城市信息化測繪技術裝備體系研究

李欣,林芃(1．濟南市勘察測繪研究院,山東濟南 250013; 2．山東省城市空間信息工程技術研究中心,山東濟南 250013)

城市信息化測繪技術裝備體系研究

李欣1,2?,林芃1,2
(1．濟南市勘察測繪研究院,山東濟南 250013; 2．山東省城市空間信息工程技術研究中心,山東濟南 250013)

摘 要:測繪技術裝備是測繪生產的重要組成部分,城市信息化測繪技術裝備體系建設是建成城市信息化測繪體系的基礎和保障。本文從城市測繪的自身特點出發,根據城市信息化測繪體系的主體構成,從生產系統、服務系統、管理系統和數據中心四個方面提出了城市信息化測繪技術裝備體系建設思路,為形成符合信息化測繪要求、功能齊備、布局合理的現代化城市測繪技術裝備體系提供了參考。

關鍵詞:測繪技術裝備；生產系統；服務系統；管理系統；數據中心

1　引 言

測繪是發展高新技術并且應用高新技術的行業,在社會經濟發展中起著基礎性、前期性和保障性的作用[1],擔負著為社會公眾提供基礎地理信息的職責。上世紀90年代以來,城市測繪行業實現了由傳統模擬測繪向數字化測繪的轉化和跨越,在夯實測繪基礎、豐富測繪產品、研究與應用新技術、發展地理信息產業等方面取得了顯著的成績,實現了經濟效益和社會效益雙豐收[2]。目前城市測繪行業正處于由數字化測繪向信息化測繪邁進的關鍵時期,在數字測繪基礎上,在網絡化運行環境中,實時有效地向信息化社會提供地理信息綜合服務,滿足信息化社會需求,提升自身的綜合能力,是城市測繪行業面臨的機遇與挑戰[3]。

測繪技術裝備是地理空間信息采集、獲取、處理、管理和成果輸出的專用技術工具,是測繪生產的重要組成部分[4]。傳統測繪技術裝備分為兩大類,外業儀器和內業儀器。外業儀器用于數據的采集和獲取,內業儀器用于數據的加工、處理和成果輸出。隨著傳統測繪向信息化測繪的轉型,激光技術、電子技術、計算機技術、遙感技術和信息技術等高科技手段與測繪的結合越來越緊密,信息化測繪與地理信息產業對測繪技術裝備的要求越來越高,測繪技術裝備的內涵與外延都發生了深刻的變化。現代化測繪技術裝備被定義為滿足“信息實時獲取、快速自動處理、信息服務及應用、質量自動檢測、協同化集成管理”要求的系統[5],這一定義明確了信息化測繪技術裝備總體發展的方向。

2　城市信息化測繪體系概述

與其他測繪行業相比,城市測繪有著自身的特點,地域范圍相對狹小、業務需求個性多樣、技術問題紛繁復雜、工程任務周期短工作量大。這就要求城市測繪部門需立足本市,走建設城市信息化測繪體系的道路。城市信息化測繪體系建設是涉及整個城市測繪單位的信息化能力提升,它需要從基礎條件、綜合管理、環境保障、綜合服務、核心業務等多個方面進行統籌和建設。根據城市測繪的特點和城市信息化測繪體系的建設內容,城市信息化測繪體系的主體由城市地理空間數據中心、信息化協同平臺、生產系統、管理系統和服務系統所構成[6]。圍繞著城市信息化測繪體系建設主體構成的各個方面,越來越多的高性能測繪技術裝備成為我們的選擇,如何形成符合城市信息化測繪要求、功能齊備、布局合理的現代化城市測繪技術裝備體系,是能否建成城市信息化測繪體系的基礎。

3　城市信息化測繪技術裝備體系建設思路

在遵循城市信息化測繪總體要求的前提下,結合城市測繪行業的一般特點,根據城市信息化測繪體系建設的主體構成,技術裝備體系建設分為生產系統技術裝備建設、管理系統技術裝備建設、服務系統技術裝備建設和數據中心技術裝備建設四個部分,如圖1所示。

圖1　城市信息化測繪技術裝備體系

3．1生產系統技術裝備建設

依據生產系統的內容,生產系統技術裝備主要包括數據獲取技術裝備和數據處理技術裝備。根據城市測繪的特點,其中數據獲取技術裝備主要包括航空測量技術裝備和地面測量技術裝備。

航空測量技術裝備。航空測量具備利用各類航空遙感平臺獲得多維、高精度、全天候、多時相影像數據的能力。航空測量技術裝備主要包括輕型或無人駕駛航空攝影飛行器,機載合成孔徑雷達數據獲取系統,新一代航空數碼攝影系統,機載激光雷達數據獲取系統,多傳感器集成系統,IMU/ DGPS輔助數字航空攝影測量系統以及相應的初級影像處理系統。在航空測量中,低空測量主要是指航高在1 000 m以下的測量,一般由空中云臺、數碼相機、地面GPS、手控設備和計算機、自動控制設備、差分GPS以及無線通訊鏈路組成。

