地理信息技術為國土資源服務——訪中國測繪科學院研究員、北京四維空間數碼科技有限公司副總經理李學友

本刊記者 藍穎春

周曲泥石流災后影像圖

隨著現代科學技術的發展，人們已能夠迅速地采集到地理空間的幾何信息、物理信息和人文信息，并適時適地識別、轉換、存儲、傳輸、顯示并應用這些信息，使它們進一步為人類服務。

如今地理信息已經得到了廣泛應用，并服務于我們的生活、工作。電子地圖、衛星導航、遙感影像等，這些地理信息產業鏈上的新生事物正在創造奇跡。最近幾年，在“數字中國”和“數字城市”的推波助瀾下，我國各個領域幾乎都不同程度地在進行地理信息相關的應用系統集成、開發與建設。

為此，《地球》記者就地理信息技術在國土資源方面的應用等問題，采訪了中國測繪科學院研究員、北京四維空間數碼科技有限公司副總經理李學友。

《地球》：4月20日四川省雅安市蘆山縣7.0級地震，牽動全國各地人們的心。在抗震救災工作中，哪些地理信息技術發揮了作用？

李學友：無人機遙感具有實時對地觀測能力，可以低成本地獲取高時空分辨率的影像，因此在攝影測量與遙感領域有非常廣泛的應用。尤其在應急保障中，無人機遙感的靈活性使其具有很高的應用價值。在抗震救災中，無人機低空遙感數據具有高分辨率、高靈活性、高效率和低成本的優勢， 給救援工作提供很大的幫助。但由于無人機影像后期處理軟件在處理影像時，需要耗掉大量的時間，無法在災情出現的最短時間內做出一張地質災害圖，影響了災害的應急救援時間。為此，我們開發了影像快速拼接技術，能快速的把無人機影像制成圖。

兩年前用我們的影像快速拼接技術，用了三個小時拼接三百幅影像，當時已經是最快的了。今年雅安地震時，國家測繪地理信息局緊急派往雅安市蘆山縣的無人機成功獲取到蘆山縣核心災區太平鎮的首批高分辨率航空影像后，我們只用了1．4個小時趕制出了第一張蘆山縣太平鎮震后無人機航拍影像圖，分辨率達到0．16米，用于指揮決策和搶險救災。

影像快速拼接技術在汶川地震、玉樹地震、舟曲泥石流、雅安地震以及甘肅岷漳地震時期都用于地質災害測繪圖的制作，在抗震救災中發揮作用。

《地球》：國務院決定2013年至2015年開展第一次全國地理國情普查工作。在8月24日中國測繪科學研究院專門召開會議上，強調地理國情普查工作關系到測繪地理信息事業的發展未來，是測繪地理信息事業的一次重大變革。為此有哪些技術將服務于全國地理國情普查？

李學友：按照國家的工作部署要求，2015年底要全面完成地理國情普查工作及成果發布。這個工作量非常大，為了縮短時間提高工作效率，在地理國情普查影像圖制作方面我們開發出了地理國情遙感影像處理系統PixelGrid_Geo。這個系統有兩大技術優勢，一個是弱交會條件下的大范圍影像快速糾正，僅利用少量控制點，即可實現大范圍影像（兩景及以上）在弱交會條件下的區域網平差。就是說以前我們要做影像圖，需要選出多個控制點，這些控制點不僅花費大量的金錢，還要到實地去測量。而且不是所有的地方都能進行實地測量，很多地方比如深山老林等危險地區是不適合進行實地測量。另外用這種辦法速度較慢，一天也做不了幾張圖，浪費大量的人力、物力。這個技術，不但可以減少大量的控制點，又節省經費和時間，接邊的精度也很高。

另一個是就是基于已有基礎數據DEM/DOM的正射影像快速糾正。實現高分辨率衛星影像控制點的自動提取，無需外業控制點，對影像進行快速正射糾正。這是針對就是已經有了的影像圖數據，比如一些地區有2011年以前的影像圖，也有以前的地表高低起伏的一些數據，如果有了這兩種數據，就可以用已有的兩種數據做出和以前精度相當的這樣一個影像，而且是自動化的快速。

