今年5月，自然资源部在长沙召开了全国测绘地理信息工作会议，要求加快推进测绘地理信息转型升级，更好支撑高质量发展。

数字化时代测绘地理信息事业如何转型升级，才能充分发挥时空信息数据要素价值，全面有效地支撑国家和地方高质量发展，也是中国工程院院士陈军近一年来反复思考的问题。

“要通过提供无所不在的时空连接、无时不用的时空计算、无所不及的时空智能，充分发挥时空信息的价值与作用，切实地推动其在数字经济、数字生活、数字治理等方面的深层次、高水平应用，实现时空信息赋能高质量发展。”6月27日，陈军在接受记者专访时表示。

转型是大势所趋，时空信息大有作为

“转型是大势所趋。”陈军认为，首先，高质量发展对时空信息赋能提出了迫切的需求。“高质量发展的各项活动都是在地理空间中进行的，具有显著的时空特征。从‘有没有’转向‘好不好’，其重要特征是整体性、空间性、连续性，分别指向专题属性、地理空间、时空序列。”在他看来，无论是单一领域或行业的数字化赋能，还是面向全社会的全局性赋能，都离不开时空信息的支撑。时空型赋能是数字化赋能的高级形式，其本质是面向高质量发展的时空信息需求，通过时空数据增强、时空技术嵌入和时空服务协同等方式，发挥时空基底、时空关联、时空伴随、时空契合等作用，助力经济发展、社会变革，以及政府治理“要素、流程、组织”的有效变革与重组。

其次，要实现新时期测绘地理信息工作“两支撑、两服务”这一定位，亟须更新观念、科技创新、跨界融合，提供高质量时空信息与技术产品。对于国家和地方测绘部门而言，亟须提出时空信息赋能高质量发展的新理念、研制实景三维的新产品、研发智能化测绘的新技术，从传统基础测绘走向新型基础测绘。

“服务高质量发展，时空信息大有作为。”陈军认为，一方面，当前测绘地理信息事业的内外部环境、产品、生产服务模式、知识体系均发生了巨大变化。经过多年发展，以空间定位、对地观测、地理信息系统为核心的测绘技术取得了长足进步，与相关科技的交叉融合渐成常态，获取、处理、服务能力显著提升。另一方面，时空信息在高质量发展条件研判、环境调查、状态监测、过程洞察、趋势预见、跟踪问效、模式重塑创新等方面将发挥不可取代的重要作用。

陈军也表示，以时空信息技术支撑数字化发展、赋能高质量发展，当前仍面临着不少挑战。如高质量发展对时空信息的精细程度、时间频度、服务方式等提出了诸多新要求，迫切需要提供高质量时空信息，支撑高层次时空分析，实施高水平时空赋能。

数字化测绘技术的革新与壁垒

按照以往的手段利用皮尺或钢卷尺进行房屋测量，虽然也能测量出来，但遇到实地环境较为复杂、不规则或异形的建筑，通过技术人员的反复手动测量得到测绘的基础成果，不仅会出现与实际数据有较大误差的情况，而且还存在着工作强度大、工作繁杂等缺点。

在高新技术快速发展的今天，这个方法已明显不符合当今信息化社会快速、高效率的要求，需要利用新技术解决房屋建筑面积测算中存在的问题。

随着数字技术的飞速发展，数字化测绘技术在一定程度上已经可以取代传统的测绘技术。红外激光测量仪作为近几年兴起的高新信息采集技术，能够高精度、高速地测量出距离、面积、体积等指标，同时还可以用于图形测绘、参考点测量等多种场景，在各行各业中都有广泛的应用，如建筑业、高尔夫、户外、行车速度与车距测量等。

虽然激光测距仪有着许多优点，但是在其使用中还存在一些痛点和难点。最为突出的问题是对于测量范围的限制。传统的激光测距仪受限于设备本身的物理特性，其测量范围通常在数十米以内，这在大型建筑、工厂等场所无法满足需求。此外，激光测距仪的精度和使用寿命与其自身质量直接相关，低端产品经常出现精度低、数据传输不稳定等问题，严重影响测量效果和工作效率。

激光雷达，地灾防治工作的“CT机”

2018年3月，许强在全国两会上提出构建天空地一体化的“三查”体系。通过高精度光学遥感+InSAR的“普查”、机载LiDAR+无人机航拍的“详查”、地面调查核实+监测的“核查”共同组成的“天空地”一体化的“三查”体系。

如何精准识别高位隐蔽性滑坡及其他地灾隐患？许强在多方调研后，发现结合激光雷达技术的现代遥感技术可以有效解决高位隐蔽性地灾隐患问题。

在谈到激光雷达技术的优势时，许强不无感慨地说：“无论是地灾防治工作还是实景三维中国、‘数字中国’建设，激光雷达技术都能参与其中且发挥至关重要的作用，这么好的技术，我们一定不能闲置、浪费了。”

