測繪科學

測繪學的發展在世界上古史時代，就有利用測繪學治理尼羅河氾濫後農田邊界整理的傳説。公元前7世紀，管仲在其所著《管子》一書中已收集了早期的地圖27幅。公元前5世界至3世紀，中國已有利用磁石製成最早的指南工具“司南”的記載。公元前130年，西漢初期便有了《地形圖》和《駐軍圖》，為目前所發現中國最早的地圖。

研究測定和推算地面點的幾何位置、地球形狀及地球重力場，據此測量地球表面自然形狀和人工設施的幾何分佈，並結合某些社會信息和自然信息的地理分佈，編制全球和局部地區各種比例尺的地圖和專題地圖的理論和技術學科。又稱測量學。它包括測量和製圖兩項主要內容。測繪學在經濟建設和國防建設中有廣泛的應用。在城鄉建設規劃、國土資 源利用、環境保護等工作中，必須進行土地測量和測繪各種地圖，供規劃和管理使用。在地質勘探、礦產開發、水利、交通等建設中，必須進行控制測量、礦山測量、路線測量和繪製地形圖，供地質普查和各種建築物設計施工用。在軍事上需要軍用地圖，供行軍、作戰用，還要有精確的地心座標和地球重力場數據，以確保遠程武器精確命中目標。

測繪學有着悠久的歷史。古代的測繪技術起源於水利和農業。古埃及尼羅河每年洪水氾濫後，需要重新劃定土地界線，開始有測量工作。公元前21世紀，中國夏禹治水就使用簡單測量工具測量距離和高低。公元前3世紀，亞歷山大的埃拉託斯特尼采用在兩地觀測日影的辦法，首次推算出地球子午圈的周長，也是測量地球大小的弧度測量方法的初始形式。724年中國唐代的南宮説等人在張遂（一行）的指導下，在今河南滑縣至上蔡實測了約300千米的子午弧長。並在滑縣、開封、扶溝、上蔡測量同一時刻的日影長度，推算緯度1°的子午弧長，這是世界上第一次弧度實測。1617年荷蘭的W.斯涅耳首創三角測量法進行弧度測量，克服了在地面上直接量測弧長的困難。1687年英國I.牛頓根據力學理論，提出地球是兩極略扁的橢球體。1690年荷蘭C.惠更斯也提出地球是兩極略扁的扁球體。後為法國在南美洲和北歐進行的弧度測量所證明。結束了歷時半個世紀的有關地球形狀的爭論。1743年法國A.C.克萊羅發表《地球形狀理論》，奠定了用物理方法研究地球形狀的理論基礎。1849年英國Sir G.G.斯托克斯提出利用地面重力的測量結果研究大地水準面形狀的理論。1945年蘇聯M.S.英洛堅斯基創立了研究地球自然表面形狀的理論，並提出“似大地水準面”的概念。

測繪學是技術性學科，它的形成和發展在很大程度上依賴測量方法和儀器工具的創造和改革。17世紀以前，人們使用簡單的工具，如繩尺、木杆尺等進行測量，以量測距離為主。17世紀初發明瞭望遠鏡。1617年創立的三角測量法，開始了角度測量。1730年英國的西森製成第一架經緯儀，促進了三角測量的發展。1794年德國的C.F.高斯發明了最小二乘法，直到1809年才發表。1806年法國的A.-M.勒讓德也提出了同樣的觀測數據處理方法。1859年法國的A.洛斯達首創攝影測量方法。20世紀初，由於航空技術發展，出現了自動連續航空攝影機，可以將航攝像片在立體測圖儀上加工成地形圖，促進了航空攝影測量的發展。

