測繪地理信息產業發展歷史現狀

1. 地理信息系統的發展概況急~！！！！！

GIS 是為解決資源與環境等全球性問題而發展起來的技
術與產業。上世紀60 年代中期，加拿大開始研究建立世界上
第一個地理信息系統(CGIS)，隨後又出現了美國哈佛大學的
SYMAP 和GRID 等系統。自那時起，GIS 開始服務於經濟建設
和社會生活。在北美、西歐和日本等發達國家，現在已建立
了國家級、洲際之間以及各種專題性的地理信息系統。我國
GIS 的研究與應用始於上世紀80 年代，近30 年來發展也十分
迅速，在計算機輔助繪制地圖等方面開展了大量基礎性的試
驗與研究工作，在理論、技術方法和實踐經驗等方面都有了
長足的進步。
1.國外地理信息系統(GIS) 發展的4 個階段
（1）模擬地理信息系統階段
自19 世紀以來就得到廣泛應用的地圖——模擬的圖形數
據庫和描述地理的文獻著作——模擬的屬性資料庫相結合，
構成了地理信息系統的基本概念模型。但是，這種模擬式的、
基於紙張的信息系統和信息過程，使得空間相關數據的存貯、
管理、量算與分析、應用極不規范、不方便和效率低下。隨
著計算機科學的興起，數字地理信息的管理與使用成為必然。
（2）學術探索階段
上世紀50 年代，由於電子技術的發展及其在測量與制圖
學中的應用，人們開始有可能用電子計算機來收集、存貯和
處理各種與空間和地理分布有關的圖形和屬性數據。1956 年，
奧地利測繪部門首先利用電子計算機建立了地籍資料庫，隨
後這一技術被各國廣泛應用於土地測繪與地籍管理。1963 年，
加拿大測量學家首先提出地理信息系統這一術語，並建立了
世界上第一個地理信息系統—— 加拿大地理信息系統
（CGIS），用於資源與環境的管理和規劃。稍後，北美和西歐
成立了許多與GIS 有關的組織與機構，如美國城市與區域信
息系統協會（URISA），國際地理聯合會（IGU）地理數據收集
和處理委員會（CGDPS）等，極大地促進了地理信息系統
知識與技術的傳播和推廣應用。
（3）飛速發展和推廣應用階段
上世紀70 年代以後，由於計算機技術的工業化、標准化
與實用化，以及大型商用資料庫系統的建立與使用，地理信
息系統對地理空間數據的處理速度與能力取得突破性進展。
其結果是：①一些發達國家先後建立了許多專業性的土地信
息系統（LIS）和資源與環境信息系統（GIS）；②關於GIS 軟
件、硬體和項目開發的商業公司篷勃發展。到1989 年，國際
市場上有報價的GIS 軟體達70 多個，並出現一些有代表性的
公司和產品。③數字地理信息的生產標准化、工業化和商品
化。④各種通用和專用的地理空間分析模型得到深入研究和
廣泛使用，GIS 的空間分析能力顯著增強。⑤有關GIS 的具有
技術權威和行政權威的行業機構和研究部門在GIS 的應用發
展中發揮引導和驅動作用。
（4）地理信息產業的形成和社會化地理信息系統的出現
上世紀90 年代以來，隨著互聯網路的發展及國民經濟信
息化的推進，地理信息系統作為大的地理信息中心，進入日
常辦公室和千家萬戶之中，從面向專業領域的項目開發到綜
合性城市與區域的可持續發展研究，從政府行為、學術行為
發展到公民行為和信息民主，成為信息社會的重要技術基礎。
2.國內地理信息系統(GIS)發展現狀
我國對GIS 的研究起步較晚，但是近30 年來，在各級政
府和有關人士的大力呼籲和促動下，我國的地理信息系統事
業突飛猛進，成績巨大。我國GIS 的發展可以劃分為3 個階
段。
（1）起步准備階段（1978～1985 年）
主要在概念和理論體系的引入與建立，關於遙感分析、
制圖和數字地面模型的試驗研究，以及軟、硬體的引進，相
應規范的研究，局部系統或試驗系統的開發研究，為GIS 的
全面發展奠定基礎。
（2）加速發展階段（1985～1995 年）
GIS 作為一個全國性的研究與應用領域，進行了有計劃、
有目標、有組織的科學試驗與工程建設，取得一定的社會經
濟效益。主要表現在：①GIS 教育與知識傳播的熱浪此起彼伏，
GIS 成為空間相關領域的熱門話題；②GIS 建設引起各級
政府高度重視，其發展機制由學術推動演變為政府推動；③
部分城市和沿海地區GIS 建設率先進入實施階段，並取得階
段性成果；④出現商品化的國產GIS 軟體、硬體品牌；出現
專門的GIS 的管理中心、研究機構與公司；出現專門的GIS
協會，涌現一批GIS 專門人才；出現專門的刊物與展示會；
初步形成全國性的GIS 市場。⑤在應用模式、行業模式和管
理方面作了有益的探索。
（3）地理信息產業化階段（1995－）
目前，我國GIS 的發展正處於向產業化階段過渡的轉折
點。能否藉助國際大氣候的東風，倚重國內經濟高速發展的
大好形勢，搭乘全球信息高速公路的快車，實現地理信息產
業化和國民經濟信息化，這是國內地理信息界人士面臨的嚴
重挑戰和千載難逢的機遇。而在這一過程中，一方面需要探
索建立一套政府宏觀調控與市場機制相結合的地理信息產業
模式。另一方面，則要充分總結和借鑒國內外地理信息系統
項目建設的經驗和教訓，掌握地理信息系統的發展動向，建
立起行之有效的地理信息系統工程學的理論、方法與管理模
式。
（三）地理信息系統(GIS)的發展動向
近年來地理信息系統技術發展迅速，其主要的原動力來
自日益廣泛的應用領域對地理信息系統不斷提高的要求。另
一方面，計算機科學的飛速發展為地理信息系統提供了先進
的工具和手段，許多計算機領域的新技術，如面向對象技術、
三維技術、圖象處理和人工智慧技術都可直接應用到地理信
息系統中。下面對當前地理信息系統研究中的幾個熱點研究
領域作一介紹。
1.GIS 中面向對象技術研究
面向對象方法為人們在計算機上直接描述物理世界提供
了一條適合於人類思維模式的方法，面向對象的技術在GIS
中的應用，即面向對象的GIS，已成為GIS 的發展方向。這是
因為空間信息較之傳統資料庫處理的一維信息更為復雜、瑣
碎，面向對象的方法為描述復雜的空間信息提供了一條直觀、
結構清晰、組織有序的方法，因而倍受重視。面向對象的GIS
較之傳統GIS 有下列優點：(1)所有的地物以對象形式封裝，
而不是以復雜的關系形式存儲，使系統組織結構良好、清晰；
(2)以對象為基礎，消除了分層的概念；(3)面向對象的分類
結構和組裝結構使GIS 可以直接定義和處理復雜的地物類型；
(4)根據面向對象後編譯的思想，用戶可以在現有抽象數據類
型和空間操作箱上定義自己所需的數據類型和空間操作方
法，增強系統的開發性和可擴充性；(5)基於icon 的面向對
象的用戶界面，便於用戶操作和使用。
2.時空系統
傳統的地理信息系統只考慮地物的空間特性，忽略了其
時間特性。在許多應用領域中，如環境監測、地震救援、天
氣預報等，空間對象是隨時間變化的，而這種動態變化的規
律在求解過程中起著十分重要的作用。過去GIS 忽略時態主
要是受器件的限制，也有技術方面的原因。近年來，對GIS
中時態特性的研究變得十分活躍，即所謂「時空系統」。
地物除了具有三維空間中的空間性質外，如何刻畫時間
維的變化也十分重要。通常把GIS 的時間維分成處理時間維
和有效時間維。處理時間又稱資料庫時間或系統時間，它指
在GIS 中處理發生的時間。有效時間亦稱事件時間或實際時
間，它指在實際應用領域事件出現的時間。
根據處理時間和有效時間的劃分，可以把時空系統分為4
類：靜態時空系統、歷史時態系統、回溯時態系統和雙時態
系統。
(1)靜態時空系統。它既不支持處理時間，也不支持有效
時間，系統只保留應用領域的一種狀態，比如當前狀態。(2)
歷史時態系統。它只支持有效時間，這種系統適用於事件實
際發生的歷史對問題求解十分重要的應用領域。(3)回溯時態
系統。它只支持處理時間，這種系統適用於信息系統的歷史
對問題求解十分重要的應用領域。(4)雙時態系統。它同時支
持處理時間和有效時間。處理時間記錄了信息系統的歷史，
有效時間記錄了事件發生的歷史。 時空系統主要研究時空模
型，時空數據的表示、存儲、操作、查詢和時空分析。
3.地理信息建模系統
通用GIS 的空間分析功能對於大多數的應用問題是遠遠
不夠的，因為這些領域都有自己獨特的專用模型，目前通用
的GIS 大多通過提供進行二次開發的工具和環境來解決這一
問題。二次開發工具的一個主要問題是它對於普通用戶而言
過於困難。而GIS 成功應用於專門領域的關鍵在於支持建立
該領域特有的空間分析模型。GIS 應當支持面向用戶的空間分
析模型的定義、生成和檢驗的環境，支持與用戶互動式的基
於GIS 的分析、建模和決策。這種GIS 系統又稱為地理信
息建模系統(GIMS)。GIMS 是目前GIS 研究的熱點問題之一。
GIMS 的研究有幾個值得注意的動向。(1)面向對象在GIS
中的應用。面向對象技術用對象(實體屬性和操作的封裝)、
對象類結構(分類和組裝結構)、對象間的通訊來描述客觀世
界，為描述復雜的三維空間提供了一條結構化的途徑。這種
技術本身就為模型的定義和表示提供了有效的手段，因而在
面向對象GIS 基礎上研究面向對象的模型定義、生成和檢驗，
應當比在傳統GIS 上用傳統方法要容易得多。(2)基於icon
的用戶建模界面。建模過程中的對象和空間分析操作均以
icon 形式展示給用戶，用戶亦可自定義icon。用戶在對icon
的定義、選擇和操作中完成模型的定義和檢驗。這種方法較
之AML 這類宏語言要方便和直觀得多。(3)GIS 與其他的模型
和知識庫的結合。這是許多應用領域面臨的一個非常實際的
問題，即存在GIS 之外的模型和知識庫如何與GIS 耦合成一
個有機整體。
4.GIS 將往高維化發展
GIS 在礦山與地質領域的應用受到很大限制的重要原因
是其在處理三維問題上的不足。現有的GIS 軟體雖然可以用
數字高程模型來處理空間實體的高程坐標，但是由於他們無
法建立空間實體的三維拓撲關系，使得很多真三維操作難以
實現，因而人們將現有的GIS 稱為二維GIS 或2.5 維GIS。礦
山、地質以及氣象、環境、地球物理、水文等眾多的應用領
域都需要三維GIS 平台來支持他們大量的真三維操作。空間
可視化技術是指在動態、時空變換、多維的可交互的地圖條
件下探索視覺效果和提高視覺效果的技術。虛擬現實(VR)技
術，也稱虛擬環境和人工現實，已在游戲中成功使用。運用
空間可視化技術和虛擬現實技術進行地形環境模擬，真實再
現地景，用於互動式觀察和分析，提高對地形環境的認知效
果，是今後三維GIS 可視化發展的一個重點。四維GIS（4DGIS）
一般是指在原有的三維GIS 基礎上加入時間變數而構成的
GIS。許多人認為地質特徵是不變的，但實際上大部分地質特
征是動態的、變化的，不是所有地質情況都是變化緩慢的，
水災、地震、暴風雨以及滑坡都會使局部地質條件發生快速
而巨大的變化。地質學家對4D(立體3D 加上時間第4D)的空
間——時間模型尤感興趣。但是，增加一維將帶來很大的問
題。比如數據量的幾何級數增長，致使數據的採集、存取、
處理都帶來一系列的問題。不過，這些問題可以在計算機技
術、資料庫技術以及相關電子技術的發展而得到解決。因此，
如何設計4DGIS 並運用它來描述和處理地理對象的時態特徵
是一個重要的發展領域。

