類自然智能與人工智能深度融合、信息安全等領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新性研究，形成時空大數(shù)據(jù)技術(shù)體系，包括高精度GNSS的全球化和時間系統(tǒng)的精準(zhǔn)化技術(shù)、地理時空信息智能感知(時空大數(shù)據(jù)獲取)技術(shù)、地理時空大數(shù)據(jù)分布式存儲與管理技術(shù)、地理時空大數(shù)據(jù)并行智能處理技術(shù)、地理時空大數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)技術(shù)、地理時空大數(shù)據(jù)快速可視化技術(shù)、地理時空信息智能服務(wù)技術(shù)、地理信息“獲取(傳感網(wǎng))—處理(生產(chǎn))—應(yīng)用(服務(wù))”的一體化技術(shù)。圍繞時空大數(shù)據(jù)獲取、處理、分析、挖掘、管理、應(yīng)用等環(huán)節(jié)，研發(fā)時空大數(shù)據(jù)存儲與管理軟件、時空大數(shù)據(jù)分析與挖掘軟件、時空大數(shù)據(jù)可視化軟件等軟件產(chǎn)品與軟硬件集成產(chǎn)品和多樣化數(shù)據(jù)產(chǎn)品，提供時空數(shù)據(jù)與各行各業(yè)大數(shù)據(jù)、領(lǐng)域業(yè)務(wù)流程及應(yīng)用需求深度融合的時空大數(shù)據(jù)解決方案，形成健全實用的時空大數(shù)據(jù)產(chǎn)品體系。

測繪工程人才素質(zhì)與能力培養(yǎng)體系的創(chuàng)新發(fā)展

探索構(gòu)建面向測繪科學(xué)與技術(shù)全面轉(zhuǎn)型升級發(fā)展需要的人才培養(yǎng)體系，提出測繪精英人才培養(yǎng)模式，建立測繪協(xié)同創(chuàng)新實踐教學(xué)體系，制定測繪類專業(yè)教學(xué)國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，探索測繪學(xué)科國際化辦學(xué)思路，提出測繪基礎(chǔ)研究平臺建設(shè)思路和方案，形成測繪工程人才素質(zhì)與能力培養(yǎng)體系的創(chuàng)新發(fā)展研究報告?？偨Y(jié)分析新形勢下測繪工程技術(shù)與人才的需求特征以及測繪工程教育存在的問題，探索構(gòu)建面向測繪科學(xué)與技術(shù)全面轉(zhuǎn)型升級發(fā)展需要的人才培養(yǎng)體系；界定測繪精英人才內(nèi)涵，分析測繪精英人才的基本特征，針對測繪精英人才需具備的知識、素質(zhì)和能力結(jié)構(gòu)要求，研究培養(yǎng)測繪精英人才的教育教學(xué)模式；分析測繪工程實踐教學(xué)目前存在的問題，研究創(chuàng)新實踐教學(xué)體系的構(gòu)成要素，綜合考慮人才素質(zhì)和能力結(jié)構(gòu)的要求以及實踐教學(xué)的可操作性，設(shè)計并研究建立測繪協(xié)同創(chuàng)新實踐教學(xué)體系架構(gòu)。主要包括實踐教學(xué)方法、實踐教學(xué)內(nèi)容、實踐教學(xué)評估等方面；分析當(dāng)前我國測繪類專業(yè)教育教學(xué)的現(xiàn)狀，合理制訂可行、普適性的測繪類專業(yè)教學(xué)國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行充分論證；分析并借鑒國際測繪類專業(yè)國際化辦學(xué)的模式，探索符合我國國情和有自身特色的測繪學(xué)科國際化辦學(xué)思路，提出測繪學(xué)科國際化辦學(xué)的指導(dǎo)性建議和具體實施途徑；分析我國測繪基礎(chǔ)研究面臨的問題和挑戰(zhàn)，針對測繪科技未來發(fā)展趨勢，提出測繪基礎(chǔ)研究平臺建設(shè)的思路和構(gòu)想，形成測繪基礎(chǔ)研究平臺建設(shè)的總體方案和實施途徑。

