测绘科技发展“十二五”规划

(征求意见稿)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

国家测绘局

二○一○年十一月

 

目  录
一、前言 
二、需求分析 
(一)国内外测绘科技发展现状 
(二)面临的机遇和挑战 
(三)重大测绘科技需求 
三、指导思想、基本原则和发展目标 
(一)指导思想和基本原则 
(二)发展目标 
四、重点任务 
(一)测绘科学基础理论与方法 
1、学科发展理论与方法 
2、重大基础研究专项 
3、前沿性探索研究 
4、测绘与地理信息标准研究 
(二)测绘基准关键技术 
1、GNSS现代三维基准 
2、高精度地球重力场模型与大地水准面 
3、面向全球增强的卫星导航系统 
4、无缝导航定位系统 
5、基于CORS网的新型网络RTK
6、测绘基准实用性技术 
(三)地理信息实时化获取关键技术 
1、准实时航空主动遥感测图 
2、国家应急测绘数据快速获取与处理 
3、三维航空相机阵列摄影测量 
4、地理信息获取实用性技术 
(四)地理信息自动化处理关键技术 
1、传感器数据自动处理 
2、多源遥感数据高性能计算 
3、遥感影像多层次智能化解译 
4、基础地理信息动态更新 
5、地理信息处理实用性技术 
(五)地理信息网络化管理与服务关键技术 
1、多元时空网格地理信息系统 
2、信息化地理信息资源体系构建 
3、数字城市与区域空间信息共享及应用服务 
4、基于下一代互联网的地理信息服务 
5、地理信息管理实用性技术 
(六)完善测绘科技创新体系 
1、充分发挥国家级测绘科研院所科技带头作用 
2、优化整合行业重点实验室和工程技术中心 
3、大力挖掘测绘和地理信息企业的科技创新能力 
五、保障措施 
(一)加强领导 
(二)政策引导 
(三)增强投入 
(四)人才培养 
(五)深化交流 

 

一、前言

“十一五”期间,在党中央、国务院的坚强领导下,我国测绘事业取得了长足进步,大力构建数字中国地理空间基础框架,积极推进数字省区、数字城市等建设,在国民经济和社会信息化发展中发挥出了重要作用,全面建成了数字化测绘体系,正在向信息化测绘体系迈进。作为测绘事业发展的源动力和重要支撑,测绘科技工作取得了显著的成就,创新体系更加完善,科技创新成效显著。在“十二五”时期,以科学发展观为指导,进一步明确测绘科技发展的方向,对测绘科技发展做出战略性规划和全局性部署,是全面建设信息化测绘体系、提升测绘服务能力和保障水平的必然要求。

“十二五”将逐步进入新地理信息时代,我国测绘事业发展面临着重要的发展机遇。为继续深入贯彻落实科学发展观,增强自主创新能力,推进信息化测绘体系建设,提升测绘科技支撑和引领作用,依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》、国务院《关于加强测绘工作的意见》、《全国基础测绘中长期规划纲要》和测绘事业“十一五”发展的总体思路,紧密围绕构建数字中国、监测地理国情、发展壮大产业、建设测绘强国的战略方向,结合当前发展形势,制定本规划。

二、需求分析

(一)国内外测绘科技发展现状

1、国际测绘科技发展现状

随着航空航天技术、计算机技术、网络技术和通信技术的快速发展,测绘科技不断取得突破性进展。

大地测量正从静态到动态、从地基到天基、从区域到全球迅速发展,测量精度显著提高,应用领域不断拓宽。随着重力卫星的成功发射,地球重力场观测已经完成了地基到天基的转变,观测精度和覆盖率大大提高,这将有助于实现全球高程基准的统一;全球定位导航系统(GNSS)飞速发展,美国正在实施GPS现代化升级改造工程,俄罗斯已着手GLONASS补星组建,欧盟的GALILEO也预计在2013年初步组网,我国的北斗卫星导航系统已经进入第二代工程,多系统兼容互操作是国际GNSS应用的主流。当前,基于多种大地测量观测手段的全球大地测量观测系统(GGOS)建设已成为一个新的发展方向。

航空航天遥感朝着“三多”(多传感器、多平台、多角度)和“四高”(高空间分辨率、高光谱分辨率、高时相分辨率、高辐射分辨率)方向发展,对地观测系统逐步小型化,卫星组网和全天时全天候观测成为主要发展方向。2010-2020年,美国计划执行17个新的卫星项目,涵盖地球科学的各个领域。当前,遥感应用已由定性分析转向了定量分析,卫星遥感数据已经成为1:5万及更大比例尺地形图测制更新的主要数据源,遥感数据产品呈现了高/中/低空间分辨率、多光谱/高光谱/SAR共存的趋势,对资源管理和灾害应急等方面的应用提供了及时的信息保障。遥感数据处理方面,研发了一系列采用并行处理方式的遥感数据快速处理系统,如法国研制的Pixel
Factory系统、美国PCI公司的GeoImaging Accelerator GXL系统等。

地理信息处理与管理在先进的计算机技术和网络技术支撑下由自动化向智能化发展,三维空间数据管理已成为研究热点,基于网格计算、云计算理论的GIS解决方案迅速出现。美国和欧洲的网格GIS技术仍处于领先地位,国际GIS软件仍以ArcGIS、数据库管理系统Oracle为主要品牌。海量空间数据管理实现了属性与空间数据一体化存储和面向空间实体的数据库无缝海量数据组织新模式。在三维空间数据管理方面,美国率先推出了Google
Earth、Skyline、Virtual Earth、World
Wind、ArcGlobe等软件。位置服务已成为互联网的强制性要素,Web服务成为地理信息相关工程的标准要求。云计算将是分布式计算、并行计算和网格计算深入发展的必然结果。

