论MMS技术在地理国情监测中的作用

吴满意 秦广田 周孝军

（国家测绘地理信息局第一地形测量队 陕西 西安 710054）

0 背景

党的十七届五中全会提出，我国经济社会发展要坚持以科学发展为主题和以加快经济发展方式转变为主线，提高发展的全面性、协调性、可持续性。2010年12月20日，在全国测绘局长会议召开期间，中共中央政治局常委、国务院副总理李克强作出重要批示，要求国家测绘地理信息局加强基础测绘和地理国情监测，着力开发利用地理信息资源，丰富测绘产品和服务。2011年2月19日，胡锦涛总书记在省部级主要领导干部社会管理及其创新专题研讨班开班式上发表讲话时要求，要扎扎实实提高社会管理科学化水平。在这种背景下，测绘部门开展地理国情监测，以第三方身份向政府、社会和百姓提供客观的、真实的地理国情信息，对于提高政府管理决策的科学水平，服务和改善社会民生具有重要意义。2011年5月，李克强视察中国测绘创新基地时又强调“怎样成功地实现我国的现代化，科学推进工业化，地理国情监测至关重要。”我们要按照“构建数字中国、监测地理国情、发展壮大产业、建设测绘强国”的总体战略思想，抓住发展方式转变的机遇，加快地理国情监测。监测地理国情，是新时期经济社会发展对测绘工作的新需求、新要求，是测绘部门主动服务科学发展的重要职责和战略任务。

1 MMS与地理国情监测的概念

1.1 MMS技术的概念及其相关应用

移动测量系统（MMS：Mobile Mapping System）代表着当今世界最尖端的测绘科技，它是一种基于飞机、无人飞艇、火车、汽车等移动载体的快速摄影测量系统。作为一种全新的地理空间数据采集方式，MMS技术在军事、勘测、电信、交通管理、道路管理、城市规划、堤坝监测、电力设施管理、海事等各个方面都有着广泛的应用，已经成为地理空间数据采集的最好解决方案，将在地理空间数据采集与更新中发挥越来越重要的作用。

地理空间数据的完整性、准确性、现势性和多样性对地理空间信息服务、地理国情监测应用起着至关重要的作用。从地理空间信息服务的国际发展趋势来看，信息化、网络化、自动化和智能化是当今测绘地理信息发展的主要方向，从最初Map Quest单一的网上电子地图到Google Map推出卫星影像数据，都带来地理空间信息服务应用的革新和应用面的升级，而地理空间信息服务数据也在从一维、二维、三维到多维发展，其视角从传统的平面地图、俯瞰的卫星影像、更近距离的鸟瞰（微软的Bird Eye）到近地面的Street View（亚马逊的A9服务）、近地面360°街图（微软的Street Slider），其服务应用的深度和广度在不断扩大，对地理空间信息服务数据的采集、生产和更新提出越来越高的要求，事实上，包含更多信息的、可高精度量算的近景影像资料不光是是未来GIS所不可或缺的，同时也是地理国情监测所必需的基础数据资料。日本等国已经开始了新一代国家基础地理信息系统的重测工作，以满足新兴产业、新的应用领域、新的政府宏观调控等的发展需要，MMS技术将在数据采集与更新这一方面发挥越来越重要的作用。

1.2 地理国情监测的概念及其任务

地理国情监测是综合利用全球卫星导航定位技术（GPS）、航空航天遥感技术（RS）、地理信息系统技术（GIS）等现代测绘技术，综合各时期已有测绘成果档案，对地形、水系、交通、地表覆盖等要素进行动态和定量化、空间化的监测，并统计分析其变化量、变化频率、分布特征、地域差异、变化趋势等，形成反映各类资源、环境、生态、经济要素的空间分布及其发展变化规律的监测数据、地图图形和研究报告。地理国情监测通过对地理国情进行动态地测绘、统计，从地理的角度来综合分析和研究国情，为政府、企业和社会各方面提供真实可靠和准确权威的地理国情信息。

地理国情是从地理的角度分析、研究和描述国情，即以地球表层自然、生物和人文现象的空间变化和它们之间的相互关系、特征等为基本内容，对构成国家物质基础的各种条件因素做出宏观性、整体性、综合性的调查、分析和描述。例如，对国土疆域概况、城市布局和城镇化扩张、孕灾环境与灾害分布等基本状况的调查、分析和描述等。地理国情综合反映了一个国家或区域人地关系的协调程度，是国家和地区科学发展、可持续发展、和谐发展的重要决策依据。地理国情是重要的基本国情，是国土疆域面积、地理区域划分、地形地貌特征、道路交通网络、江河湖海分布、土地利用与土地覆盖、城市布局和城镇化扩张、生产力空间布局等自然和人文地理要素的宏观性、整体性、综合性体现。

2 MMS技术在地理国情监测中的应用

2.1 无人飞机航摄系统在地理国情监测中的应用

无人飞机航摄系统已在国家重大测绘工程、基础测绘、数字城市建设以及测绘应急保障服务等方面发挥重大作用，其服务领域不断拓宽。贵州、云南、江西、湖北等各省级测绘部门、测绘单位利用无人飞机航摄系统为各部门应用服务取得丰硕成果。据不完全统计，全国各省市无人飞机航摄系统已累计飞行超过500架次、450个飞行小时，获取影像数据超过25万余张。特别是在2010年青海玉树地震、贵州关岭特大型滑坡、四川洪灾、云南怒江滑坡和泥石流灾害、海南巨大水灾，2011年云南盈江地震、广西桂林泥石流等重大自然灾害事件中，无人机凭借其机动灵活、高效快速、精细准确的特点为应急救灾提供了有效保障。同时，无人机还在在江西、贵州、湖南、湖北等省的防汛抗旱指挥决策中起到了关键作用，成效显著。

