近年来，测绘地理信息的内涵和外延不断扩大，从内涵来看，测绘地理信息囊括了测绘工程、摄影测量与遥感、导航工程、地理信息系统等在内的多个细分学科，从外延来看，测绘地理信息应用和服务逐渐延伸到交通、水利、住建、电力、通信等多个行业和领域。
随着5G通信、大数据、云计算、物联网等新兴技术与测绘地理信息技术的交叉融合，测绘地理信息行业已步入新的更加泛在和智能的发展阶段，那么，在多学科的渗透和融合下，测绘地理信息行业将如何把握方向，向着高水平和高质量的目标发展呢？
在中国测绘学会2021学术年会现场，记者采访了中国工程院刘经南院士。作为大地测量和卫星定位导航领域的资深专家，刘经南院士给出了自己的思考：“测绘技术要找准时空信息数据基础这一定位，主动学习和吸纳新兴技术手段，只有这样才能在信息化和智能化浪潮中站稳脚跟。”
中国工程院院士刘经南接受本刊记者采访
添加微信好友, 获取更多信息
复制微信号
测绘发展得益于新兴技术的支持
与欧美国家相比，我国的测绘学科和测绘地理信息产业起步较晚，但发展势头迅猛，尤其是以武汉大学为代表的测绘学科体系和教育体系在全球有着举足轻重的地位。刘经南院士对此深有感触，他告诉记者，我国测绘学科和测绘事业的发展得益于20世纪后半叶到21世纪，各种新兴技术的飞速发展。
比如在卫星遥感等新兴技术的支撑下，使得原本非常艰苦的测绘专业变得更加轻松，传统测绘作业需要爬山越岭，肩扛仪器去做测量，现在通过卫星遥感的 *** ，不仅不再需要翻山越岭，还不受天气影响，全天时作业。
当然还有其他的技术手段，比如无人机，能够实现低空大比例尺的测绘任务；还有激光雷达，它可以实现立体测绘和动态测绘，通过激光雷达技术，我们可以直接感知车辆的运动，这些都是基于20世纪末以来光电技术和信息技术的发展。包括数据处理方面，测绘软件和地理信息系统的发展也是基于信息技术和互联网技术的快速发展。
“这些新兴技术与测绘技术交叉融合，不仅改变了传统测绘的生产方式，更大大扩充了测绘学科的内涵。”刘经南院士说，正是在卫星遥感技术、信息技术、互联网技术等多种技术的支撑下，测绘学科才能形成如今的多专业和多方向的局面，测绘地理信息服务才得以走进千行百业，并逐渐由模拟测绘向数字测绘转变，再到如今的信息化和智能化测绘。
测绘技术为自动驾驶和万物互联提供数字基底
谈到信息化和智能化测绘，刘经南院士表示，在智能化测绘时代，自动驾驶和万物互联是值得重点关注的方向，也是测绘地理信息产业可能存在的风口。测绘技术是采集、处理和应用时空信息数据的主要手段，而时空信息是自动驾驶和万物互联的数字底座。
“传统测绘技术手段主要获取的是静态的地理信息数据，随着信息化和智能化测绘时代的到来，我们已经可以实现动态获取、实时感知，这些正是实现智慧交通和万物互联的数字基础。”刘经南院士说。
“从人类驾驶汽车到机器驾驶汽车的转换是一个必然的趋势，对于这一趋势的判断，特斯拉比较激进，预计需要5年实现，我们一般认为起码要10年左右。因为汽车涉及到公共安全，所以要格外谨慎，但这一发展趋势是必然的。”刘经南院士还特别提到，智能驾驶、自动驾驶和无人驾驶，这几个概念相近，但强调的方面不同，可以看做是从人类驾驶过渡到机器驾驶的三个不同阶段。从长远来看，机器驾驶会比人开车要靠谱，因为人总是有意识，有主观情绪的，而机器会更理性、更科学地来处理各种变化。比如酒驾、疲劳驾驶这些就是只会出现在人类驾驶中的行为中，当然，机器驾驶的前提是需要技术发展到比较成熟的阶段。
“北斗+5G”解锁应用服务的更多可能
