3sNews武汉独家报道 “无人机正在快速地侵占有人机航拍市场，将来还会更大范围的侵占有人机的市场。建议开发1+N的组网飞行，一次上去是多个飞机。”2014年12月17日，中国工程院院士刘先林在“中国测绘地理信息学会2014年学术年会”上表示。
刘先林说，过去的无人机主要是回收型，今后要发展成为传输型。
在提到移动互联网的作用时，刘先林说，网商介入GIS，对地理信息行业来讲是很大的冲击，是当代的一个重大事件。他相信地理信息行业还会继续存在，但是在泛社会化和为大众服务的这两个领域，可能会很快地被网络巨头侵占。
刘先林着重提到，传统的三维建模将会被全要素的三维建模取代。而全要素的城市三维，将会是智慧城市的一个数据空间基础。所谓全要素城市三维，就是要把地表的所有东西，都能够把它分出来，分成层。目前可以分到五十层左右。将来就要分到什么层?刘先林认为最终有一天会发展到分到五百多个层。
在移动测量方面，刘先林认为移动测量的发展趋势最终会到0.01公分的精度。
他还提到，利用缺维测量可以实现精确定位。在已有地图的支持下，对照片的缺维采集可以实现定位。比如到了隧道里面没有GPS，但是只要有图，就能够把自己定位得很精确，所以缺维的定位很精确。
以下是现场发言实录(未经本人核实)。
刘先林：感谢这么多同志在而听我的报告，我把我的感受向大家汇报一下。
我今天主要讲的是关于装备的事情和测绘行业的发展。从刚才李院士的报告里可以看到，社会在跨越发展，信息化对我们地图提出了新的要求。我们自己觉得，这个行业已经发展得够快的了，这二三十年来。可是，还是不满足他们的要求。
今天的报告分五个方面的内容，这个报告不保密，昨天晚上才把PPT整好，感谢同志们的拍照。
首先最近二三十年来，这个行业发展速度非常快。从开始仅仅是一张图，现在发展到要监测、要决策，也就是所谓的数字测绘、智能测绘。
但是用户的要求越来越高。第一个是更逼真，要的是真实的东西，力度要细，而且要精度提高。过去我们一米的分辨率是高分辨了，现在要高到一毫米，精度也是要整到一公分左右的测量。同时，要更广泛，室内、地下全都要做，而且更实时，快速采集。
服务对象也变迁了，从过去只为政府服务，为天气预报服务，到现在为全体民众服务。
空间化是我们这个行业所干的事。过去的那些信息记录都放在纸里面，纸是放在记录本里面，记录本是放在位置里面，位置下面装着一个轮子，推来推去。我们看到很多城市的档案室，就是这样的情况。但是现在的话，要把它全部都信息化，信息化的过程主要是要空间化。不空间化的话，你互联互通就很难做到。
空间化最早是把地名空间化，地址也空间化了，最后发展到IP地址，甚至移动的IP地址都要提供空间位置，你说我们要干多少事。
网商介入GIS，对我们来讲是很大的冲击，是当代的一个重大事件。我相信这个行业还会继续存在，但是在泛社会化和为大众服务的这两个领域，可能会很快地被网络巨头侵占。
大数据的本质，就是结构化
所谓大数据的技术，我认为本质上就是结构化。因为数据量非常大，每天不停地在采集，但是里面没有任何结构，你很难进行检索，很难产生知识。怎么办?就是要结构化。
实际上我们测绘行业几十年来，都在做结构化，只是手工地进行结构化而已。我们现在很多的数据都是无结构的数据。只有4G产品，只有DLG是有结构的。没有结构就不能进行检索和产生知识，例如卫星片、航拍片、全景照片、记载点云、车载点云，甚至街景工厂所生产的三维模型也是没有结构的。这种无结构的数据被老百姓称之为一张皮，它没有结构。
那么，怎么样结构化呢?
就是要把点云或者像元抽象出来，抽象为我们所谓的点线面，同时要分层分类，另外要对象化、实体化，数据结构要对后端开放。其他人可以在这个基础上来生产他的信息化的产品，他的决策，他的知识的生产，同时还要有交互的能力。这是我的理解，测绘生产过程就是一个结构化的过程，结构化就要包含这五点。
在发展过程中，我们地理信息成果的形式也发生了快速变化。我认为总的来看，成果形式将会以二维的形式发展成为三维的形式。因为三维涵盖了二维，二维不能涵盖三维。完整的三维模型可以生产一个DEM，可以生产EOM等等。你要什么东西我可能以三维模型来做。所以我认为我们成果形式最重要的发展，将会从二维发展为三维。
传统的城市三维，我们过去数字城市试验区做了大量的城市三维小的示范，那个时候因为采集装置和数字化的技术还比较落后，因此只能在很小的范围里做三维城市。但是，所谓的三维城市也是无结构的，也是一张皮。
那么，无结构的数据是一个什么东西呢?
