面向航測遙感的信息化測繪生產體系的構建

劉云峰，李 若，鞏垠熙，底玲曉

(1. 地理國情監測國家測繪地理信息局工程技術研究中心，陜西 西安 710054；2. 國家測繪地理信息局第一航測遙感院，陜西 西安 710054)

面向航測遙感的信息化測繪生產體系的構建

劉云峰1,2，李 若1,2，鞏垠熙1,2，底玲曉1,2

(1. 地理國情監測國家測繪地理信息局工程技術研究中心，陜西 西安 710054；2. 國家測繪地理信息局第一航測遙感院，陜西 西安 710054)

目前，測繪生產部門正面臨由數字化生產向信息化生產升級轉變的關鍵時期，但仍然缺乏系統的信息化測繪生產體系構建模式以供參考。本文針對航測遙感生產，從單位發展總體規劃的角度出發，通過對當前生產的現狀分析、關鍵特征總結、存在問題梳理，從生產技術體系、生產管理體系、生產裝備體系3個方面研究了面向航測遙感的信息化測繪生產體系構建的建設內容、關鍵技術、建設目標等，設計了信息化測繪生產體系的構建模式，提出了信息化測繪生產體系構建所需的系列方案指南、基礎性標準規范、生產技術規程、核心技術裝備等，為面向航測遙感的信息化測繪生產體系建設提供參考。

信息化測繪；航測遙感；生產體系

信息化測繪生產體系是我國測繪地理信息生產技術實現由傳統向數字化轉化和跨越之后進入的又一個新的發展階段，《全國基礎測繪中長期規劃綱要》和《測繪地理信息部門信息化建設指導意見》均明確提出了生產信息化的建設要求和指導意見[1]。信息化測繪生產體系作為一種能力建設，將形成對新型基礎測繪、地理國情監測、應急測繪、航空航天遙感測繪、全球地理信息資源開發“五大公益性業務”強有力的支撐保障。

近年來，我國測繪現代化和信息化發展進入了一個新的階段，信息化測繪關鍵支撐技術初步形成，測繪生產的技術手段具備了從數字時代進入信息時代的條件和基礎，在業務流程、管理模式等方面也都出現了新的景象[2-5]。但是信息化生產作為數字化生產的發展，不只是簡單的設備改造與系統升級，更重要的是業務的信息化整合與協同，同時伴隨測繪生產規模的不斷擴大，其科技含量高、人員結構層次化強，儀器設備種類繁多、生產環節復雜、質量要求高等特點，都對信息化測繪生產體系建設工作提出了更高的要求[6-7]。而目前的測繪生產體系仍然存在生產組織管理繁瑣、質量控制手段單一、數據資源共享整合利用程度較低、裝備整合與技術集成度不高，整體效能未有效發揮、信息安全保障體系不健全、基礎設施薄弱等亟待解決的問題[8-9]。

本文依托現有數字化測繪生產體系，充分利用國內外先進的現代測繪技術，立足于解決數據處理的“自動化、智能化、流程化”，生產管理的“網絡化、信息化”，技術裝備的“集成化”，從生產技術、生產管理、生產裝備3個方面分析研究面向航測遙感的信息化測繪生產體系構建模式和構建技術，為我國全面開展信息化測繪生產基地建設提供參考，促進測繪生產體系從數字化到信息化的升級轉型。

1 生產體系構建總體思路

根據信息化測繪生產的現狀和關鍵需求，梳理從數字化測繪到信息化測繪轉型升級過程中存在的問題，提出以生產技術、生產管理、生產裝備3大體系為主要構建內容，以體系架構設計、生產技術應用改造、管理模式構建、生產裝備研制、標準規范制定、支撐環境改造等為手段的信息化測繪生產體系構建思路。

生產技術體系作為信息化測繪生產體系的核心，將從正射影像高程模型生產、矢量地理信息數據生產、三維模型數據生產等3個方向進行技術研究，形成構建方案，完成新技術的引進與應用，對已有數據生產工藝流程進行重建與改進，推動單位生產技術的進步，建立一批可以起到帶頭示范作用的信息化測繪產品生產線。

生產管理體系作為信息化測繪生產體系的主線，將從管理模式、制度，業務流程改造、組織結構調整、相關支撐數據庫的建設、管理平臺設計等方面進行構建方法研究，形成構建方案，完成生產基地組織運行和管理方式的信息化轉變，在各級部門開展深度應用。

