地理资讯

陕西点云科技有限公司

地理信息系统是集GIS技术、计算机技术、大数据技术、三维引擎技术等多种先进技术为一体的 综合性基础地理信息服务。我公司致力于为用户提供地理信息数据采集,数据处理、数据建库、地面 移动测量以及地理信息领域的产品研发和完整解决方案体系,目前已形成基于城市规划、安防水 利、文物,地下管线等行业的完整技术解决方案体系、市场体系及客户服务体系,为地理信息行业智 能化需求提供站式支持和服务。

由于智慧城市发展需求及现代工业对大型复 杂结构建筑、地下空间、设备的三维测量、几何 重构与监控的数据和定位要求越来越高,将促进 三维测量技术的进一步发展。 我们将以客户需求 为导向,利用倾斜摄影测量、三维激光雷达扫 描、三维仿真等技术手段,获取服务于测绘地理 信息、智慧城市、市政设施、地下空间、矿山、 BIM等行业应用的三维空间信息数据,满足多行 业度的时空信息数据需求。

我们秉承服务社会、服务经济发展、服务经济建设的理念,用先进的制图技术和丰富的地理信息数 据成要资料,为用户提供满足各种工作需要的工作用图、专题用图、影像图、真三维地图等工作服务用 图;我们将不懈努力学习先进技术提高业务水平,为用户提供了全方位的地图产品服务。

航空摄影测量与遥感具有旺盛的生命力就在于其不断地吸收相关领域的最新理论和技术。 我们将不断努力学习并引进最新的理论研究成果,将计算机网络、集群处理、并行处理 等最新技术应用到航空摄影测量工作中,致力于为用户提供无人飞行器航摄、DOM、 DEM、DRG、DLG等产品与服务。

在人类活动中,工程测量是无处不在,只要有建设就必然存在工程测量, 科学技术的进步为测量技术装备带来了翻天覆地的变化,多传感器的混合测量 系统迅速发展和广泛应用以及影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强, 为工程测量技术的发展和应用提供了广阔的空间。 我们将不断学习先进的技术手段,采用先进的测绘技术装备,为用户提供 地形测量、工程控制测量、市政工程测量、矿山测量、移动三维扫描测量等测 量技术服务。

陕西点云科技有限公司成立于2015年8月,是一家致力于为用户提供地理信息系统开发与应用、多尺度电子地图数据生产、BIM、激光点云扫描与三维建模、二三维一体化展示与应用、CIM与数字孪生城市应用等测绘地理信息技术服务的高科技技术企业。