2. 測繪科學技術的現狀、發展方向及服務領域

我是抄測繪工程專業的在校大學生。根據測繪學權威的武漢大學出版社的教科書定義測繪學：
測繪學是研究測定和推算地面的幾何位置，地球形狀及地球重力場，來測量地球表面自然形態和人工設施的幾何分布，並結合某些社會信息和自然信息的地球分布，編制全球和局部地區各種比例尺的地圖和專題地圖的理論和技術的科學，是地球科學的重要組成部分。。
分為，大地測量學 工程測量學 地圖學 攝影測量學和海洋測繪學。
目前以3S技術為其發展方向：GPS（全球衛星定位）RS（遙感）和GIS（地理信息系統）。。。朝著自動化和數字化的發展方向發展

3. 地理信息系統的歷史發展

古往今來，幾乎人類所有活動都是發生在地球上，都與地球表面位置（即地理空間位置）息息相關，隨著計算機技術的日益發展和普及，地理信息系統（Geography Information System，GIS）以及在此基礎上發展起來的「數字地球」、「數字城市」在人們的生產和生活中起著越來越重要的作用。

GIS可以分為以下五部分：
人員，是GIS中最重要的組成部分。開發人員必須定義GIS中被執行的各種任務，開發處理程序。 熟練的操作人員通常可以克服GIS軟體功能的不足，但是相反的情況就不成立。最好的軟體也無法彌補操作人員對GIS的一無所知所帶來的負作用。
數據，精確的可用的數據可以影響到查詢和分析的結果。
硬體，硬體的性能影響到軟體對數據的處理速度，使用是否方便及可能的輸出方式。
軟體，不僅包含GIS軟體，還包括各種資料庫，繪圖、統計、影像處理及其它程序。
過程，GIS 要求明確定義，一致的方法來生成正確的可驗證的結果。
GIS屬於信息系統的一類，不同在於它能運作和處理地理參照數據。地理參照數據描述地球表面(包括大氣層和較淺的地表下空間)空間要素的位置和屬性，在GIS中的兩種地理數據成分：空間數據，與空間要素幾何特性有關；屬性數據，提供空間要素的信息。
地理信息系統（GIS）與全球定位系統(GPS)、遙感系統(RS)合稱3S系統。
地理信息系統(GIS) 是一種具有信息系統空間專業形式的數據管理系統。在嚴格的意義上, 這是一個具有集中、存儲、操作、和顯示地理參考信息的計算機系統。例如，根據在資料庫中的位置對數據進行識別。實習者通常也認為整個GIS系統包括操作人員以及輸入系統的數據。
地理信息系統（GIS）技術能夠應用於科學調查、資源管理、財產管理、發展規劃、繪圖和路線規劃。例如，一個地理信息系統(GIS)能使應急計劃者在自然災害的情況下較易地計算出應急反應時間，或利用GIS系統來發現那些需要保護不受污染的濕地。
地理數據和地理信息
什麼是信息（Information）？1948年，美國數學家、資訊理論的創始人香農（Claude Elwood Shannon）在題為《通訊的數學理論》的論文中指出：「信息是用來消除隨機不定性的東西」； 1948年，美國著名數學家、控制論的創始人維納（Norbert Wiener）在《控制論》一書中，指出：「信息就是信息，既非物質，也非能量。」 狹義資訊理論將信息定義為「兩次不定性之差」，即指人們獲得信息前後對事物認識的差別；廣義資訊理論認為，信息是指主體（人、生物或機器）與外部客體（環境、其他人、生物或機器）之間相互聯系的一種形式，是主體與客體之間的一切有用的消息或知識。我們認為信息是通過某些介質向人們（或系統）提供關於現實世界新的事實的知識，它來源於數據且不隨載體變化而變化，它具有客觀性、實用性、傳輸性和共享性的特點 。
信息與數據既有區別，又有聯系。數據是定性、定量描述某一目標的原始資料，包括文字、數字、符號、語言、圖像、影像等，它具有可識別性、可存儲性、可擴充性、可壓縮性、可傳遞性及可轉換性等特點。信息與數據是不可分離的，信息來源於數據，數據是信息的載體。數據是客觀對象的表示，而信息則是數據中包含的意義，是數據的內容和解釋。對數據進行處理（運算、排序、編碼、分類、增強等）就是為了得到數據中包含的信息。數據包含原始事實，信息是數據處理的結果，是把數據處理成有意義的和有用的形式。
地理信息作為一種特殊的信息，它同樣來源於地理數據。地理數據是各種地理特徵和現象間關系的符號化表示，是指表徵地理環境中要素的數量、質量、分布特徵及其規律的數字、文字、圖像等的總和。地理數據主要包括空間位置數據、屬性特徵數據及時域特徵數據三個部分。空間位置數據描述地理對象所在的位置，這種位置既包括地理要素的絕對位置（如大地經緯度坐標），也包括地理要素間的相對位置關系（如空間上的相鄰、包含等）。屬性數據有時又稱非空間數據，是描述特定地理要素特徵的定性或定量指標，如公路的等級、寬度、起點、終點等。時域特徵數據是記錄地理數據採集或地理現象發生的時刻或時段。時域特徵數據對環境模擬分析非常重要，正受到地理信息系統學界越來越多的重視。空間位置、屬性及時域特徵構成了地理空間分析的三大基本要素。
地理信息是地理數據中包含的意義，是關於地球表面特定位置的信息，是有關地理實體的性質、特徵和運動狀態的表徵和一切有用的知識。作為一種特殊的信息，地理信息除具備一般信息的基本特徵外，還具有區域性、空間層次性和動態性特點。
當今社會，人們非常依賴計算機以及計算機處理過的信息。在計算機時代，信息系統部分或全部由計算機系統支持，因此，計算機硬體、軟體、數據和用戶是信息系統的四大要素。其中，計算機硬體包括各類計算機處理及終端設備；軟體是支持數據信息的採集、存貯加工、再現和回答用戶問題的計算機程序系統；數據則是系統分析與處理的對象，構成系統的應用基礎；用戶是信息系統所服務的對象。
從20世紀中葉開始，人們就開始開發出許多計算機信息系統，這些系統採用各種技術手段來處理地理信息，它包括：
○ 數字化技術：輸入地理數據，將數據轉換為數字化形式的技術；
○ 存儲技術：將這類信息以壓縮的格式存儲在磁碟、光碟、以及其他數字化存儲介質上的技術；
○ 空間分析技術：對地理數據進行空間分析，完成對地理數據的檢索、查詢，對地理數據的長度、面積、體積等的量算，完成最佳位置的選擇或最佳路徑的分析以及其他許多相關任務的方法；
○ 環境預測與模擬技術：在不同的情況下，對環境的變化進行預測模擬的方法；
○ 可視化技術：用數字、圖像、表格等形式顯示、表達地理信息的技術。
