Un breve análisis del importante papel de la topografía y la cartografía en la construcción económica de China
La construcción del proyecto nacional de instalaciones básicas de topografía y cartografía aprobado por la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma el 1 de octubre de 1999 165438+ iniciado, organizado e implementado por la Oficina Estatal de Topografía y Cartografía, y llevado a cabo por 33 unidades de topografía y cartografía en todo el país. El proyecto nacional de instalación básica de topografía y cartografía, con una inversión total de 260 millones de yuanes, se completó por completo después de cinco años de construcción. Se ha establecido un sistema de procesamiento de datos de teledetección espacial, un sistema de tecnología de producción de datos de información geográfica básica y un sistema de información geográfica básica. sistema de tecnología de servicios de gestión y adquisición de información geográfica básica nacional, infraestructura moderna de topografía y cartografía que consta de servicios y aplicaciones de procesamiento, almacenamiento y gestión, distribución. Ha realizado de manera integral el salto histórico del sistema tradicional de tecnología de topografía y cartografía al sistema de tecnología de topografía y cartografía digital, mejorando en gran medida la eficiencia de producción y las capacidades de servicio de información de la topografía y cartografía básica.
Con la aceleración del proceso de informatización de la economía y la sociedad nacionales, la demanda de la sociedad de recursos de información geográfica ha aumentado rápidamente y se han producido cambios profundos en la tecnología de topografía y cartografía y en los métodos de asignación de recursos. El departamento de topografía y cartografía comenzó a establecer un sistema de topografía y cartografía basado en información que "adquisición en tiempo real de información geográfica, procesamiento automatizado, servicios en red y aplicaciones socializadas". La tecnología de observación de la Tierra espacial, la tecnología de servicios de información geográfica en red y la tecnología de integración 3S se han convertido en el núcleo del sistema de tecnología de topografía y cartografía. Los servicios de topografía y cartografía se han transformado de servicios de mapas estandarizados y profesionales a servicios geográficos integrales, altamente dinámicos, digitales y en red. servicios de información.
Durante los últimos 30 años, el departamento de topografía y cartografía ha implementado vigorosamente la estrategia de "promover la topografía a través de la ciencia y la tecnología", con el objetivo de llevar a cabo investigaciones científicas en las áreas fronterizas de la tecnología topográfica y cartográfica internacional. realizar investigaciones científicas sobre las principales tecnologías clave en la industria de la topografía y la cartografía, promover la actualización de la tecnología de la industria y promover el desarrollo de la topografía y la cartografía proporciona un gran poder.
——El trabajo de topografía geodésica de China ha cambiado el modelo de trabajo tradicional. Desde 1978, los instrumentos geodésicos terrestres de mi país han evolucionado desde instrumentos ópticos de función única hasta equipos digitales multifuncionales. El trabajo de topografía geodésica tradicional es muy duro. Los topógrafos de campo necesitan transportar decenas de kilogramos de instrumentos y trabajar duro en diversos entornos, como los desiertos de meseta. Desde la reforma y apertura, con el rápido desarrollo de las tecnologías láser, electrónica, espacial, informática y otras, la teoría y la tecnología del levantamiento geodésico se han transformado de tradicionales a modernas, y los métodos de trabajo del levantamiento geodésico han experimentado cambios cualitativos.