這兩個技術優勢是更快更省，這也是我們地理國情遙感影像處理系統PixelGrid_Geo的優勢。現在地理中國普查各家都在用這個系統。

四川雅安市蘆山縣震后的無人機影像圖

在地理國情普查數據處理方面，我們專門針對地理國情普查開發了地理國情要素提取與解譯系統FeatureStation_GeoEX。

四川雅安地震無人機影像圖

FeatureStation_GeoEX又分為兩個子系統。一個地理國情要素提取子系統，一個地表要素覆蓋分類子系統。要素提取子系統包括文件轉換、要素采集、要素編輯、批處理、自動接邊、拓撲工具、檢查、系統設置八個功能模塊，可以實現多源遙感影像智能解譯，出色的完成地理國情普查項目中基本要素提取的生產任務。

地表要素覆蓋分類子系統包括顯示操作、影像分割、特征提取、樣本采集、影像自動分類和矢量編輯六個功能模塊，以實現遙感影像智能分類和典型要素自動提取，使其應用于地理國情地表覆蓋產品的快速輔助生產，可以出色的完成地理國情普查項目中基本要素覆蓋分類生產任務。國外的同類產品做完一個遙感影像分類需要十個小時，我們的地表要素覆蓋分類子系統只需要四十分鐘。

另外在價格方面，這套軟件比國外同類型軟件要低很多。而且FeatureStation_GeoEX是專門針對國家國家地理國情普查的規范標準自主開發。除了影像制作以外的數據制作這套軟件都可以有很好的應用。

《地球》：國土資源信息化建設的八項重點任務之一就是抓好國土資源“一張圖”的建設。有哪些技術支持“一張圖”建設？

李學友：針對國土資源信息化重點任務——國土資源“一張圖”建設，我們提供數字國土“一張圖”信息服務平臺iDLand。iDLand有五大業務系統：地政業務管理應用系統，包括項目審批、動態監測、基本農田保護、地籍管理等；礦政業務管理應用系統，括礦產資源管理、采礦權管理、探礦權管理等；測政業務管理應用系統，包括基礎測繪管理、測量標志管理、測繪資質管理等；地質環境業務管理應用系統，包括地質災害應急、災害預警、地質遺跡保護、礦山環境治理等；綜合事務管理系統包括國土資源執法、辦公自動化等。

Dland以“統籌規劃、城鄉一體、全域覆蓋”為理念，根據一張圖“管土地、管城鄉、管產業”的思路，搭建“一張圖”綜合信息平臺。它的建設目標主要有：

基于統一的地理空間框架，涵蓋土地資源、礦產資源、地質環境等國土資源基礎數據和專題數據，建立并更新國土資源“一張圖”數據庫；可以全面、及時、準確地掌握國土資源的真實現狀，為國土資源業務應用系統提供統一的數據應用服務，對國土資源規劃、保護和開發利用情況進行全程監管，同時為各級政府部門、企事業單位和個人提供多用途、多功能的數據共享和信息服務。

以“一張圖”綜合信息平臺為載體，一方面大力調整和簡化工作流程，壓縮行政審批環節，切實提高工作效率；同時大力推行政務公開，更好地服務和方便群眾，暢通群眾舉報投訴渠道，接受社會各界的監督，不斷改進和提高國土資源管理隊伍的工作能力，切實提高行政管理效能。

基于“一張圖”數據庫，搭建資源監管、行政監察、土地執法、應急指揮、數據共享、社會服務等六大信息平臺，全面提升國土資源監管、決策和服務能力。

為了實現基于“一張圖”的國土資源電子政務平臺的相關要求，將在平臺的設計、實施、部署等軟件生命周期中，采取三條總體技術路線，一是系統采用組件式設計，方便和其他組件的組合，方便以后系統功能的擴展和提高系統的復用度。二是系統架構采用先進的三層分布式應用體系架構，將用戶界面、業務邏輯與數據資源進行分離。在客戶端的具體實現上根據不同的應用場景采用不同的技術實現策略。三是在系統實現上，全面結合在應用中得到驗證的成熟組件和成熟模塊，用組件化、參數化、模式化、集成化等先進構造思想，構建靈活、健壯、高效、穩定的國土資源電子政務系統。