我们传统的三维城市，它也有层，但是只有四层。房屋一层，道路一层，水系一层和路面一层。这个三维模型分什么层?我们搞测绘分层是最主要的，几层呢?四层?我说，一个地图上百层，你怎么只有四层，所以不行。
我们提出一个叫做全要素城市三维，所以传统的三维将会被全要素的城市三维取代。而这样的城市三维，我认为将会是智慧城市的一个数据空间基础。
什么是全要素城市三维呢?我认为就是要把我们地表的所有的东西，都能够把它分出来，分成层，目前我们可以分到五十层左右。将来就要分到什么层?分到五百多个，我认为最终有一天会发展成这样。因为城市三维才刚刚出现，所以只有四层的状况是不会持久的，一定会发展成城市的全要素三维模型。
从传统的三维模型来看，它是必须要结构化。首先一个就是要分层分类，第二个要管理到实体，第三个每个实体都要有自己的结构线，就是所谓的三维矢量。
测绘需要管理到实体
什么叫管理到实体?因为我们出生就是搞图的，过去图分四张图，就四层，后来就分成了好几百层了。但是这个层下面的个体，这个实体，这个对象没有管起来。这是我们测绘行业一个最大的失误。
由于这个原因，水利部门拿你的基础数据，不得不重新花十几亿重搞，就是要实体化。公安部门拿去以后也不能用，也要搞实体化。其实这个实体，我们早就可以搞的，从笔落下去到笔抬起来就是一个实体。把几何属性放进去，把人文属性输进去，就为后端的应用提供了很大的方便。所以，一定要搞实体化。
实体化没有重复概念，一个井盖就是一个实体，为什么搞实体化?从物件测量感受到要搞实体化。
这就是五镜头相机全自动生产的三维模型，这个还需要改进。我们在此基础上搞了一点实体化的新型的城市三维模型，这个三维模型是从上往下观测的，而且是分层分类，大家可以看到电感、树、树叶子、树干、隔离带，这个效果还真不错。立交桥，从底下看上面，所谓的斑马线全部真实的。
有人说你这个数据肯定是假的?为什么是假的?点进任何一个实体都有它的属性，这些线都是矢量化的，精度线可以达到二十公分，整个过程全自动，包括有些缺陷，像柱子都是真实柱子，地面因为建模是建在地表面，所以有点差距。
最近，这些要求都出现了，叫你搞立交桥建模，叫你搞地库建模，叫你搞新型的导航数据。刚才的模型是分层分类的，而且到实体的，非常重要。所以我们搞系统的人，过去一两家搞移动车，现在十几家都在搞，都提出了新的要求。他们要求精度更高，要把停车场搞出来，要为智能驾驶来服务。我们现在不清楚到底对我们地图有什么要求，下面再仔细磋商。
这是导航公司对我们提出的要求，就是把他所要求的哪些层提出来，把分道线都显示出来，分道线都进行了矢量化，不是点云的了。而且，上面的车、树、隔离带，还有一些交通牌，红绿灯，我们全都单独提出来，而且是分层分类的显示。
这还是一个初步的成果，整个过程全自动，成本比较低。但是真正他要什么东西，我们还真不是很清楚，特别是到了路口的时候还蛮复杂的。
同时，这些公司还要我们给他做地库。到了地库就复杂了，怎么进去?大家可以看到这是地库的模型，把地面加上，柱子，还有车位。它要求很简单，这好说，我们把设备从车顶上拿下来开到地库去就能够满足要求，整个分层分类就分四层，地面一层，房顶一层，柱子一层，分道线一层。如果要更多的话，如果要管道也可以，你提出来我给你做，不复杂的。这就是它的矢量图，车放上去一点问题没有。有了需求就有了成果，像刚才地库柱子的自动提取，一个晚上就做出来了。有了需求就有了发明。
街景也是一样，过去是一代街景，现在我们主张搞模型街景比较难，搞二代街景。这个跟一代街景有很大的不一样，特别是一些历史变迁和第三方数据，一代街景是放不上去的。要想做统计分析，你没有分层分类，没有结构，不可能进行统计分析。
街景会发生很大的变化，只有二代街景才有可能产生统计分析的结果。这个二代街景和李德毅院士提出来的驾驶地图快接近了。它不要你一个点一个点的照片。将来街景遮挡问题非常严重，只能靠志愿者拿着手机去拍。国情普查的成果形式也不一样，图表、报表、饼图、直方图、折线图等等，特别是各种分析结构的空间分布渲染图。而这个渲染图主要是靠实体化，没有实体化，没法进行渲染。