這類系統共同的名字就是地理信息系統（GIS , Geographic Information System），它是用於採集、存儲、處理、分析、檢索和顯示空間數據的計算機系統。與地圖相比，GIS具備的先天優勢是將數據的存儲與數據的表達進行分離，因此基於相同的基礎數據能夠產生出各種不同的產品。
由於不同的部門和不同的應用目的，GIS的定義也有所不同。當前對GIS的定義一般有四種觀點：即面向數據處理過程的定義、面向工具箱的定義、面向專題應用的定義和面向資料庫的定義。Goodchild把GIS定義為「採集、存貯、管理、分析和顯示有關地理現象信息的綜合技術系統」。Burrough認為「GIS是屬於從現實世界中採集、存儲、提取、轉換和顯示空間數據的一組有力的工具」，俄羅斯學者也把GIS定義為「一種解決各種復雜的地理相關問題，以及具有內部聯系的工具集合」。面向資料庫是定義則是在工具箱定義的基礎上，更加強調分析工具和資料庫間的連接，認為GIS是空間分析方法和數據管理系統的結合。面向專題應用的定義是在面向過程定義的基礎上，強調GIS所處理的數據類型，如土地利用GIS、交通GIS等；我們認為地理信息系統它是在計算機硬、軟體系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行採集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統。它和其他計算系統一樣包括計算機硬體、軟體、數據和用戶四大要素。只不過GIS中的所有數據都具有地理參照，也就是說，數據通過某個坐標系統與地球表面中的特定位置發生聯系。
地理信息系統簡稱GIS，多數人認為是Geographical Information System（地理信息系統），也有人認為是Geo-information System（地學信息系統）等等。人們對GIS理解在不斷深入，內涵在不斷拓展，「GIS」中，「S」的含義包含四層意思：
一是系統（System），是從技術層面的角度論述地理信息系統，即面向區域、資源、環境等規劃、管理和分析，是指處理地理數據的計算機技術系統，但更強調其對地理數據的管理和分析能力，地理信息系統從技術層面意味著幫助構建一個地理信息系統工具，如給現有地理信息系統增加新的功能或開發一個新的地理信息系統或利用現有地理信息系統工具解決一定的問題，如一個地理信息系統項目可能包括以下幾個階段：
（1）定義一個問題；
（2）獲取軟體或硬體；
（3）採集與獲取數據；
（4）建立資料庫；
（5）實施分析；
（6）解釋和展示結果。
這里的地理信息系統技術（Geographic information technologies）是指收集與處理地理信息的技術，包括全球定位系統（GPS）、遙感（Remote Sensing）和GIS。從這個含義看，GIS包含兩大任務，一是空間數據處理；二是GIS應用開發。
二是科學（Science），是廣義上的地理信息系統，常稱之為地理信息科學，是一個具有理論和技術的科學體系，意味著研究存在於GIS和其它地理信息技術後面的理論與觀念（GIScience）。
三是代表著服務（Service），隨著遙感等信息技術、互聯網技術、計算機技術等的應用和普及，地理信息系統已經從單純的技術型和研究型逐步向地理信息服務層面轉移，如導航需要催生了導航GIS的誕生，著名的搜索引擎Google也增加了Google Earth功能，GIS成為人們日常生活中的一部分。當同時論述GIS技術、GIS科學或GIS服務時，為避免混淆，一般用GIS表示技術，GIScience或GISci表示地理信息科學，GIService或GISer表示地理信息服務。
四是研究（Studies），即GIS= Geographic Information Studies，研究有關地理信息技術引起的社會問題（societal context），如法律問題（legal context），私人或機密主題，地理信息的經濟學問題等。
因此，地理信息系統（Geographic Information System,GIS）是一種專門用於採集、存儲、管理、分析和表達空間數據的信息系統，它既是表達、模擬現實空間世界和進行空間數據處理分析的「工具」，也可看作是人們用於解決空間問題的「資源」，同時還是一門關於空間信息處理分析的「科學技術」 。 60年代早期，在核武器研究的推動下，計算機硬體的發展導致通用計算機「繪圖」的應用。
1967年，世界上第一個真正投入應用的地理信息系統由聯邦林業和農村發展部在加拿大安大略省的渥太華研發。羅傑·湯姆林森博士開發的這個系統被稱為加拿大地理信息系統（CGIS ） ，用於存儲，分析和利用加拿大土地統計局（ CLI，使用的1:50,000比例尺，利用關於土壤、農業、休閑，野生動物、水禽、林業和土地利用的地理信息，以確定加拿大農村的土地能力。）收集的數據，並增設了等級分類因素來進行分析。
CGIS是「計算機制圖」應用的改進版，它提供了覆蓋，資料數字化/掃描功能。它支持一個橫跨大陸的國家坐標系統，將線編碼為具有真實的嵌入拓撲結構的「弧」，並在單獨的文件中存儲屬性和區位信息。由於這一結果，湯姆林森已經成為稱為「地理信息系統之父」，尤其是因為他在促進收斂地理數據的空間分析中對覆蓋的應用。
CGIS一直持續到20世紀70年代才完成，但耗時太長，因此在其發展初期，不能與如Intergraph這樣的銷售各種商業地圖應用軟體的供應商競爭。CGIS一直使用到20世紀90年代，並在加拿大建立了一個龐大的數字化的土地資源資料庫。它被開發為基於大型機的系統以支持一個在聯邦和省的資源規劃和管理。其能力是大陸范圍內的復雜數據分析。CGIS未被應用於商業 。微型計算機硬體的發展使得象ESRI和CARIS那樣的供應商成功地兼並了大多數的CGIS特徵，並結合了對空間和屬性信息的分離的第一種世代方法與對組織的屬性數據的第二種世代方法入資料庫結構。20世紀80年代和90年代產業成長刺激了應用了GIS的UNIX工作站和個人計算機飛速增長。至20世紀末，在各種系統中迅速增長使得其在相關的少量平台已經得到了鞏固和規范。並且用戶開始提出了在互聯網上查看GIS數據的概念，這要求數據的格式和傳輸標准化。