En 1979, la Oficina Estatal de Topografía y Cartografía y la Oficina del Estado Mayor de Topografía y Cartografía formularon un plan para establecer la Red Geodésica Doppler por Satélite de China y organizaron la Red Doppler Nacional por Satélite desde abril de 1980 hasta octubre. 10 37 en punto) observación de campo. Luego, realice un análisis científico completo de los datos de observación de la red geodésica totalmente por satélite desplegada en todo el país y adopte medidas estrictas de procesamiento de datos. En 1984, después de las entonces exclusivas redes de Europa occidental y América del Norte, se estableció con éxito la red satelital Doppler de mi país. Una vez completada la red, se enviará a los departamentos de defensa nacional, petróleo, aeroespacial y otros para su uso de manera oportuna. Los resultados de la aplicación muestran que este logro mejora la precisión del impacto de las armas de largo alcance, mejora la precisión de la órbita de los cohetes y satélites de mi país y proporciona coordenadas geocéntricas precisas para las estaciones de observación, seguimiento y medición de la órbita de los satélites, mejorando así la precisión de la determinación de la órbita de los satélites; Proporciona parámetros de conversión precisos que pueden convertir la posición geocéntrica medida en cualquier punto del terreno al sistema de coordenadas geodésicas unificadas de mi país. Proporciona una base científica precisa para la exploración petrolera, la exploración geológica, el estudio de recursos marinos y la determinación de la distancia y orientación entre la Estación de la Gran Muralla Antártica y Beijing. 1988 "Diseño de red nacional de satélites Doppler y cálculo de diferencias" aprobó la evaluación. El establecimiento de esta red marca que la aplicación de la tecnología de posicionamiento Doppler por satélite de mi país en geodesia ha alcanzado el nivel avanzado internacional en la década de 1980.
Con el fin de brindar apoyo topográfico y cartográfico para la exploración geológica petrolera a gran escala en las áreas desérticas de las tres cuencas principales del noroeste, y para determinar los parámetros de conversión óptimos entre coordenadas geocéntricas y coordenadas geodésicas en el región noroeste, la Oficina Estatal de Topografía y Cartografía, la Oficina de Petróleo de Qinghai y la Oficina de Petróleo de Xinjiang. En cooperación con otras unidades, la Red de Posicionamiento por Satélite del Noroeste se estableció en 1984. Los 39 puntos de esta red coinciden con ubicaciones nacionales de primer nivel, que cubren 5 provincias de Shaanxi, Gansu, Qinghai, Xinjiang y Tíbet, con una superficie de más de 3 millones de kilómetros cuadrados. Para participar en la medición conjunta sincrónica se enviaron 17 localizadores satelitales Doppler, con una precisión de posicionamiento de 0,54 metros. La precisión de los parámetros de conversión de coordenadas geocéntricas alcanzó el nivel internacionalmente avanzado en ese momento. El establecimiento y aplicación de la Red de Posicionamiento por Satélite del Noroeste ha proporcionado experiencia y ha cultivado talentos para el despliegue y la investigación científica de la red nacional de posicionamiento por satélite terrestre y oceánico. Sobre esta base, 52 unidades directamente afiliadas, incluida la Oficina Estatal de Topografía y Cartografía, el Ministerio de Petróleo, el Ministerio de Geología y Recursos Minerales y la Administración Oceánica Estatal, comenzaron a llevar a cabo operaciones conjuntas de posicionamiento por satélite Doppler a mayor escala a partir del 65 de agosto de 438. a agosto de 0987. Se enviaron sesenta posicionadores de satélites Doppler para realizar observaciones en cuatro zonas de observación: las plataformas continentales occidental, central, oriental y oceánica de mi país. A finales de febrero de 1991, mi país tenía más de 700 puntos de posicionamiento por satélite Doppler, lo que lo convertía en el país con más puntos de posicionamiento por satélite Doppler en ese momento.
65438-0988, la Administración Estatal de Topografía y Cartografía utilizó la tecnología de posicionamiento por satélite Doppler para llevar a cabo pruebas conjuntas de la Red de Posicionamiento de las Islas Nansha y la Red Nacional Astronómica y Geodésica. Ese mismo año, se comenzó a diseñar la red de posicionamiento por satélite GPS de la Plataforma Continental de China organizada por la Administración Estatal de Topografía y Cartografía, la Administración Oceánica Estatal y otras unidades, con 52 puntos de posicionamiento. Esta es la primera vez que se utiliza GPS en levantamientos geodésicos en mi país, llenando el vacío en el posicionamiento geodésico por satélite en mi país.
