第一次地理國情普查與監(jiān)測將在2013年7月1日正式啟動，其試點工作早在2011年就已經(jīng)開始進(jìn)行，這項工作的重大意義如中國測繪科學(xué)院張繼賢所言，通過地理國情監(jiān)測工程來實現(xiàn)由地理信息向國情信息的跨越，實現(xiàn)單純的從數(shù)據(jù)服務(wù)向決策支持服務(wù)的轉(zhuǎn)化，其重要性自不待言，但是如何實現(xiàn)跨越與轉(zhuǎn)變呢?
毫無疑問，技術(shù)是不可或缺的一環(huán)，它貫穿在數(shù)據(jù)的獲取、監(jiān)測、共享等所有環(huán)節(jié)。具體而言，在每一個環(huán)節(jié)需要哪些新技術(shù)，技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)如何界定，目前在技術(shù)實現(xiàn)上存在哪些困難等問題是大家普遍關(guān)心的。帶著這些問題，《3S新聞周刊》走訪了國家測繪地理信息局地圖測繪司司長白貴霞、中國測繪科學(xué)研究院院長張繼賢等人，試圖揭開助力地理國情監(jiān)測的新技術(shù)之神秘面紗。
技術(shù)層面面臨的三個突破
首次地理國情普查與監(jiān)測，數(shù)據(jù)的完整、真實、可靠至關(guān)重要，所以對數(shù)據(jù)采集和后期整理提出了更加嚴(yán)格的要求，而目前的情況是沒有現(xiàn)成的、完善的技術(shù)體系，地理國情的內(nèi)容、采集標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、采集方法和流程等一系列問題都沒有成熟的經(jīng)驗可以借鑒。因此，普查工作必須做好頂層設(shè)計，大膽探索，在現(xiàn)有技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)及人才隊伍的基礎(chǔ)上，依靠前期試點、試驗，完善地理國情普查內(nèi)容與指標(biāo)體系、不斷優(yōu)化流程、沉淀技術(shù)、培養(yǎng)技術(shù)隊伍，為全國地理國情普查奠定基礎(chǔ)。承擔(dān)地理國情普查與監(jiān)測的總體設(shè)計的工作的中國測繪科學(xué)院張繼賢院長告訴記者，在技術(shù)層面有三個方面需要突破：
首先是遙感信息提取與解譯技術(shù)，主要需要提高影像自動分類的精度和效率;這就涉及到生產(chǎn)作業(yè)的技術(shù)體系，比如說作業(yè)員如何能從影像中解譯出和普查有關(guān)的要素。目前存在的問題是，數(shù)據(jù)量太大，一般的硬件承載不了，另外，如何通過自動化、半自動化的手段支撐大家解義判讀?二是地理要素變化檢測技術(shù)，關(guān)鍵是獲取地理要素和重點區(qū)域的變化信息，準(zhǔn)確揭示空間分布及發(fā)展變化規(guī)律;三是地理國情監(jiān)測信息統(tǒng)計與分析技術(shù)，統(tǒng)計分析結(jié)果的好與壞，決定了能否將普查、監(jiān)測的信息和數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化成能夠決策共享的國情信息，如何在眾多地理國情普查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上提煉、總結(jié)與分析出與國計民生密切關(guān)聯(lián)的地理國情信息，形成特點鮮明、準(zhǔn)確權(quán)威的地理國情報告及成果，是地理國情普查需要積極投入力量的一個重點和難點。
六項技術(shù)助力普查與監(jiān)測
面對以上三個方面的挑戰(zhàn)，國家測繪地理信息局作為牽頭單位，在首批10個省份試點的基礎(chǔ)上，確立了六項技術(shù)方法：
第一，在普查階段，確立多源遙感綜合檢測技術(shù)和內(nèi)外業(yè)一體化調(diào)查技術(shù)。一方面，利用利用遙感技術(shù)宏觀、動態(tài)、快速、準(zhǔn)確、及時的特點，以多分辨率、多時間頻度的光學(xué)、雷達(dá)、LiDAR遙感數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)源，大范圍、多層次、多視角獲取反映地理國情信息的遙感數(shù)據(jù)。充分利用當(dāng)前航空、航天、地面遙感對地觀測的最新成果和技術(shù)，結(jié)合地面實地調(diào)查與驗證，保證地理國情監(jiān)測成果的真實、可靠、準(zhǔn)確。另一方面，開展地理國情信息普查與監(jiān)測，需要采用內(nèi)外業(yè)一體化的調(diào)查手段，按照內(nèi)業(yè)預(yù)判、外業(yè)調(diào)查、補(bǔ)繪調(diào)繪的方法實施。在內(nèi)業(yè)高精度遙感影像判讀的基礎(chǔ)上，采用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、無線通信和移動終端等技術(shù)設(shè)備，開展地理國情要素移動式、網(wǎng)絡(luò)化外業(yè)調(diào)查和驗證，快速采集和編輯調(diào)查數(shù)據(jù)，既保證監(jiān)測成果客觀可靠，又保證成果精度精確統(tǒng)一。