4. 地理信息科學的發展概況

國外地理信息系來統研究時間源較長，已經形成相對成熟的產業，美國、日本、德國、加拿大等有許多地理信息系統的高科技企業。我國地理信息系統產業發展時間比較短，雖然也有一些高科技企業，但規模比較小，許多科研成果有待走出實驗室，所以公眾對其認知度還不高。但應該看到，地理信息系統產業屬於國家大力扶持的高新技術產業，發展非常迅速，不僅成立「中國GIS協會」和「中國海外GIS協會」以及一批相關高科技企業，同時也建立了相應的政府職能部門如[2]國家測繪地理信息局、國家基礎地理信息系統等。我國地理信息系統的研究和開發已經步入初步繁榮，在不久的將來必將成為高新技術產業中新的經濟增長點，所以具有較強開發和數據處理能力的該專業畢業生也將具有良好的就業前景。

5. 大數據時代測繪地理信息如何發展

地理信息產業發展趨勢向好 「互聯網+測繪」將成行業新常態

地理信息產業，是以現代測繪技術、信息技術、計算機技術、通訊技術和網路技術相結合而發展起來的綜合性產業。既包括
GIS(地理信息系統)產業、衛星定位與導航產業、航空航天遙感產業，也包括傳統測繪產業和地理信息系統的專業應用，還包括LBS(基於位置服務)、地理信息服務和各類相關技術及其應用。

隨著網路技術的不斷發展，雲計算大數據移動互聯網的普及，地理信息軟體也應推動地理信息獲取、處理、管理和網路化分發服務軟體產品的集成，重點發展基於下一代互聯網、移動互聯網等，適應雲計算技術、時空技術、三維技術等的地理信息系統軟體產品。

地理信息產業總產值

根據前瞻產業研究院發布的《地理信息產業發展前景與投資戰略規劃分析報告》數據顯示，截至2013年底，行業內企業達2萬多家，從業人員超過40萬人，年產值近2,600億元。新應用、新服務不斷產生，互聯網搜索和電子商務提供商、通信服務提供商、汽車廠商等紛紛涉足地理信息應用領域，形成了遙感應用、導航定位和位置服務等產業增長點。

到2020年，政策法規體系基本建立，結構優化、布局合理、特色鮮明、競爭有序的產業發展格局初步形成，互聯網搜索和電子商務提供商、通信服務提供商、汽車廠商等紛紛涉足地理信息應用領域，新應用、新服務不斷產生，形成遙感應用、導航定位和位置服務等產業增長點。2016
年4360億人民幣，年均復合增長率為20%，到2020年地理信息產業的總產值規模將達到9040.90億人民幣，未來10年，地理信息產業總產值將保持穩定高速的年均增長率，到2021年形成萬億元的年產值。

地理信息服務業服務總值持續快速增長，2020年將達1,736億元

地理信息服務業是地理信息產業的核心部分，近年來，隨著「一帶一路」等國家戰略的提出，不動產統一登記等一系列國家重大項目和重點工作的啟動，國家現代測繪基準體系基礎設施建設的推進，基礎地理信息數據更新速度的加快，數字城市及智慧城市應用范圍的不斷擴大，地理信息服務總值持續快速增長。

同時，隨著地理信息的不斷發展，新應用、新服務不斷產生，互聯網搜索和電子商務提供商、通信服務提供商、汽車廠商等紛紛涉足地理信息應用領域，形成了遙感應用、導航定位和位置服務等產業增長點。參與主體的多樣化結合商業模式的創新，地理信息產業正逐步走向應用多元化、深度化的時代，企業的核心競爭力不斷提高。

阿里巴巴、騰訊、網路等大型互聯網企業積極進軍地理信息產業，給傳統的中小地理信息企業帶來了不小的競爭壓力，導致了企業競爭的加劇，但同時也為加快產業提質增效和地理信息企業轉型升級提供了強大外力。今後，產業的發展應是「互聯網+
」驅動下的有質量、有效益的創新發展。

地理信息服務業未來發展趨勢

產業鏈將進一步延伸

在大數據時代，基於物聯網、雲計算、互聯網技術發展的大數據技術將對地理信息服務業產業鏈的各個環節產生全方位的影響，引起地理信息服務業產業鏈結構的調整。

產業鏈結構的調整主要表現為產業鏈變長的趨勢。在大數據時代，地理大數據分析與挖掘可以直接創造價值，為用戶提供服務。而地理大數據分析與挖掘需要掌握專門的技術，可能還需要一定的行業背景，因此很可能發展成為一個獨立增值的產業鏈環節。此外，地理數據與其他大數據的集成，地理大數據的存儲、管理與運營都需要專門的設備和技術，在大數據時代，也很有可能發展成為一個獨立的產業鏈環節。

「互聯網+測繪」將成行業新常態

近年來，隨著互聯網時代的深刻變革，雲計算、大數據、物聯網等智能化技術的發展對測繪科學不斷滲透，地理信息服務業的產業結構、產品內容及服務范圍發生了重大變化，「互聯網+測繪」將成為地理信息服務業新常態。

行業內企業向綜合性和個性化方向發展

在大數據時代，以需求為導向的地理信息服務企業主要向兩個方向發展。一是綜合性，即地理信息服務企業提供的服務從單一內容的服務向多類型服務發展，從滿足單一需求向提供整體解決方案發展，從提供某一種產業活動向提供多種產業活動發展。地理信息服務企業的綜合化發展趨勢同時也順應和體現了地理信息技術的發展趨勢。

近年來，3S技術趨於融合發展，地理信息服務領域的內外業一體化、軟硬體一體化也更加明顯，同時，雲計算、物聯網、大數據等技術的發展，也使地理信息服務企業提供應用整體解決方案服務成為可能。二是個性化，在大數據時代，利用大數據發現需求、挖掘各類信息、解決各類問題的需求將迅速增長，公眾用戶的個性化產品發展空間廣闊。

6. 地理信息系統的發展歷史

35,000年前，在Lascaux附近的洞穴牆壁上，法國的Cro Magnon獵人畫下了他們所捕獵動物的圖案。與這些動物圖畫相關的是一些描述遷移路線和軌跡線條和符木。這些早期記錄符合了現代地理信息系統的二元素結構：一個圖形文件對應一個屬性資料庫。 18世紀地形圖繪制的現代勘測技術得以實現, 同時還出現了專題繪圖的早期版本, 例如：科學方面或戶口普查資料。 20世紀初期世紀將圖片分成層的「照片石印術」得以發展。直至60年代早期，在核武器研究的推動下，計算機硬體的發展導致通用計算機「繪圖」的應用。
1967年世界第一個投入實際操作的GIS系統由聯邦能量、礦產和資源部門在安大略省的渥太華開發出來。 這個系統是由Roger Tomlinson開發的，被稱為「Canadian GIS」（CGIS）。它被用來存儲，分析以及處理所收集來的有關加拿大土地存貨清單（CLI）數據。CLI通過在1:250，000的比例尺下繪制關於土壤, 農業, 休閑、野生生物、水鳥、林業, 和土地利用等各種信息為加拿大農村測定土地能力，並增設了了等級分類因素來進行分析。
CGIS是世界的第一個「系統」， 並且在「繪圖」應用上進行了改進，它具有覆蓋，測量，資料數字化/掃描的功能，支持一個跨越大陸的國家坐標系統，將線編碼為具有真實的嵌入拓撲結構的「弧」，並且將屬性和位置的信息分別存儲在單獨的文件中。它的開發者，地理學家Roger Tomlinson，被稱為「GIS之父」。
CGIS一直持續到20世紀70年代才完成，但這花費了太長的一段時間，因此在它最初發展期，不能與如Intergraph這樣的銷售各種商業地圖應用軟體的供應商競爭。微型計算機硬體的發展使得象ESRI和CARIS那樣的供應商成功地兼並了大多數的CGIS特徵，並結合了對空間和屬性信息的分離的第1 種世代方法與對組織的屬性數據的第2種世代方法入資料庫結構。20世紀80年代和90年代產業成長刺激了應用了GIS的UNIX工作站和個人計算機飛速增長。至20世紀末，在各種系統中迅速增長使得其在在相關的少量平台已經得到了鞏固和規范。並且用戶開始提出了在互聯網上查看GIS數據的概念，這要求數據的格式和傳輸標准化。