隨著國家機(jī)構(gòu)改革對于測繪工程專業(yè)帶來的客觀影響，以及互聯(lián)網(wǎng)人工智能等高新技術(shù)的出現(xiàn)導(dǎo)致的測繪行業(yè)的迅速變革，傳統(tǒng)測繪單一化的教育方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)階段社會人才的需求，因此測繪科技的轉(zhuǎn)型升級迫在眉睫。結(jié)合國家測繪的發(fā)展現(xiàn)狀，目前世界上其他國家的測繪已經(jīng)處于精英型發(fā)展，在測繪人員的招生培養(yǎng)方面招生生源很少，而我國是測繪大國，招生數(shù)量比其他國家測繪專業(yè)招生總數(shù)都要多。迫切需要突破我國測繪發(fā)展遇到的人才瓶頸問題，提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量，突出素質(zhì)、能力以及服務(wù)等方面。

在時代發(fā)展的大背景下，測繪行業(yè)的發(fā)展和變革包括：1.地位定位從行業(yè)拓展到國家層次(國家戰(zhàn)略與國家的全球戰(zhàn)略)；2.需求應(yīng)用從測量制圖拓展到全球?qū)Ш?全球遙感+空間信息基礎(chǔ)設(shè)施(全球、國家、地方)；3.行業(yè)轉(zhuǎn)型從公益發(fā)展到公益與產(chǎn)業(yè)結(jié)合；4.專業(yè)性質(zhì)從純“地學(xué)”專業(yè)拓展到復(fù)合與交叉(地學(xué)+信息+空間)；5.發(fā)展機(jī)遇從測量測圖發(fā)展到新地理信息時代(信息化測繪)，包括先進(jìn)信息技術(shù)、空間信息基礎(chǔ)設(shè)施、信息化與全球化戰(zhàn)略等；6.人才能力從測量制圖發(fā)展到信息化測繪?？傮w來說，本質(zhì)從“測量制圖”為核心的傳統(tǒng)測繪發(fā)展到以“空間信息”為核心的地球空間信息工程。

目前，國內(nèi)外各知名高校都開始進(jìn)入大類培養(yǎng)模式，更加突出專業(yè)基礎(chǔ)教育。大類培養(yǎng)的優(yōu)勢在于放寬自由支配時間，縮減學(xué)分和學(xué)時，給予學(xué)生更多的時間，讓學(xué)生充分發(fā)展自己的天性。但同時也要注重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣，不斷接觸學(xué)科后找到興趣再深入專業(yè)知識學(xué)習(xí)的選擇，待能力提高發(fā)展后，可以各個學(xué)科交叉融合學(xué)習(xí)。在基礎(chǔ)專業(yè)知識教育的基礎(chǔ)上，還要突出人工智能、大數(shù)據(jù)等課程的開設(shè)，使學(xué)生能夠適應(yīng)當(dāng)今時代發(fā)展的需求。另外，為滿足信息化時代的需求，要注重培養(yǎng)計算機(jī)編程能力的培養(yǎng)，不同計算機(jī)語言之間雖有差異，但編程能力可以不受計算機(jī)語言的限制，因此，可以設(shè)置少而精的計算機(jī)課程，打好所有編程的入門基礎(chǔ)，在各專業(yè)課程中融入編程作業(yè)，不斷提升編程能力。在新時代背景下，圍繞國家、社會及測繪行業(yè)發(fā)展對高端人才的需求，應(yīng)將人才培養(yǎng)目標(biāo)定位于如下方面：培養(yǎng)具有愛國情懷與高度社會責(zé)任感，具有優(yōu)秀人文素養(yǎng)、深厚的數(shù)理基礎(chǔ)、扎實的測繪專業(yè)能力和熟練的計算機(jī)開發(fā)能力，以及掌握專業(yè)前沿知識，具有創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)意識和國際視野，引領(lǐng)我國測繪事業(yè)發(fā)展的行業(yè)領(lǐng)軍和拔尖創(chuàng)新人才。