所以，我一再地呼吁实体化，顺手实体化，这个顺手的事我们过去都不干的。
在这样一些更高的要求，交通部门、汽车部门，特别是公安部门，把我们原来的地图，就是要对你提出更高的要求，你怎么办?你只能够在装备上面有更高的要求。
“多”是自动提取的核心
这二三十年来，我们在装备的软硬件上面有很大的变化。一个是定位，还有测量方式要从间接方式变成直接方式，探测方式从被动变成被动加主动。过去主要是被动探测，今后应该是主动。
三维也是发展方向，传感器单一到集成，最终是网络。从探测距离，现在是六百公里，但是精度要求越来越细，我们不得不往下走，最后整半米的探测距离。
最近完成了矿区巷道的测量。大于半米，巷道的模型就建立不起来，从遥感到沉浸式无接触探测。探测距离也是变革，分辨率也是变革，视场角也要变革。
软件功能也要提升，主要是要自动分类提取。导航地图、驾驶地图肯定要分层分类，靠人去看是不可思议的缓慢，必须要自动提取，主要体现为软件功能提升，自动分类提取。
用测杆激光搞自动提取，给我一个体会，就是突出一个“多”字。单一的提取不出来，当你在手机上输入短信一个字一个字打经常搞错，但是你一次打两个字，服务打服务，给你整成别的字，你直接写服务两个字，它一下就给你搞对了。包括Pad也是一样，手写的时候如果有多个字，就容易提取成功。所以要突出一个“多”字，多重的，多元的。光是RGP不行，激光、SAR、红外都要上，而且是多维。
张院士给我看的成果，用SGM做的高密度的航片点云。这些点云非常可靠，而且都是三维的。
在三维基础上来做分类提取，成功的希望极大。房屋的顶部全部给你搞出来，将来的路面有可能，但是房顶绝对整出来，八九不离十。这就说明什么?二维的不行，三维的才行。
还有多光谱，也是多字了。他们准备上成像光谱议，这个波段很多，波段分辨率很高，大概十来个纳米之类的。但是这个相机它没有定位功能，那么又有定位功能，又有多光谱，这对分类提取是非常有意义的。不需要再加什么东西了。
还有多时相，就是不停地拍。在过去技术不发达的时候，我们拿到一个RGP片子已经非常不容易了，从国外买一个相关资料难得不得了，很贵。现在我们都有了，也有了底气了，这说明一个什么问题呢?这说明可以不停地采集，不断地采集。
过去多时相的采集，主要是用来监测，今年这样，明年这样。其实多时相的数据，不仅有利于监测，同时也有利于自动提取。你想想，水泥地，你老拍老拍，光谱老是一样的;但是稻田，不同的生长时期，光谱不一样，就可以判断出来，所以多时相的片子来做自动提取是很好的。
总的来说，自动提取突出一个“多”字，因此要不停地拍。
测绘装备的新趋势
怎么样才能不停地拍?下面谈一下各种装备的一些趋势。
首先说无人机。无人机现在非常时髦，无人机正在快速地侵占有人机航拍市场，将来还会更大范围的侵占有人机的市场。因为有人机是航拍公司做的，而无人机是自己做的。我们当然宁肯自己来做。
为了达到这样的效果，我们建议开发1+N的组网飞行，一次上去是多个飞机。同时，过去主要是回收型，今后发展成为传输型。今天讲趋势，我年纪也大了，自己不大可能去实践，但是我把这个想法贡献出来，希望大家去实践。
无人机所用的相机也需要改进。现在都有点仓促上马，用于监测可以，但是用于测绘老是做不出来，为什么?我们主张要检校，振动，再检校。有的是不检校，有的是检校了不振动，这都不行的。再就是快门，帘幕快门变成中心快门，或者电子快门。再就是微型化，无人机将很快侵占有人机的市场。
从无人机发展来看，我认为旋翼机发展会比较好。它增强飞机稳定性、安全性、自动紧急无伤害迫降。增加续航时间，高效燃料电池，六秒钟充电能跑三十公里。高效燃料电池会把我们旋翼机推向新的一个高度。
再就是基于城市，它还会在城市里面进行无人物流。无人物流送货就需要城市的多要素三维导航软件，也就要是用到我们的多要素城市三维模型。模型里如果只有房子没有树，没有电线，无人机不就挂上去了吗?但是我是多要素的，无人机就可以穿行，穿行就得有三维导航，不是二维导航了。
还有鱼眼微单镜头的精确标定，以及微型的组合相机。我们正在做微型的SAR，微型的Lidar的应用。
