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信息化航测生产技术体系构建探讨

1. 引言 经过几十年的发展,我国测绘事业已经实现了从手工、模拟测绘到解析测绘,再到数字测绘的过渡,而目前正处于从数字化测绘体系向信息化测绘体系发展的关键时期。《全国基础测绘中长期规划纲要》中明确提出:到2020年,我国要形成以基础地理信息获取...

作者:巩垠熙,杨芫钦来源:2014测绘学|2015年02月28日

1. 引言

经过几十年的发展,我国测绘事业已经实现了从手工、模拟测绘到解析测绘,再到数字测绘的过渡,而目前正处于从数字化测绘体系向信息化测绘体系发展的关键时期。《全国基础测绘中长期规划纲要》中明确提出:到2020年,我国要形成以基础地理信息获取空间化、实时化,处理自动化、智能化服务网络化、社会化为特征的信息化测绘体系。测绘信息化是数字化测绘技术发展的必然结果,也是我国社会科学发展的需要[1]

从古代的上地丈量到今天的航空航天遥感,从传统的人工手绘到现代的计算机编辑彩色喷绘,正是测绘生产从人工走向数字化的发展进程[2]。数字化测绘生产主要表现为测绘生产过程的数字化和测绘产品的数字化。其主要特点有:生产过程的自动化或半自动化,产品形式的数字化,存储方式和获取的磁介质化保障方式的超前化、储备化或嵌入化[3]

信息化航测生产是指在航测遥感生产的各个方而充分利用现代信息技术,深入开发和广泛利用地理信息资源,加速实现测绘现代化的进程。主要包括数据获取现代化,产品形式数字化、多样化,数据处理的自动化、集成化和信息服务网络化、社会化等[4]。信息化航测生产这一概念是由我国信息化测绘发展趋势和社会需求提出的。本文通过对航测遥感生产体系的现状分析,初步构建信息化航测生产技术体系架构,列举构建航测生产信息化体系的部分关键技术,进行信息化航测生产技术体系构建的探讨。

 

2. 信息化航测生产技术体系构建

本文针对信息化测绘体系的要求,通过调研分析,将从新型信息化生产技术引进和现有生产工艺信息化升级改造两方面探讨在数字化航测生产体系基础上构建信息化航测生产体系的方案。

 

2.1 现状分析

目前国内大多数航测遥感生产单位仍然主要以数字化的技术体系为基本技术流程。航测遥感生产的数据处理大量采用人机交互式的数字摄影测量加密系统、数字化图形编辑系统、遥感图像处理系统、数据质量检验系统等,并结合后期处理的技术流程。过生产程中存在技术流程多样化、工艺繁琐、质量控制方法不灵活、数据成果格式多样性、数据管理复杂、装备整合与技术集成度较低等问题。这些问题都影响了航测生产的效率和测绘保障能力。

在“十二五”期间,政府和公众对基础地理信息数据产品的需求不断提升,现有的数字化测绘体系已经无法满足基础地理信息数据生产的需要,现有的数字化测绘体系已经无法满足基础地理信息数据生产的需要[5],全国各地的多数航测生产单位已经开始了信息化测绘生产体系建设工作,但是信息化航测生产中面临很多技术问题,特别是多源数据处理、遥感影像解译识别、成果资料数据管理、新型技术引进、一体化作业方式、统一生产标准规范、生产过程质量控制等方面的技术,各类技术缺乏统一的系统架构进行有效的组织串联,这些都制约了信息化建设的步伐。

 

2.2信息化航测生产技术体系架构

通过分析当前信息化航测生产技术体系特点和目前的研究成果,构建信息化航测生产技术体系需要充分利用先进的多源数据获取机制、集中式海量数据处理、分布式多元协同作业、影像快速解译、数据标准化规范化技术、一体化作业技术、信息化网络技术等,通过对现有数字化航测生产的技术体系进行新型信息化生产技术的引进和原有数字化生产工艺流程的信息化改造,实现原有航测生产过程流程化、数据处理自动化、数据管理智能化、质量管理逐环节化、基础环境网络化的信息化升级。以此形成的信息化航测生产技术体系架构如图1

 

 1 信息化航测遥感生产技术体系框架

 

2.2 新型信息化生产技术引进

地理国情普查、数字城市和天地图三大平台建设的需求为牵引,新型信息化生产技术引进主要包含多级、多源航空、航天和低空遥感影像的信息化快速处理技术(包括正常航空数码影像、倾斜摄影技术获取的下视和侧视数码影像、卫星影像和无人机影像等),对多源遥感数据从区域网平差到DSMDEMDOM等测绘产品快速生产技术、海量实景三维地理信息数据构建技术,海量数据更新维护管理技术、信息化生产质量控制技术等。在新型信息化生产技术的引进过程,需要完善的前期需求调研、制定新型技术生产实验方案、通过综合性技术试验最终确定适用于信息化航测生产技术体系的新型生产技术。

 

2.3现有生产工艺信息化升级改造

航测生产的现有生产工艺信息化升级改造主要包括整合现有航测内业生产软件,改造现有内业生产软件接口,整合现有空三、测图、编辑、制图等航测生产软件,淘汰现有落后生产装备,改造现有生产软件接口,实现整合后的航测装备满足一体化生产流程改造的要求通过研究现有多样化的航测生产装备以及当前生产中采编分离、内外分离、图库分离的问题,开展现有航测装备整合与一体化流程改造,满足基础测绘数据生产与更新的要求。基于国产测图软件开展采编一体化生产试验,建立全新的采编一体的技术流程,引入外业数字调绘技术,建立全新的内外业一体化的判绘、调绘技术流程;基于相关软件进行采编一体化生产试验,建立全新的采编一体的技术流程;开发制图和建库数据一体化软件平台,开展多机协同精细化专题地图制图技术研究,形成行之有效的图库一体的数据加工技术流程。

