面向航测遥感的信息化测绘生产体系的构建

刘云峰，李 若，巩垠熙，底玲晓

(1. 地理国情监测国家测绘地理信息局工程技术研究中心，陕西 西安 710054；2. 国家测绘地理信息局第一航测遥感院，陕西 西安 710054)

面向航测遥感的信息化测绘生产体系的构建

刘云峰1,2，李 若1,2，巩垠熙1,2，底玲晓1,2

(1. 地理国情监测国家测绘地理信息局工程技术研究中心，陕西 西安 710054；2. 国家测绘地理信息局第一航测遥感院，陕西 西安 710054)

目前，测绘生产部门正面临由数字化生产向信息化生产升级转变的关键时期，但仍然缺乏系统的信息化测绘生产体系构建模式以供参考。本文针对航测遥感生产，从单位发展总体规划的角度出发，通过对当前生产的现状分析、关键特征总结、存在问题梳理，从生产技术体系、生产管理体系、生产装备体系3个方面研究了面向航测遥感的信息化测绘生产体系构建的建设内容、关键技术、建设目标等，设计了信息化测绘生产体系的构建模式，提出了信息化测绘生产体系构建所需的系列方案指南、基础性标准规范、生产技术规程、核心技术装备等，为面向航测遥感的信息化测绘生产体系建设提供参考。

信息化测绘；航测遥感；生产体系

信息化测绘生产体系是我国测绘地理信息生产技术实现由传统向数字化转化和跨越之后进入的又一个新的发展阶段，《全国基础测绘中长期规划纲要》和《测绘地理信息部门信息化建设指导意见》均明确提出了生产信息化的建设要求和指导意见[1]。信息化测绘生产体系作为一种能力建设，将形成对新型基础测绘、地理国情监测、应急测绘、航空航天遥感测绘、全球地理信息资源开发“五大公益性业务”强有力的支撑保障。

近年来，我国测绘现代化和信息化发展进入了一个新的阶段，信息化测绘关键支撑技术初步形成，测绘生产的技术手段具备了从数字时代进入信息时代的条件和基础，在业务流程、管理模式等方面也都出现了新的景象[2-5]。但是信息化生产作为数字化生产的发展，不只是简单的设备改造与系统升级，更重要的是业务的信息化整合与协同，同时伴随测绘生产规模的不断扩大，其科技含量高、人员结构层次化强，仪器设备种类繁多、生产环节复杂、质量要求高等特点，都对信息化测绘生产体系建设工作提出了更高的要求[6-7]。而目前的测绘生产体系仍然存在生产组织管理繁琐、质量控制手段单一、数据资源共享整合利用程度较低、装备整合与技术集成度不高，整体效能未有效发挥、信息安全保障体系不健全、基础设施薄弱等亟待解决的问题[8-9]。

本文依托现有数字化测绘生产体系，充分利用国内外先进的现代测绘技术，立足于解决数据处理的“自动化、智能化、流程化”，生产管理的“网络化、信息化”，技术装备的“集成化”，从生产技术、生产管理、生产装备3个方面分析研究面向航测遥感的信息化测绘生产体系构建模式和构建技术，为我国全面开展信息化测绘生产基地建设提供参考，促进测绘生产体系从数字化到信息化的升级转型。

1 生产体系构建总体思路

根据信息化测绘生产的现状和关键需求，梳理从数字化测绘到信息化测绘转型升级过程中存在的问题，提出以生产技术、生产管理、生产装备3大体系为主要构建内容，以体系架构设计、生产技术应用改造、管理模式构建、生产装备研制、标准规范制定、支撑环境改造等为手段的信息化测绘生产体系构建思路。

生产技术体系作为信息化测绘生产体系的核心，将从正射影像高程模型生产、矢量地理信息数据生产、三维模型数据生产等3个方向进行技术研究，形成构建方案，完成新技术的引进与应用，对已有数据生产工艺流程进行重建与改进，推动单位生产技术的进步，建立一批可以起到带头示范作用的信息化测绘产品生产线。

生产管理体系作为信息化测绘生产体系的主线，将从管理模式、制度，业务流程改造、组织结构调整、相关支撑数据库的建设、管理平台设计等方面进行构建方法研究，形成构建方案，完成生产基地组织运行和管理方式的信息化转变，在各级部门开展深度应用。