谈到时空信息，就不得不提北斗全球卫星导航系统。刘经南院士介绍，北斗卫星导航系统有三大功能，也就是导航、定位、授时（PNT）。传统逻辑下，我们记录时间的单位是时、秒、分，记录空间使用坐标、经纬度、角度等，也就是说在传统模式下，时间和空间是两个体系，而北斗综合了空间和时间信息，也就是时间空间一体化技术，而且定位、导航和授时的精度更高，只有做到这一步才能实现时间、空间、位置的协同，这也是万物互联的一个先决条件。
与国际主流导航系统相比，北斗系统精度更高，美国的GPS精度在10米左右，欧洲伽利略也是10米左右，而中国的北斗将定位精度提高到5米级，通过地基增强，其所覆盖的区域可提供厘米级精度位置服务。此外，北斗独有的短报文双向通信功能也是一大优势，也就是说北斗不仅可以提供定位、导航、授时服务，还兼具通信功能，并且可与移动通信网连成一体。不仅如此，北斗还可以做遥感，当然GPS也可以提供遥感服务，但是结合北斗的双向通信，可以把遥感数据及时回传。而且“北斗+5G”的融合发展有望实现通信、导航、遥感一体化，这是一大优势，在应急和搜救上将有很大的应用空间。
此外，与美国GPS相比，北斗的频率更多，这也保证了北斗的高精度和多功能。也就是说，现在北斗的显著优势是功能更加齐全、精度更高。但GPS的运营时间更久，稳定性成熟，在市场占有率上有较大优势。随着北斗稳定性的快速提升，功能多、精度高的优势将是北斗走进千行百业并走向国际市场的重要基础。
其实，北斗的更多功能和应用还有待需求端去挖掘。比如郑州暴雨灾害，我们需要掌握这一事件发生的精确时间、位置（范围），通过精准的感知和有效的信息传递降低自然灾害造成的损失。这些信息的感知和传递都可以通过“北斗+5G”来解决。
此外，北斗还可以遥感并预报空气中的含水量，现在“北斗+5G”可以实现精度增强，同时北斗和5G基站相对密集，500米左右就有一个基站，从北斗卫星到地面基站，与大气不同高度的含水气层就有很多交点，各层交点处的含水量都是可以感知到的，这就可以在降雨时间、区域和雨量三个参数上都实现精准预报。郑州暴雨灾害启发我们，一定要综合多种手段来提高预报的精准度，才能够在灾难发生时快速决策。
综合而言，在自然灾害防治和应急管理上，以GNSS技术、摄影测量与遥感技术为代表的测绘地理信息技术主要从三个方面介入：
01
感知自然变化
02
分析变化的危害性
03
辅助应急决策
自然资源管理和智慧城市建设中的测绘职能
北斗可以提供精准的时空数据，它和物联网技术的交叉融合将可以实现人与物、物与物的协同，从而实现精准管理和资源调配。比如，2020年武汉因疫情封城以后，国防资源、医护资源以及飞机、相关人员的管理都要依靠精准的时间和位置信息。
北斗下一步的研究重点是信息的时空定位，未来有望通过信息资源将山水林田湖草沙海洋等自然资源的管理都串联整合起来，由静态管理走向动态监控，从而全面提高包括自然资源管理的资源信息化和智慧化水平。
未来的城市规划和管理即智慧城市的范畴，首先要建立一个感知体系，城市的每一部件的精准坐标和时间相关状态信息。未来城市的感知体系将有多个层次，有天空的遥感卫星，其次是低空无人机，然后是地面的物联网，构成一个立体的城市感知体系，从而实现城市的信息化和智能化管理。
城市就是一个生命体，它有资源呼吸吞吐系统，有消化吸纳排泄系统等等，还应该有负责集中处理的城市智慧大脑。所以，未来城市的运转将是云、边、端的结合。每个端都有智能决策系统，每个边也有智能决策系统，然后统一汇集到云端形成多源、多类型的数据 *** ，三者之间互相协同，然后再接入大数据和智能计算的分析处理体系以及反馈运控体系。这些体系都通过时间、空间、位置信息进行协同，从而达到趋利避害这一城市运营和管理的目标，最终实现实体城市和云上虚拟城市的协同交互，实现真正意义上的智慧城市，我们称之为智慧城市的数字孪生。
总而言之，以上这些功能的实现都是建立在精准时空信息的基础上，需要时间、空间、位置信息的协同，离不开测绘地理信息技术的支撑和服务。