Después de 1990, el departamento de topografía y cartografía comenzó a utilizar GPS para diseñar la red nacional de control aeroespacial. La tecnología GPS se ha utilizado ampliamente en diversos campos del trabajo topográfico y cartográfico, lo que ha mejorado enormemente la eficiencia de la producción.
65438-0990, la Oficina Estatal de Topografía y Cartografía organizó la demostración del programa y la planificación preliminar de la red nacional GPS de alta precisión y la estación de seguimiento de seguimiento GPS. Desde 1991, la Oficina Estatal de Topografía y Cartografía ha organizado e implementado el despliegue de una red nacional de GPS de alta precisión. De 65438 a 1992, la Oficina Estatal de Topografía y Cartografía y el Ministerio de Geología y Recursos Minerales llevaron a cabo conjuntamente estudios GPS a nivel nacional, lo que permitió a mi país establecer una red central de control GPS de alta precisión en un período de tiempo relativamente corto: el ' Red GPS de nivel 92A, que marca la aplicación y el desarrollo de la tecnología GPS de mi país. La investigación ha entrado en la etapa de investigación conjunta. En 1992, China también participó en el Estudio GPS Internacional de 1992 organizado por el Servicio Geodinámico GPS Internacional (IGS), utilizando cuatro receptores GPS para realizar observaciones en Beijing, Shanghai, Han y Ningxia dentro del tiempo especificado. En 1993, se completó el establecimiento de la estación de seguimiento por satélite GPS y se estableció un campo de verificación GPS en Beijing. En 1995, se completó el estudio de campo de la red GPS de nivel B de alta precisión. En 1996, se completó la nueva prueba de la red GPS de nivel A de alta precisión y se volvieron a probar y agregaron 55 nodos de nivel A. De 1995 a 1997, se completó básicamente el procesamiento de datos de la red GPS de nivel A y la red GPS de nivel B.
En 1998, la red nacional GPS de nivel B de alta precisión pasó la evaluación de aceptación nacional y se anunció y puso en uso la primera red troncal de control aeroespacial a gran escala de mi país. La red nacional de GPS de alta precisión ha alcanzado el nivel avanzado de redes internacionales similares.
La red nacional de GPS de alta precisión incluye estaciones de seguimiento permanente GPS y redes GPS de alta precisión A y B, de las cuales se han establecido 8 estaciones de seguimiento permanente. Hay 33 salidas de nivel A, que se volvieron a probar en 1996;
La Red Nacional GPS de Alta Precisión es la primera red de control espacial implementada utilizando métodos geodésicos modernos en China (excepto la provincia de Taiwán). Este trabajo no solo proporcionó resultados confiables para el geoide refinado de mi país, sino que también mejoró en gran medida el nivel técnico de la aplicación de posicionamiento GPS de mi país, los talentos cultivados y la experiencia acumulada.
Además, la Oficina Estatal de Topografía y Cartografía construyó inicialmente un sistema nacional de servicio satelital GPS, que se puso oficialmente en funcionamiento desde finales de 1996, brindando servicios de efemérides de precisión GPS a la sociedad. Se han establecido ocho estaciones permanentes de rastreo GPS en Beijing, Lhasa, Wuhan y Urumqi, formando una red de rastreo satelital GPS con observación continua y operación estable a largo plazo. El servicio de efemérides proporcionado a los usuarios por el departamento de topografía y cartografía pertenece a los parámetros orbitales después del paso del satélite. Es un tipo de información de posprocesamiento y posprocesamiento que es adecuada para posicionamiento geodésico y diversos posicionamientos no en tiempo real. con requisitos de alta precisión.
