0816測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)一級(jí)學(xué)科簡(jiǎn)介

一級(jí)學(xué)科（中文）名稱(chēng)： 測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)

（英文）名稱(chēng)： Surveying and Mapping

一、學(xué)科概況

測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)科有著悠久歷史。古代測(cè)繪技術(shù)起源于水利和農(nóng)業(yè)，17世紀(jì)以前，人們使用簡(jiǎn)單的工具進(jìn)行測(cè)量，以量測(cè)距離為主。17世紀(jì)初開(kāi)始了角度測(cè)量，18世紀(jì)末到19世紀(jì)出現(xiàn)了最小二乘法和攝影測(cè)量方法。20世紀(jì)初，由于航空技術(shù)發(fā)展，將自動(dòng)連續(xù)航空攝影機(jī)獲取的航攝像片在立體測(cè)圖儀上加工成地形圖，促進(jìn)了航空攝影測(cè)量的發(fā)展。20世紀(jì)50年代起，測(cè)繪技術(shù)朝著電子化和自動(dòng)化發(fā)展。1948年起各種電磁波測(cè)距儀出現(xiàn)，克服了量距困難，使導(dǎo)線測(cè)量得到重視和應(yīng)用。與此同時(shí)，電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世，加快了測(cè)量數(shù)據(jù)的處理速度，現(xiàn)了解析測(cè)圖儀，促進(jìn)了解析測(cè)圖技術(shù)的發(fā)展。1957年第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功后，開(kāi)辟了衛(wèi)星大地測(cè)量和航天攝影測(cè)量新領(lǐng)域。隨后發(fā)展起來(lái)的甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量技術(shù)、慣性測(cè)量技術(shù)，使測(cè)繪學(xué)增添了新的測(cè)量手段。從上世紀(jì)80年代到本世紀(jì)初，測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)科已實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)測(cè)繪向數(shù)字化測(cè)繪的轉(zhuǎn)變和跨越，現(xiàn)在正在沿著信息化測(cè)繪道路邁進(jìn)。

當(dāng)今世界各國(guó)都把加速信息化進(jìn)程視為新型發(fā)展戰(zhàn)略，因而測(cè)繪信息服務(wù)的方式和內(nèi)容在國(guó)家信息化建設(shè)的大環(huán)境下發(fā)生了深刻變化，促進(jìn)了測(cè)繪信息化的發(fā)展，推動(dòng)了測(cè)繪事業(yè)相關(guān)技術(shù)的優(yōu)化升級(jí)，催生了信息化測(cè)繪的新概念。信息化測(cè)繪的基本含義是在數(shù)字化測(cè)繪的基礎(chǔ)上，通過(guò)完全網(wǎng)絡(luò)化的運(yùn)行環(huán)境，實(shí)時(shí)有效地向社會(huì)各類(lèi)用戶提供地理空間信息綜合服務(wù)的測(cè)繪方式和功能形態(tài)。其特征為：技術(shù)體系數(shù)字化、功能取向服務(wù)化、數(shù)據(jù)更新實(shí)時(shí)化、信息交互網(wǎng)絡(luò)化、基礎(chǔ)設(shè)施公用化、信息服務(wù)社會(huì)化、信息共享法制化。因此測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)科現(xiàn)階段的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，主要是以衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)（GNSS）、遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）為代表的現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)作支撐，發(fā)展地理空間信息的快速獲取、自動(dòng)化處理、一體化管理和網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)，建立較為完善的全國(guó)統(tǒng)一、高精度、動(dòng)態(tài)更新的現(xiàn)代化測(cè)繪基準(zhǔn)體系，建成現(xiàn)勢(shì)性好、品種豐富的基礎(chǔ)地理信息資源體系，基于航空、航天、地面、海上多平臺(tái)、多傳感器的實(shí)時(shí)化地理空間信息獲取體系，基于空間信息網(wǎng)絡(luò)和集群處理技術(shù)的一體化、智能化、自動(dòng)化地理空間信息處理體系，和基于豐富地理空間信息產(chǎn)品和共享服務(wù)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)化地理空間信息服務(wù)體系，以此推進(jìn)信息化測(cè)繪的建設(shè)進(jìn)程。與此同時(shí)，開(kāi)展基礎(chǔ)地理信息變化監(jiān)測(cè)和綜合分析工作，及時(shí)提供地表覆蓋、生態(tài)環(huán)境等方面的變化信息，進(jìn)行地理國(guó)情監(jiān)測(cè)，成為新時(shí)期經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)測(cè)繪學(xué)科的新需求、新要求。測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)科需要實(shí)現(xiàn)從靜態(tài)測(cè)繪到動(dòng)態(tài)測(cè)繪、從數(shù)據(jù)生產(chǎn)到信息服務(wù)、從數(shù)據(jù)提供到綜合掌握地理國(guó)情與服務(wù)重大決策并重的轉(zhuǎn)變。

