城市信息化测绘技术装备体系研究

李欣,林芃(1．济南市勘察测绘研究院,山东济南 250013; 2．山东省城市空间信息工程技术研究中心,山东济南 250013)

城市信息化测绘技术装备体系研究

李欣1,2∗,林芃1,2
(1．济南市勘察测绘研究院,山东济南 250013; 2．山东省城市空间信息工程技术研究中心,山东济南 250013)

摘 要:测绘技术装备是测绘生产的重要组成部分,城市信息化测绘技术装备体系建设是建成城市信息化测绘体系的基础和保障。本文从城市测绘的自身特点出发,根据城市信息化测绘体系的主体构成,从生产系统、服务系统、管理系统和数据中心四个方面提出了城市信息化测绘技术装备体系建设思路,为形成符合信息化测绘要求、功能齐备、布局合理的现代化城市测绘技术装备体系提供了参考。

关键词:测绘技术装备；生产系统；服务系统；管理系统；数据中心

1　引 言

测绘是发展高新技术并且应用高新技术的行业,在社会经济发展中起着基础性、前期性和保障性的作用[1],担负着为社会公众提供基础地理信息的职责。上世纪90年代以来,城市测绘行业实现了由传统模拟测绘向数字化测绘的转化和跨越,在夯实测绘基础、丰富测绘产品、研究与应用新技术、发展地理信息产业等方面取得了显著的成绩,实现了经济效益和社会效益双丰收[2]。目前城市测绘行业正处于由数字化测绘向信息化测绘迈进的关键时期,在数字测绘基础上,在网络化运行环境中,实时有效地向信息化社会提供地理信息综合服务,满足信息化社会需求,提升自身的综合能力,是城市测绘行业面临的机遇与挑战[3]。

测绘技术装备是地理空间信息采集、获取、处理、管理和成果输出的专用技术工具,是测绘生产的重要组成部分[4]。传统测绘技术装备分为两大类,外业仪器和内业仪器。外业仪器用于数据的采集和获取,内业仪器用于数据的加工、处理和成果输出。随着传统测绘向信息化测绘的转型,激光技术、电子技术、计算机技术、遥感技术和信息技术等高科技手段与测绘的结合越来越紧密,信息化测绘与地理信息产业对测绘技术装备的要求越来越高,测绘技术装备的内涵与外延都发生了深刻的变化。现代化测绘技术装备被定义为满足“信息实时获取、快速自动处理、信息服务及应用、质量自动检测、协同化集成管理”要求的系统[5],这一定义明确了信息化测绘技术装备总体发展的方向。

2　城市信息化测绘体系概述

与其他测绘行业相比,城市测绘有着自身的特点,地域范围相对狭小、业务需求个性多样、技术问题纷繁复杂、工程任务周期短工作量大。这就要求城市测绘部门需立足本市,走建设城市信息化测绘体系的道路。城市信息化测绘体系建设是涉及整个城市测绘单位的信息化能力提升,它需要从基础条件、综合管理、环境保障、综合服务、核心业务等多个方面进行统筹和建设。根据城市测绘的特点和城市信息化测绘体系的建设内容,城市信息化测绘体系的主体由城市地理空间数据中心、信息化协同平台、生产系统、管理系统和服务系统所构成[6]。围绕着城市信息化测绘体系建设主体构成的各个方面,越来越多的高性能测绘技术装备成为我们的选择,如何形成符合城市信息化测绘要求、功能齐备、布局合理的现代化城市测绘技术装备体系,是能否建成城市信息化测绘体系的基础。

3　城市信息化测绘技术装备体系建设思路

在遵循城市信息化测绘总体要求的前提下,结合城市测绘行业的一般特点,根据城市信息化测绘体系建设的主体构成,技术装备体系建设分为生产系统技术装备建设、管理系统技术装备建设、服务系统技术装备建设和数据中心技术装备建设四个部分,如图1所示。

图1　城市信息化测绘技术装备体系

3．1生产系统技术装备建设

依据生产系统的内容,生产系统技术装备主要包括数据获取技术装备和数据处理技术装备。根据城市测绘的特点,其中数据获取技术装备主要包括航空测量技术装备和地面测量技术装备。