我國地理信息系統的起步稍晚，但發展勢頭相當迅猛，大致可分為以下三個階段。
第一是起步階段。20世紀70年代初期，我國開始推廣電子計算機在測量、制圖和遙感領域中的應用。隨著國際遙感技術的發展，我國在1974年開始引進美國地球資源衛星圖像，開展了遙感圖像處理和解譯工作。1976年召開了第一次遙感技術規劃會議，形成了遙感技術試驗和應用蓬勃發展的新局面，先後開展了京津唐地區紅外遙感試驗。新疆哈密地區航空遙感試驗、天津渤海灣地區的環境遙感研究、天津地區的農業土地資源遙感清查工作。長期以來，國家測繪局系統開展了一系列航空攝影測量和地形測圖，為建立地理信息系統資料庫打下了堅實的基礎。解析和數字測圖、機助制圖、數字高程模型的研究和使用也同步進行。1977年誕生了第一張由計算機輸出的全要素地圖。1978年，國家計委在黃山召開了全國第一屆資料庫學術討論會。所有這些為GIS的研製和應用作了技術上的准備。
第二是試驗階段。進入80年代之後，我國執行「六五」、「七五」計劃，國民經濟全面發展，很快對「信息革命」作出熱烈響應。在大力開展遙感應用的同時，GIS也全面進入試驗階段。在典型試驗中主要研究數據規范和標准、空間資料庫建設、數據處理和分析演算法及應用軟體的開發等。以農業為對象，研究有關質量評價和動態分析預報的模式與軟體，並用於水庫淹沒損失、水資源估算、土地資源清查、環境質量評價與人口趨勢分析等多項專題的試驗研究。在專題試驗和應用方面，在全國大地測量和數字地面模型建立的基礎上，建成了全國1：100萬地留資料庫系統和全國土地信息系統、1：4見萬全國資源和環境信息系統及1：25o萬水土保持信息系統，並開展了黃土高原信息系統以及洪水災情預報與分析系統等專題研究試驗。用於輔助城市規劃的各種小型信息系統在城市建設和規劃部門也獲得了認可。
在學術交流和人才培養方面得到很大發展。在國內召開了多次關於GIS的國際學術討論會。1985年，中國科學院建立了「資源與環境信息系統國家級重點開放實驗室」，1988年和1990年武漢測繪科技大學先後建立了「信息工程專業」和「測繪遙感信息工程國家級重點開放實驗室」。我國許多大學中開設了rs方面的課程和不同層次的講習班，已培養出了一大批從事GIS研究與應用的博士和碩土。
第三是GIS全面發展階段。80年代末到90年代以來，我國的GIS隨著社會主義市場經濟的發展走上了全面發展階段。國家測繪局正在全國范圍內建立數字化測繪信息產業。1：100萬地圖資料庫已公開發售，衛：25萬地圖資料庫也已完成建庫，並開始了全國1石萬地圖資料庫生產與建庫工作，各省測繪局正在抓緊建立省級1：1萬基礎地理信息系統。數字攝影測量和遙感應用從典型試驗逐步走向運行系統，這樣就可保證向GIS源源不斷地提供地形和專題信息。進入90年代以來，沿海、沿江經濟開發區的發展，土地的有償使用和外資的引進，急需GIS為之服務，有力地促進了城市地理信息系統的發展。用於城市規劃、土地管理、交通、電力及各種基礎設施管理的城市信息系統在我國許多城市相繼建立。
在基礎研究和軟體開發方面，科技部在「九五」科技攻關計劃中，將「遙感、地理信息系統和全球定位系統的綜合應用」列入國家「九五」重中之重科技攻關項目，在該項目中投入相當大的研究經費支持武漢測繪科技大學、北京大學、中國地質大學、中國林業科學研究院和中國科學院地理研究所等單位開發我國自主版權的地理信息系統基礎軟體。經過幾年的努力，中國GIS基礎軟體與國外的差距迅速縮小，涌現出若干能參與市場競爭的地理信息系統軟體，如GeoStar， MapGIS， OityStar， ViewGIS等。在遙感方面，在該項目的支持下，已建立全國基於IK4遙感影像土地分類結果的土地動態監測信息系統。國家這一重大項目的實施，有力地促進了中國遙感和地理信息系統的發展

7. 　地理信息系統的發展現狀與趨勢

一、國外GIS的發展歷史與現狀

地理信息系統（Geographic Information System,GIS）是以地理空間資料庫為基礎，在計算機軟硬體支持下，對空間相關數據進行採集、管理、操作、分析、模擬和顯示，並採用地理模型分析方法，適時提供多種空間和動態的地理信息，為地理研究和地理決策服務而建立起來的計算機技術系統。從外部看錶現為計算機的軟硬體系統，而其內涵卻是由計算機程序和地理數據組成的地理空間信息模型，是一個邏輯縮小的、高度信息化的地理系統，計算機系統的支持是GIS的主要特徵，使GIS得以快速、精確、綜合地對復雜的地理系統進行空間定位和過程分析。

世界上第一個GIS是在1963年由加拿大測量學家R.F.托姆林森提出並建立的，稱為加拿大地理信息系統，主要用於自然資源的管理與規劃。稍後，美國哈佛大學研究出SY-MAP系統軟體。但當時的計算機技術水平不高、存儲容量小、磁帶存儲速度慢，使得GIS帶有更多的機助制圖色彩，用於地學分析和空間數據模擬的功能極為簡單。

進入70年代以後，計算機軟硬體技術飛速發展，尤其是大容量的存儲設備——硬碟的使用，為空間數據的輸入、存儲、檢索和輸出提供了強有力的手段；高性能的圖形顯示器的發展，增強了人機對話和高質量圖形顯示功能，促使GIS朝著實用方向迅速發展。在此階段的標志是一些發達國家先後建立了許多專業性的土地信息系統和地理信息系統，據統計70年代大約有300個系統投入使用，例如美國地質調查局從1970年到1976年建立了50多個信息系統，用於獲取和處理地質、地理、地形和水資源信息；日本國土地理院從1974年開始建立數字國土信息系統，存儲、處理和檢索測量數據、航空像片信息、行政區劃、土地利用、地形、地質等信息，為國家和地區土地規劃服務；瑞典在中央、區域和城市三級建立了許多信息系統。一些商業公司開始活躍起來，軟體在市場上受到歡迎，許多大學和研究機構開始重視GIS軟體設計和應用研究，成立了各種GIS研究實驗室。

80年代是GIS普及和推廣應用階段。隨著計算機的迅速發展和普及，地理信息系統也逐步走向成熟，並在全世界范圍內全面地推向應用階段，第三世界國家也開始引進、應用和發展自己的地理信息系統。高性能微型計算機的問世，使得微機地理信息系統得到了蓬勃發展，並使地理信息系統工具具有更高的效率、更強的通用性和獨立性，更少地依賴於應用領域和計算機硬體環境，為地理信息系統的建立和應用開辟了新的途徑。GIS的應用從解決比較簡單的規劃管理問題（如道路、輸電線等）轉為更復雜的區域開發和決策問題，例如土地利用、沙漠化、城市化、環境與資源評價等。隨著GIS與衛星遙感技術的結合，GIS開始用於全球變化與全球監測。80年代是GIS發展具有突破性的年代，僅1989年市場上有報價的GIS軟體就達70多家，並涌現出一批有代表性的GIS軟體，如：ARC/IN-FO、MicrostationSICAD、Genamap、System9等。

進入90年代以後，微機地理信息系統得到了迅猛的發展，並且性能也得到了極大加強，向綜合性、智能性發展。GIS已成為一種新興的確定性產業，投入使用的GIS系統，每2～3年就翻一番，GIS市場的年增長率大於35%，從事GIS的廠家超過300家。GIS已滲透到各行各業，愈來愈多的國際性會議以GIS為主題，愈來愈多的學術刊物以GIS為標題，愈來愈多的學科，如地理學、工程學、森林學、城鄉規劃、計算機科學、測繪學、航天遙感、礦床地質、水資源等都把GIS作為發展方向。國家和地區性的GIS研究中心在美、英等主要西方國家中建立。

