测量师与数字测绘技术面临的挑战

1、测量师与数字测绘技术面临的挑战James b.olaleye,oludayo e.abiodun,joseph o.olusina,and alfred s.alademomi 摘要：数字化时代的到来带来了测量方法和仪器的革命性变化,现在看来初始训练和特殊性质的探测对实际测量而言，不再是一个重要的前提。如今，许多工具和技术已经被开发或提高，为了确保采集数据的准确、灵活、简单和低成本。这种发展趋势给传统测量员带来了新的挑战。本论文论述了一个非常短暂的测量历史。在下列标题中讨论了测量方面的创新：土地测量、遥感、水文测量、原始数据处理、数据通信。由于技术的提高测量员面临的重要挑战。本文也尝试寻求测量

2、员可以采取的对策。本文不揣谫陋,适应性学习和培训将有助于当代测量员，然而最好的回应将被重新专业化。 关键字：测量师、技术、创新、学习、更新专业介绍 尽管早期的测量方法主要有简单的长度和角度测量和描述性笔记，但是测量获得了法律管制的地位，以至于当培训和练习测量的时候需要严格的智力和身体健康。因为地球的复杂性和环境的多样性,只有个别理解物理、数学、计算方法的测量员才可以用定量和定性的方法来定义地球。因此,从事勘察测绘地球的测量员首先应该是一个全能的数学家和科学家,并且拥有一颗伟大的心灵。本应该测量员看待社会和理解世界独具慧眼，然而，由于近年来技术的进步，致使测量实践和测量仪器产生了重要的影响、现在

3、专业测量员面临着一系列挑战。数字化时代的到来带来了测量方法和仪器的革命性变化，看来这些测量员初始和特别的品质不再是一个先决条件（buckner1981;al.1987 hollwey等）。接下来的文章提供一些手段来解决它们。让我们先了解一些利用现代技术引入测量当中的创新。技术创新 最近,许多工具和技术已经开发和改进,为了使获取的调查数据更加准确、灵活、简单和低成本。一般来说,测量操作的创新可以概括以下五个标题,即:土地测量、遥感、水文测量、原始数据处理、数据通信。土地测量创新 几十年前，土地调查行动已经经历了巨大的变化。现在使用的电子全站仪和扫描系统几乎可以提供直接的观察,以此来确定其空间几何

4、位置的物理特征。而全站仪只可以找到一个点(一个类型甚至允许自动锁定目标位置),新的扫描系统有能力快速地扫描整个区域和同时生成多点坐标。另一个值得注意的创新是全球定位系统以其特有的演变,通常在没有通视性的条件下，使得相对坐标系积分计算成为可能。更令人惊讶的事实是,在过去，点的位置坐标只能通过测量员采集野外数据后经过粗略的计算才能得到，目前,全球定位系统以其特有的技术,如莱卡GX1230实时系统，使计算瞬时位置成为可能,即使是在运动中，也能达到一定的精度，这个过程中，很少或根本就没有经过训练的使用者是不需要任何计算的。对现代通信系统而言,它是可能的，将地面调查系统整合成一个自动实时测绘的数据流。遥

5、感创新 图像映射的方法已经取得了重大改进。遥感卫星轨道现在可以提供高分辨率的地球图像，与GNSS坐标相结合,可以让地图制作更方便、迅速、成本低。更有意义的是，数字图像处理技术和智能软件包的发展使得空间信息的提取通过计算机就可以实现,从而利用相当有用的工具方法去监测地球资源。由于其优越的轨道位置，多通道的设计，运行的灵活性,多传感器分辨率的提高，使得遥感被证明是一种经济有效的收集地球各种信息的方法。此外，为了大规模的绘图，低空飞机安装了精密相机系统来获取高分辨率图像。 从简单的桌面设备制作平面地图到完全利用摄影测量工作站进行三维数据采集的过程中，技术的影响是巨大的。在所有的方法、技巧和学习时间中

