數字城市、三維重建、自動駕駛、多源遙感地質災害、衛星影像判讀、北鬥衛星導航系統、月球火星都能用上……你基本不會把這些無比高大上的新事物跟馬路上那群身穿黃馬甲，扛着測量儀器，照來照去不知在幹啥的外業工作人員聯系起來。

在普羅大衆的認知裡，傳統測繪就是先測後繪，用經緯儀、水準儀、測距儀測量去獲取數據，然後用鴨嘴筆、圓規繪圖，最後的産品主要就是單一的地形圖和在地形圖基礎上編繪的專用地圖，與我們的生活沒有直接關系。

然而最近二十多年，信息技術加快了人類社會的運行速度，測繪學的學科内涵發生了巨大變化，如何界定測繪學的含義，已是世界各國測繪工作者所關注的問題。

在全國工程勘察大師、北京市測繪設計研究院原副院長楊伯鋼看來，測繪的定位不斷在提升，随着現代科技發展，測繪已經紮根各行各業，成了不可或缺的存在，測繪做的是讓大家都能用的東西。

39年來，楊伯鋼主持完成了北京數百個建設工程的測繪，他主持的北京市第一次地理國情監測工作，為北京市城市體檢和城市治理工作提供了技術支撐;在北京市地下管線信息系統、天安門基礎設施管理系統、“海澱城市”大腦、北京市不動産登記系統等方面，則助力政府管理更加科學化、智能化和精細化。

楊伯鋼，博士，教授級高級工程師，全國工程勘察設計大師，北京市測繪設計研究院原副院長，城市空間信息工程北京市重點實驗室主任，北京測繪學會理事長。受訪者供圖

既做了，就做好

楊伯鋼大學學的是城建工程測量專業，1983年畢業後一直從事這項工作，到現在39年。他頭發灰白，穿夾克和襯衣，一笑，微露一對虎牙。院裡的同事形容他，嗓門大，中氣十足，特别有激情，永遠風風火火的。

“我上大學前對這個專業一無所知，而且測量本身就是小專業，相對比較偏”，楊伯鋼自述自己性格中規中矩，既做了，就做好，于是39年來一直堅守在測繪生産科研一線。

那時候的測量分兩個專業，一類是大地測量，經常往荒郊野外走，水準儀、平闆儀、測距儀、三腳架……全套幾十斤重的測繪裝備都要靠人力背上山，一兩個月不見人煙，風餐露宿不說，還時常有遇到野獸毒蟲的危險，他們很容易被分辨，往往被曬得黢黑。

另一類别是工程測繪。雖然沒有那麼辛苦，但在城市裡也要經常從事外業，一張施工網格圖，需要每隔50米打上一個坐标，每處細節都要細心繪制、每個角落都不能落下。那時候使用的是最原始的拉力計和鋼尺，每次測量需要至少施加8公斤的力，才能測得有效數值，“用拉力計測上一天，會拉到手酸得沒法握筆寫字，晚上我們還要堅持繪圖。”

楊伯鋼做的就是工程測繪。大學畢業時被分配到北京市測繪處(北京市測繪設計研究院前身)測量四隊擔任作業員。測量道路、繪制規劃紅線、對建築施工工程進行校驗，是他的日常工作。

1988年，幹了五年外業的楊伯鋼到海南分院當技術負責人，一年後回到北京，當時北京的上地開發區、亦莊開發區先後成立，從隻有荒地到樓宇建設再到修通公路，“每一份規劃設計的圖紙，都需要我們的地形圖，每一幢建築的施工，都需要我們定樁放樣”，所有的數據都是楊伯鋼帶隊一個一個測量出來的，并且突破性地完成了從工程測量、市政測量到綜合測量的轉變。

雖然說，測繪這個行業屬于“幕後英雄”，工程完成後，榮譽都是設計者和建設者的，但“樓蓋起來、路修好了之後，我們也有榮譽感。因為測繪人員投入太多的心血和汗水，所以工作雖然辛苦，但成就感也非常強，這可能就是它最有魅力的地方吧”，楊伯鋼說。