20世紀50年代起，測繪技術朝着電子化和自動化發展。1948年起各種電磁波測距儀出現，克服了量距的困難，使導線測量得到重視和應用 。大約與此同時，電子計算機問世，加快了測量計算速度，改變了測繪儀器和方法，出現了解析測圖儀，促進了解析測圖技術的發展。1957年第一顆人造地球衞星發射成功後，在測繪學中開闢了衞星大地測量和航天攝影測量新領域。隨後發展起來的甚長干涉測量技術、慣性測量技術，使測繪學增添了新的測量手段。

測繪學主要研究對象是地球及其表面形態。在發展過程中形成大地測量學、普通測量學、攝影測量學、工程測量學、海洋測繪和地圖製圖學等分支學科。

大地測量學研究和測定地球的形狀、大小和地球重力場，以及地面點的幾何位置的理論和方法。

普通測量學研究地球表面局部區域內控制測量和地形圖測繪的理論和方法。局部區域是指在該區域內進行測繪時，可以不顧及地球曲率，把它當作平面處理，而不影響測圖精度。

攝影測量學研究利用攝影機或其他傳感器採集被測物體的圖像信息，經過加工處理和分析，以確定被測物體的形狀、大小和位置，並判斷其性質的理論和方法。測繪大面積的地表形態，主要用航空攝影測量。

工程測量學研究工程建設中設計、施工和管理各階段測量工作的理論、技術和方法。為工程建設提供精確的測量數據和大比例尺地圖，保障工程選址合理，按設計施工和進行有效管理。

海洋測繪研究對海洋水體和海底進行測量與製圖的理論和技術。為艦船航行安全、海洋工程建設提供保障。

地圖製圖學研究地圖及其編制的理論和方法。

地圖繪製地圖出現於上古時代，那時人類從事生產和軍事活動產生了對地圖的需要。考古工作者曾挖到公元前25世紀至前3世紀畫在或刻在陶片、 銅板或其他材料上的地圖。據文字記載，中國春秋戰國時期地圖已用於地政、軍事和墓葬等方面。公元前3世紀亞歷山大學者埃拉託斯特尼最先在地圖上繪製經緯線。168年，中國西漢繪製在帛上的地圖(1973年湖南省長沙馬王堆漢墓出土)，已注意到比例尺和方位。150年古希臘的C.托勒密所著《地理學指南》一書 ，提出了地圖投影法。265年，中國西晉的裴秀總結出製圖六體的製圖原則，從此地圖製圖有了標準，奠定了中國古代製圖的理論基礎。17世紀起，西方一些國家用三角測量法進行大地測量，根據實地測量結果繪製國家規模的地形圖，這些地形圖有準確的方位、比例尺和較高的精度。中國清康熙四十七年至五十七年（1708～1718）完成的《皇輿全圖》，是中國歷史上首次以實地測量結果繪製的地形圖。20世紀初興起的航空攝影測量方法，加上照相平板彩色膠印技術的應用，促進了地圖製圖的發展。20世紀60年代以後，地圖製圖正向計算機輔助製圖方向發展。

測繪學的任務是測定地球形狀、重力場和地面點的幾何位置，以及測制各種地圖，為地球和空間科學提供有關地球內部結構、地球動態及其外部重力場等方面的信息，併為國家經濟建設和國防建設提供有關地球表面自然形態和人工設施的幾何分佈以及某些社會信息和自然信息的地理分佈等方面的資料。

地球形狀、重力場和地面點幾何位置的測定是大地測量學的任務，它也是測繪學的基礎。大地測量學首先是為了測定地球形狀發展起來的，是一門古老的學科。

地球是一個圓球的概念古已有之。埃及人在公元前3世紀就對這個球體的大小做過測量,但是他們的測量精度還沒達到可信的程度。中國唐朝的一行和南宮説在公元 724年測量過許多地方的夏至日影長度和北極高度。他們的結果摺合成現在的單位是一度子午線的長度約為132.3公里，比現代的數值只大20%。到了17世紀末,牛頓從力學觀點創立了地扁説，認為地球是兩極略扁的橢球。這一學説為法國在1735～1744年期間的大地測量結果所證實。從地圓説到地扁説，是人類對地球形狀的認識的一次飛躍，但卻經歷了兩千年。