生產裝備體系作為信息化測繪生產體系的支撐，將從基地的運行存儲環境、數據處理裝備、生產管理裝備、數據安全保密等方面進行構建方法研究，形成構建方案，完成新技術裝備研制引進、現有技術裝備升級改造、信息化整合集成等信息化生產裝備建設，建立信息化生產和管理運行的基礎環境。

最終形成的信息化測繪生產體系構建總體思路如圖1所示。

2 生產技術體系構建

信息化測繪生產體系的生產技術體系構建是立足于實現各生產工序的并行化、自動化、智能化、流程化、普適化，通過分析傳統工藝流程，探索新型數據處理工藝，結合信息化測繪各類生產業務需求，突破數字化生產技術體系下按工序和處理流程進行劃分的方式。按照成果類型從正射影像和高程模型生產、矢量地理信息數據生產、三維模型數據生產3個方面研究生產體系涉及的新技術、新工藝和原有工藝的升級改造方法，并開展相關生產試驗，掌握信息化生產技術體系的工藝流程、產品成果、功能指標和性能指標，最終形成信息化測繪生產技術體系的構建方案和一系列生產技術規程。生產技術體系構建思路如圖2所示。

圖1 總體思路

圖2 生產技術體系構建思路

2.1 正射影像和高程模型生產體系

正射影像和高程模型生產體系以多平臺、多傳感器的遙感影像數據快速自動化處理技術為基礎，融合計算資源管理技術、支持多模式的計算框架構建技術、面向多種作業負載均衡的任務調度引擎、基于RFM通用成像模型的大范圍遙感影像稀少或無控制區域網平差技術、基于多基線/多重特征的高精度DEM/DSM自動提取技術等，全面實現對包括國產天繪衛星和資源三號測繪衛星在內的主流光學衛星影像、傳統掃描航空影像、框幅式數字航空影像、低空無人機航空影像、ADS40/80線陣推掃式航空影像的大規模自動化處理，以及遙感影像從空中三角測量到相應比例尺的DEM/DSM、DOM等測繪產品的生產任務。

2.2 矢量地理信息數據生產體系

矢量地理信息數據生產體系主要是面向矢量地形成果數據(DLG/DRG)、矢量地表覆蓋成果數據及兩種數據成果的變化檢測和更新。包括以航片、衛片、無人機、SAR等遙感影像為主要數據源的平面采編和立體量測于一體的協同作業網絡化全無縫測圖模式；提供基礎地理信息產品生產、成果輸出、項目數據管理等的綜合解決方案；形成遙感影像解譯人機協助一體化作業鏈，以及網絡化的測圖模式、工程化的測圖管理、多源數據的測圖支持、靈活豐富的交互方式、一體化的采編工具等。

2.3 三維模型數據生產體系

三維模型數據生產體系綜合利用傾斜三維自動建模技術、機載LiDAR輔助的傾斜建模技術、傾斜輔助人工建模技術等，解決傳統三維建模方式效率不高的問題。面向多源多尺度三維模型產品，全面實現傾斜影像、機載LiDAR遙感數據、地面采集三維數據的智能化處理、融合、無縫集成、可視化的精細三維模型表現等。

3 生產管理體系構建

信息化測繪生產管理體系構建立足于實現生產管理的“網絡化、信息化”，通過分析研究信息化測繪生產管理體系的主要特征和總體構建技術路線，充分利用數據庫技術、流程控制技術及信息系統集成技術，從管理業務構建、組織結構調整、業務流程構建、數據庫構建等方面確定信息化生產管理體系的構建方法、功能性能指標，并在此基礎上設計信息化測繪生產管理平臺的系統功能、流程架構、部署方案、集成方法、功能性能指標，構成集生產調度、資料管理、質量管理、技術管理、裝備管理、人力資源管理于一體的信息化測繪管理體系，達到職能部門、生產部門、生產作業之間業務指令和管理信息的互通互連的效果，最終形成信息化測繪生產管理體系的構建方案和相關管理制度。生產管理體系構建思路如圖3所示。

圖3 管理體系總體構建思路

3.1 管理模式構建與組織結構調整

信息化管理模式的構建是以協同管理模式為核心，圍繞生產任務執行，根據已具備的生產能力制訂生產計劃、物料計劃，下達生產指令，組織生產、控制質量、配置各類資源。利用網絡技術、信息技術，設計制定管理要素受控方案、管理系統及集成管理的設計框架，實現生產要素的優化配置、生產管理的入網受控與協同管理，解決測繪生產業務作為信息流的管理問題，以提高工作效率，確保產品質量和生產工期。