地理信息服务在未来10-20年的发展方向是全球对地观测数据的获取、处理和服务的无缝连接,形成对地观测传感器与用户直接交互的、实时提供对地观测数据、空间信息和知识信息的服务网络。

2、我国测绘科技主要进展

“十一五”以来,紧密结合测绘事业发展实际需要,基本建立了符合科技自身发展规律、布局合理、支撑有力、产学研相结合的测绘科技创新组织体系,自主创新能力明显增强;以地理信息数据获取实时化、处理自动化、服务网络化和应用社会化为标志的信息化测绘体系取得了初步进展。

测绘科技创新体系建设取得了显著成绩,国家测绘局重点实验室及工程技术研究中心由“十五”末的9个扩展到16个,研究领域从传统的大地测量、摄影测量与遥感、地图制图拓展到对地观测、海岛(礁)测绘、环境与灾害监测等领域,成功申请成立了国家测绘工程技术研究中心。形成了以国家级测绘科研机构为核心,各领域国家测绘局重点实验室和工程技术中心均衡发展、交叉融合,面向行业、带动地方的测绘科技创新组织体系,为全面提升测绘科技创新能力奠定了坚实的基础。

测绘科技交流与合作取得了重要进展,通过重点实验室和工程中心共建、人才联合培养等形式,加强了测绘与其它行业领域的交流与合作;通过开展科研项目合作、召开学术会议、测绘成果对接会等形式,促进了测绘科技的交流与合作,大大提升了测绘科技成果的推广应用和社会影响力。

在测绘基准技术方面,积极开展大地基准现代化、卫星导航定位、地壳运动监测等方面的研究,完成了我国地心坐标系统(CGCS2000)的建立、启动和维持,全国平面控制网、高程控制网、国家重力基本网和高精度卫星定位网的建立等工作,在地球重力场、高精度定位导航等方面取得了一系列重要研究成果,有力地促进了测绘基准体系从二维向三维、静态向动态、参心坐标系向地心坐标系的转变,实现了从地面大地测量到空间大地测量的跨越。

在数据获取技术方面,研制了SWDC系列数字航摄仪、大面阵大重叠度航空数码相机、机载激光雷达系统、机载合成孔径雷达系统等装备,研究了低空无人飞行器航空摄影系统并向全国推广使用,部分研究成果优于国外同类产品。完成了我国测绘卫星的规划设计工作,在遥感影像压缩质量验证、影像仿真、卫星地面检校等方面取得了重要成果,为资源三号卫星设计研制和应用系统建设奠定了基础。

在数据处理技术方面,开发了空间信息三维虚拟现实系统、遥感图像综合处理系统、机载激光雷达数据处理系统、数字摄影测量网格系统、高分辨率遥感影像数据一体化测图系统等,形成了从空间数据获取到输出全数字化的技术体系,革新了地理信息提取、显示和输出技术,初步建立了国家级遥感卫星数据接收和服务系统,实现了大范围高分辨率卫星影像地形测绘技术。GeoImage、ImageInfo等国产系列遥感软件的诞生,为国家重大工程的顺利实施提供了自主的软件平台和技术服务。

在信息管理与服务技术方面,研制了基础地理信息时空数据库管理系统、国务院全国空间信息系统、数字城市地理信息平台软件、资源环境遥感动态监测信息服务系统、西部测图安全监控系统、神州遨游等,研发了非线性地图保密处理技术,在基础地理信息管理、城市建设服务、位置导航、区域开发规划、土地管理等方面具有广阔的应用前景。

(二)面临的机遇和挑战

(1)世界科技飞速发展为测绘科技创新带来了新动力

近年来,卫星导航定位技术的快速发展与重力卫星的成功应用促使大地测量技术和观测手段迅速向高精度、动态、全球化方向发展。航空航天遥感技术的发展,丰富了地理信息获取手段,提高了地理信息更新效率。网络技术的发展使地理信息分发服务逐步实现网络化。当前,国际金融危机加速了世界进入创新密集和产业转型时期,新型科技产业不断涌现。“数字地球”到“智慧地球”、“物联网”的探索发展,将为测绘科技发展开拓更加广阔的空间。

(2)国家重大发展战略对测绘科技创新提出了新要求

当前,我国正着手研究培育新的经济增长领域,系统地提出了我国新兴战略性产业未来发展的方向,对地观测领域是其中之一。同时,国家低碳经济、全球气候和环境变化、节能减排以及城镇化等重大战略实施也对测绘科技提出了新的更高要求,测绘将发挥其客观、精准、定量分析与评估的优势,通过开展地理国情监测分析,为国家经济发展方式转变和经济结构调整、社会和谐稳定、科技民生和可持续发展提供强有力的保障。

(3)测绘发展环境日新月异为测绘科技创新带来了新机遇

多次从战略高度对测绘事业发展做出指示,要求加快信息化测绘体系建设,提高测绘保障服务能力;加强测绘基础研究和能力建设;加强自主创新,着力构建数字中国。在我国测绘事业蓬勃发展的大背景下,测绘科技创新作为国家科技创新体系中的重要组成部分,具有了抢占新一轮科技竞争战略制高点的难得机遇,将为建设创新型国家和全面建设小康社会提供强有力的测绘科技支撑。