 

 2信息化航测遥感生产工艺改造

 

3. 构建航测生产信息化测绘技术体系的关键技术

1)多源遥感数据自动化快速处理

数字化航测遥感生产过程复杂、处理软件种类繁多、数据冗余情况普遍,并且生产作业过程中具有多种计算模式和多种结构的计算资源,在面向多源遥感数据的处理时异常繁琐。面向信息化的多源遥感数据自动化快速处理需要整合网络资源、存储资源、计算资源和数据资源,建成运用企业总线集成技术,支持各类工具软件和系统设备的动态接入和灵活扩展,支持集中式处理和分布式作业,实现快速搭建以多源遥感数据自动化快速处理为主的航测产品生产流水线的能力,促进航测遥感生产的快速、高效。

2)遥感影像快速解译识别

基于遥感影像的解译方法很多,包括计算机自动分类、专题数据辅助自动分类、人工解译、外业调查等。其中,计算机自动分类效率最高。然而,大部分成功案例均是面向专题要素信息的提取或基于小范围的信息提取研究,其尚无法满足大范围、综合要素信息提取的需求。因此,研究并评估不同计算机自动分类方法在地表覆盖信息提取中的适用性,综合分析各种提取方法的最大利用效能,提出基于高分辨率遥感影像、适用于工程化应用的遥感影像快速解译识别技术对提高信息化航测生产技术水平意义重大。

3)海量地理空间数据信息化管理

目前航测生产数据成果资料的存储方式多样,集中管理复杂,仍然大量的采取人工管理模式。信息化的航测生产海量数据信息化管理需要解决数据在灵活存储情况下的集中信息化管理,形成各类数据资源的分类整理方法和数据资源元数据采集规范,并结合数据库管理系统,实现地理信息资源的快速入库和统一管理,并在信息资源集中存储和统一管理的基础上,通过分析工序环节上数据处理的输入与输出需求,实现从数据贮存“仓库”中按需检索并配送到作业处理终端,形成智能高效的数据流服务。

4)大范围三维数据快速构建

三维化是地理信息服务发展的主要趋势和研究的主流方向,传统的航测生产在该领域的技术还比较薄弱,因此三维化是提升信息化航测生产技术体系重要技术手段。大范围三维数据快速构建需要突破的4个关键问题是:三维多视角匹配问题;②数据索引和调度问题;③数据传输问题;多级表达动态浏览问题

5)信息化内外一体野外核查

传统的航测内外业数据处理的最大区别是内业全部为借助计算机处理,而外业完全是手工标绘,弊病显而易见。信息化内外一体野外核查技术将内业处理的矢量数据叠加于影像数据并实现数据分层分类方案,导入移动端数据采集设备,外业数据通过硬拷贝或网络传输的方式与内业数据进行同步,避免了数据的多次转换,实现灵活编辑、GPS实时差分定位、信息化传输同步等,建立信息化的内外一体野外核查调绘流程。

6)信息化航测生产标准规范

航测生产的地理空间数据涉种类众多,而航测生产的地理信息标准起步较晚,基础理论研究不够,还没有确立清晰的标准体系,信息化的生产体系对数据标准的需求进一步加强。通过分析已有标准的适用性,面向信息化航测生产体系,针对数据交换格式、系统调度接口和数据传输协议制定信息化的航测生产标准规范。

7航测生产信息化质量控制

现行质量控制的主要方式为各生产部门两级质量检查和成果管理部门的质量验收。这种方式将质量控制集中在生产收尾阶段,一旦发现问题则意味着重新返工,使得生产周期和成果质量无法得到有效的保障。信息化的航测生产质量控制根据生产各类业务流程的需求特点、技术特点和质量控制的标准与规范,建立与质量控制体系相配套的质量数据库,建立网络化、信息化条件下息化的逐工序质量控制,实现可视化的逐环节质量监控

 

4.结语

信息化航测生产技术体系建设是信息化测绘技术体系的重要组成部分,也是当前测绘事业发展和地理信息资源共享的热点问题,走信息化的道路,也是航测生产升级转变的必然发展道路。本文仅对航测生产在推进测绘信息化体系建设过程中的初步体系架构和关键技术,进行了初步的探讨,从新型生产技术引进和现有生产工艺升级改造两大途径分别对航测生产信息化升级改造进行了概述,实际可行的信息化航测生产技术体系构建还有待于进一步的深入研究、探讨和实践。

 

参考文献

[1] 宁津生.从数字化测绘到信息化测绘的测绘学科新进展[J].测绘科学,2007, 32(2):5-11.

[2]张祖勋.由数字摄影测量的发展谈信息化测绘[J].武汉大学学报(信息科学版)2008, 33(2):111-115.

[3]朱筱虹浅析数字化测绘与信息化测绘的关系[J].测绘通报,2009(4):38-40.

[4]李德仁,苗前军,邵振峰.信息化测绘体系的定位与框架[J].武汉大学学报(信息科学版)2007,32(3):189-192.

[5]李德仁,邵振峰.信息化测绘的本质是服务[J].测绘通报,2008(5):1-3.

[6]张祖勋.由数字摄影测量的发展谈信息化测绘[J].武汉大学学报(信息科学版)2008, 33(2):111-115.

[7]白建荣.“面向信息化测绘的摄影测量生产技术体系研究”及“示范基地”的建设[J].测绘技术装备, 2010,12(3):24-25.

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