信息化航空摄影测量生产与管理系统建设

郭海青

(山西省基础地理信息院，山西 太原 030001)

信息化航空摄影测量生产与管理系统建设

郭海青

(山西省基础地理信息院，山西 太原 030001)

测绘学科已经处于从数字化测绘向信息化测绘转变的过程中，本文针对信息化航空摄影测量生产与管理系统的特点，论述了系统基础设施建设、生产系统改造、管理系统建设的技术特点及建设过程，对作业流程实现了“三个一体化”及同步数据更新，对生产管理及质量管理实现了网络分配、全程监控，极大地提升了航测产品质量，提高了生产效率。

信息化测绘；航空摄影测量；生产与管理

一、引 言

随着测绘技术的不断进步，我国的测绘事业已经完成了由传统测绘向数字化测绘的转变，并逐步迈向信息化测绘技术。我国基础测绘中长期规划纲要中提出要实现国家基本比例尺地形图的必要覆盖和及时更新；建成基础地理信息变化监测体系，逐步实现基础地理信息的快速获取与数据库的动态更新；显著提高基础地理信息获取、处理和服务能力；实现基础地理信息的网络化共享和服务。纲要的提出对我国信息化测绘技术的发展提出了更高的要求。

国内的专家学者对信息化测绘的发展作了许多方面的研究。宁津生院士分别从大地测量学、摄影测量与遥感学、地图制图与地理信息工程学、工程测量学和海洋测绘学5个学科方向论述了向信息化测绘跨越过程中的科学与技术的新进展[1]。张祖勋院士以数字摄影测量发展为例，论述了信息化测绘体系的建立对空间数据采集、处理、集成、管理、表达与应用、服务的影响与发展[2]。李德仁院士从分析现有测绘产品在满足社会需求方面的缺陷入手，提出了信息化测绘的本质是服务[3]。国际上，美国于2000年提出了以“国家地图”为主要产品的“国家测图”计划，拟为用户提供全国统一的、无缝的、现势的基础地理信息。该计划的实施极大地依赖美国在导航定位、遥感及IT技术方面的优势，以及在此基础上建立的快速、高效的信息化测绘保证体系。本文从信息化航空摄影测量系统的基础设施建设、生产流程改造与软件平台升级、系统集成和信息化管理平台改造等方面入手，论述信息化航空摄影测量生产与管理系统建设的特点。

二、系统总体架构

信息化航空摄影测量生产与管理系统是在利用新技术对航空摄影测量生产管理过程的全面改造，在兼容现有生产系统的基础上，涉及管理机构与生产人员的一项整体性建设活动，如图1所示。

图1 系统总体构架

系统建设只有通过数据标准、软件技术、作业规范与质检要求的配套改造，才能产生整体效果。因此，数据标准与作业规范的研究和制定是本项目的技术保障。

技术流程的改变必然牵扯生产的重新组织和人员的重新部署，开展信息化测绘生产体系建设，需要领导层的参与，需要政策支持和制度配套。因此，人员机构调整是本项目的组织保障。

软件技术与生产流程的有机集成和灵活定制是信息化测绘生产体系的运行特征。对软件系统进行技术改造或升级、对生产流程进行优化设计或调整，是本系统建设的关键部分。

三、基础设施建设

1.网络环境构建

我国的数字化生产基地建设基本开始于20世纪90年代中期，按照当时的数据传输标准建设的百兆网随着时代的发展已经不能满足数据即时传输和海量数据快速存储、读取的要求，原有的网络系统成为制约生产效率提高的瓶颈。新的网络系统改造废弃了原有的“一个分院一个网络”的简单结构，对网络系统重新进行了布置。全网使用超六类网线连接到核心交换机，构成千兆网。全网采用域管理的方法，系统中所有设备处于同一网段，方便了中心机房服务器端的管理，同时采用服务器端的安全策略，在文件服务器上开放公共共享目录和各生产分院临时备份目录，这样既解决了各分院之间数据传输的数据需求，又能保障各分院的数据安全。

2.计算机应用基础环境构建

计算机应用基础环境由服务器组、光纤存储网络、运行所需软件环境及数据安全生产监控平台组成。

服务器组包括计算服务器、数据库服务器、文件管理服务器、文件备份服务器。计算服务器(HA1)主要完成应用环境中的计算工作；数据库服务器共两台(HA2-1、HA2-2)，组成双机热备份系统；文件管理服务器共两台(HA3-1、HA3-2)，主要用于业务数据的存储，组成双机热备份系统；文件备份服务器(HA4)主要用于文件的备份工作。