1743年法國的A.C.克萊洛論證了地球的幾何扁率與動力扁率之間的數學關係，奠定了物理大地測量學的基礎。在此之前，大地測量只是採用幾何方法，稱為幾何大地測量學。用幾何方法和物理方法互為補充來解決大地測量的任務，極大地豐富了大地測量學的內容。

從力學觀點來看，地球形狀定義為大地水準面，它是一個物理表面,處處與重力方向正交,因而是地球重力場的幾何表象。地面點上的重力值與地球內部的質量分佈有關，於是地球形狀與地球內部結構發生了聯繫。大地水準面比橢球面更接近於地球真實形狀，這是人類對地球形狀認識的又一次飛躍。

克萊洛在推導他的公式時，曾對地球內部的質量分佈作過某種假定。英國的Sir G.G.斯托克斯於1849年進一步發展了物理大地測量學，提出了利用大地水準面的重力值確定大地水準面形狀的理論，這個理論要求在大地水準面之外不存在質量，因此把地面實測重力值歸算到大地水準面上的時候要考慮大地水準面以外的質量。但是這種歸算不能完全嚴格地執行。為了克服這種困難，蘇聯的M.C.莫洛堅斯基於1945年提出了直接利用地面重力數據研究地球形狀的理論。但是無論哪一種理論都要求進行全球重力測量。而至今完全用重力測量的方法，獨立地解決地球形狀問題，還是有困難的。

從50年代末開始形成的衞星大地測量學，給大地測量帶來了巨大變革。它突破了常規大地測量的侷限性，建立了全球大地網和全球地心座標系。由衞星軌道攝動觀測、海洋衞星測高和地面大地測量數據，建立了地球重力場模型，由此得出了精確的地球扁率，而且在不斷精化中。不但如此，測定地球形狀和重力場的大地測量方法還用於測定太陽系其他天體的形狀和重力場。地球科學和空間科學的研究都涉及重力場的數據。如推算空間飛行器的軌道,導彈發射等既需要地球重力場信息,又需要發射場和目標的地心座標。

現在地面重力測量的精度已達到了10微伽，電磁波測距技術能以千萬分之一的精度測量兩地面點間的距離。最新發展的甚長基線干涉測量技術可以建立三維慣性座標系，測定極移和地球自轉速度變化，以及以釐米級的精度測定相距幾千公里的兩點間在這一座標中的座標差。

衞星大地測量和聲吶技術促進了海洋測繪的發展。現在已由衞星雷達測高技術測定了海洋大地水準面，已有可能建立海底控制網，用於海面和水下定位和導航以及測繪海底地形。

19世紀的測圖方法是在實地上直接測繪地形，經過綜合取捨，按一定的比例繪製成圖。這種方法的作業效率很低，而且受到自然條件的限制。20世紀30年代，用航空攝影測量測繪地圖的方法逐漸完備，形成了攝影測量學。用這種方法測圖,絕大部分工作都在室內進行,克服了自然條件的限制，因而得到了廣泛應用。50年代創立了解析攝影測量的基本理論。60年代出現了由精密立體座標量測儀和小型電子計算機組成的解析測圖儀。新興的航天遙感技術，通過圖像處理、相片量測、判讀和計算等過程，可以測定地面點座標和進行測圖。航空攝影圖像也可以通過數字化變換成為大量的和密集的灰度數字，存儲在磁帶上。因此，通過航天遙感和航空攝影技術可以實現測圖的完全自動化。

