测绘科学与技术专业介绍

(一)学科概况

测绘科学与技术学科有着悠久的历史。古代测绘技术起源于水利和农业；17世纪以前，人们使用简单的工具进行测量，以量测距离为主。17世纪初开始了角度测量，18世纪末到19世纪出现了最小二乘法和摄影测量方法。20世纪初，由于航空技术发展，将航空摄影机获取的航摄像片在立体测图仪上加工成地形图，促进了航空摄影测量技术发展。20世纪50年代起，测绘技术朝着电子化和自动化发展。1948年各种电磁波测距仪出现，克服了复杂环境下距离量测的困难，导线测量得到重视和应用。与此同时，电子计算机问世，加快了测量数据的处理速度，出现了解析测图仪，促进了解析测图技术发展。1957年第一颗人造地球卫星发射成功后，以卫星导航与定位、航天摄影测量、多光谱遥感、卫星测高、InSAR等为代表的新型对地观测技术，丰富和发展了测绘学科的内涵与手段。20世纪80年代以来，测绘科学与技术学科实现了由传统测绘向数字化、信息化测绘的转变，现在正朝着智能化测绘跨越式发展。

为适应国家创新驱动发展战略，测绘地理信息的获取手段日趋多元化、处理技术不断智能化、应用领域持续扩大，形成了泛在智能测绘新趋势。泛在智能测绘以天空地海测绘仪器和各类新型传感器为基础，借助云计算、人工智能、移动通讯和大数据等新技术，实现任何时间和任何地点复杂环境空间感知、空间认知与信息服务，其特征为数据获取实时化、信息处理自动化、服务应用知识化、服务平台云端化。因此，测绘科学与技术学科现阶段主要以卫星导航定位技术、摄影测量与遥感技术、地理信息系统技术为代表的现代测绘技术为支撑，发展地理空间及相关信息的快速获取、自动化处理、智能化分析、一体化管理和云服务，建立完善的高精度现代化测绘基准体系，形成天空地海等多平台、多传感器的地理空间信息获取体系，建成现势性好、产品丰富的基础地理信息资源体系，高性能的一体化、智能化、自动化地理空间信息处理体系，以及泛在性的云端化、社会化、个性化地理空间信息服务体系。与此同时，在深空、深海和深地测绘方面，开展测绘理论、方法与技术创新，积极服务国家战略与重大需求。总体而言，测绘科学与技术学科正在向实时数据获取、泛在聚合、自动处理、智能服务与决策支持的全链路协同发展。

(二)学科内涵

1.研究对象

测绘科学与技术是研究地球和其他实体与时空分布有关信息的采集、存储、处理、分析、管理、传输、表达、分发和应用的科学与技术。

测绘科学与技术的研究内容包括探测地球和其他实体的形状与重力场，以及进行空间定位的理论与方法，利用各种测量仪器、传感器及其组合系统获取地球及其他实体与空间分布相关的信息，制成各种地形图和专题图，建立各种地理空间信息系统，为研究自然和社会现象，解决人口、资源、环境、生态和灾害等可持续发展中的重大问题，以及为国民经济和国防建设提供技术支撑和数据保障。随着空间技术的发展，现代测绘科学研究范围已扩大到外层空间乃至其他星球。测绘科学与技术和地球物理学、地理学、地质学、海洋科学、矿业工程、环境科学、空间科学、国家安全学、计算机科学及其他许多学科都有密切的联系，但测绘科学与技术更侧重于研究地球表层和地学对象的空间特征和变化。

2.理论体系

测绘学的现代发展揭示了测绘科学与技术学科的内在规律，其学科体系的构成贯穿了地球空间信息采集、存储、处理、分析、管理、传输、表达、分发和应用的一系列理论、技术和方法。根据测绘科学与技术学科多个领域的现有研究进展，本学科的主要理论包括测量数据处理的理论和方法、地球形状和重力场探测理论和技术、卫星导航定位理论与技术、摄影测量理论与技术、遥感信息获取处理与综合解译的理论与方法、地图制图理论和地理信息系统技术等。

3.知识基础

测绘科学与技术学科在发展过程中不断地形成和完善支撑学科体系的知识基础，包括空间数据误差理论与处理方法、现代大地测量理论与方法、多模导航定位与位置服务、数字摄影测量与计算机视觉、遥感信息获取与处理、地图制图与可视化、时空大数据与人工智能、泛在地理信息智能服务等。