然而,与经济社会发展的需求相比,与发达国家的测绘科技水平相比,我国测绘科技水平仍然存在较大差距,发达国家在测绘科技领域占优势的压力长期存在。主要表现在:在测绘基准方面,我国基准建设与维护,主要依赖国外测绘仪器、卫星以及数据处理软件;在数据获取方面,信息获取能力较弱,高分辨遥感卫星数据依赖进口,直接导致地理信息更新相对滞后;在数据处理方面,数据处理核心技术缺乏,自主研发水平较低,国产软件整体上没有占据国内市场绝对份额;在数据管理方面,核心管理软件和网络服务软件依赖国外产品;自主产权的测绘技术装备水平及研发能力无法有效满足测绘发展的现实需求,关键设备受制于国外,在突发事件处置方面暴露出装备不足导致应急测绘保障服务能力有限的问题;国际标准与国内标准融合不够;测绘科技成果应用转化不够等。

(三)重大测绘科技需求

“十二五”,我国经济社会快速发展以及经济发展方式转变,对测绘工作提出了更高更新的要求,各领域各方面对测绘服务保障的需求越来越旺盛。不仅城市规划建设、资源环境管理、工程勘测设计等传统测绘应用领域对测绘技术、产品和服务提出了更高的要求,对地理信息的现实需求也更迫切;而且政府管理、科学决策、公共应急等新型测绘保障领域对测绘服务又提出了新的需求,特别是应对气候变化、发展低碳经济、构建低碳社会以及人们生产生活方式的重大变化和进步,都给新时期的测绘工作带来巨大挑战。“十二五”我国测绘科技的发展将紧密围绕信息化测绘发展的需求,围绕测绘从单一提供基础图件和数据服务向监测和发布地理国情综合信息服务、从定量数据服务向定性定量信息服务的重大转变,围绕我国从测绘大国向测绘强国迈进的战略目标,在测绘基准、数据获取、数据处理、信息管理与综合服务等方面强化科技自主创新,加快装备升级换代,加强成果推广应用,为经济社会和测绘事业发展提供强有力的测绘科技保障。

在高精度测绘基准方面,我国坐标基准、高程基准、深度基准、重力基准之间关联性较弱,密度不够,精度不高,布局也不够合理。现行的测绘基准技术不能适应现代技术发展和应用的需求,研究建立现代测绘基准体系的理论和技术,发展自主的测绘基准软硬件装备已为当前急需。

在实时化数据获取方面,我国目前还不具备多平台、多时相、多传感器、高分辨率、高光谱和快速机动的数据获取能力,无法有效满足经济社会发展对地理信息获取的需求。因此,在充分利用国内外卫星资源的基础上,需要加快自主发射系列测绘卫星,积极研发平流层、航空、低空、地面及海洋测绘的数据获取手段和困难地区测绘的数据获取手段,提升应急测绘的技术能力,逐步形成天空地一体化数据立体获取平台。

在自动化数据处理方面,我国地理信息产品的生产自动化程度还不高,特别是地表覆盖等属性要素的信息提取和识别,基本依靠目视解译,生产作业效率低、成本高,造成基础地理信息产品种类单一、现势性较差,基础地理信息数据库建设与更新相对滞后。亟需研发自动化、智能化数据处理平台,提高基础地理信息数据生产的效率,实现基础地理信息由静态数据生产转化为对地表动态监测和实时更新。

在地理信息管理与服务方面,缺乏网络环境下对三维、多时态海量空间数据的分布式管理能力,地理信息服务保障能力有待进一步提高。因此,需要研究海量多维时空信息在网格环境下的传输、存储、管理与更新技术,提升地理信息集成管理与服务保障能力。

三、指导思想、基本原则和发展目标

(一)指导思想和基本原则

指导思想:以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导,以科学发展观为统领,贯彻落实“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”的基本方针,紧紧围绕“构建数字中国、丰富地理信息,搭建共享平台、保障社会需求,完善体制机制、强化统一监管,创建和谐测绘、推动科学发展”的新思路,以增强自主创新能力为基础,以支撑测绘事业发展为目标,大力营造测绘科技创新的良好氛围,着力完善测绘科技创新体系,推进产学研有机结合;着力加强前沿技术领域共性关键技术研究,推动测绘科技发展和引领作用;着力加快新型高性能测绘仪器研制和产业化进程,打造一批具有市场竞争力的拳头产品,着力增强数据获取和处理能力,加快信息化测绘技术体系建设,提高测绘科技保障服务能力和水平,提升我国在国际测绘科技领域的地位。

基本原则:一是坚持以支撑测绘事业发展和信息化测绘体系建设为宗旨。围绕经济社会发展对测绘的紧迫需求,解决测绘事业发展面临的重大科技问题,着力突破重点关键技术,形成自主知识产权的科技成果,增强测绘科技储备,加快新型高性能测绘仪器研制和产业化进程。二是坚持以提高自主创新能力作为核心。始终把提高自主创新能力摆在测绘科技工作的突出位置,加强原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新,培育新的增长领域,引领测绘未来发展。三是坚持统筹部署和重点突破相结合。既要为近期的重大测绘工程实施和构建信息化测绘体系提供科技支撑,安排重大科技专项;又要着眼长远,以增强科技储备和引领未来发展为目标,加强基础研究和能力建设,突破具有带动性的关键技术。四是坚持树立人才资源是第一资源的战略思想。树立事业发展靠科技、科技进步靠人才的观念,尊重人才、尊重创新,努力培养多层次、高素质的科技人才队伍,为科技创新提供强大的人才支撑。五是坚持政府主导和社会参与相结合。充分发挥政府在制定和实施科技规划中的主导作用,营造良好的政策环境,建立完善由科研院所、重点实验室、工程技术中心、生产单位和高新技术企业组成的测绘科技创新体系,实现产学研相结合,建设信息化测绘示范基地。

(二)发展目标

以加强基础研究和能力建设为核心,重点突破影响测绘科技发展的若干关键技术,着力构建“四个平台”,整体推动“两个进程”,基本建成“一个体系”,为我国从测绘大国向测绘强国的转变提供强有力的科技支撑。