生产装备体系作为信息化测绘生产体系的支撑，将从基地的运行存储环境、数据处理装备、生产管理装备、数据安全保密等方面进行构建方法研究，形成构建方案，完成新技术装备研制引进、现有技术装备升级改造、信息化整合集成等信息化生产装备建设，建立信息化生产和管理运行的基础环境。

最终形成的信息化测绘生产体系构建总体思路如图1所示。

2 生产技术体系构建

信息化测绘生产体系的生产技术体系构建是立足于实现各生产工序的并行化、自动化、智能化、流程化、普适化，通过分析传统工艺流程，探索新型数据处理工艺，结合信息化测绘各类生产业务需求，突破数字化生产技术体系下按工序和处理流程进行划分的方式。按照成果类型从正射影像和高程模型生产、矢量地理信息数据生产、三维模型数据生产3个方面研究生产体系涉及的新技术、新工艺和原有工艺的升级改造方法，并开展相关生产试验，掌握信息化生产技术体系的工艺流程、产品成果、功能指标和性能指标，最终形成信息化测绘生产技术体系的构建方案和一系列生产技术规程。生产技术体系构建思路如图2所示。

图1 总体思路

图2 生产技术体系构建思路

2.1 正射影像和高程模型生产体系

正射影像和高程模型生产体系以多平台、多传感器的遥感影像数据快速自动化处理技术为基础，融合计算资源管理技术、支持多模式的计算框架构建技术、面向多种作业负载均衡的任务调度引擎、基于RFM通用成像模型的大范围遥感影像稀少或无控制区域网平差技术、基于多基线/多重特征的高精度DEM/DSM自动提取技术等，全面实现对包括国产天绘卫星和资源三号测绘卫星在内的主流光学卫星影像、传统扫描航空影像、框幅式数字航空影像、低空无人机航空影像、ADS40/80线阵推扫式航空影像的大规模自动化处理，以及遥感影像从空中三角测量到相应比例尺的DEM/DSM、DOM等测绘产品的生产任务。

2.2 矢量地理信息数据生产体系

矢量地理信息数据生产体系主要是面向矢量地形成果数据(DLG/DRG)、矢量地表覆盖成果数据及两种数据成果的变化检测和更新。包括以航片、卫片、无人机、SAR等遥感影像为主要数据源的平面采编和立体量测于一体的协同作业网络化全无缝测图模式；提供基础地理信息产品生产、成果输出、项目数据管理等的综合解决方案；形成遥感影像解译人机协助一体化作业链，以及网络化的测图模式、工程化的测图管理、多源数据的测图支持、灵活丰富的交互方式、一体化的采编工具等。

2.3 三维模型数据生产体系

三维模型数据生产体系综合利用倾斜三维自动建模技术、机载LiDAR辅助的倾斜建模技术、倾斜辅助人工建模技术等，解决传统三维建模方式效率不高的问题。面向多源多尺度三维模型产品，全面实现倾斜影像、机载LiDAR遥感数据、地面采集三维数据的智能化处理、融合、无缝集成、可视化的精细三维模型表现等。

3 生产管理体系构建

信息化测绘生产管理体系构建立足于实现生产管理的“网络化、信息化”，通过分析研究信息化测绘生产管理体系的主要特征和总体构建技术路线，充分利用数据库技术、流程控制技术及信息系统集成技术，从管理业务构建、组织结构调整、业务流程构建、数据库构建等方面确定信息化生产管理体系的构建方法、功能性能指标，并在此基础上设计信息化测绘生产管理平台的系统功能、流程架构、部署方案、集成方法、功能性能指标，构成集生产调度、资料管理、质量管理、技术管理、装备管理、人力资源管理于一体的信息化测绘管理体系，达到职能部门、生产部门、生产作业之间业务指令和管理信息的互通互连的效果，最终形成信息化测绘生产管理体系的构建方案和相关管理制度。生产管理体系构建思路如图3所示。

图3 管理体系总体构建思路

3.1 管理模式构建与组织结构调整

信息化管理模式的构建是以协同管理模式为核心，围绕生产任务执行，根据已具备的生产能力制订生产计划、物料计划，下达生产指令，组织生产、控制质量、配置各类资源。利用网络技术、信息技术，设计制定管理要素受控方案、管理系统及集成管理的设计框架，实现生产要素的优化配置、生产管理的入网受控与协同管理，解决测绘生产业务作为信息流的管理问题，以提高工作效率，确保产品质量和生产工期。