——访香港理工大学土地测量与地理资讯学系副主任、深空探测研究中心副主任吴波教授 生活中,想要知道城市的距离、大厦的高度、丘陵的起伏,测绘是我们的好帮手。如果,我们需要了解的是月球、火星的地形地貌,又该如何丈量呢?事实上,人们传统认知上的测绘技术早已融合了地理信息系统、遥感技术、卫星导航等各类技术,成功从地球走向太空。 地球和深空 测绘无处不在 千年以前,满腹忧思的屈原质问于天,“天何所沓?十二焉分?日月安属?列星安陈?”千古名篇《天问》就此诞生。千年之后,“天问一号”探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区,中国首次火星探测任务着陆火星成功。 为什么选择乌托邦平原? 乌托邦平原位于火星北纬5度~30度的北半球,地势平坦、阳光充足;此外,乌托邦平原极有可能为古海洋与陆地的交接面,其科学探测意义高。 倒推可知,在广达一亿四千万平方千米的火星表面选择着陆点至少需要关注两个基本条件:着陆的安全和科研的价值。要选出满足两个条件的最佳着陆点,就需要对火星进行高精度、高分辨率的地形地貌测绘,详细了解火星表面的情况。 香港理工大学土地测量与地理资讯学系副主任、深空探测研究中心副主任吴波教授 这便是香港理工大学土地测量与地理资讯学系副主任、深空探测研究中心副主任吴波教授团队所承担的任务。“我们从2016年起,协助国家有关航天部门进行‘天问一号’探测任务火星全球的分析和评估,筛选可能的着陆区,对各个候选着陆区进行详细的地形、地貌、地质特征分析,协助选取着陆点。” “ 吴波向记者介绍道,与对地观测相比,最直接的不同是火星没有卫星导航系统,难以获得其表面高精度的控制信息。“这就需要研究创新的方法来实现高精度的遥感测绘,如香港理工大学团队研发的摄影测量与激光测高相集成的方法,充分发挥摄影测量的平面高精度与激光测高的高程高精度的优势,协同融合,实现无绝对控制信息下的火星高精度地形测绘。” 吴波补充说:“此外,大多数火星影像缺乏丰富纹理特征,难以通过密集影像匹配获得高分辨率的数字地形模型,需要研发创新的方法来实现高分辨率的遥感测绘。我们团队研发的影像光度法能在摄影测量或激光测高结果的基础上,利用单幅或多幅高分辨率影像,实现像素级的三维地形重建,这大大改进了现有相关技术进行火星三维测绘的局限性。” 2021年2月,“天问一号”进入火星环绕轨道,其搭载的高分辨率相机对预选着陆区进行了亚米级高分辨率立体影像拍摄。吴波团队需要利用这些影像对预选着陆区进行更详细的地形地貌分析,在着陆区内优化搜索更小的着陆椭圆。3月中旬开始,这些高分辨率影像陆续传到香港理工大学,5月初要决定“天问一号”的具体着陆点,留给吴波教授和其团队时间不到两个月。 “在不到两个月的短短时间里,我们需要对有11个香港那么大的预选着陆区进行图像处理,生成高精度、高分辨率三维数字地形模型与数字正射影像,进而详细分析有可能影响着陆安全的斜坡,识别和分析数以百万计的石块,几十万个撞击坑,上千个火山锥等地貌特征。”吴波说。 时间紧、任务重、要求高,团队的每一个成员都全力以赴、精益求精、日以继夜地工作。最终成功在预选着陆区内搜索得到几个最优的着陆椭圆,“天问一号”任务团队选择了其中一个最佳的着陆椭圆。2021年5月15日,“天问一号”着陆器携带“祝融号”火星车成功着陆在最佳着陆椭圆的中心点附近! “天问一号”在火星上首次留下了中国印迹,作为我国首个火星探测任务,其成功象征着我国星际探测征程迈出了重要一步。 在着陆成功后的媒体采访中,吴波也分享了自己的喜悦之情:“天问一号”火星探测任务创造了深空探测的历史,因为从来没有一个国家可以在这么短的时间内,第一次就完成“绕、落、巡”这三个非常重要的任务。美国完成这个三步走的战略,大概用了20年的时间,中国一次任务就能够完成,这是非常伟大的成就,中国创造了历史。 月球到火星 技术创新飞跃 在“天问一号”任务之前,吴波教授团队就已经参与了国家“嫦娥”探月工程。从2011年起,吴波团队就通过大量的月球遥感数据为国家的“嫦娥三号”“嫦娥四号”任务进行着陆区的地形地貌分析,利用创新的月球地形测绘和地貌分析技术评估选取安全且具科学价值的着陆点。2019年初,“嫦娥四号”成功登陆月球背面,测绘技术在探月工程上的成功应用也为火星“问天”任务做好了准备。 月球和火星在探测方面的挑战有着异曲同工之处。为了帮助“天问一号”在火星上安全着陆,吴波教授及其团队总结过往经验还研发了“基于人工智能的地貌特征识别提取方法”。该方法能从高清图像中自动高效提取陨石坑和石块等地貌特征,以作更精确的分析。相较于过去用人眼去逐一识别陨石坑和石块的方法,依托人工智能让识别效率有了极大提升。 吴波教授(左)团队研发创新的地形测量及地貌分析方法,协助选取火星着陆点(下图)容启亮教授(右)的团队则研发出精密的太空仪器——落火状态监视相机(火星相机),拍摄火星的周遭环境及火星车的状况 吴波说:“我们利用这项人工智能技术,在一个半月内从高清图像中分析了分布在预选着陆区内的200多万块岩石、67万个陨石坑、上千个火山锥,不仅高效,准确率更达到了85%。” 