6、，测量员制作一幅地图只有一小部分需要传统方法(Olaleye 1992)。也就是说,制作时间和制图成本是相当地低。 也许最近引人注目的发展是通过一个程序使图像数据和定位数据结合成为可能性。例如,用全球定位系统采集的定位数据可以直接应用于用相机获得的图像中，由此产生的图像可以被实时加工来提供决策性的信息，这在某种程度上类似于人的视觉能力。仪器操作是如此简单，以至于在很短的时间里，自学足以让用户建立并运行。 海洋测量创新 对绘制水体地图而言，水文方法已经发生了巨大的变化。数字多波束回声测深仪和侧扫描声纳系统已经取代了过去的六分仪和测深绳，在通过某一海域的瞬间，可以测得深度剖面和图像数据。运用实时定

7、位系统，数据处理设备和导航，海底大面积的图表可以更快更廉价的实现。利用水文方法，数据采集和数据制图与显示系统的结合实现了在很多海上作业,如海底剖面测量,钻机运动和安置。地图数据处理创新 毫无疑问，计算机不仅可以存储和显示地图,而且在某种意义上像人一样使用地图，这种成功是现代技术最伟大的成就之一。该功能的开发导致了已经普及和广受欢迎的地理信息系统(GIS)的出现，该系统是允许整合和分析不同类型数据的一种工具,被用于制图和了解环境。数据变换创新 运用通讯手段，数据的传递已经极大的提高。在现代，设备可以传送不同格式的数据从一种系统到另一种系统。有不同的通讯方式可以选择，这取决于涵盖的距离和被要求的数

8、据传输速率类型。例如,许多测量仪现在都装备了调制解调器，这样可以与外部设备进行通讯，使它能够整合几乎任何测量系统和自动信息系统，从而进行实时操作。最近新的通信设备,如GSM通信、蓝牙,无线电通讯、有线和无线设备已经出现了，而且被完全应用于测绘当中，这在之前从未设想过。有特定应用的通信方式的选择取决于一些性能最优的人体工学的因素。测量师面临的挑战 对应用型测量员来说，计算机化就像一把双刃剑,因为它所带来的改变,不仅仅是他们的工作如何开展，而且是他们的劳动成果如何被使用。对于计算机化，测量员可以用更加轻松和更低成本的方式完成他或她的工作，在操作中，用户会有更多的选择去测绘地图。基于测量员工作流程的

9、电算化，下面我们提一些重要的挑战。专业地位的侵蚀 广泛的计算机化已经产生了简单的方法和易于使用的仪表，两者都能够让非专业者制图和定位。事实上，我们处在一个测量操作需要有限观测技能的时代。当前的专业工具、地位系统、全站仪、扫描仪,和计算机,不需要被专业测量员或测量师来调配。测量员的技能已经成为键盘技能，这些都可以被任何人所掌握。根据史密斯(1988)所说，“测量员只需按下一个按钮,读显示器，毫无疑问工程师,地质学家、采油的人等都可以完成,甚至律师自己可以做到”。以至于有人会问:经过长期培训和实践所得到的技能和知识就显得不再被需要,那么测量行业具有一个什么样的未来呢？深思一下,上述创新是一个明显的

10、威胁,对测量员构成了一个难题:未来的测量还需要传统专业测量员的特征吗？基于我们的经验和在他们的工作场所内那些经历过的电算化的专业人员的观点,这样看来,大部分石油生产活动的近海测量几乎不需要测量员和水文工作者。通常在海洋测量船上，那些船员是电气工程师,地球物理科学家和计算机科学家，他们采用实时定位接收机进行车辆跟踪，声纳扫描分析，地图制作。测量员被完全排除。 作者也目睹了这样一个情形，一个测量员承包给一个地理学家去制作尼日利亚的地形图从卫星图像上。显然,这个趋势是不祥的,除非一些激烈的行为来抑制它，否则测量人员可能会看到专业精神的可笑,因为所有人可以用地图扫描装置来完成任务。来自于非测量员的竞争