二、我國地理信息系統的發展

我國地理信息系統的研製與應用始於70年代末期，它的發展基礎是計算機制圖、計算機技術、計量地理和遙感技術。

1978～1980年為准備階段，主要是進行輿論准備，正式提出倡議，開始組建隊伍和實驗研究。

1981～1985年為起步階段，主要是對地理信息系統進行理論探索和區域性實驗研究，並在此基礎上制定國家地理信息系統規范。1981年在四川渡口二灘進行實驗，以航空遙感資料為基礎，進行數據採集和資料庫模型設計；1984年開始，國家測繪局測繪科學研究所著手組建國土基礎信息系統；1985年國家資源與環境信息系統實驗室成立。

1986～1993年為初步發展階段，地理信息系統被列入國家「七五」攻關課題，取得了重要進展和實際效益，形成了比較系統的研究計劃：研究資源與環境信息系統國家規范和標准，解決信息共享和系統兼容問題；開展全國性和區域性的信息系統的建立和應用模式研究；研製和開發軟體系統與專家系統，全國建成了一批資料庫、開發了一系列的空間信息處理與制圖軟體；完成了一批綜合性、區域性和專題性的信息系統。

1994年以來為軟體商品化階段，在國外成熟軟體在我國得到廣泛應用的同時，帶動了具有自主版權的國產地理信息系統基礎軟體的的崛起，一批起點高、功能強、價格低廉的國產軟體相繼研製成功，並推向市場。為客觀地了解我國GIS基礎軟體的開發水平、開發現狀和產業化前景，推動具有我國自主版權的GIS基礎軟體的健康發展，國家遙感中心、中國地理信息系統協會、中國海外信息系統協會從1996年開始對國產GIS基礎軟體和專項應用軟體進行測評，從四年的測評結果來看，國產GIS軟體的發展情況喜人，軟體的功能、性能、品種和商品化程度都有了較大幅度的提高，完全可以在相關領域內實際應用，與國外優秀GIS軟體的差距正在逐步縮小，個別領域已經超過了國外GIS軟體，在微機（PC）GIS軟體和某些應用領域具備了與國外軟體競爭的實力。

三、地理信息系統（GIS）的發展趨勢

GIS技術的發展已經取得了巨大的成就，並對社會的發展作出了巨大的貢獻，但對人們的期望和要求來講還遠遠不夠，GIS的進一步發展應主要表現在以下幾個方面：

1.多媒體地理數據的管理與操作管理

在一個多種數據類型並存的混合系統中，如何實現各類數據的隨意操作和有效管理，這是現今信息媒體多元化新時代的一個突出問題，它比單一地圖資料庫的操作要復雜得多。信息資源庫包括的主要內容有：地理資料庫、專業資料庫、圖像庫、文件庫和聲音庫等。

2.數字制圖技術

紙基地圖在任何時候都是不可能被取代的，利用數字地圖庫直接生產紙基地圖，即數字地圖環境下的自動編圖的核心是數字地圖的自動制圖綜合技術，它比屏幕顯示為目的的電子地圖的製作要復雜得多，要處理各要素之間的關系，目前仍視為一個國際性的難題。此外，還應包括建立基於地圖資料庫和GIS技術集成的地圖生產系統。

3.「3S」集成技術

GPS（全球定位系統）、RS（遙感）、GIS（地理信息系統）產生的時間不一，理論基礎和技術特點也不盡一致，但它們的學科性質是相通的，即共同研究、表達和分析地球科學信息，在逐步發展過程中構成了相輔相成的關系，三者的結合覆蓋了信息採集、處理和分析的全過程，使GPS、RS、GIS構成的衛星對地觀測系統成為地球系統科學研究的重要手段。

4.空間可視化技術與虛擬現實技術

可視化是指運用計算機圖形圖像處理技術，將復雜的科學現象或自然景觀，甚至十分抽象的概念圖形化，以便於理解現象、發現規律和傳播知識。虛擬現實也稱虛擬環境或人工現實，是一種由計算機生成的高級人機交互系統，構成一個以視覺為主的可感知環境。空間可視化技術與虛擬現實技術可用於製作動態地圖、地形環境模擬、地圖設計製作等方面。

5.三維GIS和時態GIS技術

在地質、礦山、地下水、大氣、環境等方面，人們不僅需要研究現象的二維分布，更需要研究其三維空間分布甚至與時間有關的時空分布特徵和規律，因此，對於真三維和四維GIS的需求更加迫切，而真四維是在真三維的基礎上增加時間維。

6.網路GIS和WWW GIS技術

由於萬維網具有開放性和友好的用戶界面，它迅速成為網路信息處理和分布的主要工具。在伺服器端，GIS軟體系統通過CGi（連接器）與萬維網的HTTP（超文本傳輸協議）伺服器相連；在客戶端，有萬維網瀏覽器以HTML（超文本標注語言）建立用戶界面。

8. 概述測繪行業的發展現狀及現代行業的應用

據前瞻產業研究院《中國工程測繪行業「十三五」市場前瞻與發展規回劃分析報告》顯答示，自上世紀80年代以來，隨著GPS定位技術的出現和發展，測繪定位技術也發生了革命性的變革，為工程測量提供了嶄新的技術手段和方法。長期以來用測角、測距、測水準為主體的常規地面定位技術，正在逐步被以一次性確定3維坐標的、高速度、高效率、高精度的GPS技術所代替，同時定位范圍已從陸地和近海擴展到海洋和宇宙空間；定位方法已從靜態擴展到動態；定位服務領域已從導航和測繪領域擴展到國民經濟建設的廣闊領域。尤其是近年來各地連續運行參考站系統（CORS）的相繼建立，極大地方便了GPS定位技術的使用。
目前測繪工作已完成了由手工模擬向數字化生產系統的轉變，已成為城市信息港建設的一個重要的基礎部分，將面對全社會，及時提供基礎地理信息服務，具有重大的社會意義，責任重大。

9. 測繪的歷程

以前是很辛苦的，但是現在有了新的技術就簡單很多，雖然儀器還很笨重，但是自動化已經很高了。
測繪學古老而現代，繪學現在正在向一門剛興起的學科—地球空間科學發展。測繪學是一門古老的學科，有著悠久的歷史。測繪學的發展在世界上古史時代，就有利用測繪學智麗尼羅河泛濫後農田邊界整理的傳說。公元前7世紀，管仲在其所著《管子》一書中已收集了早期的地圖27幅。公元前5世界至3世紀，我國已有利用磁石製成最早的指南工具「司南」的記載。公元前130年，西漢初期便有了《地形圖》和《駐軍圖》，為目前所發現我國最早的地圖。隨著人類社會的進步和科學技術的不斷發展，測繪學科的理論、技術、方法及其學科內涵也隨之發生了很大的變化。尤其是在當代，由於空間技術、計算機技術、通信技術和地理信息技術的發展，測繪學的理論基礎、工程技術體系、研究領域和科學目標與傳統意義上的測繪學有了很大的不同。測繪學日益發展成為國內外正在興起的一門新型學科——地球空間信息學(Geo-Spatial Information Science，簡稱Geomatics)
測繪學的主要研究對象是地球（當然再未來將發展到外太空，研究其他的星球）。人類對地球形狀認識的逐步深化，要求精確測定地球的形狀和大小，從而促進了測繪學發展。因此，測繪學可以說是地球科學的一個分支。測繪學的研究成果是以地圖為代表的信息產品，地圖的演變及其製作過程、方法是測繪學進步的一個主要標志。測繪學獲取觀測數據的工具是測量儀器，測量學的發展很大程度上取決於測繪方法和測繪儀器的創造和改革。測繪儀器的發展經歷了早期的游標經緯儀到小平板、大平板儀、水準儀、航空攝影機、擺儀、重力儀、全站儀，測量機器人，數字繪圖機。成果也原來的手繪地圖到數字地圖，由原來的二維地圖到現在的三維地圖，四維地圖，最近由武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室研製的「天地圖」這一偉大成果就是一個很好的代表。
測繪學的科學地位和作用意義重大。在科學研究中的作用：測繪學在探索地球奧秘和規律、深入認識和研究地球的各種問題中發揮著重要的作用。現在的測量技術可以提供幾乎任意時區域解析度系列，具有檢測瞬時地理事件如地殼運動，重力場的時空變化，地球的潮汐和自轉等問題，這些觀測成果可以用於地球內部物質的研究，尤其在解決地球物理方面可以起到輔助作用。測繪許餓在國民經濟上的作用是廣泛。豐富的地理信息是國民經濟和社會信息化的重要基礎，為構建「數字城市」「數字中國」提供了重要的資源。在現代化戰爭的今天，測繪學在武器的定位、發射、精確制導等方面發揮著不可代替的作用。另外在防災減災方面，測繪做出了不可磨滅的作用，2008年汶川特大地震中，測量所的的地圖在救災中起指導作用，減少了災難等帶來的重大損失。在以後的發展中，測繪在防災、減災上仍然將發揮它的作用，民政局非常重視測繪的作用。
測繪學的分類。隨著測繪科技的發展和時間的推移，在發展過程中形成大地測量學、普通測量學、攝影測量學、工程測量學、海洋測繪和地圖制圖學等分支學科。大地測量學研究和測定地球的形狀、大小和地球重力場，以及地面點的幾何位置的理論和方法。普通測量學 研究地球表面局部區域內控制測量和地形圖測繪的理論和方法。局部區域是指在該區域內進行測繪時，可以不顧及地球曲率，把它當作平面處理，而不影響測圖精度。攝影測量學 研究利用攝影機或其他感測器採集被測物體的圖像信息，經過加工處理和分析，以確定被測物體的形狀、大小和位置，並判斷其性質的理論和方法。測繪大面積的地表形態，主要用航空攝影測量。工程測量學 研究工程建設中設計、施工和管理各階段測量工作的理論、技術和方法。為工程建設提供精確的測量數據和大比例尺地圖，保障工程選址合理，按設計施工和進行有效管理。海洋測繪 研究對海洋水體和海底進行測量與制圖的理論和技術。為艦船航行安全、海洋工程建設提供保障。地圖制圖學 研究地圖及其編制的理論和方法。下面我將就這幾個分支按我理解簡單敘述。
大地測量學