在今年的“中国航天日”上,中国工程院院士、中国探月工程总设计师吴伟仁,我国首次火星探测任务工程总设计师张荣桥,对未来我国深空探测领域的规划和亮点进行解析: 未来5年,我国将继续实施月球探测工程。“嫦娥六号”计划于2024年前后发射,“嫦娥七号”计划于2026年前后发射,准备在月球南极着陆。 目前,“天问一号”环绕器继续在遥感使命轨道开展科学探测。“天问二号”则预计于2025年前后发射,将对近地小行星2016HO3开展伴飞探测并取样返回。 未来,我国还准备开展木星系及天王星等行星际探测,太阳以及太阳系边际探测。 从月球到火星,再到其他更远的小天体,深空探测的发展对测绘提出了更新、更高的要求。正如吴波所言,很多常规的测绘手段,是不能直接拿到月球、火星、小天体探测任务中来使用的,必须要不断创新。 “ 对于如何支持和参与国家接下来的深空探测计划,吴波说:“月球南极会是未来世界各国对月球进行探测的热点,‘嫦娥七号’会在月球南极开展综合勘察,‘嫦娥八号’计划在月球南极进行科研站关键技术验证等任务。” 他指出月球南极光照条件极端,太阳高度角非常低,这就对遥感技术提出了新的要求:“如何保证遥感手段在月球南极这种极端环境能够进行高精度测绘。传统的摄影测量技术在这种情况下存在非常大的局限性,合成孔径雷达技术如何更好地用于月球南极永久阴影区的探测也还有待深入研究。” “又比如,‘天问二号’任务计划对小行星进行探测,小行星非常小,形状不规则,自转速度快,它的遥感数据怎么获取?如何有效地进行三维建模?测绘坐标系如何建立……这些都是新的具备挑战性的工作。”挑战接踵而至,吴波和其团队也正在积极准备。 吴波在采访中不断强调“创新”二字,在他看来,除了在传统的测绘、遥感、地理信息技术方面不断创新外,机器学习、深度学习等技术在深空探测领域的大数据、自动化、智能化分析中更是有着巨大潜力。此外,测绘遥感技术的实时化、芯片化也在深空探测领域有着迫切的需求,有待进一步突破。 虚拟到实境 宇宙触手可及 月球我们尚能肉眼清晰可见,可对于大多数人来说,火星更像是一种遥不可及的存在。普罗大众对深空探测并无现实感,直面密密麻麻的数据还可能让人退避三舍。为了让公众更好地了解国家在深空探测领域所取得的成果,吴波团队研发了一套虚拟实境系统,基于真实月球和火星表面的图像和数据,还原月球和火星着陆过程的各个阶段,在月球和火星表面各着陆区漫游。 这些数据都是吴波团队多年来参与“嫦娥三号”“嫦娥四号”“嫦娥五号”以及“天问一号”等国家探月、探火等航天重大工程任务所积累下来的,通过真实数据的三维重建和虚拟现实设备,把月球、火星着陆区的虚拟实境交互式地展现给公众。 记者有幸在香港太空馆的宇宙展览厅里亲身感受到了这一系统,亲自体验了一场“探月落火”。戴上VR头盔,握住手柄,你就“坐”在了火星探测器上,距火星表面50千米、10千米……逐渐降落,直至“站”在了火星上,眼前是一望无垠的太空。为什么要探索太空?在这一刻有了答案。当你指尖触碰到来自太空的陨石,当你亲自坐在太空椅上,当你全身感受到火箭引擎的推动力,当你戴上VR眼镜,“站在”月球、火星上,你就会明白人类对浩瀚星河的渴望。 “ 在吴波看来,兴趣是驱动一个人前进的最强内动力。他的本科专业其实并非测绘,在硕士研究生阶段才接触到GIS,到了博士阶段又对摄影测量产生了浓厚的兴趣。 “在武汉大学学习摄影测量与遥感期间,有一次一位著名的美国华裔教授来校做报告,那是我第一次见识到摄影测量还能用于火星探测,帮助火星车进行测图定位,觉得这个很有意思。”吴波回忆道。于是博士毕业后,吴波申请去了那位教授的实验室做博士后研究,期间有机会参与了美国有关火星与月球探测任务项目。 “2009年回到香港后,正好又赶上国家开始了‘嫦娥’系列月球探测任务,这么些年就一路做下来了。现在回想,这其中有几次关键的选择我都跟随了自己内心的兴趣。” 在宇宙展览厅里,等待体验这套系统的队伍里大人小孩都有。当他们“踏上”月球、火星,宇宙变得触手可及,对宇宙求知的火焰是否就在这一刻被点燃了呢? 测绘技术正是让宇宙变得触手可及的叩门砖。测绘遥感在未来的深空探测中依旧是中流砥柱,大有可为。从翱翔太空到脚踏实地,在深空探测中不断创新的测绘遥感技术,同样可以应用于智慧城市和实景三维建设中,技术的成功转化也正应了吴波造福于民的希望:“在协助国家有关航天部门开展未来对月球、火星、小行星等探测任务的同时,也能积极推动新技术新设备的民用转化,造福社会。” 最近,香港理工大学整合不同领域的专家与资源,专门成立了深空探测研究中心,还与中国航天推进技术研究院签署合作协议,共同成立先进空天推进技术联合研究中心,期望为国家的航天事业作出更大的贡献。 “随着人类科学技术的发展,我们从自给自足到望向星空是自然而然的事情。正如过去的大航海时代让我们人类的足迹遍布全球,未来的大航天时代也必将让人类走向太空,来到无垠的宇宙。”吴波如是说。

