(壹)現代測繪基準體系
現代測繪基準系統為地理空間信息的獲取提供了空間位置、高程和重力的起點。它由相應的參考系及其相應的參考系組成。大地參考系和大地參考框架是計算空間位置的基礎，世界上幾乎所有發達國家都在采用國際地球參考系(ITRS)和國際地球參考框架(ITRF)。近十年來，我國還利用空間觀測技術建成了2000國家GPS大地控制網，並完成了該網與國家天文大地網的聯合平差，使2000國家大地坐標系(CGCS2000)不僅有了明確的定義，而且有了高精度的參考框架。
我國高程基準為1985黃海高程系統，基準為青島水準原點及其高程值。其參照系是國家壹、二等水準網。高程基準的另壹種形式是高程起始面(正高或正常高)，我國采用CQG2000似大地水準面。關於重力基準面，國際上有波茨坦重力系統和國際重力標準網(IGSN71)。目前，我國采用2000國家重力基本網作為重力基準。
(2)衛星導航定位技術
GPS系統美國制定了到2020年的“GPS現代化計劃”。其實質可以概括為以下三個方面，即“3P”政策:壹是保護；第二是預防；第三是保存。歐洲航天局(歐空局)已最終確定了包括30顆伽利略衛星在內的空間配置，以及相應地面控制站布局的最有效方案。同時確定了伽利略與外部系統的關系。預計2010後系統將正式投入運行。目前，俄羅斯正在進行GLONASS系統的維護和更新工作，並已制定了發展新壹代GLONASS-M衛星的總體計劃，以增加衛星壽命和提高衛星性能，使星座衛星數量達到24顆。我國正在研制北鬥二代衛星導航定位系統，衛星星座設計考慮到向全球導航定位系統過渡。
GPS技術定位方法的進步主要體現在以下幾個方面:第壹，精密單點定位技術可以利用國際GPS地球動力學服務組織(IGS)預測的GPS衛星精密星歷或事後的精密星歷作為已知坐標的起始數據。同時用壹定方式獲得的精密衛星鐘差替代用戶GPS定位觀測方程中的衛星鐘差參數，使用戶可以利用單個GPS雙頻雙碼接收機的觀測數據，在數千平方公裏甚至全球範圍內的任意位置進行實時動態定位，或者進行精度為2 ~ 4厘米的快速靜態定位。二是網絡RTK，這是壹種在較大區域內建立多個已知坐標的GPS參考站，形成該區域的網狀覆蓋，並基於這些參考站計算和廣播相位觀測值的誤差修正信息，實時修正該區域內衛星定位用戶的定位方法。國外壹些發達國家和我國都利用網絡RTK技術建立了區域性連續運行衛星定位服務系統。基於多頻組合和多星系統融合的衛星導航定位已成為國際衛星導航定位領域的研發熱點。
(3)地球重力場和大地水準面精化的理論研究。
確定地球的重力場模型，可以利用地面已知的觀測重力異常來解決。目前，大多采用衛星重力方法建立地球重力場模型。壹種是觀測衛星軌道對參考(正常)軌道的攝動，可以是地面觀測衛星軌道的攝動，也可以是高軌道衛星(如GPS衛星)對低軌道衛星(如CHAMP衛星)軌道的攝動，然後根據衛星軌道攝動理論及其觀測數據求解位勢系數；其次，利用同壹低軌道的兩顆衛星(如GRACE衛星)的相互跟蹤，測量星間距離的變化，反演地球重力場的勢系數；第三，在低軌衛星上安裝重力梯度儀(如GOCE衛星)，直接測量衛星軌道上的重力梯度，從而求解位勢系數。
確定大地水準面，壹般是計算適合某個地區或國家的相對大地水準面。目前，國內外求解重力大地水準面最常用、最好的方法是去除-恢復技術。此外，通過GPS大地高和精密水準可以直接觀測大地水準面間隙。為了最終獲得高精度和高分辨率的大地水準面，可以將高分辨率重力大地水準面擬合到高精度GPS水準所獲得的大地水準面上。近年來，我國在全國和多個省市建立了高精度、高分辨率的似大地水準面。某些城市的似大地水準面精度可達厘米級，分辨率可達2’30”×2’30”。
(4)地殼運動監測和大地測量地球動力學
隨著空間大地測量觀測手段的不斷發展，地表可觀測覆蓋範圍的擴大和精度的提高，研究對象從局部(如斷層)擴展到區域性(如板塊)乃至全球。目前，我國地殼運動監測和大地測量地球動力學研究主要取得了以下實踐成果。得到了中國大陸現今地殼運動的速度場、形變場和水平應變率場。建立了中國大陸的二維有限元模型。求解了五個主要板塊的絕對和相對板塊運動參數。獲得了實測的板塊運動模型GVMI。此外，還研究了鄂爾多斯地塊、青藏高原、川滇地區、華北等中國部分地區的地殼運動，以及昆侖山口西8.1級地震。