光纤存储网络利用光纤交换机连接服务器和存储设备，组成交叉冗余链路。存储设备包括两台磁盘阵列。其中8块1 TB的SATA硬盘连接计算服务器HA1；4块1 TB的SAS硬盘组成磁盘组，为数据库服务器HA2-1和HA2-2服务；84块1 TB的SATA硬盘使用RAID5构建7个磁盘组，连接文件服务器HA3-1和HA3-2；45块1 TB的SAS硬盘使用RAID6构建3个磁盘组，为文件备份服务器使用；同时系统安装有备份磁带库一台，提供最大76.8 TB的备份数据容量。

运行所需软件环境包括数据备份软件、双机热备软件、数据库软件与网络安全软件。

数据备份软件主要目的是在保护数据的同时，降低存储的管理成本，减少业务中断，保证在最短时间内恢复操作系统应用程序数据，同时通过计算服务器可以对安装有数据备份软件共享存储组件的服务器进行数据备份和恢复操作。数据备份软件中央管理服务器组件安装在HA1上，其他服务器上安装数据备份软件的共享存储组件。

双机热备份软件可将两台主机构建为相互备援的高可靠性主机群集，亦支持主服务器和备份服务器工作方式。当一台服务器宕机时，其IP地址、服务器名称及运行的作业会自动转移到另一台服务器，客户端软件不必重新设定。备份软件安装在HA2-1、HA2-2、HA3-1、HA3-2上，分别组成两组双机热备份系统，极大地保证了作业平台的可靠性。

数据库软件选用Oracle 10g企业版，安装在HA2-1、HA2-2上，为地理数据的高速存储，密集查询提供可靠的保障。

网络安全软件安装在HA3-1和HA3-2上，定期对病毒库和软件升级，以保障整个网络的安全。

数据安全生产监控平台包括客户端模块部署在受控计算机上；服务器模块部署在计算服务器(HA1)上；控制台模块部署在管理人员的计算机上。通过服务器主动轮询与客户端主动连接服务器的双向连接方式实现对数据生产过程的全程监控。

3.人员及组织结构改造

以“三个一体化”(即采编一体化、内外一体化、图库一体化)为特征的信息化是航测生产管理系统改造的方向。在信息化航空摄影测量系统支撑下，遵循“三个一体化”与“同步数据更新”的生产模式，通过数据采集平台、航测外调、数据加工平台分别完成一体化立体采集和编辑、内外一体的航测外调、图库一体化的数据编辑，快速生产包括等高线在内的DLG制图建库成果数据，可以极大地提高产品质量和生产效率。如图2所示。

图2 人员及组织结构改造图

在生产机构组织上，改变过去测图室和编图室、内业部门和外业部门分工独立的局面，构建综合性的生产作业部门，使每个作业室都具备“三个一体化”的生产能力，以达到减少部门之间的协调、优化作业流程，同时解决以前不同部门之间推诿责任的问题。

四、信息化航测生产系统改造

航测生产流程改造的目的是构建以高性能集群并行计算为特征的遥感影像快速处理系统，构建DEM/DOM数据的自动、高效、智能化快速生产流程。

1.生产流程改造

如图3所示，该流程以测区任务的设计➝计划实施➝成果验收为主线，将院级管理、部级管理、生产作业、质量检查等业务活动有序地组织起来。

图3 生产流程

2.DEM/DOM生产工艺流程与生产流程改造

DEM工艺流程改造在充分利用原有设备的基础上按两种方法进行：①利用现有摄影测量系统，采集编辑等高线及特征点线，通过统一的数据接口程序，转入Inpho或ImageStation SSK系统模块软件中构TIN，然后在立体环境可视化的条件下结合矢量特征数据同步实时编辑TIN，根据贴合地面高程的TIN，最终内插DEM和等高线成果；②采用Inpho或ImageStation SSK数字摄影测量系统作为DEM生产的主要软件，利用基于物方几何约束的多影像相关匹配算法自动匹配生成TIN或GRID，并内插得到粗格网DEM，并结合矢量特征数据同步进行DEM编辑和等高线编辑，最终内插得到DEM和等高线成果。