11、 像地理、土木工程、房地产测绘、海洋科学、地球物理、地质和其他该领域的能够制图的毕业生也渗透着专业测量员的测绘技能。传统的测量员现在面临的竞争不仅来自于专业的同事，也来自其他专业人员。在大学课程中其他专业人员根据测量原理可以用简单方法和仪器来测绘，除了在一些情况外,其对大多测绘工作构成了竞争之势，给传统测量员增加了不小的压力。测量方法和仪器依旧在不断提高，更为激烈的竞争确实存在，这些都给专业测量员不小的挑战。更具成本效益服务的需求 计算机技术给测量员提供了更多的高效服务，和过去相比，现在测量员只需要花费很少的时间、金钱和精力。因而,测量时间和成本正在减少，同时部分公众也感觉到测绘产品的可靠性已

12、经大大提高。为了保持竞争力,在压力之下，专业测量员正在努力提供真实存在的优势给他们的客户。 顺便提及,地图用户的操作行为被现代技术已经改变，在可以承受成本的范围内，他们寻求得到一种更准确、全面、灵活和最新地图的方式。有些人甚至想要这份工作被做以一个控制价格。这一现象给测量员产生了压力去寻求一个经济有效操作方法。综合数据系统以较低的成本提供测量服务,但较低的价格,对测量员的收入产生了不好的影响。适应能力调整的迫切需要 测量员指明，客户想要的是信息,而不是数据。他们想知道更多，不仅仅是该点的坐标(，h)。显然,测量员必须能够将数据转化为信息,以满足这些需求。他们必须能够创建一个数据库，让信息可以非

13、常容易地提取出来。简言之,测量员必须给位置坐标赋予更多的涵义。 然而,现有的大量测量员培训没有让测量员满足用户千变万化的空间信息需求。测量员从原先需要执行的工作当中逐渐被淘汰，这是他们通过自学加强技能适应性和参加短期专业培训不可抗拒的理由。逐渐消除测量工作从用来完成最近是一个强制的理由进行适应通过测量技术学习和其他短期培训机会。事实上，一些传统测量员不情愿(有些是完全不愿意)提升自己的知识,主要在于他们所擅长和从事的是产权边界测量。尽管如此,在现代测绘实践中，专业现实是如何获取适应性技能的挑战。技能面窄 测量员技能的“窄带宽综合症”主要表现在缺乏足够的知识来处理数据和获取信息为某特定应用，这个

14、对专业测量员极大的劣势起因于培训课程的狭窄范围。现代技术最伟大的成就之一是GIS的发展,它可以直接将地图整合进入企业的决策过程。因而，根据客户的需求，专业人士不仅可以制作地图,也可以开发图谱应用以更为友好的用户界面。他们想要一个全面的信息系统，这样就可以方便地查询解决问题的方法或经商之道。这构成了一个挑战,测量员需要学习如何在数字化环境下处理地图数据，如何通过增强信息表达方式来分析数据以及如何以一种更为吸引人的方式和用户交流信息。这要求测量员需要有额外的地理信息系统(GIS)知识和相关的应用软件，以便他们可以学习如何给地图赋值。为了应对这样的挑战,当今激烈的竞争环境下专业测量员必须拓宽学术课程

15、的范围，以至于才能具备必不可少的知识面和成功智囊。回应 毫无悬念，计算机化对应用测量产生了很深的影响。为了积极应对挑战,测量员要做许多艰难的选择：无动于衷 假装没有理由去担心数字革命的影响在我们周围发生，,这种情况是自我毁灭。如果持有这样的立场，也就没有必要去寻求任何向客户拓宽测量服务的范围。顺其自然，应用于测绘服务的产品也就不需要去完善和修改。也有一个观点，现有的方法和工具可以满足众多需求。这是很执迷不悟的,如果所提供服务的回报足以买一辆汽车和一个公寓的客厅,那么我们更应该去做!自满阻碍了获得专业卓越。所以是傲慢的刻板。也有测量员把自己看成是学者、数学家、伟大的科学家和相当务实的人，竭尽全力

