现代测绘工程技术及其发展趋势探讨

引言

测绘工程作为获取、处理和表达地理空间信息的基础性学科，在城乡建设、资源管理、防灾减灾等领域发挥着不可替代的作用。随着传感器技术、通信技术和计算技术的突破性进展，测绘工程正经历从传统模拟测绘向数字化、智能化测绘的深刻变革。新型测绘装备的精度提升至毫米级，数据获取效率提升数十倍，信息处理能力实现从单点测量到全空间覆盖的跨越[1]。

一、现代测绘工程技术体系

（一）空间定位技术

现代空间定位已形成“天基 GNSS+ 地基增强 + 室内定位”的全域覆盖能力。北斗三号系统全球服务精度（ 95% 置信度）达水平 5m/AA 高程 8m ，亚太区域通过星基增强（BDSBAS）提升至水平 1.5m ；配合全国 2600+ 基准站组成地基增强网，实现实时动态厘米级定位（RTK 平面 ±8mm+1ppm ）。针对复杂环境，GNSS/INS 紧耦合技术通过卡尔曼滤波算法实现卫星失锁 60 秒内定位漂移⩽0.1‰ ，成为自动驾驶（横向控制精度 ±15cm ）、精准农业（播种直线偏差⩽2.5cm ）的核心支撑。室内定位采用 UWB（带宽 500MHz） + 蓝牙 AoA（角度精度 ±3^∘ ） + 地磁指纹多源融合，在大型场馆实现三维定位精度 0.5-1.2m，典型如机场行李车调度误差 <0.8m^[2] 。

（二）遥感探测技术

遥感技术形成“高分辨率 + 多谱段 + 全天候”观测矩阵：WorldView-4 商业卫星全色分辨率达 0.31m ，高分五号高光谱具备 330 波段（ 5nm 谱宽）矿物识别能力；TerraSAR-X 聚束模式分辨率 0.25m ，穿透云雨监测滑坡形变精度 3mm/yr₀ 。激光雷达技术跨越式发展，RIEGL VQ-1560ii 机载 LiDAR 点频达1，200，000 点/ 秒，配合倾斜摄影生成实景模型精度优于 3cm/ 像素。前沿领域突破显著：量子重力梯度仪实验室实测灵敏度4Eötvös/ √Hz，可探测地下 50m 空洞；太赫兹合成孔径雷达（0.1-1THz） 在墙体透视成像中分辨力达 2cm ，进入工程样机验证阶段。

（三） 无人机测绘系统

无人机平台形成垂直起降固定翼（续航 120min ） + 六旋翼（抗风 7 级）互补体系。搭载微型化传感器如索尼 AX700 光学相机（4K@60fps）/RieglminiVUX-3UAV 激光雷达（测距 1.5km ），实现单架次 10km² 数据采集。智能飞控系统采用 Dijkstra 算法三维航迹规划，结合毫米波雷达 + 双目视觉融合避障，复杂山区作业效率达传统人工6 倍。后处理依托视觉SLAM 技术（ORB-SLAM3框架） ，在无控条件下实现 1 ：500 地形图平面精度 ±5cm （满足 GB/T 23236-2021），应急测绘响应时间 ⩽2 小时，如郑州洪灾中 72 小时完成全域正射影像采集 [3]。

（四）地面移动测量

移动测量系统向多平台拓展：背包式（如 GeoSLAM ZEB-Horizon） 适用地下管网，采样率 43.2 万点 / 秒；车载（如 Trimble MX9） 集成 8 线激光雷达 +360^∘ °全景相机，行驶速度 60km/h 下点云密度 ⩾200 点 / ㎡。数据处理依托 PointNet++ 深度学习架构，自动提取道路标线（精度 98% ）、井盖（召回率95% ）、行道树（分类 F1 值 0.92），较人工效率提升 8 倍。三维激光扫描采用相位式扫描仪（如 Faro Focus Premium），测程 70m@90% 反射率，单站扫描 4 分钟生成 0.6mm 分辨率点云，结合 BIM 构建数字孪生城市（如雄安新区 CIM 平台部件级精度 ±1cm ）。

