信息化航空摄影测量系统关键技术研究

赵世军　毛久常

信息化测绘是制图发展过程中的一个必然趋势，也是实现测绘进步的一个重要步骤，从提供地图的单一服务转向提供地理信息的综合服务。本文探讨了航空摄影测量在网络环境信息化建设过程中的焦点问题，如自动化解算能力问题、图库的一体整合、内外业一体化的实现以及生产过程中质量管理的开展问题等，以期为同行业提供参考。

信息化测绘;航空摄影测量;质量控制

相关研究表明国内的测绘行业经历了从传统测绘体系改造到数字化测绘技术体系形成的两个发展阶段。其中测绘行业中的数字化测绘技术已经被各行各业大量使用，例如遥感技术、GIS技术、导航卫星以及摄影测量等技术，制作了各种制图产品（“4D产品”），如数字栅格图（“DRG”）、数字线划图（“DLG”）、正射影像图（“DOM”）和数字高程模型（“DEM BENT”），一般称为地图数字化。随着网络建设、智慧城市、云计算、智能生产等技术的逐渐更新发展，传统的测绘技术已经无法顺应时代变化。在信息时代下，4D产品在应用过程中逐渐出现缺陷，特别是在以下领域：第一，传统的4D产品生产要求和标准主导是测绘部门，测绘部门的相关工作人员很少考虑到其他部门的地理信息需求，而对大多数用户来说，它们只满足其需求的20%左右，这就造成了以下问题：单一的测绘产品以及重复测绘的现象;第二，传统的测绘技术十分落后，容易因个人因素对4D产品的质量造成负面影响，同时生产产品的更新时间比较长，更新情况不良，同时需要投入大量的人力资源，在紧急情况下难以满足使用需要。对于大部分的作业生产企业来讲，由于生产4D产品的技术非常领先，需要数字化的手段收集信息，以至于缺少可以支持应用程序的技术软件，导致测绘单位在满足社会需要方面的效率降低。造成这种情况的原因主要有以下几个方面：第一，在单一计算机作业模式下，生产的效率较低。随着航摄设备的发展，收集的数据数量不断增加，单一计算机的操作效率低下，应用大规模的网络管理生产模式已成为不可避免的发展趋势;第二，收集和编辑的平台相互分离。目前的摄影测量模式通常是孤立的工作模式，因此无法同时进行收集和编辑工作，这就对产品的效率和质量产生重大影响;第三，内业生产工作和外业生产工作相分离。目前，内外业生产的摄影测量系统没有相配套的软件，数字测绘系统通常使用“调绘片”的操作模式，这就将工作分成两部分。内业和外业工作人员难以准确描述要绘制的内容，由于外业工作时会出现漏绘、多绘等测绘情况，导致外业人员不能提供完整的信息数据;第四，没有健全的产品生产质量控制体系。现在的摄影测量技术发展缓慢，不能够支撑产品生产过程的质量控制。目前的摄影测量不足以有效地控制生产过程的质量，那么生产质量的控制在很大程度上取决于工作人员的自我检查，在生产过程中的不同阶段结束后需要及时进行工作检查，导致工人大量的返工，造成人力、财力资源的大量浪费，并且因为在产品生产过程中没有完全的质量控制措施，并且受到内外业工作分离的影响，造成了一系列质量控制方式过于形式化，本质上还是一个效率低下的质量管理系统，因此难以客观地评估问题，这也造成了一些问题，例如缺乏明确的质量评估基础以及工作人员对质量的认识不足。

信息化航测体系的形成，需要结合完整的数字导航系统，是一种在数字化航测体系的基础上形成的多种学科的综合产物，通过改进网络基础设施确保现有设备的充分互连。通过对空三解算、DEM/DOM生产过程以及放宽内业生产原始图像、全球定位系统数据和IMU信息要求的优化，推动生产效率的进步。建立一个灵活和开放的制图系统，将采编和图库结合起来，并根据规范性要求，改变传统的测绘模式，以便制作不同比例的地图，在建立开放和适合“大数据时代”要求的制图系统的同时，建立了DLG产品空间数据库;将内业生产过程纳入外业生产过程中，以内外业生产分离问题;在操作过程中通过改变生产管理系统和过程，控制产品质量，并对生产过程随时进行监测，并及时向上反馈信息，对生产过程进行动态掌控和监控，能够改进数字化航测体系，推动数字化航测向信息化方向转变。

在数字化背景下，各个测绘企业的主要工作内容是建立局域网，这给各个测绘院和产品生产过程之间的数据交流带来了困难。在质量管理过程中提高了通过生产质量检验服务的难度。下面将会对新网络系统的特征进行具体分析：第一，工作模式选择方面主要是使全院使用同一个网络，通过一个域管理模式，中心机房可以确保各分院之间的数据协调交流，同时确保其数据的相对独立性;第二，为了保证网络系统的安全操作可以制订针对服务器端部的安全策略;第三，网络服务器需要配有一种数据备份软件，以便在系统受损时能够恢复基本的业务系统。并快速修复人为错误删除的数据;第四，当服务器中断时，提供双机热备份，操作自动转到另一服务器，而客户端软件不需要进行修改。