二、學(xué)科內(nèi)涵

（1）研究對(duì)象

測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)是研究地球和其它實(shí)體與時(shí)空分布有關(guān)信息的采集、處理、分析、管理、存貯、傳輸、表達(dá)和應(yīng)用的科學(xué)與技術(shù)。

測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)的研究?jī)?nèi)容包括探測(cè)地球和其它實(shí)體的形狀與重力場(chǎng)以及空間定位的理論與方法，利用各種測(cè)量?jī)x器、傳感器及其組合系統(tǒng)獲取地球及其它實(shí)體與空間分布相關(guān)的信息，制成各種地形圖和專(zhuān)題圖，建立地理、土地等各種空間信息系統(tǒng)，為研究自然和社會(huì)現(xiàn)象，解決人口、資源、環(huán)境和災(zāi)害等社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中的重大問(wèn)題，以及為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)提供技術(shù)支撐和數(shù)據(jù)保障。隨著空間技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代測(cè)繪科學(xué)研究范圍已擴(kuò)大到外層空間乃至其它星球。測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)和地球物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)、海洋科學(xué)、空間科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息科學(xué)及其他許多工程學(xué)科都有密切的聯(lián)系，但測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)更側(cè)重于研究地球表層和物體的空間特征和變化。

（2）理論

測(cè)繪學(xué)的現(xiàn)代發(fā)展揭示了測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的內(nèi)在規(guī)律，其學(xué)科體系的構(gòu)成貫穿了地球空間信息采集、處理、管理、分析、表達(dá)、分發(fā)和應(yīng)用的一系列技術(shù)、理論和方法。根據(jù)測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)科多個(gè)領(lǐng)域的現(xiàn)有研究進(jìn)展，本學(xué)科的主要理論包括測(cè)量數(shù)據(jù)處理的理論和方法、地球形狀和重力場(chǎng)探測(cè)理論和技術(shù)、衛(wèi)星導(dǎo)航定位理論與技術(shù)（GNSS）、遙感信息處理與解譯的理論與方法（RS）、地圖制圖理論和地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）等。

（3）知識(shí)基礎(chǔ)

測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)科在發(fā)展過(guò)程中不斷地形成和完善支撐學(xué)科體系的知識(shí)基礎(chǔ)，包括空間數(shù)據(jù)誤差理論與處理方法、現(xiàn)代大地測(cè)量理論與方法、航空航天數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量、多模導(dǎo)航定位與位置服務(wù)技術(shù)、高分辨率遙感信息處理與應(yīng)用、智能化地圖制圖、網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)與服務(wù)。

（4）研究方法

通過(guò)大地測(cè)量、工程測(cè)量、衛(wèi)星導(dǎo)航與定位、攝影測(cè)量、遙感、地圖學(xué)、地理信息系統(tǒng)等專(zhuān)業(yè)的理論與方法之間的融合，以及與相關(guān)學(xué)科的交叉，以系統(tǒng)科學(xué)方法為指導(dǎo)將地理空間信息獲取、處理、應(yīng)用等作為一個(gè)整體，滿足信息化測(cè)繪、地理國(guó)情監(jiān)測(cè)和人才培養(yǎng)的需求。

三、學(xué)科范圍

測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)科現(xiàn)下設(shè)六個(gè)二級(jí)學(xué)科：1、大地測(cè)量學(xué)與測(cè)量工程；2、攝影測(cè)量與遙感；3、地圖制圖學(xué)與地理信息工程；4、導(dǎo)航與位置服務(wù)；5、礦山與地下測(cè)量；6、海洋測(cè)繪。

