基本介紹
概念,學科發展,新技術,GPS技術,遙感技術,
概念
水深或水文圖的製作目的通常是為了水面和水下的航行安全，並且會以等值線（即等深線）和探測得知的特定深度值表示海床地勢；而且同時還提供海面的航海資訊。不以航行安全為考量製作的水深圖可能同時使用數字地面模型和人工照明技術來表示深度。古測深學（Paleobathymetry）則是測量古代海洋深度的學科。
學科發展
測深學是研究地球和其他星體空間分布的有關信息的採集、測量、分析、顯示、管理和利用的理論及技術的學科。究內容包括：測定和推算地麵點的幾何位置、地球形狀及地球重力場，獲取地球表面自然形態和人工設施的有關信息，編制全球和局部地區各種比例尺的地圖、專題地圖，建立地理、土地等各種空間信息系統。
測繪學按其研究內容和套用，可分為普通測量學、大地測量學、實用天文學、攝影測量與遙感學、工程測量學、海洋測繪學、地圖製圖學等分支學科。測繪學的套用範圍很廣，它對國民經濟建設、國防建設及科學研究等方面都起著極為重要的作用。
中國是世界文明古國，測繪方法的出現可以追溯到四千年以前。根據《史記·夏本紀》、《周禮·地官司徒》、《周禮·夏官司馬》等史料記載，周代不僅有了地圖和掌管地圖的官職，而且那時地圖已經有了各種用途。
春秋戰國時期，測繪有了新的發展.從《周髀算經》、《九章算術》、《管子·地圖篇》、《孫子兵法》、《孫臏兵法》等書的有關論述中知道，那時測量、計算技術以及軍事地形圖的內容和表現力已經達到了相當高的水平。
秦代曾修建鄭國渠、靈渠、都江堰水利工程，並留下圖書。根據史料記載，秦漢時期地圖受到很大的重視，測繪有了進一步的發展。1973年冬在長沙馬王堆出土的漢代初期(公元前2世紀)長沙國的地形圖、駐軍圖和城邑圖，其內容的詳細、方位的精確、設計的合理、符號的形象化、繪製的精美，都顯示了中國當時測繪技術所達到的高水平。
西晉的裴秀主持編制了大型地圖集《禹貢地域圖十八篇》，並提出了分率、準望、道里、高下、方斜、迂直的“製圖六體”作為製圖準則，使中國測量和製圖工作進入新的領域。唐代高僧一行(俗名張遂)於公元724年在河南平原主持了世界最早的子午線測量，比公元814年阿拉伯國家進行的子午線長度實測早90年。此外，唐相賈耽完成了《古今郡國道縣四夷述》40卷以及巨幅《海內華夷圖》，在地圖製圖方面取得了成就。
宋元時期也出現了很多傑出的測繪成果。北宋沈括髮展了裴秀的製圖理論，發明了許多精密易行的測量技術，並且在世界上最早發現了磁針偏角。元代郭守敬在長期修渠治水實踐中總結了一套水準測量的經驗，首先提出了海拔高程的概念。朱思本用10年時間編成了“計里畫方”的《輿地圖》。
明清兩代，中國測繪技術又有了新的發展。明代鄭和七使西洋，首次繪製了航海圖.羅洪先改編《輿地圖》為《廣輿圖》，明末祖綬又將其改制為《全國地圖集》，即《皇明職方地圖》.16、17世紀，西歐測繪技術傳入中國，與中國傳統測繪技術相結合，中國開始出現了近代測繪。明萬曆年間，實測一些城市的經緯度，繪製了10多幅世界地圖.清康熙年間進行了大規模的經緯度測量和地形測圖，並在1718年編成著名的《皇輿全圖》。清乾隆21年(1756年)又補測了天山南北各地地圖，並於1761年在《皇輿全圖》的基礎上補測彙編成《皇輿全覽圖》，覆蓋範圍較《皇輿全圖》大一倍以上。
從20世紀初起，1903年，清政府設立主管陸地測量的京師陸軍測地局，各省設立分局，計畫開展全國地形圖的測圖和編圖。1904年，又建立京師陸軍測繪學堂，培養測繪人員。辛亥革命後，南京國民黨政府設立陸地測量總局，各省分設陸地測量局，改組成立中央陸地測量學校.1912—1928年，新測了部分地區1∶25000和1∶50000比例尺地形圖，並於1923年至1924年，首次編繪出版了全國1∶1000000地形圖96幅。1929年，正式制訂了大地測量規程，開展國家大地測量，並規定統一採用蘭勃特投影.1931年，陸地測量總局正式建立航測隊，並協助水利、鐵道、地政等部門組建航測隊，測制了局部地區的軍事要塞圖、地形圖、勘察設計用圖，並進行了城市地藉測量.1932年，在同濟大學設定測量系，1945年，中央測量學校也設立了大學部，為測繪事業培養了一些高級測量技術人才.從1912年到1948年，主要在中國東部地區進行了一、二等三角鎖系和一、二等水準路線的基本大地測量工作，完成了約占全國總面積三分之一的1∶50000比例尺地形圖，重編了全國1∶1000000比例尺地形圖。在此期間雖然開展了一些測繪業務，但由於連年戰亂，缺少完整的實施方案和全國統一的測量基準和技術標準，因此成果質量不高。