信息化的组织结构区别于传统测绘生产由工作流形成的组织形式，是通过综合生产部门的业务范围，促进生产部门业务的多元化，形成生产队伍作业技能的一专多能和综合业务能力提升，带动各类生产资源的有效集成，实现各类生产资源的优化配置和高效利用。避免了传统模式下过于单一的部门职能分工导致生产资源无法优势互补的问题，最终形成的横向和纵向业务联系将更加紧密，结构更加扁平化的生产组织结构。

3.2 业务流程构建

信息化的生产业务流程构建是通过对现有生产业务流程分析，综合利用生产要素受控技术、生产任务调度技术、软件调度协议与接口以实现不同作业环境之间的数据交换，生产上下工序、并行工序之间的任务调度，从不同项目类型出发，对业务流程进行重构；从内外一体、采编一体、图库一体、集群处理等方面对生产流程进行重构以实现生产全过程的集成管理，解决按需组建生产线和作业终端动态接入的协同作业问题，有效地把人、信息和装备资源进行整合组织、合理配置、高效利用。

在信息化的质量控制环节，综合利用质量控制业务的信息化、质量信息收集和利用的规范化、质量评价的标准化，核心是全程质量控制方法、逐级逐序可追溯的质量控制机制、生产数据存储与流转控制方案、评价模型规范化解决方案、质检方案规范化解决方案、错漏描述规范化解决方案等技术方法以解决质量信息实时控制及质量问题的可追溯问题。

3.3 管理数据库构建

生产管理信息的各类核心数据库构建是实现信息化管理的前提，通过调研目前生产、管理现状，参考相关测绘生产管理规范，提出符合信息化测绘管理的一系列数据结构设计，综合利用测绘生产数据建模技术、元数据采集插件技术、多条件融合的数据智能分发技术，构建生产资料、质量信息、生产管理业务信息、设备资源、人力资源等信息资源库，形成各类信息资源的规范、统一受控管理的基础，实现数据冗余的减少和工序间数据的高效配送以解决生产部门海量资料的管理与应用问题，为信息化测绘生产管理决策提供支撑。

3.4 以管理平台构建

信息化生产管理平台的功能设计采用构建与运行，数据、逻辑与表现分离的思想，综合利用可定制的业务建模技术、可视化的生产管理技术、集成接口设计，重点解决以往管理中各部门独立、分散、封闭的问题，实现规模化、网络化、多工序、多任务的协同运行；解决以往管理方式随意、低效、工序反复的问题，以实现无纸化衔接全工序生产组织、调度；解决数据成果版本混乱的问题，以实现生产资料智能化推送，各阶段成果自动汇交；解决质量管理单一、粗放等问题，以实现逐级逐序、可追溯的质量控制；实现计划、任务、进度、质量等管理信息汇总统计等功能，为生产单位各级管理提供决策依据。

平台的体系结构分为数据层、平台层和应用层3层，整体平台以各类信息资源库构成的数据层为基础，以具备核心功能的平台层为核心，以为单位领导、部门领导、作业人员等用户提供权限管理模块、基础模型配置管理的操作界面的应用层为表现，同时结合生产单位的实际运行状况和单位特点进行信息化测绘生产管理平台的设计定制。

4 生产装备体系构建

信息化测绘的生产装备体系构建是立足于为信息化数据处理和生产管理提供可靠的装备支撑环境，依托现有数字化测绘生产体系技术装备，采取新技术装备研制与引进、现有技术装备升级改造、系统整合与集成3种方式，从网络与运行支撑环境、数据处理装备、生产管理技术装备、数据安全与保密技术装备的构建与综合集成5个方面确定信息化生产装备体系的构建方法、功能和性能指标，按照符合信息化测绘特征、布局合理、功能齐备等原则对各项生产装备的研制、改造和部署方案进行设计，最终形成信息化测绘生产装备体系的构建方案和用于系统集成和信息流转的基础性标准规范。生产装备体系构建思路如图4所示。

图4 装备体系总体构建思路

4.1 网络与运行支撑环境

在现有数字化网络系统的基础上，合理利用现有设备，通过配置核心交换机、光纤连通改造及改变网络架构，保障信息化测绘生产的数据快速流转；通过搭建私有云存储系统，构建形成信息化测绘生产数据中心，保障海量业务数据的存储和生产信息实时汇集需求，确保信息化生产和管理高效、稳定运行。