測繪科學(xué)與技術(shù)轉(zhuǎn)型升級的重點發(fā)展方向、趨勢和策略

通過研究國際測繪科學(xué)與技術(shù)科學(xué)技術(shù)的最新進(jìn)展，針對我國測繪科學(xué)技術(shù)發(fā)展的不足，探索測繪科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的新思路；提出測繪科學(xué)與技術(shù)轉(zhuǎn)型升級的重點發(fā)展方向；制定我國測繪科學(xué)與技術(shù)轉(zhuǎn)型升級的總體構(gòu)架與推進(jìn)戰(zhàn)略，指導(dǎo)測繪地理信息的轉(zhuǎn)型升級，加快我國測繪地理信息強國建設(shè)的進(jìn)程。通過國際合作與交流等多種方式，深入分析測繪地理信息行業(yè)著名的大學(xué)與科研院所的發(fā)展現(xiàn)狀及未來規(guī)劃，研究測繪科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的最新國際動態(tài)以及未來發(fā)展趨勢，為提出我國測繪科學(xué)和技術(shù)發(fā)展重點方向提供參考依據(jù)；通過我國測繪科學(xué)技術(shù)發(fā)展與國際水平的對比分析，尋找我國測繪科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的差距與不足，提出針對性的解決方案，并形成我國測繪科學(xué)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的調(diào)研分析報告；通過分析國家經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展對測繪科學(xué)與技術(shù)的日益變化的需求，研究測繪科學(xué)與技術(shù)轉(zhuǎn)型升級的總體構(gòu)架，制定轉(zhuǎn)型升級的推進(jìn)戰(zhàn)略，推進(jìn)我國測繪科學(xué)與技術(shù)的快速發(fā)展；通過深入研究與對比分析，提出測繪科學(xué)與技術(shù)轉(zhuǎn)型升級的重點發(fā)展方向和策略，建立測繪科學(xué)與技術(shù)轉(zhuǎn)型升級的理論體系。

根據(jù)測繪科技創(chuàng)新發(fā)展的一般規(guī)律，未來我國測繪科技創(chuàng)新發(fā)展道路應(yīng)堅持以應(yīng)用需求為驅(qū)動力，加強與新興技術(shù)領(lǐng)域的融合集成創(chuàng)新，不斷運用新思維、新思路、新理念來推動測繪地理信息科技創(chuàng)新。未來5年、10年甚至20年內(nèi)，我國測繪科技創(chuàng)新發(fā)展的主要方向仍將定位于測繪基準(zhǔn)的現(xiàn)代化水平，以及地理信息數(shù)據(jù)獲取能力、處理能力、管理能力、應(yīng)用能力等的快速提升，主要表象是逐步由信息化測繪邁向智能化測繪時代?？梢灶A(yù)知，在云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)快速發(fā)展和推動下，地理信息數(shù)據(jù)獲取、處理、管理、應(yīng)用的能力相較信息化測繪下的能力將得到大幅提升，將逐步實現(xiàn)智能化。地理信息數(shù)據(jù)獲取將不僅僅是立體化、實時化，而且是基于物聯(lián)網(wǎng)(包括對地觀測網(wǎng)絡(luò)在內(nèi))，以智能化的方式無時無刻不在獲取海量多源異構(gòu)地理空間數(shù)據(jù)，地理信息數(shù)據(jù)源得到極大的豐富。地理信息數(shù)據(jù)處理將由初級別的自動化、智能化邁向全自動化、全智能化，在云計算強大計算能力、大數(shù)據(jù)強大分析能力、人工智能深度學(xué)習(xí)和演繹分析能力等支撐下，實現(xiàn)海量多源異構(gòu)地理空間數(shù)據(jù)的智能化處理。

未來重點發(fā)展方向在若干核心理論與關(guān)鍵技術(shù)取得突破。

1.在測繪基準(zhǔn)與導(dǎo)航定位方面，開展全國厘米級似大地水準(zhǔn)面模型、高精度高分辨率地球重力場模型、高精度高分辨率全球平均海面高模型、全球高程基準(zhǔn)統(tǒng)一等方面的理論研究；開展全國G N S S基準(zhǔn)站網(wǎng)的維持與服務(wù)、國家大地坐標(biāo)系框架更新、國家垂直基準(zhǔn)框架維護(hù)、國家重力基準(zhǔn)更新等關(guān)鍵技術(shù)研究；開展高精度、四維大地坐標(biāo)系統(tǒng)的構(gòu)建。開展衛(wèi)星重力、航空重力、時空基準(zhǔn)等方面的技術(shù)研究；開展綜合定位、導(dǎo)航和授時(P N T)的核心技術(shù)開發(fā)研究，尤其是量子導(dǎo)航定位、泛在測繪、室內(nèi)外無縫導(dǎo)航定位等新技術(shù)研究；集成GNSS與長基線和超短基線等系統(tǒng)，開展水下目標(biāo)分米級導(dǎo)航和厘米級定位識別技術(shù)研究；開展深地、深海、深空大地測量技術(shù)與保障體系研究。