各種工程建設在設計、施工和管理階段，都需要進行測繪工作，有的還有些特殊要求，工程測量學則是為了適應這些特殊要求而產生的。

由測圖過程所得的成品是地形原圖，需要進一步加工，才能產生各種比例尺的地圖、航海圖、航空圖和各類專題地圖。為此，必須進行地圖投影、地圖編制、地圖整飾和地圖制印等項工作。這些屬於地圖製圖學的範圍。雖然地圖的出現可以追溯到上古時代，但只是到現代應用了電子計算機後，地圖製圖工作才發生了巨大的變革。目前，以電子計算機、數字化台、自動繪圖機和軟件組成的機助製圖系統正被用來實現地形圖、地籍圖繪製和地圖編制的自動化。

大地測量學：測繪學和地學領域的基礎性學科

（一）現代測繪基準體系

現代測繪基準體系，是為地理空間信息的獲取提供空間位置、高程以及重力等方面的起算依據。它由相應的參考系統及其相應的參考框架構成。提供空間位置起算依據的是大地測量參考系統和大地測量參考框架，國際上幾乎所有發達國家都在採用國際地球參考系統（ITRS）和國際地球參考框架（ITRF）。近十年來，我國也在利用空間觀測技術，建成了2000國家GPS大地控制網，並完成了該網與全國天文大地網的聯合平差工作，使2000國家大地座標系（即CGCS2000）不僅有明確的定義，而且具有高精度的參考框架。

我國的高程基準採用1985黃海高程系統，基準是青島水準原點及其高程值。其參考框架則為國家一、二等水準網。高程基準的另一種表現形式是海拔高程（正高或正常高）的起算面，我國採用CQG2000似大地水準面。關於重力基準，國際上有波茨坦重力系統和國際重力標準網（IGSN71）。我國目前採用2000國家重力基本網作為重力基準。

(二)衞星導航定位技術

GPS系統美國已制訂出到2020年的“GPS現代化規劃”。其實質可歸納為以下三個方面，即“3P”政策：一是保護（Protection）；二是阻止（Prevention）；三是保持（Preservation）。歐洲空間局( ESA) 已經最終確定了包括30顆Galileo衞星的空間構形和相應地面控制站佈設的最有效的方案。同時確定了Galileo和外部系統的關係。預計2010年以後系統投入正式運行。俄羅斯目前正在着手GLONASS系統維護與更新建設工作，並進行了整體規劃，開發新一代GLONASS-M衞星，增長衞星壽命和提高衞星性能，使星座衞星數量達到24顆。我國正在發展北斗二代衞星導航定位系統，衞星星座設計考慮到準備向全球導航定位系統過渡。

GPS技術的定位方法的進展主要體現在，一是精密單點定位技術（Precise Point Positioning），可以利用國際GPS地球動力學服務局（IGS）預報的GPS衞星的精密星曆或事後的精密星曆作為已知座標起算數據，同時利用某種方式得到的精密衞星鐘差來替代用户GPS定位觀測方程中的衞星鐘差參數，這樣用户利用單台GPS雙頻雙碼接收機的觀測數據在數千平方千米乃至全球範圍內的任意位置，都可以2～4dm級精度進行實時動態定位，或以2～4cm級的精度進行快速的靜態定位。二是網絡RTK，它是在較大的區域內建立多個座標已知的GPS基準站，對該地區構成網狀覆蓋，並以這些基準站為基準，計算和發播相位觀測值誤差改正信息，對該地區內的衞星定位用户進行實時改正的定位方式。國外一些發達國家和我國已經利用網絡RTK技術建立了區域連續運行衞星定位服務系統。多頻組合、多衞星系統集成的衞星導航定位已成為當今國際衞星導航定位領域的研究開發熱點。

(三)地球重力場理論研究與大地水準面精化

確定地球重力場模型可以用地面已知的重力異常觀測值解算出來。目前建立地球重力場模型多采用衞星重力法，一是觀測人造衞星軌道對參考（正常）軌道的攝動，這可以是由地面觀測衞星軌道攝動，也可以是由一顆高軌衞星（如GPS衞星）對低軌衞星（如CHAMP衞星）觀測軌道攝動，然後根據衞星軌道攝動理論及其觀測數據求解位係數；二是利用同一低軌上兩顆衞星（如GRACE衞星）的相互跟蹤，測出星間距離變化量，反演地球重力場的位係數；三是在低軌衞星中裝有重力梯度儀（如GOCE衞星），直接測出衞星軌道上的重力梯度，以此求解位係數。