1．大地測(cè)量學(xué)與測(cè)量工程：研究地球及其鄰近星體的形狀和外部重力場(chǎng)及其隨時(shí)間變化規(guī)律的科學(xué)，以及應(yīng)用衛(wèi)星、航空和地面測(cè)量傳感器對(duì)空間點(diǎn)位置進(jìn)行精密測(cè)定、對(duì)城市和工程建設(shè)以及資源環(huán)境的規(guī)劃設(shè)計(jì)進(jìn)行施工放樣測(cè)量并進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)的技術(shù)。主要內(nèi)容包括：衛(wèi)星大地測(cè)量、幾何大地測(cè)量、物理大地測(cè)量、天文測(cè)量、精密工程與工業(yè)測(cè)量等。主要任務(wù)是： (1)研究地球與其他空間實(shí)體的形狀、大小與重力場(chǎng)，為災(zāi)害、資源環(huán)境等地學(xué)研究提供數(shù)據(jù)和技術(shù)保障；(2)研究航天、航空測(cè)量理論與技術(shù)，為空間科學(xué)和國(guó)防建設(shè)提供精確的點(diǎn)位坐標(biāo)、距離、方位角和地球重力場(chǎng)數(shù)據(jù)； (3)研究空間基準(zhǔn)測(cè)定、維持與更新技術(shù)，為地理國(guó)情監(jiān)測(cè)和大型工程測(cè)量提供測(cè)繪基準(zhǔn)數(shù)據(jù)；(4)研究精密工程與工業(yè)測(cè)量技術(shù)，直接為工程建設(shè)進(jìn)行精密定位、施工放樣與變形監(jiān)測(cè)。

2．?dāng)z影測(cè)量與遙感：利用航天、航空和地面?zhèn)鞲衅鲗?duì)地球表面及環(huán)境、其他目標(biāo)及過(guò)程獲取成像或非成像的信息，并進(jìn)行記錄、量測(cè)、解譯、表達(dá)與應(yīng)用的科學(xué)與技術(shù)。傳感器包括可見(jiàn)光、多光譜/高光譜、紅外、微波、激光等。主要內(nèi)容包括：成像機(jī)理與模型、數(shù)字圖像處理技術(shù)、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量技術(shù)、解析攝影測(cè)量與區(qū)域網(wǎng)平差、遙感信息處理與解譯、遙感應(yīng)用、空間信息管理與服務(wù)等。主要任務(wù)是：（1）通過(guò)攝影測(cè)量方法獲得數(shù)字線劃地圖、數(shù)字正射影像和數(shù)字高程模型等地理空間信息，并制作相應(yīng)的地圖產(chǎn)品；（2）獲取空間目標(biāo)位置、形狀、大小、屬性、運(yùn)動(dòng)及屬性變化信息；（3）通過(guò)對(duì)遙感信息的解譯與反演得到地球表面及環(huán)境的物理屬性與參數(shù)變化，為國(guó)土、農(nóng)林、水利、環(huán)保等部門(mén)提供資源、生態(tài)、環(huán)境、災(zāi)害等信息服務(wù)。

3． 地圖制圖學(xué)與地理信息工程：設(shè)計(jì)與制作地圖、開(kāi)發(fā)與建立地理信息系統(tǒng)的理論、方法和技術(shù)。它根據(jù)應(yīng)用需要，研究如何用地圖的形式科學(xué)地、抽象概括地反映自然和人類(lèi)社會(huì)各種現(xiàn)象的空間分布、相互聯(lián)系、空間關(guān)系及其動(dòng)態(tài)變化，并對(duì)空間地理環(huán)境信息進(jìn)行獲取、智能抽象、儲(chǔ)存、管理、分析、處理和可視化，建立相應(yīng)的地理信息系統(tǒng)，以數(shù)字、圖形和圖像方式傳輸空間地理環(huán)境信息，為各種應(yīng)用和地學(xué)分析提供地理環(huán)境信息平臺(tái)，提供精確數(shù)字地圖數(shù)據(jù)和空間地理環(huán)境信息及相關(guān)技術(shù)支持。主要內(nèi)容包括：地圖設(shè)計(jì)，地圖投影，地圖編繪，地圖制圖與出版的一體化，多源地理數(shù)據(jù)的采集、輸入與更新，海量地理數(shù)據(jù)庫(kù)的管理和高效檢索，空間分析建模，空間數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)，空間信息可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)，空間數(shù)據(jù)不確定性與質(zhì)量控制等。主要任務(wù)是：（1）根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要，利用數(shù)字地圖技術(shù)設(shè)計(jì)和制作各類(lèi)紙質(zhì)地圖和電子地圖；（2）進(jìn)行各類(lèi)地理空間信息處理、生產(chǎn)與更新，生產(chǎn)各種地理信息產(chǎn)品，建立一定形式的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)和空間基礎(chǔ)設(shè)施；（3）建立各種地理信息系統(tǒng)，進(jìn)行地理信息發(fā)布，滿足各行業(yè)對(duì)地理信息的應(yīng)用需求。（4）利用虛擬現(xiàn)實(shí)和圖形圖像技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)的可視化。

