城市三维建模

近30年间，测绘地理信息行业经历了几次技术变革，测绘手段从模拟、数字、信息到现在的智慧，测绘成果形式由图、数据、信息到现在的决策，发展之迅速超乎想象。科技是第一生产力，科技创新就是推动生产力发展的必杀技。地理信息领域的科技创新为整个行业带来了全方位的革新，无论是地理信息数据的获取方式、处理平台和服务理念等都发生了巨大变化。

JX-3测图仪

早在上世纪90年代，由于整体技术水平的落实，我国生产与科研使用的高端测绘地理信息装备还大都是进口的洋货，面对国外产品的垄断局面，以“时代先锋”中国工程院院士刘先林为代表的测绘人，坚信别人能做出来的设备，我们也可以。笃定和自信的测绘人，紧紧围绕测绘地理信息科技创新和成果转化，以研制开发国产化现代测绘高新技术产品为己任，成功研制了系列测绘地理信息高端装备，从国产化的模拟测图仪JX3，到全数字的JX4，以及今天的JX5，从SWDC系列数字航空摄影仪，到国际领先的车载激光测量系统等，多个产品填补了国内空白，在实现高端测绘地理信息装备国产化的同时，有效缩短了我国测绘地理信息技术与世界前沿水平之间的差距，为我国测绘地理信息科技进步和产业发展作出了卓越贡献。

JX4数字摄影测量工作站。

SWDC数字航空摄影仪。

SSW车载激光建模测量系统。

SSW应用——井盖权属调。

SSW采集的道路点云。

最早进入数字时代的国产化装备，当属数字摄影测量系统，就是由JX3测图仪发展而来的JX4数字摄影测量工作站，直至后来的VirtuoZo等同类产品的陆续推出，我国的摄影测量处理装备真正开始了长达10余年的数字化发展历程，彻底改变了测绘生产作业方式。由原来的铁疙瘩变成了现代化的计算机，生产效率与成果质量都大幅提升，具有很高性价比的国产化数字摄影测量装备完全把进口的装备挤出国门，全国测绘单位的国产化普及率达到95%以上，还实现了出口创汇，走出国门。

由于航空摄影测量技术的中间环节最先实现了数字化，于是如何把航飞得到的照片影像变成数字影像就是必须要考虑的，在这种刚性需求的驱使下，航空影像扫描仪应运而生。它是由模拟转数字的必要装备，虽然自始至终国内只研制出一款可用的影像扫描仪装备，即Imatizer影像扫描仪，但是，短短10年时间，近40套的销量依然为我国的数字化测绘生产体系的形成起到了重要推动作用。相比模拟，数字化为测绘生产带来的好处让装备研制者开始思考，既然数据处理技术可以数字化，是否可以把前端的数据获取技术也从模拟转变成数字，形成数字化的整体解决方案呢。于是，几十年沿用的传统航空摄影装备——胶片相机成为改变的关键传感器。数字航空摄影仪便是在这样的市场需求下开始进入研发阶段，直至2007年，我国第一套国产化大面阵数字航空摄影仪——SWDC数字航空摄影仪的问世，才真正终结了我国国产化摄影测量装备的模拟时代。

Imatizer 影像扫描仪。

以SWDC为代表的数字航空摄影仪是一个具有跨时代意义的国产化高端测绘装备，它不仅节省了胶片冲洗，影像扫描的中间环节，大幅提高数据获取的效率，更重要的是它把中国的航空摄影技术带入到数字化时代，从而完善了我国航空摄影数字化生产体系的最终形成。