確定大地水準面，一般還是解算適合某一區域或國家的相對大地水準面。現在國內外最常用的最好的一種求解重力大地水準面的方法就是移去——恢復技術。另外通過GPS的大地高和精密水準測量可以直接觀測到大地水準面差距。為了最終獲得一個既有高精度，又有高分辨率的大地水準面，可將高分辨率的重力大地水準面擬合到高精度GPS水準求得的大地水準面上。近年來，我國建立了全國和許多省、市的高精度高分辨率的似大地水準面，其中有的城市似大地水準面精度可達到cm級，分辨率可達到2’30”×2’30”。

(四)地殼運動監測與大地測量地球動力學

隨着空間大地測量觀測手段的不斷髮展，地表可觀測的覆蓋面的擴大和精度的提高，研究對象由局部（如斷層）擴展到地區（如板塊）及至全球。目前我國的地殼運動監測與大地測量地球動力學的研究主要取得以下實踐成果。求出了中國大陸現今地殼運動速度場和變形場及其水平應變率場；建立了中國大陸的二維DFEM模型；求解了五個主要板塊的絕對和相對板塊運動參數；得到了實測的板塊運動模型GVMI。另外對我國某些區域如鄂爾多斯地塊、青藏高原、川滇地區、華北地區等的地殼運動和崑崙山口MS8.1級地震也進行了相關的研究。

攝影測量與遙感學：基於電子計算機的現代圖象信息學科

(一)數字攝影測量技術

1.新一代數字攝影測量處理平台

我國正在着手建立新一代航空航天數字攝影測量數據處理平台，出現了刀片集羣處理系統。它是由高性能刀片式計算機系統、磁盤陣列、後備電源等組成，是以最新影象匹配理論與實踐為基礎的自動數據處理系統，打破了傳統的攝影測量流程，集生產、質量檢測、管理為一體，可以進一步提高數字攝影測量的生產效率。

2.基於DGPS/IMU組合導航技術和LIDAR激光雷達掃描技術的攝影測量

利用在飛機上裝載差分GPS和IMU構成的組合導航系統可以獲取攝影相機的外方位元素和飛機的絕對位置，實現定點攝影成像和無地面控制的高精度對地直接定位。機載激光雷達（Light Detection and Ranging，LIDAR）是一種集激光，全球定位系統和慣性導航系統於一身的對地觀測系統，能直接獲取真實地表的高精度三維信息。我國集中在地表信息的獲取、數據處理、與遙感影象及其它技術的整合等方面進行研究和應用。

3.航空數碼相機的應用技術

數碼相機的最大優勢在於不增加飛行成本的大重疊度（例如80%以上）影象獲取能力，能大幅度提高影象匹配及三維重建（或立體測圖）的精度和可靠性，並製作真正射影象。在我國已自主研發出大幅面數碼相機。

4.數碼城市建模中的數字攝影測量技術

從大比例尺的航空影象獲取城市房屋真三維模型是實現三維城市建模的有效途徑之一。目前是利用低空飛行平台作為傳感器載體，將數碼相機安裝在可以旋轉的平台上，分多條航帶拍攝城區影象，再結合地面車載或手持數碼相機拍攝的影象進行整體處理，生成建築物立面影象拼接圖等產品，滿足數碼城市和三維場景可視化的需求。

5.稀少或無地面控制的衞星影象對地定位技術

數字攝影測量技術和方法已經廣泛用於高空間分辨率衞星影象的幾何處理中，大量研究集中在稀少控制點和無控制點條件下如何提高影象的平面和高程精度。在我國西部至今尚有200萬平方公里的國土沒有1：5萬地形圖。我國將採用航天遙感、數字航空攝影、航空航天合成孔徑雷達、衞星導航定位、地理信息系統、無控制點或稀少控制點測繪等現代地理空間信息技術的集成手段進行西部測繪工程。