深空探测,是指对太阳系内除地球以外的行星及其卫星、小行星、彗星等的探测,以及对太阳系以外的银河系乃至整个宇宙的探测。通过深空探测,能帮助人类研究太阳系及宇宙的起源、演变、形貌和现状,进一步认识地球环境的形成和演变,认识空间现象和地球自然系统之间的关系。 在浩瀚的宇宙面前,人类是渺小的;但人类的空间科学探索精神,是伟大的。世界范围的空间科学与深空探测,已经取得注定要载入史册的诸多成就。中国空间科学与探索的发展也进入了新时代,取得了举世瞩目的科学成果。   深空探测的主要内容,一是对太阳系的各个行星进行深入探测,二是天文观测。 在天文观测方面,今天人类已把各个波段的天文卫星送入太空。2021年12月25日发射升空的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST),是美国宇航局、欧洲航天局和加拿大航天局联合研发的红外线亿年前出现的星系团SMACS 0723,距地球1150光年的系外行星WASP-96b(一颗热木星)大气成分光谱,距地球2000光年的垂死恒星喷出物形成的南天环状星云(船帆座NGC3132),“斯蒂芬五重奏”星系群,船底座大星云中的恒星苗圃和诞生中的恒星。这是迄今最高分辨率的早期宇宙图像,开启了天文学的新时代。 2022年,中国的硬X射线调制望远镜卫星“慧眼”号再次大幅度刷新了最高能量回旋吸收线和宇宙最强磁场直接测量的世界纪录。欧洲空间局的盖亚探测器(Gaia)发布第3批观测数据集DR3,绘制了迄今最详尽的银河系全景地图。   在太阳系行星探测方面,中国的“嫦娥五号”采集月球样品返回地球,对着陆点的月壤和一块形成于月球深部的岩石进行了反射率光谱测量,首次提供了月球上水的原位探测证据。   2022年6月11日,中国“天问一号”探测器着陆火星首批科学影像图公布,利用任务火星车“祝融号”高分辨率相机生成的数字正射影像图(DOM)和数字高程模型(DEM),科研人员研究了着陆区周边区域的壁垒撞击坑、凹锥、山脊、沟槽和横向风成脊等地貌特征;利用“祝融号”获取的短波红外光谱和导航与地形相机数据,发现火星近期水活动迹象。   以月球与行星探测为代表的深空探测活动,将人类对于物理空间的认知从地球空间拓展到月球、行星乃至行星际等深空场景空间。如何构建深空探测场景下的空间位置概念、制图内容,并建立相应的制图表达机制和可视化方法,以满足深空探测工程任务实施和重大科学发现的需求,这对测绘地理(空间)信息提出了新的挑战。   深空环境的特殊性,决定了一般遵循由远及近、先无人后有人的发展路线。首先要借助较远距离的绕轨卫星,通过测绘遥感获取大范围地理空间信息;之后利用着陆巡视器等,开展近距离的遥感观测获取;最后再进行有人探测活动。因此,测绘地理(空间)信息技术在深空探测中起着极为关键的作用。   随着人类空间探测技术的不断发展,深空探测已成为测绘地理(空间)信息的科技前沿和新开辟的战场。在多类型深空探测任务的驱动下,逐步形成了以环绕遥感测图、着陆导航遥感避障、巡视导航视觉测图为主的深空测绘地理(空间)信息技术体系。     深空探测中的一个重要科学目标,是通过航天遥感测绘手段获得高精度、高分辨率的地外天体形貌测绘产品,从而为后续的一系列探测活动提供基础形貌数据保障。地外天体的形貌测绘产品主要用于着陆区(或采样区)选址、飞行导航、路径规划等深空探测工程任务以及行星地质构造、形貌特征、演化历史等科学研究。   地外天体形貌测绘,包含轨道器遥感制图以及巡视器导航相机、地形相机的就位探测制图。近年来,中国成功实施了“嫦娥”系列月球探测工程与“天问一号”火星探测工程。结合深空探测工程任务,中国的地外天体形貌测绘技术也迅速发展,从早期使用国外公开数据的算法验证阶段,进入到依靠自主探测数据的行星遥感制图阶段,制作的地外天体形貌测绘产品很好地支撑了月球、火星探测任务的着陆区选址、着陆导航、巡视勘察等工程任务。   