信息化的組織結構區別于傳統測繪生產由工作流形成的組織形式，是通過綜合生產部門的業務范圍，促進生產部門業務的多元化，形成生產隊伍作業技能的一專多能和綜合業務能力提升，帶動各類生產資源的有效集成，實現各類生產資源的優化配置和高效利用。避免了傳統模式下過于單一的部門職能分工導致生產資源無法優勢互補的問題，最終形成的橫向和縱向業務聯系將更加緊密，結構更加扁平化的生產組織結構。

3.2 業務流程構建

信息化的生產業務流程構建是通過對現有生產業務流程分析，綜合利用生產要素受控技術、生產任務調度技術、軟件調度協議與接口以實現不同作業環境之間的數據交換，生產上下工序、并行工序之間的任務調度，從不同項目類型出發，對業務流程進行重構；從內外一體、采編一體、圖庫一體、集群處理等方面對生產流程進行重構以實現生產全過程的集成管理，解決按需組建生產線和作業終端動態接入的協同作業問題，有效地把人、信息和裝備資源進行整合組織、合理配置、高效利用。

在信息化的質量控制環節，綜合利用質量控制業務的信息化、質量信息收集和利用的規范化、質量評價的標準化，核心是全程質量控制方法、逐級逐序可追溯的質量控制機制、生產數據存儲與流轉控制方案、評價模型規范化解決方案、質檢方案規范化解決方案、錯漏描述規范化解決方案等技術方法以解決質量信息實時控制及質量問題的可追溯問題。

3.3 管理數據庫構建

生產管理信息的各類核心數據庫構建是實現信息化管理的前提，通過調研目前生產、管理現狀，參考相關測繪生產管理規范，提出符合信息化測繪管理的一系列數據結構設計，綜合利用測繪生產數據建模技術、元數據采集插件技術、多條件融合的數據智能分發技術，構建生產資料、質量信息、生產管理業務信息、設備資源、人力資源等信息資源庫，形成各類信息資源的規范、統一受控管理的基礎，實現數據冗余的減少和工序間數據的高效配送以解決生產部門海量資料的管理與應用問題，為信息化測繪生產管理決策提供支撐。

3.4 以管理平臺構建

信息化生產管理平臺的功能設計采用構建與運行，數據、邏輯與表現分離的思想，綜合利用可定制的業務建模技術、可視化的生產管理技術、集成接口設計，重點解決以往管理中各部門獨立、分散、封閉的問題，實現規?；?、網絡化、多工序、多任務的協同運行；解決以往管理方式隨意、低效、工序反復的問題，以實現無紙化銜接全工序生產組織、調度；解決數據成果版本混亂的問題，以實現生產資料智能化推送，各階段成果自動匯交；解決質量管理單一、粗放等問題，以實現逐級逐序、可追溯的質量控制；實現計劃、任務、進度、質量等管理信息匯總統計等功能，為生產單位各級管理提供決策依據。

平臺的體系結構分為數據層、平臺層和應用層3層，整體平臺以各類信息資源庫構成的數據層為基礎，以具備核心功能的平臺層為核心，以為單位領導、部門領導、作業人員等用戶提供權限管理模塊、基礎模型配置管理的操作界面的應用層為表現，同時結合生產單位的實際運行狀況和單位特點進行信息化測繪生產管理平臺的設計定制。

4 生產裝備體系構建

信息化測繪的生產裝備體系構建是立足于為信息化數據處理和生產管理提供可靠的裝備支撐環境，依托現有數字化測繪生產體系技術裝備，采取新技術裝備研制與引進、現有技術裝備升級改造、系統整合與集成3種方式，從網絡與運行支撐環境、數據處理裝備、生產管理技術裝備、數據安全與保密技術裝備的構建與綜合集成5個方面確定信息化生產裝備體系的構建方法、功能和性能指標，按照符合信息化測繪特征、布局合理、功能齊備等原則對各項生產裝備的研制、改造和部署方案進行設計，最終形成信息化測繪生產裝備體系的構建方案和用于系統集成和信息流轉的基礎性標準規范。生產裝備體系構建思路如圖4所示。