(二)航天遙感測繪技術

1.航天遙感數據的獲取

目前，中國已初步形成了五個遙感衞星系列——返回式遙感衞星系列、“風雲”氣象衞星系列、海洋衞星系列、地球資源衞星系列和環境與災害監測小衞星羣系列，開始組成長期穩定運行的衞星對地觀測體系，實現對中國及周邊地區甚至全球的陸地、大氣、海洋的立體觀測和動態監測。

2.遙感影像信息提取和多源遙感影象融合技術

利用高光譜影像進行自動目標檢測與識別是遙感信息處理領域比較活躍的研究課題。例如在一個複雜的未知背景中，因為人工目標與背景的光譜響應不同,且其尺寸相對很小，所以可將其視為異常目標。在沒有足夠多先驗知識的情況下，如何從高光譜影像中檢測這一類目標，我國有許多研究成果。

任何來自單一遙感器的信息都只能反映地物目標某一個或幾個方面的特徵。數據融合技術一方面可有針對性地去除無用信息，減少數據處理量，提高效率，另一方面又能將海量多源數據中的有用信息集中起來，融合在一起，便於各種信息的特徵互補，減少識別目標的模糊性和不確定性。

3.遙感影像與GIS的集成化處理

地理信息系統是用於分析和顯示空間數據的系統，而遙感影像是空間數據的一種形式，類似於GIS中的柵格數據。因而，很容易在數據層次上實現地理信息系統與遙感的集成，目前已在軟件上實現了。

4.遙感數據處理的理論與應用研究

在基礎研究方面，我國開展了目標輻射特性、大氣傳播模型、反演方法和輻射定標以及在INSAR 和D-INSAR方法、成像光譜儀數據處理、遙感中的空間推理、專家系統和數據挖掘、多源遙感數據融合等領域的遙感數據處理的基礎研究。

在遙感應用研究方面，我國在日常的天氣、海洋、環境預報及災害監測、資源調查、土地利用、城市規劃、作物估產、國土普查、荒漠化監測、環境保護、氣候變化及國防等方面研製了一些遙感數據處理的新方法和新系統。

地圖製圖與地理信息工程學：以圖形和數字形式傳輸空間地理環境信息的學科

(一)計算機數字化方式的地圖製圖生產

地圖製圖生產實現了由傳統的手工地圖製圖技術向現代計算機數字製圖技術的跨越式發展。地圖製圖和出版的數字化與一體化已成為中國地圖製圖生產的基本技術手段，徹底改變了地圖製圖技術的落後狀況，增強了地圖製圖與出版的科學性。

(二)多樣化的地理信息服務形式

我國的GIS軟件由2004年的51個增加到2005的66個，GIS產品種類從開始主要是綜合性GIS基礎平台軟件，發展到現在的基礎平台軟件、應用開發平台軟件、專項工具軟件和應用軟件的系列產品。各種專業應用GIS中的電子地圖、多媒體電子地圖、網絡電子地圖、移動設備導航電子地圖等多種地圖可視化系統應運而生，用户範圍也更加大眾化。

(三)地圖自動製圖綜合研究

我國在解決自動綜合的許多難題方面取得了充分體現自主創新精神的優秀成果，為電子計算機按照模型來模擬人在製圖綜合過程中的思維方式創造了十分有利的條件，比較客觀和正確地反映了人腦思維特點。儘管計算機不可能百分之百地模擬在製圖綜合過程中人腦思維的過程，但可以最大限度的逼近這個目標。