对于激光雷达遥感在地灾防治领域的应用，许强有一个形象的比喻：地灾防治就像是医生治病，首先要发现病灶，其次它有哪些性状，然后地质“医生”才能针对性地治疗和开药方。在这一过程中，激光雷达遥感技术就像是地灾防治工作的“CT机（计算机X线断层摄影机）”或者“B超机（B型超声检查机）”，它能够解决高山密林郁闭度和隐蔽性的难题，通过多回波激光反射去除植被影像，露出裸露的地表，使隐藏于植被之下的滑坡、裂缝等暴露无遗，就像人脱去衣服露出伤疤，或通过CT或B超查出体内的损伤和病灶一样。

“传统光学遥感固然能够直观观察到大面积的地质形变，但处于高山密林中的小型滑坡体、地质损伤（如裂缝、下错台坎等）等地灾隐患就需要动用激光雷达遥感技术来进行局部扫描。”为了形象展示激光雷达遥感影像在滑坡体边缘突出显示和活动断层精准定位及描述等技术优势，许强展示了两张遥感影像，在传统光学遥感影像中，山体整体较为平滑，仅能看到细微的深色区域，而在另一张激光雷达遥感影像中，则可以清晰地看到密林之下地质裂缝和滑坡边界的清晰脉络。

许强进一步解释，首先用高分辨率光学卫星遥感及InSAR对某个区域进行大面积扫描，相当于全面“体检”，发现可能存在隐患的区域和部位；然后用无人机搭载高分辨率光学镜头、激光雷达等对具有“大病隐患”的区域进行深入详细筛查，就像医院通过体检发现疑似大病患者后，通过“活检、B超、CT”等手段进行深入检查；最后针对疑似重大隐患，由地灾专业人员到现场进行调查复核和确认，这就像门诊医生根据自己的判断，结合各种检查影像和测试数据，最后给出诊断结果。

激光雷达所获取的数据不仅可以生产出高分辨率（厘米级甚至毫米级）的点云数据和数字高程模型，其更具备一个非常独特的功能，就是将植被去除，显示出裸露的地表三维形貌。用许强的话说，就是“去除植被后，田田坎坎、沟沟壑壑都能看得清清楚楚，使古老滑坡、山体裂缝、松散堆积物、活动断层等隐患暴露无遗”。这一功能对植被茂盛、地质灾害频发的西南山区和东部沿海地区非常有用。

此外，激光雷达在获取三维空间数据方面也有着巨大优势，激光雷达可以快速获取高精度的DEM（数字高程模型）和DSM（数字表面模型）高程数据，在采集地理信息时同时搭载光学镜头和三维激光扫描仪，就能够同时完成光学影像和激光点云数据的采集，后期能够形成高精度、高分辨率的三维地理数据底图。

不仅可以测地形还能测风速

测风激光雷达是指用于风速、风场变化、云层厚度的等气象领域的气象观测与监控激光雷达，自上世纪60年代以来，己广泛应用于大气参数的测量、气候预测、环境监测等领域对于场探测，针对不同的高度研制了不同类型的激光雷达来进行探测，目前测风激光雷达越来越多应用在风能领域。

测风激光雷达是一套集光、机、电、软件、算法于一体的高精密复杂系统，产业链上游包括集成电路、电子元器件、有色金属、结构件、线缆等原材料，在风电、民航、气象、军事等领域均有广泛应用。简单来说，测风激光雷达就是用来测量高空风向、风速的雷达。如精确的大气风场数据可应用于大气污染溯源和扩散预报、航空气象保障、气象气候学研究、风电系统的管理以及军事用途。随着技术迭代步伐的加快，测风激光雷达已经在许多方面呈现出优势。随着市场应用的普及，其高昂的成本会逐步降下来，未来，将会在风电、民航、气象等领域得到更多应用。

大风气场作为天气变化的主要动力，不仅能够为气象预报、军事环境预报、环境监测等提供重要的参考依据，而且可以提高航空航天的安全性以及武器射击精度等。对大气风场的测量具有重要的军用和民用价值。在军事上，大气风场的精确测量可以提高武器射击精准度和保障火箭进入轨道的精度。在民用上，大气风场观测可用于监测机场风切变、大气湍流以及监视航线上的风场情况，保障飞机起降和航行安全。

在风力发电中，根据大气风场的变化实时的对机械结构和扇叶进行调整，可以提高风能利用率和延长风力发电装置的寿命。因此，对大风气场探测的研究具有重要意义。

近年来随着国内测风激光雷达产业研发生产能力的进步以及下游风电产业的飞速发展，2022年国内测风激光雷达市场规模增长至59603万元，其中风电开发与运维用测风激光雷达市场规模为54824万元，占比91.98%。

我国测风激光雷达行业起步较晚，国际厂商基于其技术及先发优势，占据了大部分市场份额，行业发展对外依存度仍然较高。近年来，随着国家战略对风电相关行业发展的大力支持及国内企业不断研发投入，国内已涌现出了少数优秀测风激光雷达制造厂商，凭借持续的研发投入，获得了技术上的突破，抢占了部分市场份额。然而由于行业本身的特殊性 ，行业的技术门槛相对较高，专利壁垒比较大，研发投入成本比较高，这一定程度上让部分希望入场企业被阻挡在行业外。我国风电发展迅速，测风激光雷达市场规模也增长迅速，预计扩大的市场将吸引越来越多的企业进入测风激光雷达行业。

文章来源： 华盛昌官方，上观新闻，测绘学报，智研咨询