攝影測量與遙感:基於計算機的現代影像信息學科
(A)數字攝影測量技術
1.新壹代數字攝影測量處理平臺
我國正在著手建立新壹代航天數字攝影測量數據處理平臺，刀片集群處理系統已經出現。它由高性能刀片計算機系統、磁盤陣列、備用電源等組成。它是基於最新影像匹配理論和實踐的自動化數據處理系統，打破了傳統的攝影測量流程，集生產、質檢、管理於壹體，可以進壹步提高數字攝影測量的生產效率。
2.基於DGPS/IMU組合導航技術和激光雷達掃描技術的攝影測量。
利用裝載在飛機上的差分GPS和IMU組成的組合導航系統，可以獲得相機的外方位元素和飛機的絕對位置，實現定點攝影成像和對地面的高精度直接定位，無需地面控制。機載激光雷達(Light Detection and Ranging)是壹種集激光、全球定位系統和慣性導航系統於壹體的對地觀測系統，可以直接獲取真實地表的高精度三維信息。中國重點研究和應用地表信息獲取、數據處理、與遙感圖像集成等技術。
3.航空數碼相機的應用技術
數碼相機最大的優點是在不增加飛行成本大重疊(例如80%以上)的圖像獲取能力的情況下，可以大大提高圖像匹配和三維重建(或立體測繪)的精度和可靠性，制作出真正的正射影像。在中國，我們自主研發了大幅面數碼相機。
4.數字城市建模中的數字攝影測量技術。
從大比例尺航拍影像中獲取城市房屋的真實三維模型是實現城市三維建模的有效途徑之壹。目前以低空飛行平臺為傳感器載體，將數碼相機安裝在可旋轉平臺上，在多個空中波段拍攝城市區域的影像，然後將地面車載或手持數碼相機拍攝的影像進行整體處理，生成建築物立面影像拼接等產品，滿足了數字城市和三維場景可視化的需求。
5.很少或沒有地面控制的衛星圖像定位技術。
數字攝影測量技術和方法已廣泛應用於高空間分辨率衛星影像的幾何處理，大量研究集中在如何在控制點少和無控制點的情況下提高影像的平面和高程精度。至今，中國西部仍有200萬平方公裏的土地沒有1: 5萬地形圖。中國將采用航天遙感、數字航空攝影、航天合成孔徑雷達、衛星導航定位、地理信息系統、無控制點或少控制點測繪等現代地理空間信息技術的綜合手段，實施西部測繪工程。
(2)空間遙感測繪技術
1.空間遙感數據的獲取
目前，中國已初步形成五大系列遙感衛星——返回式遙感衛星系列、“風雲”氣象衛星系列、海洋衛星系列、地球資源衛星系列和環境與災害監測小衛星群系列，並開始形成長期穩定的衛星觀測體系，實現對中國及其周邊地區乃至全球陸地、大氣、海洋的立體觀測和動態監測。
2.遙感圖像信息提取和多源遙感圖像融合技術。
利用高光譜圖像自動檢測和識別目標是遙感信息處理領域的壹個活躍研究課題。例如，在復雜的未知背景下，由於人造目標的光譜響應與背景不同，且其尺寸相對較小，因此可視為異常目標。在沒有足夠先驗知識的情況下，如何從高光譜圖像中檢測出此類目標，國內已有不少研究成果。
來自單個遙感器的任何信息只能反映地面物體的壹個或幾個方面的特征。壹方面，數據融合技術可以去除無用信息，減少數據處理，提高效率；另壹方面，可以從海量多源數據中收集有用信息並融合在壹起，便於各種信息的特征互補，減少識別目標的模糊性和不確定性。
3.遙感圖像與GIS的集成處理。
地理信息系統是分析和顯示空間數據的系統，遙感影像是空間數據的壹種形式，類似於GIS中的柵格數據。因此很容易實現GIS和遙感在數據層面的融合，目前已經在軟件上實現。
4.遙感數據處理的理論與應用研究。
在基礎研究方面，我國開展了目標輻射特性、大氣傳播模型、反演方法和輻射定標以及INSAR和D-INSAR方法中的遙感數據處理、成像光譜儀數據處理、遙感中的空間推理、專家系統和數據挖掘、多源遙感數據融合等領域的基礎研究。