楊伯鋼曾經在赤道幾内亞進行一個新城市選址的測量任務，做航片現場調繪，這是做全要素地形圖的基礎。如果調繪時判斷錯了位置、用錯了符号、綜合取舍不當或者注錯了名稱和數字，地形圖也會經常出現同樣的錯誤,“測繪工作常是差之毫厘，謬以千裡，因此一定要十分準确，要真實，要實事求是”。當地環境清新，人煙稀少，但因為不熟悉氣候，經常被暴雨澆在工作現場，還會遭到尺寸不小的毒蛇的威脅。

2003年，楊伯鋼在赤道幾内亞進行一個新城市選址的測量任務。受訪者供圖

在海口開展市政道路測繪時，他前一天立尺測量的點位，第二天就被施工車輛鏟出一條大蛇，“想想真是挺後怕的”。

1994年開始，楊伯鋼任北京市測繪設計研究院副院長。

彼時，測繪技術也從以光學儀器為标志的傳統測繪技術體系，到以航空航天遙感、衛星導航定位、地理信息系統為核心的數字化測繪技術體系，再到初步建立以數據獲取實時化、數據處理自動化、數據管理智能化、信息服務網絡化、信息應用社會化為特征的信息化測繪技術體系。

為地下管線建數據庫

北京的三環路曾經在2002年進行了系統改造，其中全長48公裡的全線測繪工作就是楊伯鋼帶隊完成的，當時主要是對道路出入口、雨水口、橋梁伸縮縫、交通标志牌、交通檢測設施等重點施測。楊伯鋼說，“其實就是為施工提供一些基礎信息，比如哪裡有地下水管不能動，哪棵樹需要移，什麼标志能安在什麼位置”。

從那時開始，楊伯鋼就注意到了北京城市地下管線的重要性。

城市地下管線，是指城市範圍内供水、排水、燃氣、電力、通信、廣播電視、工業等管線及其附屬設施，它們擔負着傳送信息或輸送介質的工作，是城市的“生命線”和“血脈”。伴随着城市快速發展，地下管線設施規模不斷擴大、負載量迅速提高，但與此同時，城市地下管線建設規模不足、底數不清、管理水平不高等問題逐漸凸顯。

楊伯鋼說，北京的地下管線情況非常複雜，于清朝開建，曆年來鋪了一層又一層，由于沒有一套完整、可持續更新并使用便捷的綜合地下管線信息系統，城市地下管線存在重複開挖、第三方施工破壞等現象，大雨内澇、油氣管線洩漏等突發事件也時有發生，出于城市安全重要保障的需要，必須摸清來龍去脈，收集多方信息。

楊伯鋼帶領團隊對北京城市各類地下管線進行測繪，按1:500大比例繪制綜合管線工程圖，形成真實詳盡的地下管線檔案資料，建立形成完整準确的信息庫。

2017年，北京市地下管線基礎信息普查工作成功建立起8萬公裡的二維、三維地下管線數據庫，已核實的管線長度相當于繞地球赤道兩圈多。這項技術成果已達到國際先進水平，後續全國多地采用這項技術，完成了50餘萬公裡管線的安全調查。

2015年，國務院辦公廳出台《國務院辦公廳關于加強城市地下管線建設管理的指導意見》，提出建立地下管線綜合管理信息系統，以滿足城市規劃、建設、運行和應急等工作需要。

2020年，楊伯鋼（右）帶領團隊在天安門地區進行測繪。受訪者供圖

“從一開始到現在持續不斷地去推進這件事兒，我算是積極的推動者”。楊伯鋼說，從2003年開始一直到現在，北京市測繪設計研究院建成的地下管線的綜合信息系統，每年更新的管線數據大約在1500公裡。

為什麼要每年更新?楊伯鋼說，“管線數據擱那兩年就沒人敢用，擱上五年就是一張廢紙，數據要更新才有活力，未來測繪地理信息行業将形成跨界融合新業态，數據獲取從單一傳統測繪到引進互聯網數據源，形成衆源衆包數據更新模式。”