4.研究方法

通过大地测量、工程测量、卫星导航与定位、摄影测量、遥感、地图学、地理信息系统等专业的理论与方法之间的融合，以及与地球物理、地理、地质、海洋、矿业、环境、空间、国家安全以及计算机等学科的交叉，以系统科学方法为指导将地理空间信息获取、处理、分析与应用等作为一个整体进行协同创新。

(三)学科范围

测绘科学与技术学科下设7个二级学科。

1.大地测量学与测量工程

研究地球、月球、行星的重力场和形状及其时变特征，建立高精度时空基准，实现空间位置精密测定及应用的理论、技术与方法的学科。主要研究方向：物理大地测量、空间大地测量、地球物理大地测量、海洋大地测量、行星与深空探测、精密工程与工业测量，灾害监测与预警、测量数据处理理论与方法等。主要研究内容：（1）重力场确定的大地测量边值问题理论，重力测量技术与方法；（2）高精度时空基准建立与维持的理论和方法；（3）大地测量地球物理联合反演理论与方法，地球动态变化的物理机制及动力学解释；（4）行星地形地貌测绘与深空探测的理论与方法；（5）重大工程和科学装置的精密定位与安全监控技术与方法；（6）智能监测与变形分析理论方法与技术系统等。

2.摄影测量与遥感

研究利用航天、航空和地面传感器对地球及其它天体的地形、地物、目标及环境获取成像或非成像的几何和属性信息，并进行量测、解译、分析、表达及应用的理论、技术与方法的学科。主要研究方向：遥感机理与定量模型、航空和航天摄影测量、数字摄影测量、目标定位与量测、遥感信息处理与解译、机器视觉、月球与深空探测、遥感应用技术等。主要研究内容：（1）可见光、红外、微波及激光传感器探测机理与定量模型；（2）地基、空基和星基平台遥感信息获取与处理技术；（3）月球、行星形貌及环境遥感探测与解译的特色技术和方法；（4）解译及监测地表场景、地物目标与环境变化，及生成各行业应用专题产品的理论与方法。

3.地图制图学与地理信息工程

研究地图设计与制作，对地理信息进行处理、管理、分析及可视化，建立地理信息系统，表示自然和人类社会各种现象的空间分布、相互关系、空间关系及其时空变化规律的理论、技术与方法的学科。主要研究方向：地图设计与编制、数字地图制图与出版、空间数据管理与分析、多元空间数据融合与更新、空间数据可视化、地理信息系统设计与开发、空间数据共享与应用服务。主要研究内容：（1）地图空间理论与方法；（2）地图设计、地图投影与地图编制技术；（3）地图综合、出版与复制技术；（4）地理空间数据库设计、空间数据挖掘与分析；（5）多元空间数据融合、更新与质量控制；（6）空间数据可视化与虚拟现实；（7）地理信息系统设计与开发；（8）空间信息共享发布与时空信息智能服务技术等。

4.导航与位置服务

基于导航定位、移动通信、数字地图等技术，研究建立人、事、物在统一时空基准下的位置、速度、姿态和时间等信息及关联关系，并利用这些信息提供位置相关服务的理论、技术与方法的学科。主要研究方向：卫星导航及其增强系统、全源导航和信息融合、智能导航与环境感知、时频基准与传递、导航终端、位置信息挖掘与智能服务等。主要研究内容：（1）卫星导航及其增强系统，北斗导航定位理论与方法；（2）全源导航和信息融合，室内外一体化导航技术；（3）智能导航与环境感知，无人系统自主导航理论与方法；（4）高精度时频基准的建立、维持与传递方法；导航终端与装备技术，软硬件集成技术与方法；