地面測量技術裝備。地面測量技術裝備主要包括常規地面測量技術裝備和移動地面測量技術裝備。常規地面測量設備已由過去傳統的經緯儀、測距儀、水準儀、平板儀發展為以GPS為主、配合電子手簿甚至三維激光掃描系統的現代技術體系。其中三維激光掃描系統集成了激光掃描儀、數碼相機、軟件及附屬設備,可以非接觸、快速獲取地物目標的紋理(影像)數據和三維點云數據,它所采集的三維激光點云數據可以快速重構出目標的三維模型,是城市空間基礎數據庫的重要數據源,被認為是對傳統攝影測量方法的巨大挑戰。移動地面測量技術裝備主要指移動地面測量系統中使用的技術裝備,是在移動車輛上安裝GPS、慣性導航系統、立體攝影測量系統、激光掃描系統、數字視頻系統、語音輸入和屬性采集等傳感器和設備,可以在車輛行駛中采集道路以及道路旁地物的地理空間位置等空間數據和屬性數據。移動地面測量系統有效的彌補了常規測繪的不足,改變了導航電子地圖的生產模式,推進了地面信息采集技術的發展。

數據處理技術裝備。數據處理技術裝備主要包括內外業一體化基礎測繪生產系統、集群式影像處理系統和電子地圖生產系統等。內外業一體化測繪生產系統集信息化測繪生產技術體系、工藝流程、生產工具、數據管理于一體,是GIS技術與CAD技術高度融合的產品,較好地實現了數據轉換、圖屬關聯、數據處理、GIS建庫、動態更新與成果輸出一體化。集群式影像處理系統包含任務管控中心、集群調度管理軟件、影像處理插件和人機交互軟件,構建在網格計算環境下,能夠接收和處理包括無人機、三線陣相機在內的各種高分辨率航空、航天遙感影像,快速批量生成數字正射影像和數字高程模型等相關產品,適用于常規模式下的高精度影像產品制作和應急模式下的自動快速影像處理等。電子地圖生產系統包含了地理實體轉換系統、地理實體加工軟件、地理實體檢查軟件和電子地圖配圖系統和電子地圖切片工具。

3．2服務系統技術裝備建設

服務系統技術裝備建設主要包括地理信息應用服務技術裝備建設和應急測繪服務系統技術裝備建設。

地理信息應用服務技術裝備建設是推進現代化城市測繪技術裝備建設過程中的核心內容,主要是為城市測繪部門面向政府各級部門、企業單位和市民生活各應用領域的公共服務提供支撐。其技術裝備主要包括地理信息產品制作系統和網絡化地理信息服務系統。地理信息產品制作系統是在城市基礎地理信息數據庫的基礎上,整合各類信息資源,為政府部門、企業單位和公眾提供多樣化的地理信息產品服務,需建設城市基礎地理信息公共產品數據庫系統,地理信息統計分析系統,電子地圖生產系統和相關地圖制作和輸出設備。面對城市多樣化的服務需求,網絡化地理信息服務系統主要是提供資源目錄服務、數據分發服務、公共平臺服務和共享交換服務等。

應急測繪服務系統技術裝備建設是推進現代化城市測繪技術裝備建設過程中的重點內容,應急測繪服務系統技術裝備主要是指為重大突發事件提供快速、準確的測繪保障服務的技術裝備。根據重大突發事件的影像程度,將建設對影響面廣、造成損失嚴重、恢復重建難度大的重大自然災害的城市應急測繪服務系統。根據城市應急測繪服務的需要,技術裝備建設的重點包括配備航空遙感飛行平臺、數碼航攝儀、影像快速處理系統、制圖綜合處理與快速輸出系統、大場景三維仿真系統等技術裝備,提高應急能力。國家地理信息監測車是目前國家重點建設的應急測繪技術裝備,利用遙感技術、地理信息系統技術、全球定位技術、網絡通信等先進地理技術,通過車載平臺,集成了應急三維地理信息與任務規劃系統、無人機遙感影像獲取系統、地面視頻采集系統、應急遙感影像快速處理系統、數據遠程傳輸系統、應急運輸保障系統和移動會議系統等7個子系統,為政府掌握災情、組織指揮搶險救災提供了一套全流程移動式應急測繪的有效解決方案。