通过以上两种方法，既能利用现有设备，保证生产任务的顺利衔接，又能充分发挥新技术的优势，进一步提高生产效率。

DOM生产流程的改造以影像匹配为核心技术，利用Inpho或ImageStation SSK系统模块软件(OrthoVista、orthoPro)通过单片微分纠正批量生成DOM，再将DOM导入OrthoVista、I/RAS C中进行后期的智能匀光匀色，在OrthoVista、I/RAS C中，按照用户实际需求定制工作流程，实现基于网络的大规模遥感影像高效、自动化的整体镶嵌、裁切等工作。

生产流程的改造主要体现在两方面：①自动化、批处理工序完全交由计算机集群式处理；②人工干预和编辑工序需要网络化模式下，不同作业员之间进行可视化协同编辑。

3.DLG生产工艺流程与生产流程改造

DLG航测生产采用Inpho数字摄影测量软件技术、GEOWAY地理信息处理软件技术、PDA内外一体化系统技术和GEOWAY DBCarto数据库制图软件技术进行，其中：

1)采编一体的摄影测量技术流程改造计划采用SSK数字摄影测量软件技术实现。

2)内外一体的航测调绘技术流程改造计划采用PDA内外一体化系统技术实现。

3)图库一体的数据加工技术流程改造计划采用GEOWAY地理信息处理软件技术和GEOWAY DBCarto数据库制图软件技术实现。

4)1∶1万～1∶5万DLG缩编生产技术流程建立计划采用GEOWAY地理信息处理软件技术实现。

5)基于数据库的快速制图技术流程建立计划采用GEOWAY DBCarto数据库制图软件技术实现。

4.质量控制流程改造

质量控制流程改造主要通过成果数据质检软件完成，软件功能模块组成如图4所示。

图4 质量控制软件模块

DLG数据质检提供了对DLG数据质检功能，主要有数据模型设计、检查项设计、质检方案设计，以及质检任务的创建及人机交互。

栅格数据质检提供了对DOM、DEM数据的质检方案设计、检查项设计，以及质检任务的创建。

元数据质检提供了对元数据信息的质量检测功能，主要有质检方案设计、检查项设计、数据模型设计，以及质检任务的创建。

成果数据质检系统提供一套完整实用的质检系统，支撑数据检查流程，通过批量检查、质量评价的方式，把关入库数据的质量，同时对生产部门提交数据做出客观科学的评价，提高检查效率。

五、信息化航测管理系统建设

信息化管理平台是信息化测绘生产体系中的枢纽环节，它以通信网络为途径，协调生产软件按照技术流程进行工作，以数据库的方式对生产过程、成果质量、资料与档案进行管控，如图5所示。

图5 管理系统构成

六、结束语

本文通过论证信息化航测生产与管理系统的构成、建设及现有系统的改造，对信息化航测生产与管理系统的基础设施建设、生产系统改造、管理系统建设等过程进行了详细的描述。实现了生产过程的“三个一体化”及同步数据更新，能够在网络环境下高效开展生产活动，并对生产质量实现了全程监控，同时航测过程的自动化数据处理能力得到了显著的提高，在数据管理、任务调度、进度管理等方面实现了自动化和半自动化。但是，系统在处理无人机影像、国产卫星影像数据时的工艺流程和技术手段还需要进一步优化。

[1] 宁津生，杨凯.从数字化测绘到信息化测绘的测绘学科新进展[J].测绘科学，2007，32(2)：6-11.

[2] 张祖勋.由数字摄影测量的发展谈信息化测绘[J].武汉大学学报：信息科学版，2008，33(2)：111-114.

[3] 李德仁，邵振峰.信息化测绘的本质是服务[J].测绘通报，2008(5)：1-5.

[4] 朱筱虹.浅析数字化测绘与信息化测绘的关系[J].测绘通报，2009(4)：38-40.

Informationalized Aerial Photogrammetry Production and Management System Construction

GUO Haiqing

P23

B

0494-0911(2014)11-0053-04

2013-12-09

郭海青(1975—)，男，山西襄汾人，高级工程师，主要从事GIS方面的工作。

郭海青.信息化航空摄影测量生产与管理系统建设[J].测绘通报，2014(11)：53-56.

10.13474/j.cnki.11-2246.2014.0362