——La fotogrametría se ha embarcado en el camino del mapeo automático totalmente digital. Los instrumentos analógicos tradicionales de topografía y cartografía tienen una gran precisión, pero son muy voluminosos, ocupan una gran superficie y son difíciles de mantener. No sólo requieren mucha mano de obra sino que también son poco eficientes. En 1981, el trazador CNC desarrollado por el Instituto de Ciencias de Topografía y Cartografía de la Oficina Estatal de Topografía y Cartografía pasó la evaluación nacional con un rendimiento estable y alta precisión. En 1982, se desarrolló un proyector de ortoimágenes controlado numéricamente. Para satisfacer las necesidades de la producción de topografía y cartografía, la Oficina Estatal de Topografía y Cartografía emitió el proyecto clave de investigación científica de 1984 y desarrolló un instrumento de mapeo y análisis de topografía y cartografía. Después de un arduo trabajo, el Instituto de Ciencias de Topografía y Cartografía de la Administración Estatal de Topografía y Cartografía desarrolló con éxito el trazador analítico JX-1, el trazador analítico JX-3 y el software de soporte que integran tecnologías informáticas ópticas, mecánicas y eléctricas, llenando el vacío doméstico. y ocupar el mercado interno.
El instrumento analítico de topografía y cartografía JX No. 3 es el principal instrumento en el campo de la fotogrametría y la teledetección. Es un sistema integral que integra óptica y maquinaria de precisión, control automático, software y hardware informáticos. tecnología topográfica y cartográfica. En el pasado, este tipo de instrumento dependía completamente de las importaciones y el precio de cada instrumento llegaba a 6.543.805.000 RMB. A principios de 1988, se presentó al público el cartógrafo analítico JX No. 3, un instrumento de reconocimiento aéreo doméstico líder en el mundo. En el mismo año, se puso en producción en masa. En 1990, fue calificado como un nuevo producto nacional. En 1992, ganó el primer premio del Premio Nacional al Progreso en Ciencia y Tecnología. se utiliza en topografía y cartografía, geología, transporte, conservación de agua, metalurgia, etc. en 25 provincias, municipios y regiones autónomas de todo el país. La construcción urbana y otros campos profesionales representan el 80% del mercado interno.
La promoción y aplicación del mapeador analítico JX-3 no solo reduce la intensidad de mano de obra de los operadores, sino que también mejora el nivel de modernización de las operaciones de levantamiento aéreo, acumula una experiencia valiosa para la investigación y el desarrollo de levantamientos aéreos totalmente digitales. Instrumentos y cultiva un grupo de talentos.
En junio de 1998, la estación de trabajo de fotogrametría digital JX-4A pasó la evaluación. La estación de trabajo de fotogrametría digital JX-4A es un subproyecto del programa "863" de Tecnología Nacional de Procesamiento y Adquisición de Información y un proyecto del fondo de desarrollo de ciencia y tecnología de topografía y cartografía de la Oficina Nacional de Topografía y Cartografía.
De acuerdo con la demanda del mercado en la industria de topografía y cartografía de medios y equipos más avanzados para la revisión de mapas a escalas 1:50.000, 1:1.000 y mayores, el equipo de investigación de la Academia China de Topografía y Cartografía encabezado por el académico Liu Xianlin de la Academia China de Ingeniería, pasó más de un año. Gracias a nuestros esfuerzos, desarrollamos con éxito el mapeador analítico JX No. 3, que adoptó la última plataforma de software y hardware.
Esta estación de trabajo de fotogrametría totalmente digital utiliza una microcomputadora como computadora host y una tarjeta de visualización estereoscópica de fotogrametría dedicada para lograr itinerancia de imagen dual y zoom de imagen rápido. Es la primera de su tipo en. hogar y en el extranjero. Tiene potentes funciones de edición tridimensional, una interfaz china completa, orientación interna, orientación relativa, orientación absoluta, correlación de imágenes, generación de modelos terrestres digitales, producción de ortofotos digitales y funciones de mapeo digital de interacción persona-computadora, medios efectivos de control de calidad y operación. Sencillo y flexible.