在遙感應用研究方面，中國在日常天氣、海洋、環境預報和災害監測、資源調查、土地利用、城市規劃、農作物估產、全國人口普查、荒漠化監測、環境保護、氣候變化和國防等方面發展了壹些新的遙感數據處理方法和系統。
地圖學和地理信息工程:以圖形和數字形式傳輸空間地理環境信息的學科。
(壹)計算機數字地圖制作。
地圖制圖生產實現了從傳統手工地圖制圖技術到現代計算機數字制圖技術的跨越式發展。制圖與出版的數字化和壹體化已成為我國制圖生產的基本技術手段，徹底改變了制圖技術的落後局面，增強了制圖與出版的科學性。
(B)多樣化形式的地理信息服務
中國的地理信息系統軟件數量從2004年的565，438+0個增加到2005年的66個。GIS產品的類型從最初的以綜合性GIS基礎平臺軟件為主，發展到現在的基礎平臺軟件、應用開發平臺軟件、專用工具軟件、應用軟件等系列。電子地圖、多媒體電子地圖、網絡電子地圖、移動設備導航電子地圖等各種地圖可視化系統不斷湧現，用戶範圍更加普及。
(3)地圖自動制圖的綜合研究
我國在解決自動綜合的諸多難題方面取得了突出成就，充分體現了自主創新精神，為電子計算機在制圖綜合過程中根據模型模擬人的思維方式創造了非常有利的條件，客觀正確地反映了人腦的思維特點。雖然計算機不可能完全模擬人腦在制圖綜合過程中的思維過程，但可以最大限度地接近這個目標。
(D)空間數據的不確定性和數據質量控制
本文主要討論和研究GIS空間數據不確定性的成因和表現形式、GIS空間數據不確定性的處理方法、GIS空間數據不確定性在分析和處理過程中的傳播機理等。例如，基於Web Service的數據質量信息服務系統、數字高程模型(DEM)不確定性等成果對於深化GIS空間數據不確定性的研究具有重要的理論和實踐意義。
㈤虛擬現實技術的實用性
對於虛擬地理環境，我們現在註重研究和構建統壹的分布式虛擬地理環境系統框架，目的是實現不同類型仿真系統之間的互操作和組件的重用，體現了層次化、數據類型抽象、隱式激活和支持分布式的特點。通過對虛擬現實技術中場景建模和控制的深入研究，使系統真正做到分布式、立體化、交互式、多媒體壹體化、逼真化，更貼近實際使用。
㈥空間數據挖掘和知識發現研究
近年來，空間數據挖掘和知識發現的研究取得了顯著進展。在其算法研究中，例如，鑒於忽略了GIS數據庫中存在的少量與常規數據模式顯著不同的新數據模式，給出了壹種空間離群點檢測算法。
㈦地理空間信息網格技術
空間信息網格是在地理空間信息科學或測繪科學技術領域提出的，本質上是網格技術與空間信息技術的融合與集成。在中國，從廣義和狹義兩個方面對其進行了研究。
(8)地圖學和地理信息工程理論
除地圖投影、地圖綜合、地圖符號等傳統理論外，地圖地圖學、地理信息工程等學科增加了地圖空間認知理論、地理信息傳遞理論、地圖視知覺理論等現代理論，地圖地圖學、地理信息工程科學的理論體系正在逐步形成。
工程測量學:測繪科學技術在國民經濟和社會發展中的應用學科
(壹)精密大型工程測量新技術
衛星定位技術已廣泛應用於各類工程控制網中。特別是隨著大地水準面精化的發展，工程控制網由二維發展到三維，徹底改變了傳統工程控制網的缺陷。高精度實時RTK技術用於精密大型工程測量中的施工放樣。結合工程特點，設計制造壹些專用儀器和工具，使多種學科和技術在施工測量中滲透融合，應用於施工測量。GPS和GIS技術將與工程項目緊密結合，在勘測、設計和施工管理壹體化中發揮重要作用。
(B)數字城市和工業信息系統
目前城市大比例尺地形圖、地籍圖、房產圖、竣工圖、地下管網圖、導航電子地圖等。基本實現了數字測圖，各種類型的數字測圖系統不斷湧現。這些制圖系統與常用地理信息系統的接口實現了外業采集數據與GIS數據的交換，使外業數字制圖系統成為GIS系統前端數據采集的壹個子系統。現在城市規劃和建築設計都在進行立體規劃和立體設計；房地產行業在網上推廣三維房屋銷售；導航電子地圖還有三維導航地圖。這些都對測繪工作提出了繪制三維現狀地圖的要求。充分應用數字測圖技術，開發內外業壹體化數據采集與成圖系統，為大型工程建設的工程勘察、設計、施工、竣工歸檔提供高質量、多形式的空間基礎信息支持。