重点突破现代大地测量框架构建关键技术,多光谱、多时相、多分辨率、全天候高精度遥感数据获取和处理技术,网格地理信息管理和服务技术等;着力构建现代化测绘基准平台、高精度多源实时化地理信息数据获取平台、自动化地理信息数据处理平台、网格化地理信息管理与服务平台;形成一批具有民族品牌和国际竞争力的软硬件产品,整体推动我国测绘装备国产化和测绘产品国际化进程;基本建成我国信息化测绘技术体系,全面提升测绘保障能力和服务水平。

技术指标:实现对国内外多个GNSS系统的集成应用,使用自主软件同步处理CORS站数在350个以上,研制全国范围的厘米级大地水准面;实现航天、航空、低空、地面和水下一体化数据快速获取,满足国家应急测绘服务保障需求;遥感数据处理效率提高5至10倍,基本实现地理信息数据准实时处理和动态更新;实现多源多维海量时空数据高效一体化管理,形成较为完善的“一站式”在线地理信息协同服务和互联互通机制,能够提供地球观测基准服务、遥感影像服务、在线专题制图和空间分析等服务,满足用户驱动的地理信息数据个性化服务要求;实现重大测绘工程中国产软硬件使用比例超过60%。

四、重点任务

按照全面推进、重点保障的原则,合理布局,实现各类资源的充分利用,完善产学研一体化的创新体系,全面提升测绘科技自主创新能力,支撑信息化测绘技术体系建设。一是加强测绘科学基础研究,开展测绘基础理论和应用基础理论研究,提出并形成信息化测绘的科学理论和方法;二是开展测绘关键技术攻关,着力解决构建信息化测绘体系的技术瓶颈问题;三是开展测绘生产性技术研究,为测绘行业生产技术升级改造提供技术支撑;四是采用多种方式,鼓励和引导企业参与测绘科技创新,推进科技成果的转化和产业化应用;五是设立一批重大测绘科技专项(详见附表),为正在和将要实施的重大测绘工程提供技术支撑和技术储备,并带动测绘科技的整体发展,提高测绘保障服务能力。

(一)测绘科学基础理论与方法

1**、学科发展理论与方法**

大地测量学、摄影测量与遥感、地图学与地理信息系统等是测绘科技领域中的基础性学科。科学技术进步和社会经济发展对测绘学科的研究领域提出了新的要求,需要研究学科发展中的新概念、新理论、新方法和新技术,解决学科发展中的重大科学问题,需要在更高的层次上开展多种学科的交叉和融合研究,深入探讨机理问题、本质问题和不同方法的实现手段等,从而提高我国测绘科技的基础研究和应用基础研究水平。

(1)大地测量基础理论与方法

主要围绕大地基准现代化、卫星重力与卫星测高、卫星精密定轨、组合导航定位、卫星激光测距与甚长基线干涉测量、深空与水下大地测量、地球动力学等开展研究。

(2)摄影测量与遥感基础理论与方法

主要围绕多源对地观测数据高可靠高精度处理、高效能网络分布式光学遥感数据一体化处理、多模式合成孔径雷达摄影测量、激光雷达数据处理及遥感数据智能解译等开展研究。

(3)地图学与地理信息系统基础理论与方法

主要围绕地图智能综合与质量控制、地理信息自动化数据挖掘与知识发现、时空数据通用模型与一体化管理、地图数据级联更新、地理信息智能服务等开展研究。

2、重大基础研究专项

(1)基于现代大地测量数据的地球系统参数反演方法

深入研究现代大地测量数据融合的理论和方法,融合现代大地测量观测数据精化地球参考系,为地球系统参数的精确反演提供统一基准;建立地球系统参数精确反演的理论体系和量化模型;基于时变重力场确定地球惯性张量、密度扰动等地球物理参数,研究相关地球动力学问题,为地球科学研究以及我国高精度动态基准的建立提供理论与技术支持。

(2)遥感影像高可靠性自动解译及变化信息提取方法

研究空间信息认知模型、多级数据融合和智能解译的基础理论;研究遥感影像智能解译的尺度模型及多尺度分析方法;研究遥感信息解译与变化提取中的不确定性问题;发展基于对象的地理要素智能解译与变化信息提取技术;研究影像处理与计算机视觉融合技术;发展多维动态高分辨率遥感数据形态、时态、纹理和空间关系等特征提取及其优化组合的方法,形成基础地理信息高可靠性自动解译及变化信息提取的方法体系。

(3)多源地理信息同化、认知与主动服务理论

研究地理空间数据同化时空基准、同化模型与智能化综合方法,提出数据同化模型和求解方法以及数据智能化综合的模型和实现机制;研究数据自动理解与综合性空间认知机理,揭示信息化条件下地理信息可视化表达、自动理解、传输等空间认知规律;探讨数据时空变化与主动服务理论,研究时空变化本体模型,建立地理信息主动服务机制。

3**、前沿性探索研究**

开展智慧地球、物联网等前沿技术研究,研究航空相机阵列摄影测量技术、地理信息高可信自动处理理论与方法、信息化地理信息数据模型及误差体系,并积极推动理论方法向技术原型系统的转化。

4**、测绘与地理信息标准研究**

研究制定测绘基准框架建设、新型传感器应用、基础地理信息更新和网络化服务、地理信息安全、新型测绘技术装备、数据管理、数据质量控制与检测评价、地理信息新产品开发等方面的技术标准;统筹建立标准一致性测试机制,研究制定一批满足电子政务、数字城市、基于位置服务、对地观测与导航系统需要的基础性、通用和专用标准。参与国际标准编制,推动标准培训和宣传贯彻工作。