二、现代测绘工程技术发展趋势

（一）智能化发展：从自动化迈向认知决策

现代测绘工程技术正经历深刻的智能化转型，赋予测绘装备和系统更高级的认知与决策能力。装备层面，通过集成先进算法，实现环境自主感知、任务路径智能规划以及数据处理流程的高度自动化，显著减少人工干预，提升作业效率与安全性。系统层面，知识图谱等技术的应用，构建测绘领域的“专业大脑”，并非简单的知识库，而是能理解测绘实体间复杂关系、推理专业规则的认知系统。其目标是贯通从数据采集、处理、分析到成果交付的全链条，提供智能化的解决方案与服务，例如自动识别地物特征、智能优化数据处理流程、按需生成定制化测绘产品[4]。

（二）多源融合：构建全域无缝感知网络

数据获取的多源化与深度融合是另一显著趋势。技术支撑体现在两方面：一是“空天地”一体化协同观测。依托高速、低延迟的通信网络（如 5G），卫星遥感、无人机航测与地面移动 / 固定传感设备得以实时联动，形成动态的立体观测网。这种融合突破单一平台的局限，实现大范围覆盖与局部高精度细节的同步获取，满足应急响应、动态监测等对时效性要求极高的应用。二是物理空间与数字空间的深度集成。建筑信息模型（BIM）、地理信息系统（GIS）与物联网（IoT）技术的紧密结合，将静态的地理空间信息与动态的设施状态、环境参数、人流物流等信息实时关联，构建起物理世界的动态数字孪生体。

（三）实时化服务：响应速度与数据可信的双重提升

用户对测绘信息服务的时效性要求达到前所未有的高度。技术响应主要聚焦两点：边缘计算的广泛应用。将数据处理和分析能力下沉至靠近数据源的终端设备（如无人机、传感器节点、移动测量车），直接在本地完成初步或关键处理。这大幅减少了数据传输至云端的时间，将服务响应延迟压缩至毫秒级，满足自动驾驶、精细农业、灾害预警等对实时性极其敏感的领域需求。

（四）绿色化转型：响应可持续发展的迫切需求

在“双碳”战略背景下，测绘工程技术的绿色低碳转型日益重要，涵盖装备与数据处理两大环节：装备绿色化方面，探索利用清洁能源替代传统化石燃料。例如，太阳能无人机通过高效光电转换实现超长航时作业，显著降低碳排放；氢燃料电池技术为地面移动测量平台、无人船艇等提供零排放或近零排放的动力方案，推动测绘外业装备整体向低碳化迈进。数据处理绿色化方面，通过算法层面的持续优化（如更高效的压缩编码、并行计算策略、模型简化），显著降低数据密集型处理任务（如大规模点云处理、复杂遥感影像分析、实景三维建模）的计算资源消耗，目标是实现同等算力下数据处理能耗的有效降低（如达到 60% 或更高），减少数据中心碳排放。

结语：

现代测绘工程技术正经历从工具型向服务型的范式转变，其发展呈现出 "四化 " 特征：技术装备智能化、数据获取实时化、信息服务知识化、产业生态协同化，测绘科技将深度融入数字经济、数字政府建设，成为支撑空间治理现代化的核心基础设施。

参考文献：

[1] 邓穆彪 . 现代测绘工程技术及其发展趋势探析 [A] 新质生产力与科技发展学术研讨会论文集[C]. 广西生产力学会， 广西生产力学会 ， 2025： 3.

[2] 杜易阳 ， 王娟 . 现代测绘工程技术及其发展趋势探究 [J]. 科技风 ， 2024，（32）： 75-77.

[3]姜栋， 荣飞. 现代测绘工程技术及其发展趋势探讨[J]. 现代物业（中旬刊），2019， （04）： 65.

[4] 高鹏 . 现代测绘工程技术及其发展趋势探讨 [J]. 居舍 ， 2019， （07）： 177.