4．導(dǎo)航與位置服務(wù)學(xué)科：研究建立人、事、物在統(tǒng)一的時(shí)空基準(zhǔn)下的位置、速度和時(shí)間等信息及關(guān)聯(lián)關(guān)系，并利用這些信息提供位置相關(guān)服務(wù)的技術(shù)和方法。學(xué)科重點(diǎn)包括兩大部分：導(dǎo)航和基于位置應(yīng)用的技術(shù)及方法。導(dǎo)航是研究確定各類(lèi)載體位置并引導(dǎo)其從一地向另一地運(yùn)動(dòng)的理論、技術(shù)和方法；位置服務(wù)是研究位置及時(shí)間等信息的獲取，及與位置相關(guān)信息的建立、搜索、挖掘與服務(wù)等理論、技術(shù)和方法。主要內(nèi)容包括：衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)、天文導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、組合與匹配導(dǎo)航、位置服務(wù)等。導(dǎo)航與位置服務(wù)是一種新興的學(xué)科，它的應(yīng)用涉及國(guó)家安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的方方面面，在新一代信息技術(shù)及其戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中，具有舉足輕重和不可或缺的地位，在智能武器、物聯(lián)網(wǎng)、智慧地球、節(jié)能減排、救災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的基礎(chǔ)性支撐作用。主要任務(wù)包括：（1）建立衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)及其增強(qiáng)系統(tǒng)，為精密測(cè)量和精密受時(shí)服務(wù)；（2）發(fā)展多模導(dǎo)航技術(shù)及組合方法，為航天、航空、地面和水上及水下各種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)提供實(shí)時(shí)導(dǎo)航定位服務(wù)；（3）與地理信息系統(tǒng)集成為各種用戶提供基于位置的信息服務(wù)。

5．礦山與地下測(cè)量：綜合應(yīng)用光學(xué)、聲學(xué)、慣性、重力、電磁等手段及空間信息等理論方法，研究與礦產(chǎn)資源、地下空間開(kāi)發(fā)利用有關(guān)的從地面到地下、從礦體到圍巖的動(dòng)靜態(tài)空間信息監(jiān)測(cè)監(jiān)控、定向定位、集成分析、數(shù)字表達(dá)、智能感知和調(diào)控決策等的科學(xué)與技術(shù)。主要內(nèi)容包括：礦山與地下空間信息采集與三維表達(dá)，地下定位與導(dǎo)航，多源復(fù)雜信息集成處理，數(shù)字礦山與物聯(lián)感知，沉陷監(jiān)測(cè)與變形控制，礦體幾何與儲(chǔ)量動(dòng)態(tài)管理，土地復(fù)墾與環(huán)境整治，地下空間環(huán)境評(píng)估等。主要任務(wù)是：(1) 構(gòu)建礦山與地下空間基準(zhǔn)，提供（測(cè)設(shè)）地下坐標(biāo)、距離與方位；(2) 建立礦山與地下空間信息系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)字表達(dá)、制圖、分析與動(dòng)態(tài)更新； (3) 評(píng)價(jià)及管理礦體與地下空間資源，監(jiān)督其合理開(kāi)發(fā)；(4) 預(yù)測(cè)開(kāi)采沉陷、地表變形與環(huán)境破壞，提出災(zāi)害防治措施。