(二)测绘基准关键技术

深入开展测绘基准关键技术研究,主要包括现代三维基准关键技术、地球重力场模型与大地水准面构建关键技术、导航定位关键技术和地球动力学研究等,通过开展测绘基准关键技术攻关,结合重大测绘专项的设立,着力解决构建现代测绘基准的重大关键技术问题,为重大测绘工程的实施提供技术支撑,同时开展基准建设的生产性技术研究,形成可直接投入生产应用的技术成果。

1**、GNSS现代三维基准**

研究我国卫星导航系统的完善技术,开展基于GNSS(GPS/GLONASS/GALILEO/COMPASS)CORS网络的动态地心坐标框架数据处理、多模多频卫星定位系统精密定位、多模多频卫星精密定轨关键技术,研制GNSS动态地心坐标框架数据处理软件、GNSS卫星精密实时定轨软件、卫星钟差实时估计与预报软件、以及满足用户高精度定位需求的GNSS单历元精密单点定位软件。

2**、高精度地球重力场模型与大地水准面**

开展高精度地球重力场模型与陆海统一的高程基准构建关键技术攻关。研究地球外空间任意高度、任意类型重力场元的严密地形改正问题;研究卫星重力数据处理与多源重力场数据高精度集成方法;研究联合多源数据的超高阶地球重力场模型构建与陆海统一(似)大地水准面精化的严密理论与关键技术问题,为我国研制超高阶重力场模型和厘米级(似)大地水准面提供理论与技术支撑。

3**、面向全球增强的卫星导航系统**

开展我国自主卫星导航系统从区域到全球化的总体技术研究、信号兼容与互操作研究、北斗参与国际GNSS多模应用技术研究;充分利用国内外CORS系统资源,突破全球实时精密定位系统的数据采集、处理、管理,增强差分信息和完好性信息生成、传输、精密定位终端及大规模CORS基准站实时数据共享与管理等关键技术,搭建全球卫星导航增强和完好性系统平台。

4**、无缝导航定位系统**

突破GPS/COMPASS双系统高精度软/硬件接收机关键技术,通过与电子罗盘、惯性导航与地图匹配技术相融合,研制城市道路和高遮挡地区不间断定位和导航的硬软件系统;以无线WIFI、蓝牙、空气声学定位、惯性导航和环境场匹配技术为基础,通过多传感器集成和数据融合算法的研究,实现米级精度的室内定位原型系统开发;研究基于影像的三维导航定位技术;突破GNSS技术与地面移动通信网、无线互联网、地面物联网、室内导航定位系统之间高可靠性通讯技术和方法,实现室内外无缝、高精度、高可用性的空间定位。

5**、基于CORS网的新型网络RTK**

以我国各地的CORS网为基础,研究长距离单历元网络RTK、单频网络RTK以及自适应网络RTK滤波等核心算法,开发网络RTK软件系统;研发基于高程系统的网络RTK手簿,实现网络RTK的高程实时获取。通过网络RTK软件国产化,带动区域电离层研究与应用、网络RTK差分数据标准化、基于位置的服务(LBS),以及与GIS结合,加快数字城市建设。

6**、测绘基准实用性技术**

围绕信息化测绘基准构建与实现技术,开展重力探测与数据处理、海洋测绘、矿山测绘、市政工程测量、高精度测图、动态控制测量、工程测量基准建立、重大工程变形分析与预警、导航定位集成应用等方面的实用性技术研究。

(三)地理信息实时化获取关键技术

通过开展基于系列测绘卫星、高、中、低航空遥感、地面地理信息数据获取等关键技术攻关,着力解决地理信息实时获取的重大技术问题,并设立国产测绘卫星测绘科技专项,为国产测绘卫星的研发应用提供技术支撑。同时开展地理信息获取的生产实用性技术研究,形成可直接投入生产应用的技术成果。

1**、准实时航空主动遥感测图**

开展多载荷、准实时航空数据获取、处理与测图技术研究,突破多模态轻小型极化干涉雷达系统一体化设计、机上多载荷遥感数据实时处理与传输、极化干涉SAR快速信息提取与测图等关键技术,形成主动遥感测图系统并开展典型应用示范。

2**、国家应急测绘数据快速获取与处理**

面向国家级应急测绘保障服务的需求,研究覆盖高、中、低空的多种飞行平台的遥感影像及视频监控信息统一获取技术,研究主被动遥感传感器系统集成关键技术以及海量、非标准、影像与视频数据融合的测绘遥感数据快速处理技术,研究基于三维地理信息综合系统的灾情解译、评估与预警监测技术,研究应急地理信息网格和智能化应急测绘服务模式,提高突发灾害应急测绘保障的能力和效率。

3**、三维航空相机阵列摄影测量**

针对城市影像数据获取困难的技术难题,发展将常规数字航空摄影技术、多相机阵列技术和地面数字影像采集技术融合的高效三维航空相机阵列摄影测量系统,研究基于POS系统的多角度倾斜影像的空三解算、影像匹配、立体测量、纹理提取及三维建模技术等。

4**、地理信息获取实用性技术**

研究三维数码摄影全站仪系统,车载、手持等移动空间数据采集系统,基于三维场景的移动自适应定位,海洋地理信息获取等技术。

(四)地理信息自动化处理关键技术

通过开展各种传感器数据自动处理、多源遥感数据高性能计算、遥感影像智能解译和变化检测等关键技术研究,形成地理信息自动化、集成化处理能力,为重大测绘工程的实施提供技术支撑。同时开展地理信息处理的生产实用性技术研究,带动生产技术和水平的整体升级。

