圖庫一體化攝影測量系統設計與實現

曹成度

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司，湖北武漢 430063)

1 概述

信息化測繪體系建設是當前測繪事業發展和地理信息資源共享的熱點問題。信息化測繪是在數字化測繪的基礎上，在完全網絡化運行環境下，實時有效地向信息化社會提供地理信息綜合服務的測繪方式和功能形態。信息化測繪是我國測繪實現了由傳統測繪向數字化測繪轉化和跨越之后進入的又一個新的發展階段，它代表著我國測繪在進入新世紀后現代化建設總的戰略方向。

當前主流攝影測量系統均為單機版形式，測繪數據的采集、觀測、處理、顯示、管理和應用，以部門分離式和專業分工式的作業模式為主，以文件的形式作為信息載體，導致信息數據在共享、管理、存儲上產生多種問題。因此，根據信息化測繪的要求，對當前的攝影測量系統進行升級改造是十分必要的。本文提出結合攝影測量技術、CAD技術、GIS技術和數據庫技術，在網絡環境下開發制圖與建庫數據一體化生產與管理軟件平臺，實現作業任務智能分配、環節實時監控、質量嚴格控制及數據統一管理。研究應用表明，圖庫一體化攝影測量系統能大大提高測繪數據生產和管理的效率，有效地改進了傳統攝影測量數據生產的作業模式。

2 基于AutoCAD Map3D的圖庫一體化解決方案

AutoCAD Map3D軟件是創建和管理空間數據的設計平臺。AutoCAD Map3D在CAD和GIS之間架起了一座橋梁，工程師和GIS人員可以使用相同的數據，而且可以將地理空間功能集成到同一環境中，從而優化設計流程。Autodesk Map3D可以更輕松、更有效地創建和編輯地圖。這個優勢加上功能強大的數據連接選項，使該軟件也成為了最佳的空間數據管理中心。此外，Autodesk Map3D還使速度和性能提高到了全新的級別，讓用戶獲得前所未有的工作效率。該軟件具有易于使用的模式創建、數據映射和批量加載工具，有助于用戶簡化管理來自多種來源的復雜的區域海量數據集。

2.1 基于AutoCAD Map3D的采編一體化

航空攝影測量采編一體化就是將攝影測量的數據采集與編輯技術擴展到立體環境下，徹底改變過去數字攝影測量作業過程中地物三維采集與編輯環境分立的流程定勢，把編輯環節的工作提前到立體環境下同時進行，解決了采編分離所產生的各類問題，作業人員也不需要更換作業環節和作業習慣就能以原有的作業方式實現空間數據庫的快速更新生產。

在AutoCAD Map3D的強大的編輯能力和開放性的支撐下，將立體測圖模塊與AutoCAD Map3D進行無縫協同，實現通過立體測圖模塊采集觀測的數據實時按照相應符號樣式顯示在AutoCAD Map3D中，在AutoCAD Map3D對要素編輯后實時反映到立體測圖模塊中(如圖1所示)。

圖1 采編一體化技術框圖

2.2 基于AutoCAD Map3D的出圖建庫一體化

出圖數據的核心問題在于圖面表示，即按照圖式要求對地理內容進行表達，出圖數據對屬性的表示有限，在制作出圖數據時通常會去掉一部分屬性，這樣就造成了地理信息的損失。唯有通過采用一體化數據生產平臺，首先生產出標準的建庫數據，再由軟件平臺根據不同要素的編碼屬性，結合不同比例尺的圖式要求，實現一鍵符號化，將表達地理地物實際情況的符號、線形和填充圖案等自動生成，制作成出圖數據，實現航空攝影測量出圖建庫一體化。

本文在AutoCAD Map3D上定制開發，利用Autodesk FDO作為空間數據庫訪問接口，設計了基于C/S模式的資源管理、定位和共享機制，在服務器端建立空間數據庫共享所有數據，管理員在服務端對數據進行統一管理。可以改變以串行方式進行圖紙、表格和文字互提資料等信息轉抄傳遞、效率低和共享性差的缺點，實現了出圖建庫一體化(如圖2所示)。