2.在地理信息數(shù)據(jù)獲取方面，開展空天地一體化的多源遙感數(shù)據(jù)快速獲取、新型數(shù)字?jǐn)z影測量和遙感機(jī)理、地理空間信息網(wǎng)格理論與技術(shù)、計算機(jī)視覺與數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)統(tǒng)一方法等研究；研究泛在模式下的新型地理信息數(shù)據(jù)采集、地理空間傳感網(wǎng)技術(shù)等；研究移動傳感器的快速網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)及信息交換接入技術(shù)、智能空間傳感器網(wǎng)構(gòu)建及應(yīng)用，開發(fā)移動物聯(lián)網(wǎng)地理信息采集與應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)；研究激光雷達(dá)裝備、干涉測量、三維精細(xì)重構(gòu)與攝影測量集成等技術(shù)。開展超高速、超精細(xì)、超大尺度、超復(fù)雜(簡稱“四超”)狀態(tài)下的測量技術(shù)研究；研究組合導(dǎo)航、穿戴式設(shè)備集成與顯示、遠(yuǎn)程移動目標(biāo)監(jiān)控與數(shù)據(jù)傳輸?shù)仍鰪姮F(xiàn)實地理信息技術(shù)與系統(tǒng)平臺構(gòu)建；研究地下空間移動測量關(guān)鍵技術(shù)。

3.在地理信息數(shù)據(jù)處理方面，開展多模、多頻GNSS數(shù)據(jù)融合和全球多源影像的聯(lián)合平差關(guān)鍵技術(shù)研究；開展超算技術(shù)研究，構(gòu)建超算云平臺；研究遙感影像自動去云處理、要素快速自動解譯及三維地理信息數(shù)據(jù)快速表達(dá)與更新、傳感器時空標(biāo)簽、時空關(guān)聯(lián)、聯(lián)合語義理解、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)快速檢索等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建時空數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)庫模型；研究地理信息數(shù)據(jù)的泛在網(wǎng)接入、時空大數(shù)據(jù)的時空檢索、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的同步和同化等技術(shù)，建立超大規(guī)模分布式時空數(shù)據(jù)管理平臺；研發(fā)集航空、GNSS/連續(xù)運行參考站(CORS)、衛(wèi)星影像、干涉雷達(dá)、激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理于一體的多源對地觀測數(shù)據(jù)處理平臺；研究室內(nèi)外一體化地圖快速建模、泛在位置數(shù)據(jù)的時空特征提取方法；研究極區(qū)冰雪演變、全球環(huán)境變化耦合機(jī)制以及多源數(shù)據(jù)、跨學(xué)科信息融合。

4.在數(shù)據(jù)管理與服務(wù)方面，開展時空大數(shù)據(jù)科學(xué)理論體系、計算系統(tǒng)、時空大數(shù)據(jù)驅(qū)動的顛覆性應(yīng)用模型探索等基礎(chǔ)研究，構(gòu)建時空大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)理論與方法體系；開展時空地理信息分析與統(tǒng)計、全球變化模擬分析等研究；開展自然資源生態(tài)環(huán)境評價及可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系研究，推進(jìn)自然資源資產(chǎn)精細(xì)化管理；開展云環(huán)境下分布式、多尺度、多時相巨量地理信息的冗余存儲、加密互聯(lián)網(wǎng)傳輸、并行處理、在線同步、增量更新與泛在服務(wù)等方面的技術(shù)研究；開展泛在網(wǎng)絡(luò)地理語義挖掘、空間序化、信息融合與可視化技術(shù)，建立時空大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；開展多源海量綜合信息快速集成與融合、分布式多維空間信息高效索引、網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)地理信息數(shù)據(jù)挖掘、在線動態(tài)地圖制圖與渲染以及基于眾包和自發(fā)性地理信息技術(shù)的地理信息補充與增值、室內(nèi)外三維快速建模、大數(shù)據(jù)環(huán)境下的空間知識地圖服務(wù)等技術(shù)產(chǎn)品研發(fā)；開展公益性地理信息數(shù)據(jù)的管理與發(fā)布平臺、公益性地圖服務(wù)產(chǎn)品體系與分發(fā)平臺研發(fā)，推進(jìn)地理信息公共服務(wù)平臺建設(shè)與應(yīng)用服務(wù)。