随着数字城市、智慧城市的推进，建立三维城市模型成为政府发展地理信息产业的重要一环，由此倾斜摄影技术随之诞生，并迅速成为地信企事业单位迫切的需求，从而激发出国产化倾斜航摄仪装备的发展与应用。目前，国产化大型倾斜相机以SWDC-5数字航空倾斜摄影仪为典型代表，另有AMC倾斜摄影系统和TOPDC-5倾斜数字航摄系统，而搭载到无人机上小型的倾斜相机更是如雨后春笋般不断涌现。作为高端的测绘装备，从2010年开始，国产化倾斜航摄仪的发展由缓慢到繁荣，完全取决于倾斜影像后处理软件技术的成熟与否。如今，可处理倾斜影像的后端软件层出不穷，既有进口软件，也有倾斜航摄仪装备厂家自己研制的软件，还有用户自主研制的建模软件。今天，智慧城市的市场需求十分旺盛，必将带动大型倾斜航摄仪和各种型号的无人机倾斜摄影装备的空前繁荣。

SWDC-4。

 LC-3500机载激光雷达系统。

当代技术发展催生出新的地理信息采集装备和系统，伴着国际先进地信装备技术的激励，国产化高端测绘装备也在不断更新。原有的CCD单一传感器已经不能满足地理信息市场发展的需要，将多个传感器集成起来，获取多源数据，才能满足生产单位高效、便捷、精准的装备需求。因此，激光、SAR、可见光、高光谱等多种数据纷纷登场亮相，他们不再是影像数据的补充，而是和影像一起集成为一个系统，得到用户所需的多种应用成果。例如，空中的机载激光雷达系统、合成孔径雷达系统、高精度轻小型航空遥感系统、地面的移动测量系统、地理信息应急监测车等都是多传感器集成的代表装备，装备搭载的平台也由大飞机扩展到超低空飞行器和无人机。

其实，多种传感器集成起来并不难，难的是一个集成系统的优劣要取决于每一个传感器的技术水平。就拿现在连网商都热衷的车载移动测量系统来说，它是集CCD、激光、IMU、GPS等多种传感器于一体的移动扫描系统，获取的数据包括影像、点云、外方位元素和位置信息等多信息数据，每一种传感器的配置都决定着数据的精确度，进而影响系统整体精度和应用效果。因此，就集成系统的硬件来说，对每一款传感器的依赖是很强的，尤其是国内技术尚不成熟的高端传感器激光扫描仪和惯性导航系统（IMU），进口高精度传感器国外禁售，国产化的研制水平、稳定性都有待提高，若想提升整个系统的性能便是心有余而器不足。所以，高端的国产化集成测量装备与高端的国产化传感器就一定是相互制约、相互促进的。典型的例子就是刘先林院士指导研制的SSW车载激光建模测量系统。因坚持国产化理念，系统中激光扫描仪、惯性导航系统等关键传感器均采用了国产化设备，通过SSW系统的需求提升来带动激光、惯导等国内传感器的不断进步，而SSW也因为关键传感器升级提高了整个系统硬件的性能。当然，系统软件也是影响设备应用至关重要的部分。

应用SWDC数据制作的数字洛阳。

对大众而言，地理信息产业是一个生产型、服务型的行业，而地理信息装备则是实现生产服务的工具和武器，是地信金字塔中的底座，底座是否坚实直接影响塔身的坚挺。我国国产化高端测绘装备的发展历史只有短短的30余年，却经历了从模拟、数字、信息化到未来的智慧，从光机电仪器、CCD传感器、多传感器集成到未来的传感器网络，计算工具由单机版、网络版到未来的云架构，这一系列测绘装备的改变为行业带来了新的任务和需求，直接影响着地理信息产业的发展变迁。

在那个经济发展相对滞后的20世纪，国产化高端测绘装备的推出鼓舞人心、备受青睐。如今，我国经济持续高速增长，地理信息也迎来难得的发展机遇，国产化测绘地理信息装备得到了快速发展，取得了长足进步，与国际前沿技术和一流设备相比从“跟跑”，到“并跑”，乃至“领跑”的局面。但是部分技术先进、价格便宜的国产化装备在实际推广中却屡受冷遇，个中缘由也值得深思。

（作者单位：北京四维远见信息技术有限公司）（中国测绘2016年第3期）