航空测量技术装备。航空测量具备利用各类航空遥感平台获得多维、高精度、全天候、多时相影像数据的能力。航空测量技术装备主要包括轻型或无人驾驶航空摄影飞行器,机载合成孔径雷达数据获取系统,新一代航空数码摄影系统,机载激光雷达数据获取系统,多传感器集成系统,IMU/ DGPS辅助数字航空摄影测量系统以及相应的初级影像处理系统。在航空测量中,低空测量主要是指航高在1 000 m以下的测量,一般由空中云台、数码相机、地面GPS、手控设备和计算机、自动控制设备、差分GPS以及无线通讯链路组成。

地面测量技术装备。地面测量技术装备主要包括常规地面测量技术装备和移动地面测量技术装备。常规地面测量设备已由过去传统的经纬仪、测距仪、水准仪、平板仪发展为以GPS为主、配合电子手簿甚至三维激光扫描系统的现代技术体系。其中三维激光扫描系统集成了激光扫描仪、数码相机、软件及附属设备,可以非接触、快速获取地物目标的纹理(影像)数据和三维点云数据,它所采集的三维激光点云数据可以快速重构出目标的三维模型,是城市空间基础数据库的重要数据源,被认为是对传统摄影测量方法的巨大挑战。移动地面测量技术装备主要指移动地面测量系统中使用的技术装备,是在移动车辆上安装GPS、惯性导航系统、立体摄影测量系统、激光扫描系统、数字视频系统、语音输入和属性采集等传感器和设备,可以在车辆行驶中采集道路以及道路旁地物的地理空间位置等空间数据和属性数据。移动地面测量系统有效的弥补了常规测绘的不足,改变了导航电子地图的生产模式,推进了地面信息采集技术的发展。

数据处理技术装备。数据处理技术装备主要包括内外业一体化基础测绘生产系统、集群式影像处理系统和电子地图生产系统等。内外业一体化测绘生产系统集信息化测绘生产技术体系、工艺流程、生产工具、数据管理于一体,是GIS技术与CAD技术高度融合的产品,较好地实现了数据转换、图属关联、数据处理、GIS建库、动态更新与成果输出一体化。集群式影像处理系统包含任务管控中心、集群调度管理软件、影像处理插件和人机交互软件,构建在网格计算环境下,能够接收和处理包括无人机、三线阵相机在内的各种高分辨率航空、航天遥感影像,快速批量生成数字正射影像和数字高程模型等相关产品,适用于常规模式下的高精度影像产品制作和应急模式下的自动快速影像处理等。电子地图生产系统包含了地理实体转换系统、地理实体加工软件、地理实体检查软件和电子地图配图系统和电子地图切片工具。

3．2服务系统技术装备建设

服务系统技术装备建设主要包括地理信息应用服务技术装备建设和应急测绘服务系统技术装备建设。

地理信息应用服务技术装备建设是推进现代化城市测绘技术装备建设过程中的核心内容,主要是为城市测绘部门面向政府各级部门、企业单位和市民生活各应用领域的公共服务提供支撑。其技术装备主要包括地理信息产品制作系统和网络化地理信息服务系统。地理信息产品制作系统是在城市基础地理信息数据库的基础上,整合各类信息资源,为政府部门、企业单位和公众提供多样化的地理信息产品服务,需建设城市基础地理信息公共产品数据库系统,地理信息统计分析系统,电子地图生产系统和相关地图制作和输出设备。面对城市多样化的服务需求,网络化地理信息服务系统主要是提供资源目录服务、数据分发服务、公共平台服务和共享交换服务等。

应急测绘服务系统技术装备建设是推进现代化城市测绘技术装备建设过程中的重点内容,应急测绘服务系统技术装备主要是指为重大突发事件提供快速、准确的测绘保障服务的技术装备。根据重大突发事件的影像程度,将建设对影响面广、造成损失严重、恢复重建难度大的重大自然灾害的城市应急测绘服务系统。根据城市应急测绘服务的需要,技术装备建设的重点包括配备航空遥感飞行平台、数码航摄仪、影像快速处理系统、制图综合处理与快速输出系统、大场景三维仿真系统等技术装备,提高应急能力。国家地理信息监测车是目前国家重点建设的应急测绘技术装备,利用遥感技术、地理信息系统技术、全球定位技术、网络通信等先进地理技术,通过车载平台,集成了应急三维地理信息与任务规划系统、无人机遥感影像获取系统、地面视频采集系统、应急遥感影像快速处理系统、数据远程传输系统、应急运输保障系统和移动会议系统等7个子系统,为政府掌握灾情、组织指挥抢险救灾提供了一套全流程移动式应急测绘的有效解决方案。