[page] 第二，在后期數(shù)據(jù)處理階段，確立多源數(shù)據(jù)融合與處理技術(shù)和遙感信息信息與解譯技術(shù)。一方面針對不同普查和監(jiān)測地區(qū)的特點，綜合利用多種遙感數(shù)據(jù)源，從空間信息、光譜信息等方面進(jìn)行深入挖掘，采用全色影像和多光譜影像融合處理、光學(xué)影像和雷達(dá)影像融合處理等技術(shù)手段，為高精度地理國情信息獲取提供基礎(chǔ)。同時，地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)體量大、類型多，要采用遙感影像數(shù)據(jù)集群分布式處理、地面調(diào)查數(shù)據(jù)實時動態(tài)處理、專題數(shù)據(jù)空間化處理等技術(shù)手段，實現(xiàn)地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)的快速、高效處理。另一方面，針對不同自然、人文地理要素的特點，建立地理要素特征庫與解譯知識庫，構(gòu)建地理國情監(jiān)測信息提取等級體系，采用典型自然地理要素提取與解譯技術(shù)、重要人文地理要素提取與解譯技術(shù)等，建立多維動態(tài)遙感數(shù)據(jù)形態(tài)、時態(tài)、紋理和空間關(guān)系等特征提取及其優(yōu)化組合方法，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化信息提取與解譯判讀。
第三，在后期數(shù)據(jù)檢測階段，確立地理要素變化檢測技術(shù)、地理國情信息統(tǒng)計與分析技術(shù)、數(shù)據(jù)動態(tài)管理與可視化技術(shù)。首先，采用多源多時相遙感影像對比、高分辨率遙感影像與已有基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)對比等技術(shù)手段，對地理要素進(jìn)行變化檢測，判斷地理要素是否變化、確定發(fā)生變化的區(qū)域、鑒定變化的類別、評價變化的時空分布模式等，獲取重要地理要素和重點區(qū)域的變化信息，準(zhǔn)確揭示空間分布及發(fā)展變化規(guī)律。其次，實現(xiàn)基本統(tǒng)計、分析與評價、模擬與預(yù)測、數(shù)據(jù)挖掘的模型統(tǒng)一存儲管理，建立面向地理國情信息的統(tǒng)計分析模型方法庫，按照不同的統(tǒng)計單元，統(tǒng)計地理國情的空間描述信息和數(shù)量信息，從不同的維度綜合分析地理國情信息內(nèi)在的空間特性、相互關(guān)系，揭示它們的分布規(guī)律和發(fā)展趨勢。再次，建立分要素分級分層的時空編碼，實現(xiàn)多版本地理國情監(jiān)測數(shù)據(jù)的動態(tài)關(guān)聯(lián)，對地理國情監(jiān)測信息進(jìn)行動態(tài)管理。采用高效時間索引技術(shù)、計算機(jī)動畫技術(shù)等進(jìn)行地理國情信息變化的模擬，真實地反演地理國情監(jiān)測要素的變化過程，利用動態(tài)符號、動態(tài)統(tǒng)計圖表、動態(tài)標(biāo)注等方式，逼真、形象、動態(tài)地展示地表實際狀況及變化。
地理國情監(jiān)測催生新技術(shù)
全國首次地理國情普查與監(jiān)測，不僅僅會產(chǎn)生巨大的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益，也會推動對未來的地理信息技術(shù)的進(jìn)步。首先，在數(shù)據(jù)獲取方面會催生一個技術(shù)體系，即未來地理國情監(jiān)測是需要構(gòu)建一個衛(wèi)星系統(tǒng)、航空系統(tǒng)、低空系統(tǒng)、地面系統(tǒng)和加上光學(xué)的手段、雷達(dá)的手段、激光的手段、紅外的手段等這樣一個立體數(shù)據(jù)快速獲取的體系。這個和我國目前的普查手段要豐富很多。只有這樣才會實現(xiàn)所謂的動態(tài)監(jiān)測，才會有更加詳實的數(shù)據(jù)資料來支撐我們的地理國情監(jiān)測。
其次，地理國情監(jiān)測是測繪事業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型的一個助推器。建立上文提到的數(shù)據(jù)獲取與分發(fā)體系，需要眾多通過技術(shù)突破形成相應(yīng)的技術(shù)產(chǎn)品，來支撐整個事業(yè)發(fā)展。這樣的工作并非一朝一夕可已完成，需要大量的企業(yè)來進(jìn)行技術(shù)的研發(fā)與裝備的研制。再次，地理國情監(jiān)測最終會實現(xiàn)共享，面對如此龐大的數(shù)據(jù)庫，一定會生發(fā)出有關(guān)于信息深加工和再生產(chǎn)的硬件和軟件產(chǎn)品，從而真正拉動應(yīng)用，形成經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。(文|本刊高級編輯 張玉娟)
注：本文為《3S新聞周刊》原創(chuàng)文章，如需轉(zhuǎn)載請及時通過郵件告知：news@3snews.net。
{{item.content}}