6．海洋測(cè)繪：對(duì)海洋及其毗鄰陸地和江河湖泊時(shí)空信息進(jìn)行測(cè)量、處理、管理、表達(dá)和應(yīng)用的一門(mén)科學(xué)和技術(shù)。主要內(nèi)容包括：海洋大地測(cè)量、水深測(cè)量、海洋潮汐、海洋底質(zhì)探測(cè)、海洋工程測(cè)量、海洋地球物理勘測(cè)、海洋水文調(diào)查、海洋遙感測(cè)繪、航海圖制圖、專(zhuān)題海圖制圖以及海洋地理信息分析、處理與應(yīng)用等。主要任務(wù)是：（1）建立海洋時(shí)空基準(zhǔn)維持框架，測(cè)定和研究海洋重力場(chǎng)、地磁場(chǎng)和相關(guān)海洋過(guò)程的精細(xì)結(jié)構(gòu)及其變化；（2）利用船載、水下、陸基和航空航天多種觀測(cè)技術(shù)，獲取水深、助礙航物、海底底質(zhì)和海洋水文等信息；（3）通過(guò)編制航海圖、專(zhuān)題海圖等各類(lèi)圖件和開(kāi)發(fā)海洋地理信息產(chǎn)品，為航海、海洋權(quán)益維護(hù)、海洋資源開(kāi)發(fā)、海洋工程建設(shè)、海洋環(huán)境保護(hù)、海上軍事活動(dòng)和海洋科學(xué)研究等提供海洋地理信息服務(wù)。

四、培養(yǎng)目標(biāo)

學(xué)士學(xué)位：通過(guò)學(xué)習(xí)測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的基本知識(shí)、理論與方法，熟悉地理空間信息獲取、處理、分析、表達(dá)、應(yīng)用與服務(wù)的基本原理與技術(shù)，掌握本學(xué)科的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)和基本技能，受到專(zhuān)業(yè)技能訓(xùn)練；具備運(yùn)用所掌握的專(zhuān)業(yè)知識(shí)與技能，從事本學(xué)科領(lǐng)域及相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)及管理等方面工作的能力。

碩士學(xué)位：掌握本學(xué)科扎實(shí)的基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，了解相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)理論知識(shí)；熟悉研究方向的前沿動(dòng)態(tài)，了解本學(xué)科及相關(guān)方向的最新動(dòng)態(tài)；較為熟練地掌握一門(mén)外國(guó)語(yǔ)，能閱讀本專(zhuān)業(yè)的外文資料。能夠承擔(dān)科研任務(wù)，可以獨(dú)立進(jìn)行科研實(shí)踐和科研總結(jié)，具有組織和進(jìn)行科研工作或工程生產(chǎn)的能力。

博士學(xué)位：在測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)方面掌握?qǐng)?jiān)實(shí)寬廣的基礎(chǔ)理論知識(shí)，在學(xué)科具體領(lǐng)域具備系統(tǒng)深入的專(zhuān)門(mén)知識(shí)。至少掌握一門(mén)外國(guó)語(yǔ)，能熟練地閱讀本專(zhuān)業(yè)的外文資料，具有一定的寫(xiě)作能力和國(guó)際學(xué)術(shù)交流能力。博士學(xué)位獲得者應(yīng)具有在本學(xué)科的某個(gè)領(lǐng)域從事創(chuàng)造性科學(xué)研究的獨(dú)立工作能力，具有培養(yǎng)本學(xué)科高級(jí)技術(shù)人才的教學(xué)能力和學(xué)術(shù)骨干的綜合素質(zhì)，能勝任高等院校、科研單位、行政管理部門(mén)的教學(xué)、科研或技術(shù)管理工作。

五、相關(guān)學(xué)科

地球物理學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)、海洋科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)。

六、編寫(xiě)成員

1、孫 群 解放軍信息工程大學(xué)測(cè)繪學(xué)院教授

2、沈云中 同濟(jì)大學(xué)教授

3、陳 軍 國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心教授

4、周順平 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）教授

5、范東明 西南交通大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院教授

6、龔健雅 武漢大學(xué)測(cè)繪遙感工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授