大地测量与数字测绘的融合发展趋势

引言

大地测量作为地球空间基准的重要技术支撑，借助 GNSS、重力测量等手段搭建地理框架；数字测绘依托遥感、激光雷达等技术对地表信息进行采集。二者的结合并非简单的技术相加，而是涉及数据采集到应用服务的全流程优化。有相关数据显示，近年来我国测绘地理信息产业发展态势良好，智能化测绘技术在产业规模中占据相当比例，这在一定程度上表明二者的融合已取得阶段性进展。大地测量与数字测绘的深度结合，为达成这一目标提供了重要思路。从珠峰高程测量的创新实践，到浙江省高精度数字高程基准的推进实施，融合技术对测绘地理信息产业的影响正逐步显现。

1 技术融合的核心路径与实践突破

1.1 全域时空基准的智能化构建

大地测量与数字测绘间存在紧密的相互作用，大地测量为数字测绘构建起统一时空基准框架，数字测绘技术则为基准的动态化发展提供助力。浙江省测绘科学技术研究院通过整合GNSS、水准、重力测量数据，构建起陆海一体数字高程基准，其精度在 2cm 以内，达成了“卫星定位 + 数字模型”的高程快速测量模式。该基准体系不仅对长三角区域一体化发展有一定支撑作用，也在智慧城市建设中，为地下管网、交通枢纽等设施的定位服务提供了较为精准的数据基础。

在动态监测方面，北斗卫星导航系统与 InSAR 技术的结合，使地壳形变监测精度得到显著提高，能够达到毫米级。2020 年珠峰高程测量过程中，北斗接收机与雪深雷达相互配合，首次在峰顶开展重力测量工作，整体测量精度提升至 ±0.05 米，相较于2005年有较大幅度的提高。这些技术上的进展，有望为地震预警、冰川研究等领域的数据采集和分析提供新的思路与方向。

1.2 全要素感知技术的协同创新

激光雷达（LiDAR）与倾斜摄影的融合运用，为大比例尺地形图测绘提供了颇具潜力的解决方案。以抚州市比亚迪厂区项目为例，非房屋区域借助机载 LiDAR 穿透植被采集地表数据，房屋区域通过倾斜摄影构建三维模型，最终成果平面精度达到 0.06 米，与传统全野外测图方式相比，作业效率有较为明显的提升。这种将点云数据与影像信息相结合的协同模式，在植被覆盖区域、城区复杂环境下的测绘工作中，展现出一定的应用优势。

无人机航测与移动测量机器人的搭配使用，在地理信息采集领域实现了从宏观到微观的多要素覆盖。如中建八局在城市管网测绘实践中，运用“CAD 图纸 + 奥维地图 + 无人机”进行三维建模，较短时间内完成了 8.5 公里管线的高精度定位工作，与传统人工测量相比，成本控制效果较为突出。这类技术组合在工程测绘领域已得到应用，在灾害应急响应等方面也展现出一定的应用价值。

2 应用场景的拓展与价值重构

2.1 新型基础测绘的全链条革新

实景三维中国建设作为大地测量与数字测绘融合技术的应用范例，在实践中展现出独特价值。以浙江省为例，借助航空摄影测量、激光雷达等技术手段，构建起地上地下一体化的三维空间数据体系，涵盖 323类地理实体要素，城镇开发边界内的城市实体建模精度达到0.1 米量级。该全要素模型在支撑国土空间规划工作的同时，也为文物保护领域提供了新的技术路径，实现了廊桥、溜索桥等特色地物的数字化存档与精细化建模。

在工程测绘领域，测量与测绘技术的融合应用推动着行业服务模式的变革。以某高铁项目为例，通过“车载激光雷达 + 地面移动测量”的技术组合，实现了沿线地质、植被、构筑物等全要素信息采集。生成的三维模型能够与 BIM 系统有效衔接，辅助开展设计优化工作，在实际应用中取得了设计周期缩短约 25% 、变更成本降低约 30% 的良好效果。