（5）大数据时代的位置信息挖掘与智能服务等。

5.矿山与地下测量

应用电磁与重力理论和光电、声学、惯性、智能与可视化技术，研究与矿产及地下空间资源开发利用过程中从地面到地下、从矿体到围岩、从人员到设备的空间、物理、行为等信息获取、处理、表达、分析与利用的理论、技术与方法的学科。主要研究方向：矿山与地下工程定位导航、数字矿山与数字地下工程、矿区遥感与协同观测、开采沉陷与灾害防控、土地复垦与生态修复、地下空间探测与评估等。主要研究内容：（1）研究矿山与地下空间三维坐标精密定位理论，研发地下定位与自主导航装备；（2）建立矿山或地下三维空间信息系统，实现矿区或地下工程的地理地质、采掘活动等数字表达与集成管理；（3）研究矿区资源环境变化与灾害过程，开展矿区天-空-地-井多平台、多参数立体协同观测；（4）研究矿产与地下空间开发所致岩层移动与地表沉陷规律，建立预测模型、提出防控措施；（5）研究矿区生态环境变化模式，建立土地复垦和生态修复技术；（6）探测地下空间分布状态，评价地下空间资源质量容量、开发适宜性与环境后效。

6.海洋测绘

面向海域应用声、光、电、重磁场及水文测量与调查等多平台技术，研究海洋及其毗邻陆地和江河湖泊时空信息获取、处理、管理、表达和应用的理论、技术与方法的学科。主要研究方向：海洋大地测量与导航、水深测量、海洋水文调查、海洋工程测量、海洋遥感测绘、海图制图、海洋地理信息分析与应用等。主要研究内容：（1）海洋大地测量控制网、垂直基准及导航理论与方法；（2）海洋和江河湖泊水深、底质与助/碍航物探测技术；（3）海洋水文要素观测和调查技术；（4）港口、航道、海底管线勘探测量技术；（5）海洋、海岸带和海岛礁遥感测绘技术；（6）海图设计、综合与更新技术；（7）海洋时空数据处理、管理、表达和应用等技术。

7.智能时空信息技术

基于地球、地理和网络空间大数据，应用人工智能技术，研究大数据空间化理解与认知的智能机理，从地理空间专有数据和虚拟空间地理关联泛在大数据中感知、汇集、描述、评估地理空间目标特性和变化规律，并挖掘、测算和广域应用的理论、技术与方法的学科。主要研究方向：时空信息智能感知、时空信息智能认知、地理空间与网络空间动态数据融合、时空信息智能决策与广域应用等。主要研究内容：（1）时空信息智能感知理论与方法；（2）时空大数据智能分析；（3）时空大数据特征智能表征学习与认知；（4）多源异构时空大数据的聚类分析、分类、异常探测、关联关系挖掘理论与方法；（5）融合多源大数据的时空插值与预测建模；（6）时空信息语义理解与智能推理；（7）地理空间态势建模与数字孪生及广域应用。

(四)培养目标

1.硕士学位

掌握本学科扎实的基础理论和系统的专业知识，了解相关学科的基础理论知识；熟悉研究方向的前沿动态，了解本学科及相关方向的最新动态；较为熟练地掌握一门外国语，能阅读本专业的外文资料。能够承担科研任务，可以独立进行科研实践和科研总结，具有组织和进行科研工作或工程生产的能力。

2.博士学位

在测绘科学与技术方面掌握坚实宽广的基础理论知识，在学科具体领域具备系统深入的专门知识。至少掌握一门外国语，能熟练地阅读本专业的外文资料，具有良好的写作能力和国际学术交流能力。应具有在本学科的某个领域从事创造性科学研究的独立工作能力，具有培养本学科高级技术人才的教学能力和综合素质，能胜任高等院校、科研单位、高新企业和行政管理部门的教学、科研或技术管理工作。
在政治思想道德素养方面，中国籍博士和硕士学位申请人，应爱国、守法、恪守中华民族基本道德规范；外籍博士和硕士学位申请人，在华学习期间，应遵守中国法律，尊重中国主权。

(五)相关学科

地球物理学、地理学、遥感科学与技术、智能科学与技术、地质学、海洋科学、矿业工程、环境科学与工程、国家安全学以及计算机科学与技术等。

硕士学位基本要求

(一)获本一级学科硕士学位应掌握的基本知识

本学科硕士学位课程以公共必修课、学科通开课、专业必修课和选修课等多种形式开设。获本学科硕士学位的学生应该掌握扎实的基础知识、宽广的专业知识、相关工具性知识和实验知识。

1.基础知识

基础知识包括哲学社科基础、数理基础、外语基础以及专业基础等相关基础知识。
哲学社科基础主要包括中国特色社会主义、自然辩证法的理论与实践等，本学科硕士生应形成正确的世界观和掌握科学的研究方法。