(四)空間數據不確定性與數據質量控制

主要探討和研究引起GIS空間數據不確定性的原因和表現、GIS空間數據不確定性的處理方法、GIS分析處理過程中空間數據不確定性的傳播機理等，例如，基於Web Service數據質量信息服務系統，數字高程模型（DEM）的不確定性等成果在深化GIS空間數據不確定性的研究方面具有重要理論和實際意義。

(五)虛擬現實技術的實用化

對於虛擬地理環境，現在注重研究構建統一的分佈式虛擬地理環境系統框架，目的是實現不同類型仿真系統間的互操作和部件的重用，體現了層次化、抽象的數據類型、隱含激活及支持分佈式的特點。通過對虛擬現實技術中場景的建模和控制的深入研究，使系統具有真正意義的分佈性、3維性、交互性，多媒體集成性和境界逼真性，從而更接近實用。

(六)空間數據挖掘和知識發現研究

近年來，空間數據挖掘和知識發現的研究取得了顯著進展。在其算法研究方面，如針對目前忽視GIS數據庫中存在的小部分新穎的、與常規數據模式顯著不同的新的數據模式的情況，給出了空間離羣點檢測算法。

(七)地球空間信息網格技術

地球空間信息科學或測繪科學技術領域提出了空間信息網格，它實質上是網格技術與空間信息技術的融合與集成。在我國對它從廣義和狹義兩個層面進行了研究。

(八)地圖製圖學與地理信息工程理論

地圖製圖學與地理信息工程學科中除了地圖投影、地圖綜合和地圖符號等傳統理論外，又增加了如地圖空間認知理論、地理信息傳輸理論、地圖視覺感受理論等現代理論，地圖製圖學與地理信息工程科學的理論體系正在逐步形成。

工程測量學：國民經濟和社會發展中的測繪科學技術應用學科

(一)精密大型工程測量新技術

衞星定位技術已被廣泛用於各種類型工程控制網。特別是隨着大地水準面精化工作的深入開展，使工程控制網從二維發展到三維，徹底改變了傳統工程控制網的缺陷。在精密大型工程測量中高精度實時RTK技術用於施工放樣。並結合工程特點設計和製造出一些專用的儀器和工具，使眾多學科技術在施工測量中滲透與融合，並在施工測量中得到應用。GPS、GIS技術將緊密結合工程項目，在勘測、設計、施工管理一體化方面發揮重大作用。

(二)數字城市與工業信息系統

當前城市大比例尺地形圖、地籍圖、房產圖、竣工圖、地下管網圖、導航電子地圖等基本上都已經實現了數字化測繪，出現了各種類型的數字化測圖系統。這些測圖系統與常用地理信息系統的接口，實現了野外採集數據與GIS數據間的交換，使野外數字測圖系統成為GIS系統前端數據獲取的一個子系統。現在城市規劃、建築設計正在推行三維規劃和三維設計；房地產業在網上推行三維立體房銷售；導航電子地圖也出現三維導航地圖。這些都對測繪提出繪製三維現狀圖的要求。全面應用數字測圖技術，發展內、外業一體化數據採集與製圖系統，對於大型工程建設的工程勘察、設計、施工和竣工存檔，提供高質量、多形式的空間基礎信息支持。

全國省會以上城市和部分地級市都建立了城市基礎地理信息系統。市政設施現代化管理越來越重要，現在國內外都十分重視市政設施現代化管理中的空間信息網格技術的研究，將市政設施信息按網格建庫進行管理，並進行動態變化監測。

(三)變形監測技術

變形監測，是為了保證構築物在施工、使用過程中的設備和人員的安全所必須進行的測量工作。現在超大型建築物、構築物、地庫等工程不斷出現，變形監測精度要求也很高，一般都在1mm左右，有的要求亞毫米。其數據處理要根據實際情況建立反映變形量與變形因子的數學模型，對引起變形的原因進行分析，必要時還要對變形趨勢進行預報。現代變形監測往往是將現代大地測量儀器和空間技術、激光技術、無線通信技術相結合實現連續、動態、實時、自動化監測，具有自動照準、自動觀測、自動記錄、自動數據處理、自動生成各種圖形和報表。

