测绘地理信息数据处理技术的发展与教育

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Frontier of higher education

教育研究

测绘地理信息数据处理技术的发展与教育

尚春艳

（云南水利水电职业学院，云南 富民 650400）

摘要：测绘地理信息行业蓬勃发展，无论从产业规模，还是 产业人数都快速增长，测绘地理信息数据处理技术快速更新迭代，

测绘行业充满机遇和挑战。测绘技术伴随着电子计算机技术的发 展，经历了模拟测绘、数字化测绘、信息化测绘、智能化测绘，

智能化测绘将测绘地理信息数据处理技术带向了新的征程，正在 向着数据动态更新常态化的方向发展。测绘地理信息行业蓬勃发 展，融合新技术渗透到各行各业中。采集技术迭代更新，快速测 绘模式应用范围越来越大。基于倾斜三维模型和点云的数据采集 生产技术日臻成熟。用人单位，需要专业知识扎实、基础技能熟练、

新技术能快速掌握的专业人才，高校教育和企业联合，通过职业 技能的培训，将学生所学的知识转变为技能。

关键词：测绘地理信息；数据处理技术；高校教育

随着信息和计算机技术的发展以及应用普及，社会各个领域 都发生了巨大变化。测绘地理信息行业在近年来发展迅速，从业 单位、新增单位、资质单位、上市企业、新三板企业都在持续增长。

2020 年 6 月底，从业单位有 12.7 万家，2020 年上半年新注册的从 业单位超过 1.2 万家，从业单位总数每年都在递增。2020 年 6 月 底资质单位有 2.16 万家，相比于 2019 年，增加了 300 多家。截至 2019 年末，产业从业人员超过 285 万人，其中测绘资质单位从业 人员超过 50 万人。截至 2020 年 6 月，从业人数 310 万人。据协 会教育与科普工委会、慧天地等数据，目前，全国具有地理信息 科学本科专业的普通高校共 190 所，拥有硕士和博士点的高校 120 余所；具有测绘工程本科专业的普通高校共 159 所，拥有测绘相 关硕士和博士点的高校 59 所；具有遥感科学与技术本科专业的普 通高校共 49 所；具有地理空间信息工程、导航工程、地理国情监 测等本科专业的普通高校 20 余所。全国每年培养本科生 3 万余名，

研究生 7000 余名（职业院校毕业生数量未公布）。相对于市场需 求，专业人才输出缺口巨大。而且随着行业新业态、新技术的发 展，对人才的多层次要求越来越高。新型基础设施建设与互联网 行业融合，智慧城市、数字孪生，新型基础测绘与地质灾害防治，

AR、实景三维、BIM 均需要测绘地理信息跨学科的综合型人才。

一、测绘地理信息数据处理技术快速迭代更新

新的事物通常以其巨大的优势以及符合时代发展的需要而取 代旧的事物，这也体现在测绘地理信息技术方面，测绘信息学技 术发展迅猛，越来越趋于智能化和互联网化。

（一）测绘发展历史

20 世纪中叶，新的科学技术得到了快速发展，特别是电子学、

信息学、电子计算机科学和空间科学等，在其自身发展的同时，

给测绘科学的发展开拓了广阔的道路，创造了发展的条件，推动

着测绘技术和仪器的变革和进步。测绘科学的发展很大部分是从 测绘仪器发展开始的，然后使测绘技术发生重大的变革。首先经 历的是模拟测绘，模拟测绘主要是人挑肩扛，野外测量主要仪器 是平板仪、经纬仪，最后的成果为纸质地图；其后经历的是数字 化测绘阶段，该阶段主要是使用全站仪和 GPS 进行数字测图，精 度和效率相较于模拟测绘都高；然后是信息化测绘，随着计算机 的发展，测绘行业生产入库软件，建立空间数据库；接着是智能 化测绘，互联网 + 的广泛应用，航空航天遥感发展迅速，国家地 理信息公共服务平台的推广使用，测绘的发展越来越迅速。目前 测绘地理信息技术商业面临随着转型升级，互联网 + 和“三大平台”

建设，让数据库动态更新常态化。

（二）新型地理信息数据生产

1. 国产自主数据生产平台越来越多样化。原来最主要是基 于 CAD 来发的平台，有 SV360 智能三维测绘系统、CASS_3D、

CASS_3D，现在的趋势主要是基于自主平台，有 iData_3D、清华 山维 EPS、SmartGIS Survey。

2. 现代化采集方式。采集方式的发展趋势为三维采集，支持 多视口、多视角同步采集；精确三维捕捉；多种地物智能采集工具；

多种地物高程精调方式。

3. 作业内容发生变化。直接绘制面要素或根据闭合区域构面，

有批量构面、内部一点构面、偏移构面；采集要素更为完善；根 据符号化协议对要素进行符号化编辑，与图面表达相关的拓展属 性、方向、角度、精度，图面编辑内容正确的叠盖顺序、完整的 符号表达，常用的图面编辑功能选择后移动、移动首节点、特征点、

拐点、线型交错点；对数据属性、拓扑进行检查，提供完备的拓扑、

空间属性、文档检测规则，规则方案可共享，检测结果关联地图，

具备自动修复、例外标记、分类高亮显示功能，支持脏区查看。

新型地理信息数据生产路线可以总结为数据采编，通过多种 方式获取点位信息，结合参考底图，进行几何信息采集；属性录入，

根据野外采集信息或者影像遥感信息，获取相应要素指定的属性 信息，并进行录入；符号编辑，根据图形符号化规则，为特殊符 号进行编辑，采集其符号化表达信息；质量检查，根据质检方案，