16、解决宇宙中最困难的问题。在他们的职业中，因为不了解或不在意即将发生什么，测量师被认为一直处于危险当中。显然,这种态度妨碍了测量员专业素养。禁止测量技术创新 法律文件是一种普遍的保护一个人或一群人反对更大的社会的方法,对一项技术复杂和强体力活的专业来说，去寻找控制产品形态基础和各种形式的社会经济发展的技术，这是一项不可能存在的提议。在许多国家,法律已经被修改，把技术创新考虑到许多领域发展甚至是医疗行业当中,技术创新正被定义在一个高度的位置。如今许多测量方面的发明尽可能的使空间信息的传递更加快，详细，准确，灵活，低成本。想要阻止地理信息系统(GIS)和其他技术应用于测绘，这是徒劳无功的。它道理寻求

17、雇用对数表这样一个时代，这就好比在各种规模和水平的计算机在短时间内可以制造出来的时代，你却用函数计算机进行计算一样。通过立法保护测绘的专业地位 许多国家通过颁布法律法规的方式，测量人员一直垄断着权属及土地所有权登记等的测量工作。这样的垄断通过定义资格被授予，为了更好地生产、标志、地图和计划的确定形式，通常在登记的产权文件中有所体现。为了实现这一点，法定机构的建立是为了规范条例和检查并授权给某一领域的专业人才。这样的证书由测量会议说了算,事实上是被称为注册或特许测量师。然而,人们普遍认为，超过80%的测绘研究活动不是为了边界划分，而是针对其他基础设施建设项目。这些工作并不受认证所局限，所以测量员

18、的活动不能像注册测量师一样被法律所认可。如前所述,这些未注册的团体有地理学家，土木工程师，房地产估价师，海洋科学家，地质学家等。的发展。对测设绘图而言,随着简单的工具和方法的发展，有时用几个小时的培训和自我学习的归纳总结，该团体都可以逐渐掌握测量并承担领导岗位，在成本范围内生产的不同类型地图具有足够的精度。测量员感觉到生计受到了威胁，希望通过立法这条途径禁止这类僭位者从事测绘工作。然而站在法律的角度，不可能有积极的响应。其原因是:1) 许多非专业测量员已经被客户认可；2) 注册测量师的数量不能合理地满足制图需求,尤其是在高等教育学府报名学习测绘工程日益减少的情况下；3)测量团体缺乏政治影响力来

19、推动立法解决生计问题；4)手持式测量仪器已成为共同装置，可以用于小的训练。简单方便的绘图设备对经济有着重大贡献，他们不太可能会被牺牲地理专业人士的利益。因此可以得出结论,通过立法禁止僭位者不可能带来预期的解除。适应性学习和培训 适应能力调整需要测量员通过自学或各类继续教育来改进技能。其重点是拓宽数据采集方法和可视化技术的知识面，以便测量更好地应对激烈的竞争。与时俱进可以使测量员得到更多的智慧并高效的运作，如此一来，客户将能够去“云”获得地理数据和信息。通过适应学习性，获取的技能适应水平是有限的，,尽管这样的训练不可能完全实现技能转变，但至少适应性学习能帮助人们预防职业过时。更新专业 明显易见，大学讲授的测量课程范围太窄,但是地质信息学者详细的讲解灵活性和智慧的话，未免也太宽了。这种“窄带宽综合症”描述测绘仅仅是一个数据采集工具。和认识到差距给数据赋予价值的专业人才相比较，采集数据的测量员显得很局限。这的确是一个不小的挑战。造成这一差别的主要原因是，在日常生产生活中客户利用空间信息的方式。 例如，现在人类意识到地球资源应该有一条可持续发展的道路。这个新的社会责任给相关空间信息的质量和数量提出了新的挑战。因此,高溢价放在专业人士能否提供全面、准确和及时的信息，这些信息应该能够显示工程、社会、文化和政治