大地測量學是測繪學的一個分支。研究和測定地球形狀、大小和地球重力場，以及測定地面點幾何位置的學科。大地測量學中測定地球的大小，是指測定地球橢球的大小;研究地球形狀,是指研究大地水準面的形狀；測定地面點的幾何位置，是指測定以地球橢球面為參考的地面點的位置。將地面點沿法線方向投影於地球橢球面上，用投影點在橢球面上的大地緯度和大地經度表示該點的水平位置，用地面點至投影點的法線距離表示該點的大地高程。這點的幾何位置也可以用一個以地球質心為原點的空間直角坐標系中的三維坐標來表示。大地測量工作為大規模測制地形圖提供地面的水平位置控制網和高程式控制制網，為用重力勘探地下礦藏提供重力控制點，同時也為發射人造地球衛星、導彈和各種航天器提供地面站的精確坐標和地球重力場資料。
大地測量學的基本任務是1、研究全球，建立與時相依的地球參考坐標框架，研究地球形狀及其外部重力場的理論與方法，研究描述極移固體潮及地殼運動等地球動力學問題，研究高精度定位理論與方法。2、 確定地球形狀及其外部重力場及其隨時間的變化，建立統一的大地測量坐標系，研究地殼形變（包括地殼垂直升降及水平位移），測定極移以及海洋水面地形及其變化等。研究月球及太陽系行星的形狀及其重力場。3、建立和維持具有高科技水平的國家和全球的天文大地水平控制網和精密水準網以及海洋大地控制網，以滿足國民經濟和國防建設的需要。4、研究為獲得高精度測量成果的儀器和方法等。5、研究地球表面向橢球面或平面的投影數學變換及有關的大地測量計算。6、研究大規模、高精度和多類別的地面網、空間網及其聯合網的數學處理的理論和方法，測量資料庫建立及應用等。
幾何大地測量學。19世紀起，許多國家都開展了全國天文大地測量工作，其目的並不僅是為求定地球橢球的大小，更主要的是為測制全國地形圖的工作提供大量地面點的精確幾何位置。為達此目的，需要解決一系列理論和技術問題，這就推動了幾何大地測量學的發展。首先,為了檢校天文大地測量的大量觀測數據,消除其間的矛盾，並由此求出最可靠的結果和評定觀測精度，法國的勒讓德(A.M.Legendre)於1806年首次發表了最小二乘法的理論。事實上，德國數學家和大地測量學家C.F.高斯早在1794年已經應用了這一理論推算小行星的軌道。此後他又用最小二乘法處理天文大地測量結果，把它發展到了相當完善的程度，產生了測量平差法，至今仍廣泛應用於大地測量。其次，三角形的解算和大地坐標的推算都要在橢球面上進行。高斯於1828年在其著作《曲面通論》中，提出了橢球面三角形的解法。關於大地坐標的推算，許多學者提出了多種公式。高斯還於1822年發表了橢球面投影到平面上的正形投影法，這是大地坐標換算成平面坐標的最佳方法，至今仍在廣泛應用。另外，為了利用天文大地測量成果推算地球橢球長半軸和扁率，德國的F.R.赫爾默特提出了在天文大地網中所有天文點的垂線偏差平方和為最小的條件下，解算與測區大地水準面最佳擬合的橢球參數及其在地球體中的定位的方法。以後這一方法被人稱為面積法。
物理大地測量學。法國的勒讓德(A.M.Legendre)於1806年首次發表了最小二乘法的理論。事實上，德國數學家和大地測量學家C.F.高斯早在1794年已經應用了這一理論推算小行星的軌道。此後他又用最小二乘法處理天文大地測量結果，把它發展到了相當完善的程度，產生了測量平差法，至今仍廣泛應用於大地測量。其次，三角形的解算和大地坐標的推算都要在橢球面上進行。關於大地坐標的推算，許多學者提出了多種公式。高斯還於1822年發表了橢球面投影到平面上的正形投影法，這是大地坐標換算成平面坐標的最佳方法，至今仍在廣泛應用。另外，為了利用天文大地測量成果推算地球橢球長半軸和扁率，德國的F.R.赫爾默特提出了在天文大地網中所有天文點的垂線偏差平方和為最小的條件下，解算與測區大地水準面最佳擬合的橢球參數及其在地球體中的定位的方法。以後這一方法被人稱為面積法。
衛星大地測量學。到了20世紀中葉，幾何大地測量學和物理大地測量學都已發展到了相當完善的程度。但是,由於天文大地測量工作只能在陸地上實施,無法跨越海洋；重力測量在海洋、高山和荒漠地區也僅有少量資料，因此地球形狀和地球重力場的測定都未得到滿意的結果。直到1957年第一顆人造地球衛星發射成功之後，產生了衛星大地測量學，才使大地測量學發展到一個嶄新的階段。
攝影測量學
攝影測量學研究利用攝影機或其他感測器採集被測物體的圖像信息，經過加工處理和分析，以確定被測物體的形狀、大小和位置，並判斷其性質的理論和方法。測繪大面積的地表形態，主要用航空攝影測量攝影測量學。根據地面獲取影像時，攝影機安放的位置不同，攝影測量學可以分為航空攝影測量學、航天攝影測量與地面攝影測量。航空攝影測量：將攝影機安放在飛機上，對地面進行攝影，這是攝影最常用的方法。航空攝影測量所用的是一種專門的大幅面的攝影機又稱航空攝影機。航天攝影測量學：隨著航天、衛星、遙感技術的發展而發展的攝影測量技術，將攝影機安裝在衛星上。近幾年來，高解析度衛星攝影的成功應用，已經成為國家基本地圖測圖、城市、土地規劃的重要資源。近地攝影測量是將攝影機安裝在地面上進行的攝影測量。
攝影測量學的一些基本原理包括影象與物體的基本關系、影象與地圖的關系、攝影機的內方位元素、外方位元素、共線方程、立體觀測方法等。在影像上進行量測和解譯，主要工作在室內進行，無需接觸物體本身，因而很少受氣候、地理等條件的限制；所攝影像是客觀物體或目標的真實反映，信息豐富、形象直觀，人們可以從中獲得所研究物體的大量幾何信息和物理信息；可以拍攝動態物體的瞬間影像，完成常規方法難以實現的測量工作；適用於大范圍地形測繪，成圖快、效率高；產品形式多樣，可以生產紙質地形圖、數字線劃圖、數字高程模型、數字正攝影像等。
攝影測量學的研究方向。1、數字攝影測量：以航空影像和衛星米級高解析度影像為數據源，擴展計算機立體相關理論與演算法，發展立體幾何模型確定和精化的新方法，以及研究困難地區數字立體測圖的新技術；研究近景（地面）攝影測量中的數字相機的快速檢校新演算法，數字影像精確匹配問題，以及在工業生產過程自動監測和土木工程建築物（如橋梁和隧道）形變監測中的問題。2.遙感技術及應用以多光譜、多解析度和多時相衛星影像為數據源，研究地表變遷及地質調查的遙感新方法；研究地球資源（如土地利用）變化檢測的有效方法，發展半自動或全自動化的遙感監測手段；開發監測城市環境污染和自然災害（如洪水與森林、農作物病蟲害）的實用遙感系統，等等。基於合成孔徑雷達圖像，開展干涉雷達（InSAR）等技術的地表三維重建、大范圍精密地表形變（包括滑坡、城市沉降和地殼形變）探測和氣象變化監測的研究。3.3S技術及應用研究車載CCD序列影像測圖的方法和演算法，為線性工程勘測和調查提供快速而有效的地面遙感測量手段；研究包括遙感（RS）、全球定位系統（GPS）和地理信息系統（GIS）在內的3S技術集成的模式和方法，為我國西部大開發的鐵路、公路建設探索全新的勘測設計手段。