5.在社會化應(yīng)用方面，將開展地理信息網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)管技術(shù)研究，形成國家智慧政務(wù)地理信息融合與智能服務(wù)能力；開展礦產(chǎn)資源勘查與地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測、土地資源遙感監(jiān)測、自然資源綜合管理等國土資源領(lǐng)域的測繪技術(shù)與地理信息應(yīng)用服務(wù)研究，為“深地探測、深海探測、深空對地觀測和土地工程”(簡稱“三深一土”)提供測繪地理信息科技支撐。開展精準(zhǔn)扶貧、智慧城市的精細(xì)化管理與動態(tài)監(jiān)測等地理信息應(yīng)用服務(wù)技術(shù)研究；開展GIS與建筑信息模型融合(BIM)(GIS+BIM)關(guān)鍵技術(shù)研究；開展大數(shù)據(jù)環(huán)境下的超大規(guī)模城市時空模擬過程、實時模擬系統(tǒng)研究，提供面向互聯(lián)網(wǎng)用戶的動態(tài)實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)服務(wù)；研發(fā)“多規(guī)合一”規(guī)劃信息平臺；開展形變監(jiān)測、智慧礦山、地下管線探測等工程測量、礦山測量、地下水下測繪以及不動產(chǎn)測繪方面的應(yīng)用研究；開展測繪地理信息系統(tǒng)測試技術(shù)研究。關(guān)鍵技術(shù)的突破主要集中在地理國情動態(tài)監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)急測繪與服務(wù)保障關(guān)鍵技術(shù)、全球地理信息資源開發(fā)利用關(guān)鍵技術(shù)、新型多傳感器數(shù)據(jù)采集與融合處理技術(shù)、地理信息安全監(jiān)管與安全態(tài)勢服務(wù)技術(shù)、測繪衛(wèi)星后續(xù)星關(guān)鍵技術(shù)、現(xiàn)代測繪基準(zhǔn)維持與服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)、海洋及內(nèi)陸水下地形測繪關(guān)鍵技術(shù)、室內(nèi)外無縫定位與智慧時空技術(shù)、時空大數(shù)據(jù)跨界融合關(guān)鍵技術(shù)和新型測繪裝備研發(fā)與檢測檢校技術(shù)等方面。

黨的十八大提出了“兩個一百年”的奮斗目標(biāo)，提出了全面落實“五位一體”總體布局和“四個全面”戰(zhàn)略布局，實施“一帶一路”倡議、長江經(jīng)濟(jì)帶、京津冀協(xié)同發(fā)展等國家重大戰(zhàn)略，都對測繪科技做好支撐保障提出新的需求；加強生態(tài)文明建設(shè)，加強自然資源資產(chǎn)管理，優(yōu)化國土空間開發(fā)格局，推進(jìn)“多規(guī)合一、智慧國土、生態(tài)國土”，支撐“三深一土”等都要求測繪科技推進(jìn)全面創(chuàng)新，夯實科技發(fā)展基礎(chǔ)，切實發(fā)揮引領(lǐng)驅(qū)動作用，更好地為提升事業(yè)服務(wù)保障能力和國家戰(zhàn)略實施提供強有力的科技支撐。當(dāng)前，測繪事業(yè)正處于轉(zhuǎn)型升級的戰(zhàn)略機(jī)遇期，新型基礎(chǔ)測繪、地理國情監(jiān)測、航空航天遙感測繪、全球地理信息資源開發(fā)、應(yīng)急測繪(簡稱“五大業(yè)務(wù)”)與地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展都迫切需要測繪科技提供有力支撐，切實解決制約傳統(tǒng)基礎(chǔ)測繪向新型基礎(chǔ)測繪轉(zhuǎn)型中遇到的科技問題，突破地理國情監(jiān)測以及航空航天遙感測繪的技術(shù)難關(guān)，解決全球測繪和應(yīng)急測繪的前沿問題，破解地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展中遇到的技術(shù)障礙，全面推動事業(yè)改革創(chuàng)新發(fā)展，形成一批具有國際競爭力的民族品牌軟硬件產(chǎn)品，進(jìn)一步縮小與國際領(lǐng)先水平的差距。