La estación de trabajo de fotogrametría digital JX-4A es una tecnología clave en el sistema de tecnología de topografía y cartografía digital. Se ha utilizado en la producción a gran escala de productos de topografía y cartografía digital, ocupando la mayor parte del mercado chino y vendiéndose. a Japón, Finlandia, Pakistán y otros países. Este logro le valió el primer premio del Premio Nacional al Progreso en Ciencia y Tecnología 2001. La realización de la transformación del sistema tradicional de tecnología de topografía y cartografía analógica al sistema de tecnología de topografía y cartografía digital es un avance importante en el desarrollo de la alta tecnología de topografía y cartografía moderna.
En 2007, mi país desarrolló con éxito equipos de fotografía aérea de alta resolución, como la fotogrametría aérea digital de la serie SWDC, que cambió la dependencia a largo plazo de películas extranjeras y fotogrametría aérea digital para la fotogrametría aérea de mi país. Como medio técnico importante para la adquisición y actualización de información espacial automatizada e inteligente, llena el vacío nacional.
En los últimos 30 años, China ha logrado grandes logros en los campos de la fotogrametría y la tecnología de detección remota. En términos de capacidades de adquisición de datos, ha desarrollado con éxito una serie de sensores y lanzado más de 50 satélites de observación de la Tierra, formando cuatro sistemas de satélites de observación de la Tierra de serie civil para la reducción de desastres ambientales, oceánicos, de viento y de nubes. La capacidad total acumulada de almacenamiento de datos de imágenes supera los 660 TB, cubriendo 150.000 kilómetros cuadrados de áreas terrestres y marítimas en China y los países y regiones circundantes. Se ha establecido un equipo de investigación multidisciplinario y más de 160 universidades e institutos de investigación han abierto especialidades relacionadas con 3S; Nacieron varias empresas de información aeroespacial y se desarrollaron con éxito una gran cantidad de productos de software. Al mismo tiempo, se han comenzado a establecer sistemas y estándares de gestión de información geoespacial que satisfagan las necesidades del desarrollo industrial.
——La producción de mapas avanza hacia la era de la topografía y la cartografía basadas en información. Desde la década de 1980, la producción de mapas de mi país se ha ido deshaciendo gradualmente del método tradicional de cartografía manual. El sistema de cartografía digital que integra el dibujo y la publicación de mapas se ha convertido en el medio técnico básico de producción de mapas. Con la actualización de la tecnología topográfica y cartográfica, los mapas, como producto final de la topografía y la cartografía, están experimentando cambios profundos.
El dibujo por ordenador sustituye al dibujo manual durante el proceso de producción. No solo mejora significativamente la eficiencia de la producción, sino que también enriquece enormemente el efecto de interpretación: cambios estáticos, cambios silenciosos en sonidos y lo bidimensional se vuelve multidimensional. En particular, mediante el uso de tecnología multimedia moderna, el uso de mapas digitales como fondo y mediante un diseño humanizado, podemos proporcionar a las personas excelentes mapas de tecnología de la información que los mapas tradicionales no pueden igualar.
En términos de expresión, los mapas analógicos se han convertido en mapas digitales. Un mapa digital es un mapa virtual, un conjunto de datos geoespaciales. Los mapas digitales son visuales, como los que se muestran en una pantalla, a menudo llamados mapas electrónicos, mientras que los mapas en papel se pueden imprimir en un trazador de computadora. Los mapas digitales son flexibles, no están limitados por el tamaño de los mapas topográficos tradicionales y la escala de visualización o salida se puede ajustar; los mapas digitales son fáciles de modificar y actualizar, lo que favorece el mantenimiento de su estado actual; (como CD), transportarlos y utilizarlos.
En términos de adquisición de información, existe un impulso para la adquisición rápida de información a través de múltiples medios, automatización, para todo clima y ciclos cortos. Si bien se ha mejorado la automatización de los estudios terrestres y la recopilación de información cartográfica, el desarrollo de sistemas de fotogrametría totalmente digitales, especialmente el lanzamiento de satélites de observación de la Tierra y el desarrollo de la tecnología de teledetección aeroespacial, ha hecho que la rápida adquisición (actualización), procesamiento y suministro de La información geográfica espacial es una realidad. La resolución espacial de las imágenes de teledetección por satélite sigue mejorando y la resolución temporal sigue acortándose.