圖2 圖庫一體化技術框圖

3 圖庫一體化數據生產模式設計

傳統的攝影測量管理體系是建立在自上而下監督和自下而上匯報的基礎上的，需要大量人員之間的直接溝通。若中間任意環節出現問題，都會導致項目的實施中斷甚至終止。而且一旦出現問題，往往很難明確責任。圖庫一體化攝影測量系統依托計算機網絡技術、分布式數據庫技術和工作流技術，建立了全新的數據生產模式。將數據生產和管理人員抽象成用戶，用戶的工作抽象成角色，通過系統為每個用戶分配相應的角色，并利用數據庫全程記錄每個用戶的工作情況。使每個用戶只與數據庫打交道，從而避免了絕大部分的人員直接溝通，明確了每個人的責任，記錄了工作的過程，做到了有案可查。實現了數據生產流程的自動控制，大大提高了數據生產效率，降低了管理成本。

3.1 用戶和角色管理

在一個組織或機構內部，具有某一資格的人才能承擔某項工作，而每一工作崗位也負有一定的責任，這就是崗位責任制。將這一思想引入到圖庫一體化攝影測量系統中，形成基于用戶和角色的安全管理模式(如圖3所示)。用戶與角色是使用權限的基本單位，每個生產和管理人員作為一個用戶，將數據生產的流程分為若干個功能，每個功能對應一個角色，一個用戶可以擁有多個角色。設計一個可視化的界面，根據用戶的崗位和工作內容，分配其對應的角色。用戶進入系統時根據用戶的角色，系統加載該角色對應的功能，用戶完成其本職工作，期間數據庫全程記錄用戶的工作情況，統籌整個工作進度。

圖3 用戶和角色管理

3.2 工作流設計

為了使生產業務過程中的信息流和數據流能夠在不同人員間流動，對企業內部資源進行統一管理，將圖庫一體化攝影測量系統設計為基于C/S的分布式系統，根據攝影測量數據生產的業務流程建立了工作流，其內容如下:

①由管理員將所有的基礎數據上傳到服務器上。

②由項目負責人基于基礎測圖數據建立像對，并將像對分配到工程，工程分配到作業員。

③作業員領取項目的任務之后開始進行立體測圖，其中間過程由審圖員進行嚴格監控，在每一個環節上面進行嚴格的質量控制。④所有的測圖成果達到精度要求之后即可入庫。其業務工作流如圖4所示。

圖4 業務工作流

整個過程由管理員、項目負責人員、作業員、驗收員分工協作，任何一個環節上面的進度都可以實時查看。構建了一個現代化的管理流程，使得整個項目順利進行，極大地提高了工作效率。

4 系統開發與應用效果

基于以上原理，在廣泛調研當前主流攝影測量系統優缺點的基礎上，中鐵第四勘察設計院研發了具有自主知識產權的圖庫一體化攝影測量系統，系統實現了作業管理一體化、采編一體化、測圖更新一體化、生產質檢一體化和出圖建庫一體化。實際應用表明，系統提高了作業效率一倍以上，大大精簡了業務流程，降低了管理成本，同時有效擴展了業務范圍。系統界面如圖5所示。

圖5 系統界面

5 結論

根據當前信息化測繪的要求，提出了一種全新的數據生產與更新的作業模式，解決目前數據生產、數據更新中生產環節獨立、數據到應用需經過多步驟處理、存在大量冗余工作、效率低下的問題，保證數據快速更新、生產以及更好地后續利用。實現了作業管理一體化、采編一體化、測圖更新一體化、生產質檢一體化、出圖建庫一體化。實際應用表明，圖庫一體化攝影測量系統大大提高了作業效率，精簡了業務流程，擴展了業務范圍，是基礎測繪地理信息數據生成和更新的一次創新。

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