遥感卫星DOM元数据自动填写软件的设计与实现

王宾伟，王一起

（61175部队，江苏 南京 210049）

目前，随着国内遥感卫星发射的越来越多，其获取的遥感影像种类也越来越丰富，应用范围越来越广泛，影像处理技术越来越先进，在影像处理工序基本实现了正射影像生产的自动化。而作为正射影像成果配套成果——元数据的生产，市场上相关成熟软件厂商关注的不多，自动化程度不高。在实际的影像处理生产项目中，大部分遥感卫星影像正射处理成果的元数据都会有相应的填写模板，每个（幅）测绘成果的元数据填写由人工逐个（幅）根据模板进行手工或者半自动填写。在任务量只有几个（幅）或者几十个（幅）的情况下，虽然效率不高且容易出错，但是还是可以完成的。但是当任务量达到几百个（幅）甚至上千个（幅）时，元数据的填写就变成了让作业人员头疼的工作。针对此情况，我们根据遥感卫星测绘成果元数据填写的作业实际，区分人工填写和自动填写的项目，统筹考虑作业进程，设计了元数据填写软件，因为图历簿部分内容与元数据相同，也统筹考虑了图历簿填写的功能，实现了元数据和图历簿填写的自动化，提高了生产效率。下面以高分七号遥感卫星生产正射影像成果的元数据填写为例，介绍该元数据自动软件技术实现的技术路线，以为相关单位测绘成果元数据和图历簿的填写提供参考[1]。

1 元数据概述

元数据的英文原文为Metadata，最早出现于美国航空与宇宙航行局的《目录交换格式》手册中，是指描述一个资源属性的数据，通常称为“关于数据的数据（data about data）”或“描述数据的数据（data describes other data）”。摄影测量成果的元数据作为测绘成果一个重要组成部分，描述了摄影测量成果的相关属性信息。常见的元数据数据格式有txt文本格式、Excel格式、mdb格式及xml格式等。格式虽然不同，但是元数据内容基本是一致的，以现行的国家相关标准规定的数字正射影像（DOM）成果为例，其元数据包含产品信息、安全信息、空间坐标系信息、生产及资料信息、数据质量信息、更新资料信息、分发信息等，每一部分含有多个子项。

2 元数据软件设计实现的技术路线

对正射影像成果的元数据进行分析，可以知道，同批任务的每幅图多个子项是相同的，可以统一制订模板填写。针对每幅图不同的子项再具体分析，区分与其相关的填写资料来源，而后选择最佳的输入方式。最终确定了自动填写需要的6种输入文件。分别为该测区的图号图名文件（文本文件）、图幅质量评价表文件（Excel表格）、原始影像问题记录表文件（Excel表格）、图幅成果落图文件（shp格式）、原始卫星影像落图文件（shp格式）和精度检查点文件（shp格式）。实现技术路线见图1所示。

图1 技术路线

2.1 数据准备

软件实现自动填写的前提是要准备相应的6个支撑文件。分别是：根据完成的实际任务，准备测区完成成果所有图幅的图号图名文件（文本文件）；在作业中要对原始影像进行逐景检查，填写的原始影像问题记录表文件（Excel表格）；根据生产过程的三级检查验收结论，填写的图幅质量评价表文件（Excel表格）；对正射影像成果进行精度检测，并制作的检查点文件（shp格式）。根据正射成果影像数据（tif、tfw）和原始卫星影像数据自动生成对应的图幅成果落图文件（shp格式）、原始卫星影像落图文件（shp格式）被用于元数据信息提取模块的数据匹配和解析。本软件专门为数据准备提供了基于原始卫星影像自带xml文件制作落图文件和基于正射影像成果制作图幅成果落图文件的功能[2]。软件界面见图2。

图2 数据准备界面

2.2 模板制作

每项任务的元数据填写通常都会有新的要求，这就需要重新制作模板，因此软件提供了默认模板。模板制作是在提供默认模板样式的基础上，可以根据任务需求和详细信息进行模板内容的编辑填写。在制作时软件对每个填写项区分模板填充、软件填充两种方式，模板填充项可以统一填写好保存。一般由技术负责人根据本次任务的要求统一填写好模板，下发给作业人员，保证元数据图历簿填写的一致性，软件填充项目则由软件根据提供的本测区6个支撑文件自动填充。软件模板制作界面见图3。

图3 模板填写界面

2.3 元数据信息提取

根据图号图名文件（文本文件）自动计算图幅范围，并根据图幅范围匹配成果影像落图、原始影像落图和检查点数据，解析图幅质量评价表和原始数据问题记录表，提取图幅的元数据填写的相关信息。根据图号自动匹配图幅质量评价表填写数据质量信息，根据图幅范围匹配原始卫星影像落图文件填写生产及资料信息，根据图幅范围匹配精度检查点文件进行高斯正反算填写中误差等质量信息。

2.4 人工检查

将解析出的元数据信息根据用户操作提取显示到界面进行检查和修改，可以逐幅检查也可以重点检查。以图幅质量评价表文件为参考，检查对应的图幅信息是否正确提取等。

2.5 成果输出

将解析无误或者检查完毕的图幅进行导出，生成最终任务需要元数据（格式可以是doc、mdb和pdf等）成果文件。因图历簿与元数据部分内容相同，本软件在设计中也集成了导出图历簿的功能。

3 技术实现中需注意的问题

3.1 注意图幅成果落图文件生成的要求

设计时考虑到了元数据填写工程的可移植性，即方便元数据填写工程数据的备份和恢复，软件在生成图幅成果落图文件时，一并提取了正射影像成果tif文件的创建时间、文件大小、上下左右图幅有无等信息并写入图幅成果落图文件相应属性字段中。这些信息的提取保证了在重新填写或者修改元数据时，可以脱离数据量较大的正射影像成果限制。特别注意的是，建议图幅成果落图文件要在测区所有成果取得后一次性生成，避免元数据成果中接边信息出错。

3.2 注意原始卫星影像落图功能的可扩展性

在设计时，要注意留有接口以备新型传感器卫星影像数据落图的生成。目前，我国国内包括世界上新发射的遥感卫星越来越多，原始卫星影像的xml文件格式也多种多样，甚至同一颗卫星不同处理方式其xml文件格式也不同，因此留有开放的接口很有必要。本次设计时通过分析现有遥感卫星，如高分七号不同渠道获取的xml不同，有针对性地考虑了多字段匹配区分传感器接口。接口以明码配置文件的形式开放给使用者，用于增删传感器及属性字段，具体如图4所示。

图4 传感器接口示例

3.3 注意误差的解算要在高斯坐标下进行

不论是利用空三平差的保密点检核成果精度，还是利用参考正射影像与生产成果影像进行同名的检核，正射影像精度检核结果作为本软件中误差计算的初始数据，建议尽量格式化为文本文件，而后转换为SHP文件，在计算时如果是地理坐标成果，注意要将高斯正反算归化到高斯坐标下计算中误差。

4 结束语

测绘产品的元数据作为测绘成果之一，在制作和填写中，各填写项目用到的数据来源较多，关系复杂，如何实现在不同数据之间提取相应的信息并填写到元数据相应项目中，本文从当前的作业软件实际出发，介绍了如何设计实现批量自动填写遥感卫星正射影像成果元数据图历簿的技术路线，本软件提高了元数据图历簿填写的作业效率和准确度。但是如何与现有正射影像生产软件镶嵌工程结合，提取准确的镶嵌影像信息还有待进一步的探索和研究。■