听刘先林院士聊当代国产测绘装备的技术进展

  以下为中国测绘科学研究院名誉院长、摄影测量和遥感专家刘先林院士在中国测绘地理信息学会2017年学术年会上的报告内容（根据现场微信直播文字整理，有删改，未经本人核实）。

      我们处在一个快速发展的时代，而快速发展的社会有新的需求。

社会创新发展非常快，国内外应该说是处在同一个起跑线上。这对于我们搞国产装备的人来讲是一个非常好的机会。搞装备可不容易，有各种冲击，要有足够的思想准备，要战胜各种困难。

根本的问题还是“创新”两个字，哪一个公司创新做得好，他就能够站稳。我感觉，我们国家测绘装备生产和创新主要依靠一些大的企业。

有一种说法，据说我们现在还是互联网+的时代，国外有什么东西，美国有什么东西，我们一下就学会了，而且一下超过他，他就有点着急了。所以他现在有什么事情不告诉你，他悄悄在搞。据说有人到美国硅谷考察以后，说他悄悄地把互联网+时代进入到所谓的虚拟经济时代，这个也不奇怪。

当代测绘新装备研制有些什么原则呢?

首先本身设备要提升，从移动感知发展到感知移动。新时代的GIS采集装备应该是一机多用，互联网+时代的卫星应该是一星多用，可以节省大量经费。集成化的移动测量机头，可以方便地放在十多种载体上进行数据采集。

手机是最典型的一机多用的例子，我们绝对不能忘记手机，包括我们专业的测绘设备都会使用到手机。刚才李建成院士讲到一个是泛在，一个是实时。泛在是靠什么?就是靠手机，什么叫泛在，手机拍了以后传到网上，然后来建模。一定要高度重视手机。

我们从过去生产地图，一开始是二维，后来发展到全部是计算的，可是别搞错了，他们做不好我们测绘数据结构数字化，因此他搞出来的数据，比如说算出来真实影像F模型，到最后跟GIS有差距，只能观看。所以我主张一定要结构化。

第一，一定要有丰富的分类，刚才（PPT上）看到的树，这是交通流量监控，这个是路灯、交通标志，这是红绿灯。这些东西一定要分开，你分不开的话，你的数据就不好弄，你说我的道路信息全有，人家没法用，人家是要按分层分类的来产生知识，来进行各种各样的计算。

第二，每一个层是管理到对象，每一棵树都是不一样的，可以纵向，也可以横向，这是对象化管理。同时每一个对象又要有丰富的属性，如果没有属性的话这个就成问题了。我这个表（PPT上）是我们在做城市规划的时候，要满足城市27个委办局的要求，因此我们实体分类有50几类，也许将来每一类都要发展N个对象，每个对象有N个属性。

最核心的问题是要对属性进行边际、进行检索、进行查询。我们接触到一些行业，比如公路，地理是非常复杂的，有管线、管廊、开关，属性是非常复杂的。每一个文件都是要素，分类，数字方向是实体，是对象。

这样一种数据是非常难生产的，有人说这么复杂的数据我们做不了，认为绝不可能。我们认为科研工作者的工作就是将绝不可能变为可能，怎么才能可能呢?一个就是靠云计算，一个就是靠众测。

传感网的下一个高潮将会是标签网，任何有一个IP地址网络的节点都会有一个对应的空间位置，任何一个有空间位置的GIS实体的话，将都会有一个IP地址，而且互相映射、互为属性。这个是理想，我们相信一定会等到这一天。

比如说管廊的所有实体贴上有源RFID（注：射频识别，又称无线射频识别，是一种通信技术）电子标签，可以将它进行定位，同时还可以进行无线充电等等，标签网的冲击将会推进技术与人工智能融合。新型测绘装备要引进人工智能AI，这些就是一种人工智能的体现。

现在我就把我所了解到的一些新的测绘装备正在实验室里面进行研究的新产品，进行收集和归纳，都是国产的产品，希望大家感兴趣。

我们实验室产品尽快走向市场，更重要的是取决于用户。

我们说用户对全定位的要求，首先是高精度绝对定位时，最好不做任何变动，同时都要支持手机定位才行。我们不是光搞一个0.01监测，那是一部分，那是为社会事业单位服务，我们为广大人民服务不需要那么高的精度，自动驾驶也不要太高，0.1就可以，多要素城市实体建模0.2米就可以，智慧城市0.5就过。

我到上海交大去看，性能很高，很实用，1米的定位，蓝牙网也不复杂。看起来从目前来讲，室内米级的定位蓝牙还是比较好，将来5G出现之后，基站定位很重要，因为任何地方都有手机信号。但是这个基站定位有它的问题，它需要一个运营商配合，比如测量目标，改变它的时间通路等，这个很难。2G网、3G网、4G网、5G网，每一G都是千亿级的公司，对我们这个小买卖可能不感兴趣。

这是室内定位各种各样的方案（PPT上），是经过武汉大学审查的，仅供参考。由于我们知识浅薄，而社会进步很快，又冒出来三个东西：FM实时差分；星基增强，包括星基增强H10，我们正在实验，目前还没用到别的方面，大概2020年建起来；另外就是第三代GNSS。

我在报纸上看到美国的第三代，将来会有0.3的定位，实时的，不光是树底下，还是高分区。我们第三代北斗将在2020年建成，美国的第三代GPS2030年才能建成。这个第三代GPS，网上说可以解决室内定位，因为室内定位GPS信号要增强2000倍，3万高分辨率的卫星往下打的时候，把这个接收信号增强2000倍，我不太相信。所以第三代GPS解决室内可能不太行，但是我想加上星基增强的话会不会更高?

关于近海和滩涂测绘，我们国家这个需求量非常大，包括水陆两用沙滩车、八轮水陆两用车、红外激光测量高低潮位线零米线、托盘式浅海海底DEM测量、传载/低空蓝绿激光水面/水下的地形测量、浅剖仪的适应性。

另外地下的话，我们建的是2米的。还有移动测量。这个是我们做的一种虚拟城市街景，是全新的一种模式。这个依靠什么呢？依靠的是云计算，依靠动测。我们的目标，明年年底要实现第一天扫描，第二天就产出模型。

我们与江苏省测绘工程院做了一些工作，测绘成果质量检查，把房角、井盖等这些点挑出来，两套数据进行对比，寻找统一点，进行二次检测，最后得到0.2，就是分成绿黄橙三种颜色来进行区分。

航空方面就是高档无人机航飞，这个不成问题。多光谱无人机航飞，我们现在从美国买的不是很好用，现在国产的是同济大学做出来的，这个CCD是红外可以接收，展开就可以得到六个波段的影像，这个组合一下就可以得到更多的光谱，这个成果还是值得向大家推荐的。这个是村道、河流等（PPT上），激光和影像同时在使用，还是挺优秀的。

另外就是微小型SAM—MiniSAR，是全天候的能够用起来的，再是阵列天线三维SAR，全天候的飞行，用阵列天线，可以用0.5精度把城市的模型建立起来，而且不分昼夜。

国产的机载激光雷达，这个也不错，它的特点就是测量相机跟着，就得到两套数据，这两套数据互相补充，可以有它特殊的意义。但是测量相机生产高精度数据一定要云计算，这就带来一个问题，本来这个镜头的拍摄，相机不成问题，不光是徕卡还是我们现在用的相机，都很好。但是处理软件方面，我们还要多多努力。

另外航天方面，比如说像首都师范大学马上要发的微、小型卫星，这个推荐一下。