1**、传感器数据自动处理**

研究基于多基线自动处理的框幅式航空数字影像处理、机载三线阵数字影像处理及测图方法;研究非常规航空数字摄影测量数据处理关键技术;研究新型高分辨率卫星影像稀少或无地面控制条件下的高精度地形测绘技术;研究利用合成孔径雷达和干涉雷达进行测绘产品生产的方法和技术;研究激光扫描数据地形特征点、线的快速、稳健提取技术,惯导和差分定位技术与激光测量、数字相机集成技术等。

2**、多源遥感数据高性能计算**

研究多源遥感数据高性能处理系统体系架构、大规模并行处理方法和分布式处理技术,研究多源遥感数据实时/准实时处理技术和高吞吐处理技术、多任务协同计算的任务调度技术,研究具有可伸缩并行粒度的遥感任务并行处理关键技术,开发规模化遥感工程应用的高性能遥感处理系统;研究基于多协处理器(如GPU,CELL.B/E,可编程逻辑阵列FPGA)的计算密集型遥感数据处理关键技术及软硬件模块实现技术。

3**、遥感影像多层次智能化解译**

研究多源遥感信息复合、遥感与地理信息系统及地图信息的复合技术,多种目标智能提取与识别模型的标准化和集成技术,遥感影像复杂信息的全自动分割及面向对象智能解译技术,基于DOM与DEM的虚拟三维立体影像解译技术,集群分布式智能解译技术等,形成多源遥感影像多层次、分布式、智能化解译关键技术体系,实现多源遥感影像的协同化影像分析与理解,提高影像解译的精度与效率。

4**、基础地理信息动态更新**

研究大范围正射影像库自动更新技术,多尺度数据的自动缩编更新技术,地理信息增量信息描述模型、表达方法、增量数据与旧版本数据的匹配与替换、增量信息的模式匹配与语义转换技术,影像地图的表达模型与自动生成、地形产品的分类分级、基于数据库的制图与可视化表达技术等。

5**、地理信息处理实用性技术**

研究大区域内外业一体化测图技术、城市真正射影像生成技术、新一代数字化测绘产品开发技术等。

(五)地理信息网络化管理与服务关键技术

开展海量、多元时空数据管理、信息化地理信息资源体系构建、信息共享及地理信息应用服务等关键技术攻关,研发大型GIS软件平台及应用系统,并进行生产性应用示范。

1**、多元时空网格地理信息系统**

研究网格环境下海量、多元时空数据协同管理、高效的大规模分布式协同空间计算、海量球面剖分数据组织和可视化、空间计算负载均衡和动态调度、空间事务处理和时空数据一致性维护、高可靠的时空数据安全机制和数据访问控制机制等技术,研发新一代高可信的网格GIS软件平台,并在人口、资源、社会经济等重点领域开展应用示范。

2**、信息化地理信息资源体系构建**

研究信息化条件下地理信息的内容、组织、表达方式,建立跨部门、跨地区的地理信息资源目录体系与交换体系,研究信息化地理信息资源的分类与编码规范,开展地理信息资源质量评价与适用性分析,构建面向信息化的地理信息资源体系。

3**、数字城市与区域空间信息共享及应用服务**

研究面向多业务应用部门的空间数据交换、数据在线更新与信息共享服务核心技术,研究基于超模型异构数据库的互操作技术、基于语义模型的地理信息在线访问技术、应需自动响应与智能处理技术、网络制图技术等。

4**、基于下一代互联网的地理信息服务**

以我国下一代互联网(CNGI)环境与第三代通信(3G)技术为基础,研究面向基础地理信息的交互式时空可视化分析技术,研究地理信息智能服务技术,开展示范应用。

5、**地理信息管理实用性技术**

研发城市三维导航服务技术,研制测绘数据与专题数据融合新产品、多介质可视化地图产品,开展国产大型GIS软件和数据库管理技术应用示范。

(六)完善测绘科技创新体系

以政府为主导,进一步整合创新要素,优化体系结构,着力推进产学研的有机结合,大力加强测绘科技成果的集成、转化和推广应用,更好地发挥科技对测绘事业发展的引领和支撑作用,优化测绘科技资源布局和配置,整合力量,协调互动,突出重点,建立健全面向信息化测绘建设需求的测绘科技创新体系,形成一批测绘科技创新和产业化基地,增强持续创新能力。

1**、充分发挥国家级测绘科研院所科技带头作用**

充分发挥科技资源优势,聚集国内外测绘高新技术研究人才,承担国家及行业重大科研任务,解决信息化测绘和“数字中国”建设中的重大共性和关键问题,促进测绘行业的科技进步,为国家宏观决策、社会经济发展和重点工程建设等提供测绘科技支撑。在现有基础上争取新成立1至2个国家重点实验室,进一步提升我国测绘基础研究和应用研究的整体水平;办好国家测绘工程技术研究中心,更好地促进测绘工程化研究开发和测绘科技成果转化。

2**、优化整合行业重点实验室和工程技术中心**

依托省市地方测绘生产单位开展测绘实用技术研发和成果应用,在测绘生产实践中开展技术革新,及时将先进技术成果和先进装备向测绘生产单位和企业推广应用,实现科技成果产品化,提高测绘行业现实生产力。

3**、大力挖掘测绘和地理信息企业的科技创新能力**

通过加强对企业的引导和推动作用,提高企业自主创新水平,使企业真正成为技术创新的主体、研究开发的主体和科技成果应用的主体,带动市场导向和产学研相结合的技术创新活动蓬勃开展。

此外,还要积极发挥学会、协会、科技产业园区、信息与技术服务机构和科普基地的作用,开展国际、国内测绘科技信息服务、咨询评估、软硬件测评测试、测绘仪器检测、标准宣贯、科普活动、人员培训等工作。