2007年10月发射的“嫦娥一号”探测器,制作了空间分辨率为3千米的全月数字高程模型(DEM),分辨率为120米/像素的全月数字正射影像模型(DOM)以及500米格网间距的全月数字高程模型,并且绘制了比例尺为1∶250万(等高距500米)全月球数字地形图;2010年10月发射的“嫦娥二号”探测器制作了全月地形产品,包括7米、20米、50米三种不同分辨率的DEM与DOM产品;利用LRO NAC影像制作了“嫦娥四号”“嫦娥五号”着陆区的高分辨率DEM产品。   2020年7月23日发射的中国“天问一号”火星探测器,利用现有火星地形、影像数据与地质单元图,选择了8个优先着陆区,利用“天问一号”的高分辨率相机影像数据制作了备选着陆区0.7米/像素的DOM以及3.5米/像素的DEM,在此基础上对“祝融号”火星车着陆点进行了精确定位;“天问一号”的科学目标之一,是研究火星形貌与地质构造特征,探测器搭载了中分辨率相机与高分辨率相机,中分辨率相机在400千米轨道高度时的影像分辨率优于100米,计划基于中分辨率相机影像数据制作分辨率为60米/像素的火星全DOM。   地外天体着陆巡视探测,正成为深空探测的重要手段,着陆过程中的自主导航与避障是决定着陆任务成败的关键技术之一。我国的“天问一号”火星车采用了视觉里程计定位技术,提高自主导航定位精度。我国“嫦娥”系列探测器采用了结合惯性测量单元、激光测距仪和微波测距测速传感器的导航方式。   同济大学首次建立了多波束激光虚拟焦点严密成像模型,提出了多法向大平面和球面控制的激光成像敏感器系统全参数整体检校技术及顾及障碍物测量误差的双螺旋安全着陆区优选方法,用于“嫦娥三号”“嫦娥四号”“嫦娥五号”及火星“天问一号”任务着陆悬停精避障探测的地面验证。   在《水调歌头·重上井冈山》词中,有“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”的名句,这已经成为我国深空探测和深海探测的现实,测绘地理(空间)信息为此提供了关键的技术支撑。   未来,测绘地理(空间)信息会致力于帮助人类了解和探测深空环境是什么样子、什么形状,了解人类在更广阔的深空、甚至是宇宙中的空间位置,以更好地服务于深空探测工程与行星科学研究。   浅谈深空探测遥感测绘     本期我们关注“深空探测遥感测绘”,看着有点生僻,如果不是中国测绘学会有个“深空探测遥感测绘工作委员会”,可能我们很少注意到遥感测绘技术如何应用到深空探测中。     深空探测遥感测绘工作委员会的挂靠单位是中国科学院空天信息创新研究院,该研究院聚焦光电工程、航天航空和应用科技,聚焦的是国家重大战略和重点工程,尤其是在空间探测与对地观测等方面,是国家层面的技术总控和学术权威单位,可谓其重要性和高标准。   一直以来,我们熟悉的是遥感测绘技术及地理信息数据在地面和低空的应用,无论是地形图的绘制还是实景三维的构建,都是人力可及的,数据易采集,模型易建立,应用可定制。但在太空中,尤其是诸如月球、火星等天体,如何获取地形数据和进行位置定位、姿态控制等,就会难度大很多,甚至是遇到一些技术盲点。   比如航天自主导航,航天器不依赖地面设施的支持而实现自主运行,科技人员总会有创新的方法去实现,从测绘工作者的角度来看,其实基础的原理应该是相通的,都要有坐标参考、信号收发计算、传感器信息获取等,但在太空中,环境和受控度都与地面相差甚远,其技术特点和工程特性都差异很大,需要持续的方法创新和技术攻关。   还有外天体遥感与测绘,比如绘制月球、火星的地形图,实现航天器在外天体上的着陆、定位导航等,测绘工作人员在其中就发挥了重要作用,卫星遥感、卫星定位、激光雷达、惯性导航、天文导航、磁力导航、SLAM等等,我们耳熟能详的技术,在深空探测中亦有充分的应用。   笔者不是专家,无法详述深空探测遥感测绘,本期有专家的详细专访,希望能带给大家更多的认知。深空探测是国家重大工程,能帮助人类研究太阳系及宇宙的起源、演变和现状,进一步认识地球环境的形成和演变,认识空间现象和地球自然系统之间的关系,将是新时期人类进行空间资源开发与利用、空间科学与技术创新的重要途径。   正如李德仁院士所述,深空探测遥感测绘工作要面向国家深空探测重大需求,将学科发展与国家需求紧密结合,拓展遥感测绘前沿技术,牵引多学科交叉融合,为中国深空探测事业做出遥感测绘学科的重要贡献。