信息化航测服务软件系统升级的目的是为了建立一个基于高性能并准确计算的遥感和航测数据处理平台。 主要使用到的软件是Inpho数字摄影测量系统，并且互补一些摄影测量工作站，从而用于建立完整图像覆盖的中央数据处理系统。下面将会对该系统的优点展开具体分析：传统的三加密技术相比较，该系统的空三加密技术具有先进性、高效性和全自动化的特点，能够处理大量的水、沙漠等区域，并且具有很强的同名点自动匹配能力。可以对胶片、数字框架、数字照片、近摄影测量数据和倾斜摄影测量数据进行处理工作。該系统的空三加密和二次平差工作可以在任意尺寸、形状和重叠区域内完成，并且可以根据参数自动调整GPS和IMU数据的平移和漂移，从而使得数据的处理工作能够快速完成。

在数字化摄影测量系统中，最常见的现象就是采编分离，数据采集系统是以测图设计为导向的，没有同步处理地理信息属性和地形关系的功能，也不能完美的与现有地理数据兼容，另外，其数据结构较为独特，编辑功能比较落后;在获取系统和编辑系统之间的数据转换导致数据的准确性不足、信息容易丢失、总体效率低、管理费用增加。在数字式摄影测量系统中，绘制地图的工作是按照固定标准进行的，这些标准大大保证了结果的质量和可靠性，然而，在“大数据”时代背景下，原始数据的地形代码不能够满足新的国家标准，审查和缩编的工作量更大，所收集的信息范围比较小，图表符号不足以满足非制图行业用户的需要。因此，想要解决这一问题，就需要建立图库一体化的编辑与制图系统。

采编一体化提供了从航片或卫星图像获取三维地物数据的采集和编辑的功能，大大提高了数据编辑的效率和准确性。另外，DOM和DLG数据可以作为参考，以便于对获取对象进行定性和补充测量。符号库系统可以通过优化来收集适合不同用户需要的数据信息。

传统的测绘一般只是包含地理信息系统数据的收集，进而编制制图数据，按照两条路线得出两套结果的模式开始生产。以及同时管理两套数据，以解决在监测过程中发现的质量问题。图库一体化的实施，如果GIS和编辑制图数据的一体化，按照一套数据、两个结果的生产模式，能够在实现GIS信息数据收集的基础上，快速的制图。除此之外，图库一体化不会对空间实体的位置产生依赖，而是利用制图规则来实现最终的效果，制图要求是在不对数据库的数据位置做出改变的情况下执行的，但也遵守了规则和自由编辑。通过实现采编一体化与图库一体化，收集和编辑立体三维数据，表明了制图和绘图工作同步进行。除此之外，通过对符号库系统和制图规则的优化完善，扩大了地理数据的应用和获取，制图结果得到丰富，并且根据“大数据”时代的要求，健全了地理数据采编和制图系统。

想要促进航测生产效率与质量的进一步提高，就需要做到内外业生产一体化，其核心技术以PDA为航测外业调绘技术。这项技术的应用有利于改进生产工艺，降低运营成本，从而推动内外业生产的一体化建设。

事实上，现阶段的质量控制制度所使用的控制方式主要是进行事后的质量控制，这就减少了对生产过程中质量的控制，降低了实施的力度，如果在此期间发现了问题，那么所能采取的解决方式只有返工，同时，对质量检查结果进行统计分析的方法不完善，无法客观地衡量操作者的工作水平。想要解决这一问题就要落实以下几个方面内容：使用以质量数据库为基础的实时质量控制技术，分阶段和分顺序的数据质量控制方式，制定健全的质量评估标准，以及提高操作者对质量的认识。质量数据库的基础是航测生产过程的建模，在生产过程中提供质量控制要素和控制方法，质量检查是生产链中的一个环节，自我检查、相互检查、过程数据审查、结果数据审查和生成过程的整合，使质量检查员能够在生产过程中查阅操作数据和检查结果。使用质量数据库能够客观的进行质量的评估工作，管理人员也可以有效的监测生产过程，通过在质量检查和生产质量检查之间建立坚实的联系以及提高业务的透明度，大大推动考绩制度的实施。

信息化航空摄影测量系统的发展和进步，使网络基础设施、软件平台、生产过程和质量管理系统更加现代化，从而得以在网络范围内开展生产活动。大幅度提高自动化数据处理能力，进一步加强质量控制，实现内外业与采编、图库的一体化。然而，该系统在生产技术和工艺方面存在一些问题和不足。在生产技术和工艺方面，尽管引进了更先进的软件，但诸如自动滤波等技术系统还没有得到足够的改进，也不能合理和有效地处理云、阴影和特殊的地形形状，这些工作的开展还需要相关工作人员来完成。除此之外，在交换制图数据方面，需要交换制图数据格式和CAD制图数据格式，并将基础地理信息制图数据有机地与部门数据结合在一个CAD制图环境中，这有利于为其他部门使用基础地理信息数据提供便利。

[1]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（2）：4-8.

[2]李德仁，王艳军，邵振峰.新地理信息时代的信息化测绘[J].武汉大学学报（信息科学版），2012（1）：2-10+5.

[3]李德仁.多学科交叉中的大测绘科学[J].测绘学报，2007（4）：13-15.

[4]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）：115-118.

[5]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）：19-24.

Informationized surveying and mapping is an inevitable trend in the development of cartography and an important step in the progress of surveying and mapping， from a single service providing maps to a comprehensive service providing geographic information. This article discusses the focus issues of aerial photogrammetry in the construction of network environment informatization， such as the problem of automatic calculation ability， the integration of the library， the realization of the integration of internal and external industries， and the development of quality management in the production process. Industry provides reference.

informational surveying and mapping; aerial photogrammetry; quality control