用高科技創新測繪方法

随着國民經濟的高速發展，超高層建築開始增多，測繪工作遇到了新的難題。

2005年中央電視台新台址建設工程開工建設，工程主樓兩座斜塔樓呈傾斜狀，頂部通過14層高的懸臂結構聯為一體，如何保障從雙向傾斜6度的兩座塔樓在162米的高空延伸出的空間懸臂的順利合龍，是主樓工程施工中的關鍵難題，其中最為關鍵的工作是要保證空間懸臂各構件的精确測量定位。楊伯鋼說，這對工程測量技術來說是一個巨大挑戰，更是一個新的世界技術難題。

為了提高平面基準點的豎向傳遞精度，楊伯鋼帶領課題組對國 内外設備進行比較和選型，經過實際測試，發現一些進口儀器由于調焦、人工判讀接收誤差等影響，無法達到工程要求的二十萬分之一的精度。

為此楊伯鋼帶領課題組進行改進和創新，使激光儀器在長距離檢測中,無須調焦,實現了無調焦運行差,大大提高了整個檢測系統的測量精度,從而擺脫了調焦誤差對長距離激光測量的精度限制。

同時，由于建築為異形結構，常規測繪方法無法驗證任意點和點之間實測值與設計值尺寸關系。為了掌握建築物竣工後的實際尺寸狀态，楊伯鋼帶領團隊第一次采用三維激光掃描技術，對特大、超高、異形、懸挑結構進行工程竣工驗收測量，清晰直觀地測出樓梯每個立面的情況，成功解決了難題。

在2022年北京冬奧會和冬殘奧會上，無人機和三維激光掃描技術也大顯身手。小海陀山是北京冬奧會延慶賽區的選址所在地，複雜的山地環境，讓測繪人員和儀器很難到達，植被還會影響有效觀測視線。

2018年5月，楊伯鋼（左）帶隊在北京冬奧會延慶賽區選址地小海坨山進行測繪。受訪者供圖

最終，楊伯鋼帶領團隊和遙感公司技術合作，研發出山區無人機攝影測量技術，反複測試适合無人機測繪的飛行速度、高度，搭載上合适波長的激光設備和航攝模塊，高度以每70米為一個單位，通過一層層飛行，掃描出山體的三維地理數據，經過處理後，小海陀山間21平方公裡區域的三維圖像就成功生成，一整套高山區無人機大比例尺地形圖測繪作業模式也就此誕生。

“實景三維模型絕不是簡單的一份數據，在需要的時候，它可以真正把一座山‘擺’到你的面前。”楊伯鋼說，這套模型是可以配合規劃設計随時使用的支撐工具，能高效、精準地做到區域信息的可視化。

三維激光掃描技術不僅能“畫”出山脈，也能辨别精細到毫米的誤差。國家雪車雪橇中心屬于複雜的異形建築，賽道長度1935米，設置有16個彎道，最高設計時速134.4千米。為了保證運動員在高速競技中的安全，賽道的竣工測量精度要達到毫米級，任何一點微小的形變，都逃不過三維激光掃描的“火眼金睛”。

三維相關技術還實現了建築、文物、遺址的“數字孿生”。實景數字天安門的構建、三維立體實景中軸線、首鋼園區煉鐵爐工業遺址、汶川地震什邡市的震後遺址……這些珍貴的場景，都已被楊伯鋼帶領的測繪團隊使用三維激光掃描技術留存下來，“不論是作為曆史的存檔，還是對日後的保護、修複、管理，這項工作都十分有意義。”

讓北京的地理信息“活”起來

如今，測繪地理信息作為一個技術密集型行業，不斷創新是其最鮮明的禀賦，跟其他行業大數據、物聯網、區塊鍊這些以前與測繪很少沾邊的新技術，已被楊伯鋼巧妙地與測繪相融，緻力于地理信息科技服務首都規劃建設和管理。

在楊伯鋼看來，測繪的定位在不斷提升，随着現代科技的發展，測繪已經紮根各行各業，成了不可或缺的存在，“測繪就是基礎數據 專業屬性 分析應用 智能化，最終，測繪要做的是讓大家都能用的東西，讓信息替代人去跑路”。