图1 青海玉树地震灾区无人机拍摄的高清影像图

2010年4月，无人机顺利完成了对玉树地震灾区结古镇的1：1000比例尺航摄数据采集工作，获得了0.1米分辨率的影像数据。

此成果成功应用于灾区抗震救灾、移民安置、城乡规划、基础设施建设、灾后重建等工作。

2.2 地理信息应急监测车在地理国情监测中的应用

近年来，随着各地自然灾害频发，干旱、洪涝、地震、泥石流等灾害时有发生，测绘技术和地理信息在重大自然灾害的应急救灾工作中的作用日益凸显。尽管测绘型无人机，在地震、洪水、特大泥石流等自然灾害的灾情遥感监测已广泛应用。但是，测绘无人机存在遥感数据远程传输慢、无法进行现场遥感数据实时处理等技术难题，影响了应急测绘成果应用的时效性。为解决突发事件应急和小区域测绘服务保障等问题，国家测绘地理信息局于2011年3月决定组织研制"国家地理信息应急监测车"，历时近半年时间终于研制成功。充分体现了国家测绘地理信息局对推动测绘地理信息科技创新工作的高度重视，也体现了国家测绘地理信息局对测绘地理信息事业发展的关心与支持，对于完善全国应急保障体系、增强各级政府处置各种突发性事件和自然灾害的能力具有十分重要的意义。

图2 地理信息应急监测车

地理信息应急监测车是基于运载车辆，通过航空、航天、计算机、通讯、导航、以及“3S”技术的集成应用，形成机动灵活、集成度高、性能可靠、保障能力强的移动式车载应急监测系统，具备快速响应、快速获取、快速处理、快速判读、实时传输、信息及时发布的技术能力，能够及时、动态地提供准确的监测信息，为应急指挥和抢险救援工作提供强有力的技术保障。

2.3 飞艇遥感信息系统在地理国情监测中的应用

为贯彻落实国家测绘地理信息局“构建数字中国、监测地理国情，发展壮大产业、建设测绘强国”的总体战略，国家测绘工程技术研究中心与中航工业特种飞行器研究所签订战略合作框架协议，成立“国家测绘工程技术研究中心湖北荆门飞艇遥感研发试验基地”。依靠中航工业特种飞行器研究所飞艇研发的雄厚基础和技术，推动飞艇遥感信息系统产业化，为国家测绘地理信息局提供新技术、新装备保障。为我国地理国情监测及测绘地理信息应急保障工作提供了重要装备支撑。2011年3月，无人飞艇顺利完成了分辨率是0.1米的西安世界园艺博览会园区航摄影像图的采集工作，同时也圆满的完成了无人飞艇“巡逻”世园的区域性地理国情监测重要任务。

3 结论与展望

根据地理国情监测任务要求，可将其技术体系划分为地理要素信息的动态获取技术、统计分析与综合评估技术、产品生产与网络发布技术三个基本方面。地理信息数据采集是所有后续工序进行的基础，为统计分析、综合评估等提供数据基础。全面、实时、准确的获取数据是地理国情监测过程中的重要环节。MMS技术是当今发展非常迅速、非常先进的数据获取手段，因此，MMS技术将是数据采集中非常有效的办法，特别是“天、地、空”一体化MMS数据采集模式的提出，将实现全天候、多元遥感影像的全域覆盖，基本能满足地理国情实时监测的数据源需求。再辅以基础、历史数据资料，更加快捷、有效、实时的保障了地理国情监测工作有效展开。

随着传感器、图像处理技术的不断提高，可大大提高MMS的数据处理效率，从而使得地图数据处理更加快捷，有助于MMS技术的迅速推广和发展，因此，下一步实现地理要素信息的动态获取，需着力解决基于多元遥感信息的地理要素变化的自动发现、识别、自动提取和数据库自动增量更新技术等方面。

［1］钟先坤，张贵和，张登波.浅谈地理国情监测与测绘高新技术[J].南昌：江西测绘，2012，91(1)：15－17.

［2］地理国情监测基本概念[OL].http：//baike.baidu.com/view/5447222.htm.

［3］伍百发.移动测量技术及其在数字城市中的应用[J].衡阳：技术研究.

［4］李德仁.移动测量技术及其应用[J].武汉：地理空间信息，2006，4(4)：1－5.

［5］周天祥.监测地理国情对测绘发展的引领与拓新[J].杭州：测绘与空间地理信息，2012，35(3)：221－223.

［6］李鹏飞.无人飞机航摄系统推广应用成效突出[OL].国家测绘地理信息局门户网站.http：//www.sbsm.gov.cn/article/chyw/201109/20110900091512.shtml.

［7］李德仁，眭海刚，单杰.论地理国情监测的技术支撑[J].武汉：武汉大学学报·信息科学版，2012，37(5)：505－512.

［8］秦其明.遥感影像自动解译面临的问题和解决的途径[J].测绘科学，2000，25(2)： 21－25.

［9］乔朝飞.国外地理国情监测概况与启示[J].测绘通报，2011，11：81－83.

［10］盛业华，张卡，叶春.基于车载移动测量系统的空间数据采集与处理[C].《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛论文集，2012：1－11.