En términos de contenido, no sólo es informativo sino también escalable. El contenido de la información topográfica y cartográfica en mapas simulados está muy limitado y restringido por la forma de expresión del producto. Solo puede mostrar las características más básicas y limitadas de unas pocas características del terreno cuando el mapa es claro y sin obstáculos. Por ejemplo, en un diagrama de simulación 1:500, una casa sólo se puede marcar con el número de plantas y materiales de construcción. En la teoría de mapas digitales, se puede adjuntar información geográfica ilimitada (llamada atributos) a los datos de la misma característica, como nombre de usuario, altura del edificio, área de construcción, año de construcción, unidad de diseño, etc.
En términos de calidad de los datos, la calidad matemática mejora debido a relaciones matemáticas estrictas y una precisión matemática constante. Los mapas digitales no afectarán la calidad de sus datos debido a diferencias en los dispositivos de salida o cambios en la escala de salida.
En cuanto a tipos de productos, existe una tendencia a la diversificación. Además de los productos 4D, existen innumerables sistemas de aplicaciones temáticas, mapas temáticos y mapas multimedia producidos a partir de productos 4D que utilizan tecnología SIG y tecnología multimedia.
——La integración de la tecnología 3S está a la vanguardia del mundo. La integración de la tecnología 3S es la integración del Sistema de Posicionamiento Global (GPS), Fotogrametría y Teledetección (RS) y el Sistema de Información Geográfica (SIG). Es la tecnología de vanguardia en el desarrollo de la ciencia de la información geoespacial en los últimos años. La integración 3S incluye la integración 3S espacial y la integración 3S terrestre.
La integración 3S basada en el espacio tiene como objetivo lograr posicionamiento directo, reconocimiento, orientación y medición de información de teledetección aeroespacial. La integración 3S terrestre tiene como objetivo lograr operaciones en tiempo real, como posicionamiento y navegación montados en vehículos y en el aire, así como posicionamiento, seguimiento y medición de objetivos terrestres. Nuestro país ha logrado una serie de logros importantes en este campo, como la combinación de GPS y SIG, y se han llevado a cabo y puesto en práctica investigaciones de aplicaciones en seguridad pública urbana, transporte, extinción de incendios, navegación, etc. La combinación de RS y SIG incluye, por un lado, proporcionar información temática o actualizar la base de datos para SIG a partir de datos de teledetección y, por otro lado, extraer información auxiliar y conocimientos necesarios de SIG para lograr una clasificación e interpretación inteligente de la teledetección. imágenes. Nuestro país ha seguido la tendencia general del desarrollo internacional en este campo, entró en las filas internacionales avanzadas en investigación y aplicación y logró una serie de resultados que se han aplicado en la práctica en los campos de monitoreo dinámico de desastres por inundaciones y transmisión de información.
En el siglo XXI, con el rápido desarrollo de la tecnología de la información, la tecnología 3S se ha integrado gradualmente con tecnologías nuevas y avanzadas, como computadoras, redes y comunicaciones, y se ha utilizado ampliamente, mejorando así continuamente la tecnología. contenido de productos de información geográfica y capacidad de servicios en red. La producción y los servicios de productos de alta tecnología, como la navegación para automóviles, el posicionamiento móvil personal y los mapas de Internet, están en auge, y ha surgido un gran número de empresas de información geográfica con capacidades de innovación independientes, lo que ha promovido eficazmente el desarrollo de la industria de la información geográfica. . La industria de la información geográfica, respaldada por la tecnología 3S y centrada en recursos de información espacial, se ha convertido en un nuevo punto de crecimiento económico para la industria de servicios moderna, abriendo un campo de servicios más amplio y un espacio de desarrollo para la topografía y la cartografía.