中國的測繪事業得到大規模發展始於1949年.在全國各省市和有關經濟建設部門相繼成立了測繪管理機構，並加強對測繪工作的規劃和管理。在1958—1963年期間，先後制訂了大地測量法式(草案)和各等級三角測量、基線測量、天文測量、水準測量、大地重力測量細則及各種比例尺地形圖的測繪基本原則、圖式、編繪規範，形成了一系列完整統一的技術標準和技術規程，為提高基本測繪成果的質量提供了保證。大力發展測繪高等教育和中等教育，培養了大量測繪事業需要的高中級人才。建立了一系列專門的測繪研究所、研究室，一些測繪生產、教學、勘測部門也設定了測繪科學研究機構，全國形成了門類比較齊全的測繪科學研究體系。科研工作取得了豐碩成果，促進了測繪事業的發展和提高。
從20世紀50年代初迄今，中國的測繪工作已經取得了巨大的成就。隨著一、二等大地測量工作的開展，陸續建立起包括大地原點、青島水準基點在內的各種大地測量基準。1982年已在全國布測天文大地網點近5萬個，並完成天文大地網整體平差。1976年以後，重新布測和完成全國一等水準測量100個環，共9萬多公里。完成了包括重力基本點和一等點的國家重力控制網。除部分地區外，主要採用航測方法完成了全國基本地形圖。20世紀70年代中期，基本完成了覆蓋全國大陸的1∶50000比例尺為主的地形圖。20世紀80年代初，完成了全國1∶200000、1∶500000、1∶1000000比例尺地形圖的編制出版。完成了近海區域圖測繪和大量海圖集的編制，並逐步開展了海洋重力和某些遠海測繪工作。測繪工作在各項工程建設中，包括廠礦、鐵路、公路、水運、水利樞紐、城市市政、建築、軍事等工程建設中，都起到了“排頭兵”的作用，做出了很大的貢獻。
新技術
從20世紀70年代起至90年代，測繪技術有了重大突破。空間技術、各類對地觀測衛星使人類有了對地球整體進行觀察和測繪的工具，好像可以把地球擺在實驗室進行觀察研究一樣方便。由空間技術和其他相關技術，如由計算機、信息、通信等技術發展起來的3S技術(即全球定位系統(GPS))、遙感技術(RS)和地理信息系統(GIS))在測繪學中的出現和套用，使測繪學從理論到手段都發生了根本性變化。
GPS衛星定位的出現革新了傳統的地面定位方式，大大提高了大地測量定位的效率和精度，並已套用到工程測量和航空攝影測量；衛星雷射測距(SLR)技術和甚長基線干涉(VLBI)技術已成為監測地球自轉運動變化和地殼運動的理想工具；各類衛星重力探測技術的迅速發展填補了全球海洋重力測量的空白，首次為人類提供了高分辨、高精度的地球重力場模型，給出了更精密的地球形狀參數。大地測量學已迎來了空間大地測量時代，並發展到包括時間在內的四維大地測量。
傳統的攝影測量數據主要來自衛星遙感或數字攝影獲得的影像數據，測繪人員在室內藉助高速、高容量計算機和專用配套設備對遙感或攝影影像的記錄數據進行地表(甚至地殼淺層)幾何或物理信息的提取和變換，得出數位化地理信息產品，由此製作各類可供社會使用的專用地圖等測繪產品。地圖製圖學也由傳統的紙質人工地圖編制、生產和更新發展到計算機掃描數位化和自動或半自動成圖，形成各類地圖資料庫，中國960萬平方公里國土的國家基本地圖的成圖或更新周期可望從十幾年、幾十年縮短到幾年或更短。
今天，光纜通信、衛星通信、數位化多媒體網路技術可使測繪產品從單一紙質信息轉變為磁碟和光碟等電子信息，產品分發可從單一郵路轉到電路(數字通信和計算機網路傳真)，測繪產品的形式和服務社會的方式正在向信息化的方向發展。