大家都搞移动测量，移动测量也有它的发展趋势，最终会到0.01公分的精度。精度在半米的情况下，水泥表面和树的表面没有区别，你怎么分类?就是因为你精度不够，密度不够。再就是智能化后处理，还有室内外，地上地下一体化，水上水下一体化，还有就是泛在测量，解救遮挡问题。
再一个就是室内采集，我们还没开始做。我们做了地库，因为有车可以下去。将来会有很多要求，这些要求都来自于跟网络挂钩的公司。我们还没有想好，我估计室内定位要做，同时建模的技术要做，激光是现成的，照相等等。
还有一个所谓的缺维的测量。本来两张照片进行交会不缺维，可是斜片的时候，五镜头的斜片机的斜片就可以量距离，原理上说缺维。怎么斜片可以量距离呢?可以量，但是只能量垂直的线和水平的线。把单张照片的透视原理把它用上，用缺维就可以实现定位。一张照片，在已有地图的支持下，这种缺维的采集可以对自己进行定位，因为到了隧道里面就没有GPS了，但是只要有图，就能够把自己定位得很精确，所以缺维的定位很精确。
再就是非常流行的基于手机或者Pad移动终端和外测量的装备，还有泛在测绘，这个已经相当成熟了。
在这个基础上我提几个建议。一个就是你要看立体，一个是2.5透视立体，同时要看凝视立体。另外，就是多模的测量型GNSS，微机械IMU。还有兴趣点的采集，已经很多了，因为手机上又没有多模的测量型的GNSS。手机上已经有照相功能，已经有通讯功能，已经有存储功能，已经很强大，但是还缺这几样东西，例如二维定制GNSS服务等等。
总的来看，过去我们这个行业进步，完全是依靠把别人的先进技术都拿来为我所用，例如数据库技术，空间技术，激光技术等等。
今后，我们也不能这条路继续走下去。我们要依靠虚拟现实技术、网络技术、移动通讯、云计算技术。还有移动互联网和大数据，这两个在智慧城市中间的地位急剧上升。
请支持国产设备
第五部分，把国产的设备呼吁一下。国产在推广过程中，的确是受到一些困难。
例如SWDC，我们车的事宣传够多了，但是相机宣传得不够。国产相机，有个别地方甚至于开论证会来封杀我们，抵制这个相机不能投标。其实相机最近销售非常好，要有信心。用不好可以跟我们说，是什么有毛病，我们来改。
这个相机有三个优势，是进口相机不能比拟的。首先就是焦距可以更换，可以从50换到80，当时搞50的原因是数码相机精度低，我们不得不搞50。同时有些地方很难有飞行天气，降低飞行高度，飞行天气就会多一些。怎么办?只能用短焦，这样影像质量下降，就带来很大负面影响。其实只要把焦距一换，问题全部解决了。
在植被地区，国产相机的影像资料比起那几款进口的都要强，所以不要丧失信心。另外，就算是斜片机，也是要更换焦距的。
中国的特点是高楼多，在高楼多的情况下，你有的时候要用下视80，斜视100才行。这是进口相机做不到的。另外国产相机可以四头五头来回更换，这是进口相机做不到的。
下面很快地把最近的进展报告一下。过去国产相机外形不好看，现在外形好看了。存储器过去三秒钟拍一张，现在两秒钟拍一张。过去是分离操控的，现在是统一操控的。后处理过去速度慢，现在速度非常快。
还有就是基于飞思的四拼相机研究成功。这个相机载了几次跟斗，结果发现都是飞机的问题，所以有点挑飞机。但是，进口相机同样挑飞机。
玻璃必须是平整的光学玻璃，陕西的几个用户都是用的普通玻璃，怎么也不行。最近研究所搞过一个很大的课题，就是保护玻璃的研制，所以这个玻璃不要小看。
另外就是排气孔，我们汽车排气在尾巴上，飞机怎么放在前面呢?排气正好从相机底下通过，又有温差，这个把相机搞坏了。所以希望遇到这个情况，也不要对我们的相机丧失信心。
下面一个成果，一个室内多功能的测绘模拟教学实验系统，可以模拟航飞，RGP等等，你就不用在野外实习了。
最后，需求是发明之母。有需求，中国的创新发明就出来了;你没有需求，你不买，你老是买外国的东西，我们中国的发明就不行了。
我们国家搞创新型国家，盲目崇拜外国设备，不敢大胆采用国产设备，是我国创新力不足的原因之一。为响应建设创新型国家的号召，请支持国产设备。
好，我的报告到这里，谢谢！
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