3．3管理系统技术装备建设

信息化管理系统是城市信息化测绘体系建设的支持与保障,是一项涉及面广、复杂细致的工作。对于城市测绘部门而言,绝大部分的管理活动是围绕着数据生产和服务而展开的,从建设内容上可分为事务管理、业务管理和决策分析三个部分,其技术装备建设的重点是建设城市勘测信息化管理平台,平台包括生产管理系统、行政事务管理系统和决策分析管理系统。

生产管理系统要具备城市信息化测绘的核心业务运行、管理控制、决策分析以及信息综合处理等功能,并可以提供组织权限配置、业务配置和流程定制工具,支持测绘生产和管理活动的灵活组织和动态管理,在测绘生产部门内部实现网络化的资源共享、自动化数据处理和智能化的业务协同。行政事务管理系统主要包括人员组织机构管理子系统、设备管理子系统、合同管理子系统和事项管理子系统。决策分析管理系统是建立在生产管理系统和行政事务管理系统基础上的包含数据挖掘功能的管理系统,包含经营状况管理、产能产效管理和人员从业经历分析管理等功能。

3．4数据中心技术装备建设

数据中心是城市信息化测绘体系建设的核心内容,其技术装备建设的重点是建设现代化的城市基础地理信息数据中心和支持数据中心的数据资源管理系统。

数据资源管理系统为数据中心提供统一的数据资源目录管理、数据入库、数据出库和数据调度。建设的内容包括基础地理信息数据库管理系统、框架数据库管理系统、档案资料数据库管理系统和资源目录管理系统。基础地理信息数据库管理系统,支持对DLG、DOM、DEM、大地测量控制点数据、元数据等基础测绘数据进行建库、管理、更新、配送、产品制作。通过基础地理信息数据库管理系统,实现数据中心对基础数据的管控。框架数据库管理系统,支持地理实体数据、地名地址数据、影像数据、瓦片数据等数据,通过框架库管理系统,实现数据中心对服务型数据的管控。建设档案资料数据库管理系统,实现电子资料(空间数据文件和非空间数据文件)、介质资料信息以及档案信息的一体化存储、组织、管理和维护;为面向档案借阅、馆藏统计、信息数据调用、资料分发服务、信息发布、资料统计的地理信息内容服务提供技术保障。资源目录管理系统建设内容包括编目子系统、目录管理子系统、目录服务子系统以及数据展示子系统。

4　结 语

城市测绘技术装备是解决基础地理信息数据获取效率、应急处理能力、网络化服务等方面的问题,最终实现基础地理信息获取实时化、处理自动化、服务网络化和应用社会化的有力保障。本文根据济南市勘察测绘研究院的测绘技术装备建设历程,围绕着城市信息化测绘体系中的生产系统、服务系统、管理系统和数据中心,提出了一些城市信息化测绘技术装备的建设思路。希望同行能对此文提出批评意见和建议,以修改完善我们的建设方向,同时也希望能给大家提供参考。

参考文献

[1] 肖建华,罗名海．城市信息化测绘体系建设的若干问题[J]．城市勘测,2010(5):6～13．

[2] 畅开狮．城市测绘行业信息化测绘体系建设[J]．城市勘测,2010(6):9～12．

[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):1～4．

[4] 张继贤,唐新明,瞿亮．关于我国信息化测绘技术体系建设的思考[J]．测绘通报,2008(5):11～16．

[5] 国家测绘地理信息局．加强现代化测绘技术装备建设,促进信息化测绘发展的指导意见[R]．2010．

[6] 林芃,程立君,赵向阳．城市信息化测绘体系建设实践[J]．城市勘测,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

文章编号:1672-8262(2015)05-139-03中图分类号:P205

文献标识码:C

收稿日期:∗2015—01—16

作者简介:李欣(1984—),男,硕士,助理工程师,主要研究方向为智慧城市与空间信息系统。