对数据属性正确性与拓扑正确性进行检测，并进行错误修复。

二、智能化测绘

近几年，测绘行业内外部环境都发生了巨大变化，面临着技 术转型升级的难题。首先，国家提倡高质量发展，促进国土空间 格局优化，要求全方位摸清自然资源的详情，科学认知人与自然 的关系，实施数据赋能的国土空间规划与管控。但现在数字化测 绘技术在智能化、动态性、精准度等方面尚存在一些问题或局限性，

不能满足“查得准”“认得透”“管得好”的应用需求。另外以

71 2022 年第 5 卷第 01 期

高等教育前沿

教育研究

4D 产品为核心的多尺度、多类型地理空间数据已渗透到数字经济、

数字治理和数字生活的各方面，发挥着相当重要的“时空基底”

和关键生产要素作用。在一些新兴应用领域，比如国土空间规划、

生态环境保护、防灾减灾、自动驾驶等，都对时空信息的精细程度、

更新周期、服务方式等提出了一些新的要求，迫切需要研究和开 发更多的多维、动态、高精时空数据产品，构建新型时空信息基 础设施，从数据信息服务走向时空知识服务等。所以在数字经济 向智能经济转型升级的背景下，由数字化测绘向智能化测绘转型 成为必然。

智能化测绘旨在将越来越简单的、重复的甚至具有危险性的 测绘任务交由机器智能完成，让人类有更多的精力去发挥知识的 创造、空间思维等方面的能力，达到智能测绘生产、提高工作效 率和工作水平的目的。因此，需要在测绘自然智能解析建模和混 合型智能计算模式构建的基础上，研究设计智能机制与实现路径。

例如，目前全国大范围地理信息更新采用的是无人机摄影、影像 信息提取、互联网地理信息获取以及地图制图综合等主体技术，

由于很难全方位地建立严格精确的算法模型、清晰全面的计算规 则，很难进一步提高自动化程度，依旧停留在以年为周期的批次 化版本式更新阶段。要做到以地理要素为对象、以月为周期的应 需动态更新，必须综合利用深度学习、群体智能、物联网等最新 技术，破解自动化提取、智能化处理、协同化生产等方面的技术 难点，研发基于影像的地物信息自动提取、基于时空大数据的属 性信息挖掘、新型远程式增强型调绘、众源检核等为核心的动态 更新技术，提高信息提取与产品制作的智能化程度。

智能化测绘具有如下几个特点：

1. 快速实时：快速变化发现，快速施测，快速提取，现状实时。

2. 互联共享：协同作业，成果共享。

3. 全息测绘：空、天、地、海全方位获取，互联信息全面畅通，

地上、地表、地下实体表达。

4. 真实表达：地物、地面实时表达，三维智能全息渲染。

智能测绘阶段，通过 AI+RS 要素识别，结合遥感影像 AI 深 度学习，实现地物自动分类，智能变化检测；也可以通过点云自 动分类，不同颜色的点云分别代表着不同的高程分区（蓝色、绿色、

黄色和红色分别从低到高依次代表着不同的高程分区），不同灰 度的点云强度信息分别代表着不同的地物分区（灰度不同地物材 质不同反射强度不同）；点云单体化提取；在测绘地理信息数据 处理方面协同作业生产，云端多人作业，多源数据综合，一库共 同存储，数据同步更新，实现多级云端共享。

智能测绘应用在多个行业，可以构建全市域多源多尺度实景 三维模型，涵盖自然要素与人工工程模型，实现了地上地表地下 一体化、室内室外一体化、动态静态一体化的三维表达，为城市 建设提供基础城市底版数据、城市动态运行数据、城市管理应用 场景，服务于自然资源三维全覆盖、不动产三维全覆盖，为城市 规划决策、重大工程前期论证、市政工程建设和城市地质灾害应

急反应指挥等城市管理工作的各个领域提供更科学高效、更智能 化的手段。

三、测绘地理信息数据处理职业技能的培养

测绘地理信息行业蓬勃发展，融合新技术渗透到各行各业中。

采集技术迭代更新，快速测绘模式应用范围越来越大。基于倾斜 三维模型和点云的数据采集生产技术日臻成熟。用人单位，需要 专业知识扎实，基础技能熟练，新技术能快速掌握的专业人才。

从高校角度来说，职业技能培养，可以印证在校所学知识，

加深对知识的理解和掌握，将知识转变为实践能力。高校培养的 学生，一小部分做科学研究，大部分的学生选择就业，所以提升 学生职业技能和动手实践能力是很必要的。这样高校培养的学生，

有一定的理论基础、处理问题的能力，又具有实践能力、动手操 作能力，可以提高就业率，也提高了就业质量，对毕业生的未来 发展有益。

行业需要的是少量科学家和大量的工程师，每年有大量职业 技术岗位缺口。同时，企业用人又很现实，能够为企业创造多少 价值，就可以给予员工相应的回报。学生可以适配的岗位技术含 量高，别人难以替代，当然薪资也就水涨船高。在科技跨越式发 展中，有源源不断的具备职业能力“即插即用”型人才注入到测 绘地理信息产业，为行业发展提供人才驱动力。测绘地理信息企业，

也不再需要投入大量人力物力去做新人培训，大大节约了招聘成 本。

四、结语

从数字化测绘走向智能化测绘，互联网 + 的广泛应用，测绘 数据的实时共享和更新，是测绘行业积极应对全社会数字化发展、

智能化转型的一项重要行动举措。为切实地推动这一方面的研究 与应用，应充分发挥政府的引领作用，加强顶层设计，营造良好 发展环境；同时，要促进学术界、事业单位和企业积极地更新观 念，加强协同创新，通过立项实施、试点示范、标准规范制定等，

促进和推动智能化测绘体系的早日建成并发挥成效。

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