4.2 数据处理装备

通过引进测绘新技术装备、软件研发、硬件定制和相关装备的集成应用，根据生产技术体系构建需求，进行集中式影像处理系统的研制和升级改造，重点解决数据自动化处理方面的问题。对现有数字化作业系统的整合集成，实现对测绘生产的一体化作业及测绘成果的统一协同和管理，形成信息化测绘生产的数据处理核心装备，提升地理信息数据处理的效率和规模化生产服务能力。

4.3 生产管理装备

利用网络环境下的流程控制技术、数据管理技术、质量管理技术和多人协同作业技术，根据生产管理体系构建需求，进行具备任务调度、质量管理、资料管理等能力的信息化测绘生产的生产管理核心装备研制、测试和部署，形成信息化的生产管理能力支撑。

4.4 安全与保密技术装备

针对生产单位目前安全保密现状和存在的问题，结合生产单位实际情况，通过定制和部署内网安全管理技术装备，对测绘数据的生产、存储、使用和交换等环节实现全面保护，从管理和技术两个层面构建一套科学、有效、安全的数据保密体系，为信息化测绘生产、管理和信息应用服务提供安全保障环境。

5 结 语

信息化建设是一项复杂的系统工程，建设周期长、投资大、涉及面广，建设过程涉及一个单位的诸多部门，它要求将单位各部门的管理和生产业务通过各类信息有机地联系起来，因此站在单位整体的高度提出总体规划是信息化建设的关键之一，需要相关领导和管理人员的共同参与才能明确现有信息需求、挖掘潜在需求，设计出科学、实用、符合单位发展战略要求的信息化建设方案。

本文在分析目前航测遥感生产现状的基础上，从总体规划的角度，研究了信息化测绘生产体系构建的层次结构与技术架构，从生产技术、生产管理、生产装备多个方面提出了面向航测遥感的信息化测绘生产体系的构建模式、构建技术、构建内容和构建目标。一方面推动了单位生产技术和生产能力的大幅进步，另一方面实现了生产管理和生产业务中各类数据流与业务流程的信息化关联和有序流转，形成了一套集数据处理的自动化、智能化、流程化，生产管理的网络化、信息化，技术装备的集成化于一体的信息化测绘生产体系，为全国信息化测绘生产基地的建设提供参考借鉴。

[1] 国务院.国务院关于全国基础测绘中长期规划纲要(2015—2030年)的批复[R].北京：中华人民共和国国家统计局，2015.

[2] 李朋德.信息化测绘体系的协同发展[J].中国测绘, 2012(4): 12-15.

[3] 李德仁，苗前军，邵振峰.信息化测绘体系的定位与框架[J].武汉大学学报(信息科学版),2007,32(3):189-192.

[4] 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):111-115.

[5] 周星，周德军，乔朝飞.信息化测绘技术体系的基本构成和战略重点探讨[J].测绘科学,2008,33 (5): 85-87.

[6] 张继贤，唐新明，翟亮.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.

[7] 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.

[8] 宁津生.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):5-11.

[9] 李德仁，龚健雅，邵振峰.从数字地球到智慧地球[J].武汉大学学报(信息科学版),2010,35(2):127-132.

[10] 陈捷.城市测绘信息化关键技术及特征研究[J].科技创新导报, 2009(31): 19-20.

[11] 白建荣.“面向信息化测绘的摄影测量生产技术体系研究”及“示范基地”的建设[J].测绘技术装备, 2010,12(3):24-25.

[12] 赵海涛,白建荣,盛林.信息化摄影测量生产技术体系建设实践[J].测绘通报,2013(4):111-114.

[13] 薛文星,陈卫平,王清丽.信息化测绘体系中航测遥感数据管理与信息统计系统的设计与实现[J]. 测绘通报,2014(8):87-91.

[14] 张铭.对信息化带动工业化有关问题的初步研究[M].北京：经济科学出版社,2002.

[15] 向泽君，徐占华，李霖.信息化测绘服务特征下单位生产组织体系规划[J].测绘通报,2011(5):72-75.

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

刘云峰，李若，巩垠熙,等.面向航测遥感的信息化测绘生产体系的构建[J].测绘通报，2017(4)：134-138.

10.13474/j.cnki.11-2246.2017.0138.

2016-11-17;

2017-01-22

测绘地理信息公益性行业科研专项(201412008)

刘云峰(1972—)，男，教授级高级工程师，主要从事摄影测量与遥感工作。E-mail: liuyf@shasm.gov.cn

P208

A

0494-0911(2017)04-0134-05