地圖制圖學
地圖制圖學是研究地圖及其編制和應用的一門學科。它研究用地圖圖形反映自然界和人類社會各種現象的空間分布，相互聯系及其動態變化，具有區域性學科和技術性學科的兩重性，亦稱地圖學。
地圖制圖學的理論與技術。地圖編制研究製作地圖的理論和技術。主要包括：制圖資料的選擇、分析和評價,制圖區域的地理研究,圖幅范圍和比例尺的確定，地圖投影的選擇和計算，地圖內容各要素的表示法，地圖制圖綜合的原則和實施方法，製作地圖的工藝和程序，以及擬定地圖編輯大綱等。地圖整飾研究地圖的表現形式。包括地圖符號和色彩設計，地貌立體表示，出版原圖繪制以及地圖集裝幀設計等。地圖制印研究地圖復制的理論和技術。包括地圖復照、翻版、分塗、製版、打樣、印刷、裝幀等工藝技術。此外，地圖應用也已成為地圖制圖學的一個組成部分。它主要研究地圖分析、地圖評價、地圖閱讀、地圖量算和圖上作。
地圖制圖學的發展趨勢隨著現代科學技術的發展，地圖制圖學也進入了新的發展階段，其主要特點和趨勢為：①地圖制圖學作為區域性學科，其重點已由普通地圖制圖轉移到專題地圖制圖，並向綜合制圖、實用制圖和系統制圖的方向發展。②地圖制圖學作為技術性學科，正在向機助制圖方向發展，有可能逐步代替延續幾千年的手工編圖的作業方法。③隨著地圖制圖學同各學科間的相互滲透，產生了一些新的概念和理論。例如，以地圖圖形顯示、傳遞、轉換、存儲、處理和利用空間信息為內容的地圖資訊理論和地圖傳輸論；研究經過地圖圖形模式化建立地圖數學模型和數字模型的地圖模式論；研究用圖者對地圖圖形和色彩的感受過程和效果的地圖感受論；研究和建立地圖語言的地圖符號學，等等。
工程測量學
工程測量學是研究工程建設和自然資源開發中各個階段進行的控制和地形測繪、施工放樣、變形監測的理論和技術的學科。測繪科學和技術(或稱測繪學)是一門具有悠久歷史和現代發展的一級學科。該學科無論怎樣發展，服務領域無論怎樣拓寬，與其他學科的交叉無論怎樣增多或加強，學科無論出現怎樣的綜合和細分，學科名稱無論怎樣改變，學科的本質和特點都不會改變。
工程測量學的理論平差理論。最小二乘法廣泛應用於測量平差。最小二乘配置包括了平差、濾波和推估。附有限制條件的條件平差模型被稱為概括平差模型，它是各種經典的和現代平差模型的統一模型。測量誤差理論主要表現在對模型誤差的研究上，主要包括：平差中函數模型誤差、隨機模型誤差的鑒別或診斷；模型誤差對參數估計的影響，對參數和殘差統計性質的影響；病態方程與控制網及其觀測方案設計的關系。由於變形監測網參考點穩定性檢驗的需要，導致了自由網平差和擬穩平差的出現和發展。觀測值粗差的研究促進了控制網可靠性理論，以及變形監測網變形和觀測值粗差的可區分性理論的研究和發展。針對觀測值存在粗差的客觀實際，出現了穩健估計(或稱抗差估計)；針對法方程系數陣存在病態的可能，發展了有偏估計。與最小二乘估計相區別，穩健估計和有偏估計稱為非最小二乘估計。
海洋測繪
海洋測繪是以海洋水體和海底為對象所進行的測量和海圖編制工作。主要包括海道測量、海洋大地測量、海底地形測量、海洋專題測量，以及航海圖、海底地形圖、各種海洋專題圖和海洋圖集等的編制。
海洋測繪的基本理論與方法。測量方法主要包括海洋地震測量、海洋重力測量、海洋磁力測量、海底熱流測量、海洋電法測量和海洋放射性測量。因海洋水體存在，須用海洋調查船和專門的測量儀器進行快速的連續觀測，一船多用，綜合考察。基本測量方式包括：①路線測量。即剖面測量。了解海區的地質構造和地球物理場基本特徵。②面積測量。按任務定的成圖比例尺，布置一定距離的測線網。比例尺越大，測網密度愈密。在海洋調查中，廣泛採用無線電定位系統和衛星導航定位系統。海洋測量的基本理論、技術方法和測量儀器設備等，同陸地測量相比，有它自己的許多特點。主要是測量內容綜合性強，需多種儀器配合施測，同時完成多種觀測項目；測區條件比較復雜，海面受潮汐、氣象等影響起伏不定;大多為動態作業,測者不能用肉眼通視水域底部，精確測量難度較大。一般均採用無線電導航系統、電磁波測距儀器、水聲定位系統、衛星組合導航系統、慣性導航組合系統，以及天文方法等進行控制點的測定和測點的定位；採用水聲儀器、激光儀器，以及水下攝影測量方法等進行水深測量和海底地形測量；採用衛星技術、航空測量以及海洋重力測量和磁力測量等進行海洋地球物理測量。
現代測繪中的新技術
隨著電子信息技術、通信技術、網路技術等的飛速發展，測繪學也迎來發展的機遇與挑戰。測量理論，測量方法，測量儀器的改進推動了測繪學科的發展，現在的測繪不但測量精度大大提高，測量時間大大的減少，勞動強度降低，測繪工作者也不再是人民眼中「農民工」。這些新技術包括：1、衛星導航定位技術。以美國的GPS，俄羅斯的GLONASS，中國的北斗以及在建的歐盟的GALILES為代表的的定位系統為測繪工作帶來極大的方便，而且提高了精度。2、RS（遙感），他是一種不通過接觸物體本身，用感測器採集目標的電磁波信息，經過處理、分析後識別目標物的現代科學技術。我們武漢大學在遙感方面實力強大，遙居亞洲第一。3、數字地圖制圖技術。4、GIS（地理信息系統）GIS地理信息系統是以地理空間資料庫為基礎，在計算機軟硬體的支持下，運用系統工程和信息科學的理論，科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據，以提供管理、決策等所需信息的技術系統。簡單的說，地理信息系統就是綜合處理和分析地理空間數據的一種技術系統。5、3S集成技術。即GPS、GIS與RS技術的集成，是當前國內外發展的趨勢。在3S技術的集成中，GPS主要用於實時快速的提供物體的空間位置；RS用於實時快速的提供大面積的地表物質及其環境的幾何與物理信息，以及他們的各種變化；GIS則是對多種來源時空數據的綜合處理分析和應用的平台。6、虛擬現實摸型技術，他是由計算機構成的高級人機交換系統。
測繪學博大精深，我們對它的了解還很膚淺，但我相信在我們回在今後的學習工作中對它有更深的了解，並且，在不久的將來我們必將獻身測繪事業，獻身祖國的建設事業，成為一個21世紀合格的測繪工作者和祖國的建設的接班人！