3．3管理系統技術裝備建設

信息化管理系統是城市信息化測繪體系建設的支持與保障,是一項涉及面廣、復雜細致的工作。對于城市測繪部門而言,絕大部分的管理活動是圍繞著數據生產和服務而展開的,從建設內容上可分為事務管理、業務管理和決策分析三個部分,其技術裝備建設的重點是建設城市勘測信息化管理平臺,平臺包括生產管理系統、行政事務管理系統和決策分析管理系統。

生產管理系統要具備城市信息化測繪的核心業務運行、管理控制、決策分析以及信息綜合處理等功能,并可以提供組織權限配置、業務配置和流程定制工具,支持測繪生產和管理活動的靈活組織和動態管理,在測繪生產部門內部實現網絡化的資源共享、自動化數據處理和智能化的業務協同。行政事務管理系統主要包括人員組織機構管理子系統、設備管理子系統、合同管理子系統和事項管理子系統。決策分析管理系統是建立在生產管理系統和行政事務管理系統基礎上的包含數據挖掘功能的管理系統,包含經營狀況管理、產能產效管理和人員從業經歷分析管理等功能。

3．4數據中心技術裝備建設

數據中心是城市信息化測繪體系建設的核心內容,其技術裝備建設的重點是建設現代化的城市基礎地理信息數據中心和支持數據中心的數據資源管理系統。

數據資源管理系統為數據中心提供統一的數據資源目錄管理、數據入庫、數據出庫和數據調度。建設的內容包括基礎地理信息數據庫管理系統、框架數據庫管理系統、檔案資料數據庫管理系統和資源目錄管理系統?；A地理信息數據庫管理系統,支持對DLG、DOM、DEM、大地測量控制點數據、元數據等基礎測繪數據進行建庫、管理、更新、配送、產品制作。通過基礎地理信息數據庫管理系統,實現數據中心對基礎數據的管控。框架數據庫管理系統,支持地理實體數據、地名地址數據、影像數據、瓦片數據等數據,通過框架庫管理系統,實現數據中心對服務型數據的管控。建設檔案資料數據庫管理系統,實現電子資料(空間數據文件和非空間數據文件)、介質資料信息以及檔案信息的一體化存儲、組織、管理和維護;為面向檔案借閱、館藏統計、信息數據調用、資料分發服務、信息發布、資料統計的地理信息內容服務提供技術保障。資源目錄管理系統建設內容包括編目子系統、目錄管理子系統、目錄服務子系統以及數據展示子系統。

4　結 語

城市測繪技術裝備是解決基礎地理信息數據獲取效率、應急處理能力、網絡化服務等方面的問題,最終實現基礎地理信息獲取實時化、處理自動化、服務網絡化和應用社會化的有力保障。本文根據濟南市勘察測繪研究院的測繪技術裝備建設歷程,圍繞著城市信息化測繪體系中的生產系統、服務系統、管理系統和數據中心,提出了一些城市信息化測繪技術裝備的建設思路。希望同行能對此文提出批評意見和建議,以修改完善我們的建設方向,同時也希望能給大家提供參考。

參考文獻

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[2] 暢開獅．城市測繪行業信息化測繪體系建設[J]．城市勘測,2010(6):9～12．

[3] 李德仁,邵振峰．信息化測繪的本質是服務[J]．測繪通報,2008(5):1～4．

[4] 張繼賢,唐新明,瞿亮．關于我國信息化測繪技術體系建設的思考[J]．測繪通報,2008(5):11～16．

[5] 國家測繪地理信息局．加強現代化測繪技術裝備建設,促進信息化測繪發展的指導意見[R]．2010．

[6] 林芃,程立君,趙向陽．城市信息化測繪體系建設實踐[J]．城市勘測,2013(2):5～9．

Research on the Construction the System of Technology and Equipment of Urban Informatization Surveying and Mapping

Li Xin1,2,Lin Peng1,2
(1．Jinan Geotechnical Investigation and Surveying Institute,Ji′nan 250012,China; 2．Shangdong Engineering Technology Research Center of Urban Spatial Information,Ji′nan 250013,China)

Abstract:The technology and equipment of survey and mapping is the important part of the production of survey and mapping,and the construction the system of technology and equipment of urban informatization surveying and mapping is the basis and guarantee for constructing the urban informatization surveying and mapping system．This paper proposes the construction thought of the system of technology and equipment of urban informatization surveying and mapping about four parts including production system,service system,management system and data center,which is based on the characteristics of urban surveying and mapping and the compositions of urban informatization surveying and mapping system．

Key words:technology and equipment of survey and mapping;production system;service system;management system;data center

文章編號:1672-8262(2015)05-139-03中圖分類號:P205

文獻標識碼:C

收稿日期:?2015—01—16

作者簡介:李欣(1984—),男,碩士,助理工程師,主要研究方向為智慧城市與空間信息系統。