2.2 灾害监测与应急响应的精准化

在地质灾害防治工作中，空天地一体化监测体系依托大地测量与数字测绘融合技术，为灾害防控带来了新的可能。以四川省九寨沟地震为例，借助无人机航测获取的高分辨率影像，并结合 InSAR 数据对地表形变的分析，在震后 72 小时内完成了滑坡体体积测算，为后续救援路径规划提供了重要参考。实践数据显示，这种技术模式在灾害响应效率上较传统方式有显著提升。

在海洋测绘领域，我国研发的首套水下北斗原型系统在技术探索上迈出了重要一步，为海底基准与导航服务领域增添了新的研究方向。该系统于南海试验中，在水下 500 米深度实现了亚米级定位精度，为海底电缆铺设、海洋资源勘探等工作提供了新的技术思路与实践依据。

3 前沿趋势与技术挑战

3.1 智能化测绘的全流程革新

南方测绘提出的“大地信 2.0”战略，探索构建“无需外部介入”的智能化生态体系，其核心在于借助自动化装备与算法，实现数据采集、处理到应用的全流程贯通。以 0.5^′′ ″测量机器人为例，在复杂地形控制点布设工作中，该设备与云数据处理平台协作，能够较为高效地完成任务，外业作业效率相比以往有了显著提升。类似的智能化作业模式，已在电力巡检、矿山监测等多个领域逐步推广应用。

在时空计算领域，AI 大模型的应用为数据分析带来新的发展方向。中国测绘科学研究院研发的“空天·灵眸”生成式大模型，可对遥感影像中的地物变化进行识别分析。在农业估产应用场景中，其预测结果表现出较高的准确性，较传统方法有一定程度的提升。随着量子计算与时空大数据技术的持续发展，未来有望实现实时动态模拟。

3.2 全要素感知与泛在服务的突破

“空天地海网”多维感知体系的逐步完善，为测绘领域向地下、水下等隐蔽空间的拓展带来新的可能。北京航空航天大学团队研发的“北斗+ 惯导”室内定位系统，在卫星信号受限的环境下，定位精度可达亚米级，目前已在地铁站、医院等场景开展相关应用探索。此外，水下激光雷达与声呐技术的结合，有效提升了海底地形测绘的精细程度，部分区域的测量精度已接近 0.1 米，为海洋牧场的规划建设提供了较为详实的底质数据支撑。

在测绘数据的泛在服务探索中，基于区块链技术的数据确权模式正处于研究和实践阶段。例如某省计量院搭建的“计量链”系统，运用分布式账本技术对校准数据进行存储管理，一定程度上提高了测绘装备溯源效率，数据可靠性也得到改善。

3.3 技术挑战与应对策略

数据融合的精度损失：不同传感器的坐标系差异、误差传播等问题，可能导致融合数据精度下降。解决方案包括构建多源数据误差模型、采用卡尔曼滤波进行动态校正。

数据安全与隐私保护：无人机航测获取的高分辨率影像可能包含敏感信息。联邦学习技术的应用，使模型训练在加密数据上进行，某医院糖尿病预测模型通过该技术实现数据“可用不可见”。

结束语

大地测量与数字测绘的融合发展，为测绘地理信息领域带来了新的发展契机。在高精度基准构建、全要素时空计算等工作中，以及从单一数据采集到生态化服务输出的过程里，融合技术展现出显著的优势，助力行业竞争力稳步提升，在国家重大战略实施中也发挥着重要作用。展望未来，随着量子计量、数字孪生等技术的不断探索与发展，这种融合发展或将向更广泛、更深入的方向拓展，有望为数字中国建设筑牢时空基础。

参考文献

[1] 李振洪 , 朱武 , 余琛 , 等 . 影像大地测量学发展现状与趋势 [J]. 测绘学报 ,2023,52(11):1805-1834.

[2] 曹 楠 . 数 字 化 技 术 在 大 地 测 量 中 的 应 用 [J]. 电 子 技术 ,2023,52(08):154-155.

[3] 李旭锋 . 大地测量及卫星导航定位技术的新进展 [J]. 中国高新科技 ,2022,(21):153-154.