圖4 裝備體系總體構建思路

4.1 網絡與運行支撐環境

在現有數字化網絡系統的基礎上，合理利用現有設備，通過配置核心交換機、光纖連通改造及改變網絡架構，保障信息化測繪生產的數據快速流轉；通過搭建私有云存儲系統，構建形成信息化測繪生產數據中心，保障海量業務數據的存儲和生產信息實時匯集需求，確保信息化生產和管理高效、穩定運行。

4.2 數據處理裝備

通過引進測繪新技術裝備、軟件研發、硬件定制和相關裝備的集成應用，根據生產技術體系構建需求，進行集中式影像處理系統的研制和升級改造，重點解決數據自動化處理方面的問題。對現有數字化作業系統的整合集成，實現對測繪生產的一體化作業及測繪成果的統一協同和管理，形成信息化測繪生產的數據處理核心裝備，提升地理信息數據處理的效率和規?；a服務能力。

4.3 生產管理裝備

利用網絡環境下的流程控制技術、數據管理技術、質量管理技術和多人協同作業技術，根據生產管理體系構建需求，進行具備任務調度、質量管理、資料管理等能力的信息化測繪生產的生產管理核心裝備研制、測試和部署，形成信息化的生產管理能力支撐。

4.4 安全與保密技術裝備

針對生產單位目前安全保密現狀和存在的問題，結合生產單位實際情況，通過定制和部署內網安全管理技術裝備，對測繪數據的生產、存儲、使用和交換等環節實現全面保護，從管理和技術兩個層面構建一套科學、有效、安全的數據保密體系，為信息化測繪生產、管理和信息應用服務提供安全保障環境。

5 結 語

信息化建設是一項復雜的系統工程，建設周期長、投資大、涉及面廣，建設過程涉及一個單位的諸多部門，它要求將單位各部門的管理和生產業務通過各類信息有機地聯系起來，因此站在單位整體的高度提出總體規劃是信息化建設的關鍵之一，需要相關領導和管理人員的共同參與才能明確現有信息需求、挖掘潛在需求，設計出科學、實用、符合單位發展戰略要求的信息化建設方案。

本文在分析目前航測遙感生產現狀的基礎上，從總體規劃的角度，研究了信息化測繪生產體系構建的層次結構與技術架構，從生產技術、生產管理、生產裝備多個方面提出了面向航測遙感的信息化測繪生產體系的構建模式、構建技術、構建內容和構建目標。一方面推動了單位生產技術和生產能力的大幅進步，另一方面實現了生產管理和生產業務中各類數據流與業務流程的信息化關聯和有序流轉，形成了一套集數據處理的自動化、智能化、流程化，生產管理的網絡化、信息化，技術裝備的集成化于一體的信息化測繪生產體系，為全國信息化測繪生產基地的建設提供參考借鑒。

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Construction of the Informatization Surveying and Mapping Production System Oriented to Aerial Remote Sensing

LIU Yunfeng1,2，LI Ruo1,2，GONG Yinxi1,2，DI Lingxiao1,2

(1. National Administration of Surveying, Mapping and Geoinformation Engineering Research Center of Geographic National Conditions Monitoring,Xi’an 710054, China; 2. The First Institute of Geographical Information System and Mapping, National Administration of Surveying, Mapping and Geoinformation, Xi’an 710054, China)

Currently, surveying and mapping production departments are facing a critical period that production mode has been upgraded from digitizatization to informatization. For the aerial photogrammetry and remote sensing production, this paper analyzed the current situation, summarized the key characteristics, combed the problems, analyzed and discussed the specific construction content and key technologies of information system for production from three aspects such as production technology system, production management system, production equipment system, designed the overall architecture of aerial photogrammetry and remote sensing information production system, and proposed series solutions guide, basic standard, production technology regulation, core equipment required to construct the information production bases. This paper provides a reference for the construction of information production bases oriented aerial photogrammetry and remote sensing.

informatization surveying and mapping; aerial photogrammetry and remote sensing; production system

劉云峰，李若，鞏垠熙,等.面向航測遙感的信息化測繪生產體系的構建[J].測繪通報，2017(4)：134-138.

10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0138.

2016-11-17;

2017-01-22

測繪地理信息公益性行業科研專項(201412008)

劉云峰(1972—)，男，教授級高級工程師，主要從事攝影測量與遙感工作。E-mail: liuyf@shasm.gov.cn

P208

A

0494-0911(2017)04-0134-05