(四)工業測量技術

現代工業生產要求對產品的設計、模擬、生產自動化流程，生產過程控制，產品質量檢驗與監控等進行快速的，高精度的測量、定位，並給出複雜形體的數字模型或運行軌跡等，因此，興起了為工業生產服務的測量技術。其手段和儀器設備，主要是以電子經緯儀或全站儀、攝影儀或顯微攝影儀、激光掃描儀等傳感器在電子計算機硬件和軟件的支持下形成的三維測量系統。這些技術的引進，使工業現場精密測量自動化水平大大提高。

(五)城市地下管線探測技術

地下管線探測、檢測與評估技術為摸清城市已有地下管線的現狀，以及評估地下管線的風險提供了一種快捷、經濟和有效的手段。非金屬管線探測技術中的探地雷達彌補了常規地下管線探測儀在探測非金屬地下管線方面的缺陷，已成為探測非金屬地下管線的重要技術方法之一。電子標識器的使用為探測非金屬地下管線提供了一種新的方法。城市地下管線信息管理系統建設已由原來孤立的系統建設模式，逐步發展成為充分整合城市已有的地下管線信息資源，建立城市地下管線信息共享平台。

海洋測繪學：海洋空間的測繪科學技術學科

(一)海道測量

在海洋測深過程中，為解決回聲測深儀波束角效應使記錄的測深圖象失真問題，提出了波束角效應的改進模型及其改正算法。針對多波束測深數據集，採用改進的距離反比權重算法和多細節層次模型技術來建立海底數字地形模型（DTM）。應用雙頻GPS動態後處理高精度定位技術建立了一套完整的GPS無驗潮海洋深度測量作業模式，顯著提高水深測量成果的精度。

(二)海洋重力場與磁力場測量

有關海洋重力的確定，首先研究了建立我國陸海新一代平均重力異常數字模型問題：基於重力場的頻譜理論，給出了擾動引力在全球平均意義下的功率譜表達式；推導了垂線偏差同大地水準面差距偏導數的轉換公式；推導了水平重力梯度邊值問題的級數解。

對海洋磁力測量的研究，從磁偶極子磁場出發，推導出一個簡單的測線間距計算公式。基於磁力線定義和均勻磁化球體周圍的磁場分佈，推導出一個簡單的磁力線簇公式。以陸用地磁日變站為基礎，結合DGPS系統和浮標技術，自行設計開發數據實時採集與傳輸系統。採用佈設海底地磁日變觀測錨系的技術方法，解決了遠海區磁測日變改正觀測資料問題。

(三)空基海洋測繪技術

首先重點研究了利用有理函數模型實現高分辨率衞星CCD影象的單片定位的方法；其次提出了一種遙感圖象半自動提取建築物的方法；第三提出了一種基於多分辨率小波高頻特徵係數的高光譜遙感影象亞像素目標識別方法；第四針對IKONOS高分辨率衞星影象處理中的不適應性，提出一種更為精確細緻的圖象融合方法—自適應小波包分析法；第五從測高衞星飛行軌道的規律出發，提出了採用“距離加權平均”計算正常點海面高的新方法；第六研究了觀測衞星的選擇對基線解算質量的影響，提出了提高基線解算質量的人工選星的基線處理方法。

(四)海圖製圖與海洋地理信息工程

首先提出了基於Circle原理和“優勝劣汰”思想的地圖綜合新算法；其次探討了數字測圖中的座標變換方法，總結了一套作業思路和方法；第三提出了基於Flash技術製作多媒體電子地圖的解決方案及實現過程；第四研究了一種由計算機自動生成Delaunay三角網的增點生長構造法；第五實現了MapInfo圖形數據在IE中的顯示與瀏覽，從而驗證了用VML實現地理空間數據可視化的可行性；第六建立了計算機海圖檔案系統。