中國的測繪學科和測繪事業在新技術的支持和推動下，近30年來有了很大的進步。20世紀80年代初建立了衛星都卜勒定位網，20世紀90年代又建立了國家GPSA級和B級定位網，形成了新一代中國定位坐標框架；以監測地殼運動為主要目的的全國高密度點位的GPS監測網路也已初步建成；GPS、遙感技術、地理信息系統以及數位化測圖、製圖系統等新技術已開始普及並得到廣泛套用。
GPS技術
又稱“全球導航定位系統”，“導航星全球定位系統”。利用人造地球衛星進行全球定位和導航的技術系統。由24顆人造衛星和分布在地球上的主控站、監控站以及用戶接收設備組成。特點是定位精度高、速度快、用戶數量不受限制、不受氣候影響，可為飛機、船舶、車輛和人員進行三維定位。該系統由美國國防部最早開始設計、試驗，1993年底建成實用的全球定位系統網，並開始投入商業運營。提供的服務內容有：按碼分多址發射L1和L2兩個頻率上的測距碼和加密電文的信號，稱P碼(或Y碼)，提供精密定位服務(PPS)，只準軍用；其L1頻率上的測距碼和未加密電文信號稱CA碼，提供標準定位服務(SPS)，準許民用，並宣布從1993年起10年內不向用戶收費。試用中證明能夠達到厘米甚至毫米精度的靜態定位和米級甚至亞米級精度的動態定位，展現了極其廣泛的套用前景。中國20世紀90年代已開始在海船導航上廣泛套用。1991海灣戰爭以後，美、英、法、德、日等國紛紛投入GPS汽車定位導航技術研究，將GPS和慣導方式組合使用，克服了GPS衛星發射的電波受到地形、地物遮擋時不能測位的缺點，提高了測位精度。GPS車載導航系統還將地理信息(GIS)與其結合，使車輛行駛方向及車輛所在位置在電子地圖上一目了然，並能幫助駕駛員選擇行駛路線。中國自2003年將第三顆“北斗衛星一號”導航定位衛星送入太空以後，也自主建立了完善的衛星導航系統，可在任何時間、任何地點為用戶確定其所在地理經緯度和海拔高度。
遙感技術
不與特定對象(目標)直接接觸而收集關於該對象的某種或某些特定的信息，從而了解(識別、判斷和掌握)其特性的綜合探測技術。
遙感技術可按不同的原則和標準分類。按遙感套用領域分為氣象遙感、海洋遙感、水文遙感、農業遙感、林業遙感、地質遙感以及軍事偵察遙感等;按平台類型分為航天遙感、航空遙感、地面遙感及水下遙感等;按工作波段分為聲振(水聲、地聲和音響等)遙感、微波遙感、紅外遙感及可見光遙感等；按感測器的工作方式又可分為有源(主動)遙感和無源(被動)遙感。此外，尚有其他分類方法。遙感技術套用於不同方面時，需綜合考慮其承載平台、工作波段和工作方式等因素。
遙感技術主要套用於資源調查、災害監測、環境評價、氣象預報、測繪製圖、海洋研究、區域規劃和城市管理等方面，並已取得了很好的社會經濟效益。遙感技術也廣泛用於軍事偵察。從1991年海灣戰爭這一特定條件下進行的高技術現代化局部戰爭可以看出，以美國為首的多國部隊部署的採用各種先進遙感技術的龐大偵察系統發揮了重要的作用。遙感技術正從單一感測器向多感測器、從定性分析向定量分析、從靜態分布研究向動態預報、從局部區域向整體全空域發展。其中，微波遙感技術的套用尤其引人注目。在中國，遙感技術雖發展較晚，但目前已初步進入實用化階段。其中，航空遙感技術相對成熟，實用化程度高。
一般認為，遙感技術作為一門綜合探測技術，是在20世紀60年代出現的。遙感技術，尤其是早期套用，是由軍事偵察的需要而發展起來的。最早發展和套用的遙感技術是航空攝影。這可追溯到1915年末開始出現的、用於航空偵察的航空攝影機。美國1960年發射第一顆氣象衛星，標誌著航天遙感時代的到來。與此同時，紅外熱成像與微波遙感技術也得到了迅速發展。
空間遙感平台發展十分迅速，氣象衛星、陸地衛星、海洋衛星、宇宙飛船和太空梭的發展極大地推動了航天遙感的發展。高解析度大視場多譜感測器正在迅速發展。數據處理與圖像處理取得重要技術成果，人工智慧處理方法與計算機的發展極大地促進了遙感信息處理的發展。地理信息遙感系統已進入突破性發展階段。遙感技術的套用正向更寬闊的領域和向更深的層次發展。