数理基础主要包括概率与统计的基础理论、数值计算与分析理论、矩阵理论等，为专业问题解决奠定坚实的工具性数学基础。
外语基础指能够达到无障碍阅读外文专业文献，能够运用外语进行口头交流，正确撰写论文的外文摘要。
本学科各专业的基础知识包括测量数据处理理论与方法、空间大地测量学、航空航天摄影测量、高级遥感技术、地理信息理论与新技术、现代地图学理论与技术、多模卫星导航定位与应用、精密工程测量与变形监测等方面内容。

2.专业知识

对本学科硕士生专业知识的传授应结合学科特色和研究方向，包括深入的专业知识和专业发展动态的传授，鼓励邀请国内外专家为本学科硕士生讲学，提倡用英文为本学科硕士生讲授专业知识。

3.工具性知识和实验知识

工具性知识主要包括专业工具软件、软件开发工具和文献查询工具等。本学科硕士生要熟练应用专业工具软件进行资料处理和分析，至少能应用一种程序开发语言（如C++、C#、Python、Matlab）进行软件开发；熟练应用文献查询工具（如Web of Science）查找相关专业文献。

本学科硕士生要熟练掌握专业仪器的使用，能根据研究需要设计相关实验，正确实施实验，独立处理和分析实验数据。

(二)获本一级学科硕士学位应具备的基本素质

1.学术素养

基础理论扎实，专业知识系统深入；科研道德良好，治学严谨，认真求实，勤奋踏实；有责任感和使命感，勇于作为、敢于担当，具有学术批判思维，坚持实践检验真理。

2.学术道德

恪守学术道德规范，具有正确的世界观和人生观，热爱所从事的研究工作，遵纪守法，遵守国家有关的保密法律和规章；品行端正，诚信正直，明辨是非；爱岗敬业，踏实严谨，团结合作。能够如实诚信地使用自己的科研数据、客观准确地描述自己的科研成果；尊重他人的学术思想和研究成果，并在自己的研究论文或报告中加以明确和规范标识。

(三)获本一级学科硕士学位应具备的基本学术能力

1.获取知识的能力

具备通过各种方式和渠道，有效获取研究与研发所需方法、工具、数据和知识的能力。能熟练应用文献查询工具查找相关专业文献。

2.科学研究能力

科学研究能力主要体现在创新能力和技术开发能力。能够从实际工作中发现问题，进行技术革新；在科研工作中敢于质疑和发现问题，并进行技术创新来解决问题。能够承担科研任务，可以独立进行科研实践和科研总结。

3.实践能力

实践能力是指将所学专业知识应用到科研生产、管理和教学中的能力。同时具备通过实践发现和解决问题，且在实践中锻炼团队协作等能力。

4.学术交流能力

要求本学科硕士生在课题组经常与他人交流；提倡硕士生参加全国或地区性的学术交流会议并与他人进行学术交流；鼓励硕士生用外语进行国际学术交流。

5.其他能力

具备根据科研或实践进程实施自我时间管理的能力，能够调节平衡工作、生活与身体，保持身心健康、培育健全人格。

(四)学位论文基本要求

学位论文是在导师指导下独立完成的研究成果，是研究生培养的重要环节，是培养研究生从事科研工作和开展实际（专业）工作能力的主要途径。

1.规范性要求

选题报告内容完整，包括研究现状、研究目标、研究内容、技术路线以及执行计划。自选题报告通过至申请答辩的时间一般不少于一年。

论文撰写规范，内容完整。能够对研究现状进行系统地综述，技术开发型论文应该有需求分析；引用别人观点或成果必须列出相应的文献；参考文献应严格按照《信息与文献参考文献著录规则》（GB/T 7714-2015）的要求书写，或根据所在学校要求进行规范化标注。论文中出现的符号、公式必须正确说明，相同物理量的符号须一致，图表需要完整说明。学位论文在提交专业评审前应通过重复率检查。

2.质量要求

为了保证硕士研究生培养质量，硕士论文应做到：学术观点正确、文献检索充分、理论联系实际；论文内容言之有理、推理严密、数据可靠、结果可信、分析合理；论文撰写结构合理、层次分明、文字简练、格式一致；研究性学位论文需要有一定的新见解和学术价值，技术开发型论文应该有一定的新成果和应用价值。