五、保障措施

(一)加强领导

认真贯彻落实科学发展观,把创新发展、保障服务作为测绘科技的出发点和落脚点,坚持把测绘科技工作放在测绘工作全局的优先位置。加强政策和软科学研究,建立健全测绘科技创新管理机制,充分发挥政府的引领作用,推动测绘科技政策从覆盖测绘系统向覆盖整个测绘行业转变。加快建立国家与地方、测绘部门与相关部门以及军地测绘之间的科技资源共享机制,建立科研机构与生产单位的合作交流机制。各级测绘行政主管部门切实加强对科技工作的领导,把测绘科技发展纳入本地测绘事业规划中组织实施。

(二)政策引导

为保障测绘科技创新体系的健康发展,建立有效的政策引导机制和项目管理制度,建设完善科技创新与管理的信用责任机制,推动测绘科技政策从覆盖测绘系统向覆盖测绘行业的转变。指导高等院校、科研院所、生产单位及测绘高新技术企业制定出测绘科技创新激励机制的具体实施办法,鼓励自主产权科技成果的转化应用,对自主创新做出贡献的科技人员和团队落实相应的奖励。加强对现有科技创新平台的评估、管理和整合,制定有效的科技创新评估管理办法,形成激励保障和淘汰退出机制,实行动态管理。结合国家西部大开发、兴边富民、恢复重建、生态保护等项政策的实施,加强对西部欠发达地区测绘科技发展的倾斜政策支持。鼓励科研院所、高新技术企业联合地方测绘生产单位共建技术研发基地,共同承担科技项目。加强项目实施与人才培养的有机结合,加强科技成果的验收、鉴定、转化与推广工作。建立测绘科研单位、生产单位与高新技术企业之间定期交流与合作机制。

(三)增强投入

政府持续稳定增强对测绘科技创新的经费投入,构建创新体系,改善基础条件。以项目投入为主,事业投入为辅,以国家测绘科技项目为主干,争取国家主体科技计划项目,多渠道利用科技研发经费。由政府主导,设置科技成果转化基金,加快科技成果向现实生产力的转化。地方测绘主管部门根据实际情况,争取本级财政预算,提高经费投入水平。在国家重大测绘专项和基础测绘项目中,切实合理安排技术研发和生产性试验经费,促进成果转化。测绘生产单位要加大技术创新和研发投入,消化应用科技成果。

(四)人才培养

继续加强科技人才培养力度,提升测绘队伍整体素质。继续推进新世纪测绘人才培养工程,通过重点学科、重点实验室、博士后科研工作站等建设以及重大项目的锻炼,培养造就一支由科技领军人才、学术带头人、科技创新骨干和生产单位技术骨干、高技能人才组成的测绘科技队伍,锻炼高水平的科技管理干部队伍。建立健全人才引进、使用、评价和退出机制,鼓励科研机构与地方测绘单位之间通过相互兼职、联合共建等形式促进人才交流与合作。联合国内高校,加强测绘学科建设。注重引进和使用海外优秀人才,利用好国内、国际两个资源。

(五)深化交流

继续实施“走出去、请进来”战略。一方面积极吸引国内国际一流人才共同研究,合作创新;一方面鼓励和支持测绘科技人员积极参与国际科技合作与交流,在国际重要组织和机构中担任职务,提高国际影响力和话语权。实施测绘科技“走出去”战略,支持科研机构、生产单位和企业参与全球及区域性测绘合作计划,落实国际合作项目;推进自主研发的新技术标准进入国际标准,推动自主产权的高新科技产品进入国际市场;强化与国际知名测绘科研机构、大学和跨国公司等的合作交流。在引进、消化、吸收国际先进技术和管理经验的基础上,强化自主创新和集成创新,提升我国测绘科技的竞争力和国际地位,提高国家在全球气候变化、海洋权益保护、利用全球资源等国际活动中的话语权。
附表  重大测绘科技专项

序号

项目名称

主要研究内容

1

中国厘米级大地水准面建立与高程基准现代化关键技术与应用

研究陆海一致的多源重力场数据融合与统一方法,提高陆海重力归算精度;研究重力场数据处理和似大地水准面计算的精密理论;开发重力场大地水准面计算软件平台;研究局部与全球高程基准统一理论与方法,结合基础测绘项目,研制我国自主高阶地球重力场模型和中国陆海统一的厘米级似大地水准面,构建以似大地水准面为参考面的我国无缝高程基准框架,在测绘领域实现卫星精密定位代替水准测量,推进我国高程基准现代化建设。

2

GNSS现代测绘综合服务关键技术与应用

构建我国北斗系统/GNSS的国家连续运行参考站CORS网络,以CORS网络数据处理和数据分析为核心,研制开发面向多种卫星定位系统的地心坐标框架数据处理软件与综合服务软件,搭建CORS系统自动化数据处理,数据分析和数据服务软件平台,实现服务范围覆盖中国及周边地区的厘米级实时、无缝、高精度的空间定位与导航。

3

高精度工程测量与变形分析技术

研究利用卫星定位技术和测量机器人技术建立高精度工程测量参考框架的理论方法与关键技术;研究测量观测值系统误差模型,提高工程测量参考框架的准确度;建立满足国家重大工程施工测量要求的三维地理空间参考框架,研制参考框架数据处理与信息分析软件;研究多传感器(包括距离、角度、影像等传感器)集成的重大工程高精度时空信息快速获取技术;重点解决重大工程全过程动态监测、实时数据处理和时空建模的关键技术。