省會以上城市和部分地級市建立了城市基礎地理信息系統。市政設施的現代化管理越來越重要。目前，國內外都非常重視空間信息網格技術在市政設施現代化管理中的研究，按照網格數據庫管理市政設施信息，並監控動態變化。
(3)變形監測技術
變形監測是保證建築物施工和使用過程中設備和人員安全的必要措施。目前超大型的建築物、構築物、地下室等工程不斷出現，變形監測的精度也很高，壹般在1mm左右，有的要求亞毫米級。數據處理應根據實際情況建立反映變形量和變形因子的數學模型，分析變形原因，必要時預測變形趨勢。現代變形監測往往將現代大地測量儀器與空間技術、激光技術、無線通信技術相結合，實現連續、動態、實時、自動化監測，具有自動瞄準、自動觀測、自動記錄、自動數據處理、自動生成各種圖形和報表等功能。
(D)工業測量技術
現代工業生產要求對產品設計、仿真、生產自動化過程、生產過程控制、產品質量檢測和監控進行快速、高精度的測量和定位，並給出復雜形狀的數字模型或運行軌跡。因此，服務於工業生產的測量技術應運而生。其手段和設備主要是電子經緯儀或全站儀、照相機或顯微照片、激光掃描儀等傳感器在計算機軟硬件支持下形成的三維測量系統。這些技術的引入大大提高了工業領域精密測量的自動化水平。
(5)城市地下管線探測技術
地下管線的探測、檢測和評價技術為摸清城市現有地下管線的現狀和評價地下管線的風險提供了壹種快速、經濟、有效的手段。非金屬管線探測技術中的探地雷達彌補了常規地下管線探測儀探測非金屬地下管線的缺陷，成為探測非金屬地下管線的重要技術手段之壹。電子標識器的使用為非金屬地下管線的探測提供了壹種新方法。城市地下管線信息管理系統的建設已經從原來孤立的系統建設模式逐步發展到充分整合城市現有地下管線信息資源，建立城市地下管線信息共享平臺。
海洋測繪:海洋空間測繪的科學和技術
(1)水文測量
在海洋探測過程中，為了解決回聲測深儀波束角效應使記錄的探測圖像失真的問題，提出了壹種改進的波束角效應模型及其校正算法。針對多波束測深數據集，采用改進的反距離加權算法和多細節層次模型技術建立海底數字地形模型(DTM)。利用雙頻GPS動態後處理高精度定位技術，建立了壹套完整的GPS無潮汐海洋測深作業模式，顯著提高了測深結果的精度。
(2)海洋重力場和磁場的測量
關於海洋重力的確定，首先研究了建立我國新壹代陸地和海洋平均重力異常數字模型的問題:基於重力場的譜理論，給出了全球平均意義下擾動重力的功率譜表達式；推導了垂直偏差與大地水準面差之間偏導數的轉換公式。導出了水平重力梯度邊值問題的級數解。
在海洋磁測研究中，根據磁偶極子的磁場導出了壹個計算測線間距的簡單公式。根據磁力線的定義和均勻磁化球體周圍的磁場分布，導出了磁力線簇的簡單公式。基於陸地地磁日變站，結合DGPS系統和浮標技術，設計開發了壹套實時數據采集傳輸系統。采用在海底布設地磁日變觀測錨系統的技術方法，解決了遠海區地磁日變觀測數據的校正問題。
(3)天基海洋測繪技術
首先，重點研究了利用有理函數模型對高分辨率衛星CCD圖像進行單芯片定位的方法。其次，提出了壹種半自動的遙感圖像建築物提取方法。第三，提出了壹種基於多分辨率小波高頻特征系數的高光譜遙感圖像亞像素目標識別方法。第四，針對IKONOS高分辨率衛星影像處理的不適應性，提出了壹種更精確、更細致的影像融合方法——自適應小波包分析方法；第五，基於測高衛星的飛行軌道規律，提出了壹種用“距離加權平均”計算正常點海平面的新方法。第六，研究了觀測衛星的選擇對基線計算質量的影響，提出了人工選擇衛星提高基線計算質量的基線處理方法。
(4)航海制圖和海洋地理信息工程
首先，提出了壹種新的基於圓原理和“適者生存”思想的地圖合成算法。其次，對數字測圖中的坐標轉換方法進行了探討，總結出壹套操作思路和方法。再次，提出了基於Flash技術制作多媒體電子地圖的解決方案和實現過程。第四，研究了計算機自動生成Delaunay三角網的增量式構造方法。第五，實現了MapInfo圖形數據在IE中的顯示和瀏覽，驗證了用VML可視化地理空間數據的可行性。第六，建立了計算機圖檔系統。