2010年，楊伯鋼帶領團隊，将已有的數字測圖、航測技術、高分衛星影像等手段與工程資料結合，第一次完成了北京市城區範圍400平方公裡1∶500基本地形圖、平原地區4000平方公裡1∶2000基本地形圖、全市域範圍16500平方公裡1∶10000基本地形圖的繪制。同時建立起地理信息定期更新機制，保證城區範圍内每年更新，六環以内地區兩年更新一次，緊跟城市日新月異的發展變化，讓北京的地理信息“活”了起來。

這套城市基本比例尺地形圖測繪一體化系統是國内首創，不僅服務于北京城市總體規劃實施、核心區保護、城市副中心建設等工作，還推廣到了全國百餘個城市。

相比于其他城市，北京的情況更加特殊。作為超大城市，針對人口、環境、水資源、交通等“大城市病”痛點，楊伯鋼提出了一個新的思路：構建一套面向特大城市的地理國情普查監測框架體系，對土地利用、生态變化、城鎮擴張等動态地理國情信息進行持續的動态監測。

這項工作沒有任何成功經驗可供借鑒。楊伯鋼帶領團隊構建了内容指标、技術方法、軟件工具和成果應用模式，經過近10年的持續更新，形成了北京市地理國情監測數據庫和相關成果。

基于人口繁衍得出用地數據、摸清北京“海綿城市”建設底數，首次查清了全市500餘萬棟單體建築及全市高精度、無縫覆蓋的地表覆蓋等數據……一系列科學數據的産出，為城市管理的科學決策、科學評價、科學管理助力。目前，這項技術已在全國337個地級以上城市得到應用。

助力不動産登記信息系統

不動産測繪關鍵技術及标準化研究是國家公益性行業科研專項，是北京市參加世界銀行營商環境考核的重點項目。

2015年6月起，楊伯鋼就帶領項目組通過地理信息 大數據、物聯網、雲計算等多種技術的應用，完成了不動産登記數據采集、建庫與平台建設的全流程關鍵技術研究和軟件研發，支撐了年業務量130多萬的北京不動産登記發證工作。

2020年2月，“區塊鍊 不動産登記”七個應用場景正式上線。有效縮短了不動産業務辦理時間，減少了多項紙質材料，尤其是抵押登記與抵押注銷登記業務申請，不需要到不動産登記大廳，在網上就可以辦理，實現了不動産不見面登記。

目前，北京市不動産登記信息系統已實現内外27項數據共享，包括北京市自然資源委内部的9類證件信息，如《建設用地規劃許可證》《規劃條件》等，以及住建委、市公安、市場監管、民政、銀保監等11個部門的18類信息，設計戶籍人口、婚姻登記、金融許可證、營業執照等。

不動産登記科技成果在全國31個省份的100多個地市得到應用，支持了全國“第一本”和北京市“第一本”不動産登記發證，累計發證超過千萬次。

近期，楊伯鋼又在探索測繪産品與自動駕駛技術的融合。一張“精确的圖”是自動駕駛汽車運行的根本支撐，地圖必須精确到“車道級”，并實現地圖數據實時更新，才能保證自動駕駛汽車“大腦”在行駛中作出正确決策。

在北京經開區的全國首個網聯雲控高級别自動駕駛示範區，楊伯鋼正在和團隊開發滿足安全、保密要求的衆源更新模式，探索構建“車、路、雲、網、圖”網聯雲控模式，讓車輛能随時獲取最精準的地圖數據，最大限度實現車路協同。

2020年開始，已近退休之年的楊伯鋼又擔當起院城市空間信息工程北京市重點實驗室主任的重任。作為北京市政協委員，他近幾年曾多次提交了服務城市規劃建設的相關提案，其中《關于開展全市範圍内居住小區管線普查的建議》《打造2022年冬奧會殘奧會高品質地圖服務産品和加強管理的建議》等，均獲得了市領導的批示，并被列為優秀提案。

楊伯鋼認為，未來的測繪将是“空天地一體化、室内室外一體化、地上地下一體化、曆史現狀規劃一體化”的“四位一體”圖景。

他說，随着地理信息産業創新能力的不斷提升，與新一代信息技術不斷融合發展，将催生出更多的新産品、新服務和新業态。可以說，地理信息将成為信息社會建設和政府智能管理的重要支撐，未來發展的前景十分廣闊。

新京報記者 劉旻

編輯 胡傑 校對 劉越

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