4

国产测绘系列卫星应用关键技术与系统

结合国家高分辨率对地观测系统重大专项和资源三号卫星应用系统建设,研究全天候、全球化、多数据源高分辨率测绘卫星技术框架体系,编制测绘卫星中长期发展战略和规划;开展光学立体测图卫星、干涉雷达卫星、激光测高卫星和重力卫星等测绘卫星需求分析与技术指标论证;开展国产卫星测绘应用关键技术研究,包括国产测绘卫星精密定轨和定姿、卫星影像质量分析与地面几何检校、卫星影像高精度几何、辐射处理、产品研制、海量卫星数据管理与分发服务、卫星产品质量监督与评价等,形成卫星测绘应用技术体系。

5

面向对象的高可信SAR处理系统

瞄准国际国内的SAR数据源,突破基于知识的SAR影像精准处理与解译等核心技术,研发SAR图像核心处理功能加速单元,开发能处理国内外航空航天SAR数据、功能齐全、具有PB级影像数据管理和并行处理解译能力的SAR影像处理解译系统,开展地形测绘、土地利用分类与植被覆盖监测等应用示范,并在相关行业推广应用,提升SAR遥感数据处理解译及应用的技术水平。

6

摄影测量智能化与三维矢量数据处理技术

解决摄影测量数据处理过程中的人工编辑问题,研究三维矢量数据的采集、三维信息的拓扑关系的建立、三维数据的编辑、入库和三维矢量地图要素的表达,以及它在三维景观建模中的应用,研发智能化摄影测量工作站(smart
work photogrammetric station),实现摄影测量数据全自动生产。

7

地理国情监测与分析关键技术

建立地理国情要素分类编码体系,基于空、天、地、海等多种对地观测技术手段,建立地理国情信息动态变化监测的技术体系,实现地理国情信息变化自动检测和信息自动提取,开展地理国情信息的统计分析、关联分析和预测分析研究,研究地理国情信息的融合与同化技术,构建地理国情信息时空数据库,实现全国地理国情动态监测服务,为科学管理决策提供综合的、客观的和及时的测绘保障。

8

全球测绘关键技术

研究全球多源数据获取和集成处理技术;研究少量(无)控制点地区高精度遥感影像处理、海量遥感数据自动化处理与遥感参数外推处理技术,境外目标区域遥感真实性验证与特殊目标变化检测技术,重点热点区域的地理信息持续监测和更大比例尺测图技术等;研究全球地理空间数据无缝管理、全球基础地理信息服务等技术,为全球环境保护、气候监测、节能减排、应急处置、反恐维稳等提供必要的基础地理信息服务。

9

极地测绘科考关键技术

研究极地环境中多源天空地观测技术集成应用,极地冰下探测技术,南极海底地形成图技术,南极冰裂隙分布识别技术,南极大陆及近海冰区高精度高分辨率重力异常确定技术,与我国一致的极地高程基准传递技术,南极板块运动和冰盖三维空间变化及质量变化分析技术,极区冰盖冰架冰川动态过程连续自动监测技术,极区电离层时空变化特征提取技术等;整合极地历史和新增空间数据,汇交多学科南北极综合考察获得的物理及时空数据,研究集成远程数据交换和通讯技术、极地数据库管理技术,建立极地动态空间数据集成应用平台;深入开展极地数据挖掘研究,开发二维、三维的可视化表达以及多种类极地专题数据产品和服务,为南北极考察和管理提供空间数据支撑和决策支持。

10

月球测绘关键技术

开展月球测绘与深空测绘技术研究,充分利用我国探月工程数据,最大程度地整合国际已有的月球探测数据和月球科学数据,研究确定月球坐标基准框架构建和更新技术、方法和软件,确定月球卫星轨道、月球重力场和月球高程系统,开展稀少控制点情况下的月球卫星遥感影像几何纠正与定位方法研究,开展月球表面地形测绘和地形图编制技术研究,开展月球表面数字高程库和月球数据库共享平台和月球空间信息系统建设技术研究。

11

应急地理信息网格技术及示范应用

面向应急测绘保障需要,研究应急地理信息快速获取、网格处理、灾情解译与服务技术,解决各种应急地理信息快速提取、集成、时空分析与共享服务关键技术,实现各种应急地理信息网格资源和传感器的集成,形成覆盖全国、中央与地方互动的应急地理快速获取、整合、分析、服务技术体系,为各种突发处置提供直接的测绘技术服务和应急地理信息资源服务。

12

测绘与地理信息安全监管与处理

研究建立测绘与地理信息安全监管与处理技术,解决涉密地理信息语义分析、互联网地理信息自动判别与爬行优化算法与模型、高鲁棒性基础地理信息验证、多模式存储条件下地理信息安全监控、涉密地理信息自动发现与跟踪等核心技术,自主研制开发测绘与地理信息安全监管与处理平台软件,实现对测绘生产安全监管、互联网涉密地理信息的自动发现与跟踪,为测绘与地理信息安全监管与处理行政监管提供有力的技术保障,确保国家涉密地理信息的安全。

13

测绘装备国产化

面向测绘仪器国产化以及信息化测绘体现建设需求,通过联合攻关和引进消化,逐步实现进口替代,研制国产的外业测量装备、导航定位装备、集成的对地观测传感器、多模式机载主动遥感系统、地下空间探测仪器、海洋测绘高精度测深仪等;研发国产大地测量数据处理软件、综合导航定位软件、遥感数据综合处理系统、海量数据库管理系统和大型GIS应用软件,并开展应用示范,逐步推广并实现装备。

14

信息化测绘示范基地建设试点

统一部署,遴选具备条件的测绘单位开展“信息化测绘示范基地”建设试点,进一步完善信息化测绘标准和技术体系,开展地理信息实时化获取、自动化处理、网格化服务等技术成果的示范应用,带动测绘技术装备建设与基础设施改造。

 

 

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