数字正射影像图DOM的网络化生产和管理

聂春燕
（广西航空遥感测绘院 广西南宁 530023）

【摘　要】　从基于单片微分纠正原理生产数字正射影像图的基本流程、生产特点、原始资料构成、产品特点等方面综合阐述数字正射影像图的网络化生产和管理，探讨逐步实现测绘产品网络化生产和管理的可能性。
【关键字】　网络化生产和管理 数字正射影像图（DOM） 单片微分纠正

　　1 引言
　　随着测绘技术日新月异的发展，测绘生产部门的生产已经进入了数字化生产的全新阶段，而计算机和网络技术的发展成熟又为各测绘生产部门建立便于生产和管理数字化生产的局域网络提供了强有力的保证，许多测绘生产部门的数字化生产线已经建立在完善的局域网上。但是局域网络的职能仅仅停留在了操作系统级的数据传输，服务器的功能也仅仅是存放数据的空间，测绘产品的生产软件都是单机作业，生产和调度的管理也只是停留在手工操作的基础上，这种状况显然和我们大规模的数字化生产不相适应。要充分利用局域网的功能，只有考虑如何从单机版生产发展到网络化生产，逐渐实现从生产计划、数据组织、任务分配、资源调度、精度控制、生产作业到质量检查的网络化生产，才可以有效解决数据安全、高效存储、空间利用、有效管理等瓶颈问题。
　　基于单片微分纠正原理生产数字正射影像图的的生产流程比较简单，生产流程存在很大的一致性，因此网络化生产的实现相对其它数字化产品来说其难度没有这么大，实现数字正射影像图的网络化生产和管理完全是可能的。
　　2 基于单片微分纠正原理生产数字正射影像图的生产流程
　　数字正射影像图（DOM）是利用数字高程模型对数字化航空像片或遥感影像，进行逐像元进行辐射纠正、微分纠正和镶嵌后，生成的影像数据，它同时具有地图的几何精度和影像特征。基于单片微分纠正原理生产数字正射影像图就是通过对单张像片的外定向计算消除由摄影测量带来的影响、通过利用像片的数字高程模型（DEM）机型重采样消除其地形起伏带来的变形。它的生产过程主要是把航摄底片进行扫描，然后进行内定向，利用控制点成果进行空间后方交会即外定向，最后利用数字高程模型（DEM）进行逐块纠正，再进行接边裁切，这样就得到一幅完整的数字正射影像图的成果了，简要的生产流程图如下：

　　虽然单片微分纠正的技术原理比较的简单，生产流程的步骤少而且容易掌握，但是生产过程中涉及的数据形式多样，主要有原始航片、控制点成果、空三成果、DEM成果，内定向和外定向参数、纠正像片、接边数据、最终的数字正射影像图的成果，这些数据的数据量大，组织关系复杂，如像片纠正需要多幅DEM成果，纠正像片接边涉及多幅周边图幅，正射影像图的成图涉及多幅相关像片的裁切，而且在生产中需要重复使用和存储相关数据，如果在单机版生产的模式下，作业员在选择资料数据、成图范围、相机参数、控制点成果、DEM成果将花费很多的时间，在接边裁切过程中需要互相拷贝数据也大大增加了出错的可能性，管理者在控制生产进度和作业精度方面也要花费很多人力物力。因此实现数字正射影像图的网络化生产和管理是解决这些问题的捷径。
　　3 基于单片微分纠正原理制作DOM的网络化生产和管理的实现
　　实现数字正射影像图的网络化生产和管理主要是借助于数据库技术与计算机网络技术，把生产数字正射影像图软件分为服务器版和客户版。服务器版即是管理员版，负责生产项目的设计和规划、生产技术要求的制定、生产质量控制、生产任务分配、生产过程监督、数据的组织和存放、管理等等。客户版即是作业员版，作业员只要按照步骤一步一步进行傻瓜式的操作，不需要管技术要求，如何应用数据成果、成果送在什么文件夹等等问题，只要操作无误，所有的数据控制都按照管理员端的设置进行。这样的网络化生产和管理将给我们的实际生产创造极大的效益。
　　北京吉威数源软件开发有限公司开发的ImageStation就是基于网络化生产的原理开发出来的生产数字正射影像图的工具。该软件主要采用数据集中管理分布作业的C/S模式，并在数据库支持下实现项目组织、任务分派、数据安全、资源调配、进度监视和质量控制。该系统主要由四个软件模块组成：
　　① 网络管理模块：它运行于服务器端，负责项目的各项参数定义，资料数据的组织，生产任务的分配、成果数据的组织等，运行于服务器端，其中数据的组织可以在不同的数据服务器上。
　　网络管理模块的主要功能有以下四项：
　　第一是进行系统环境设置，如成图的图廓范围设置，工程的属性设置，相机参数设置，作业人员设置，成果保存路径设置；
　　第二是资料数据的管理控制，如设置DEM数据成果和检查点数据成果的存放路径，定向元素、像方坐标、图幅号、航片数据等存放路径；
　　第三是进行生产任务的管理和分配，设定航片的作业员，完成期限，工程方案和保存路径，设定正射影像图的作业员、质量情况、完成时间和保存路径，还可以查询作业员的精度评估报告等。
　　第四是查询生产的进度和正射像片生产中的定向精度、接边精度完成时间等等。
　　② 实时监控模块：主要用于实时监控生产的进度，对作业员的任务完成情况进行统计分析，运行于服务器端，方便管理控制；
　　③ 数据传输服务模块： 提供了服务器端和客户端的数据传输支持，负责数据的上传和下载，包括原始航片的下载，空三成果和DEM数据的下载，正射像片的上传和下载，正射像片接边图幅下载，正射影像图的下载等，必须同时运行于服务器端和客户端；
　　④ 数字正射影像图模块：进行数字正射影像图的生产，运行于客户端，也可以在服务器端运行。
　　客户端的作业员根据管理员分配的用户名和口令登录服务器，通过数据传输服务从服务器下载管理员分配的任务，生产过程中自动引用相关控制点数据和DEM数据，软件的服务器端在接到请求后会自动定位控制点和DEM库，找到相关范围的数据，发送到客户端，生产过程中所有步骤的精度必须符合服务器端设置的要求才可以继续下一步骤，处理完成后再将成果上传到服务器端管理员指定的存放位置。整个作业过程都是被服务器端的管理软件控制的，每个作业员都必须严格按照服务器端的设置进行生产，只能操作和修改分配给自己的数据，这样有效地简化了工作步骤，有效地控制了成图精度，有效地预防了出错的可能性。
　　4 数字正射影像图的网络化生产和管理的特点
　　基于单片微分纠正原理生产数字正射影像图在网络化环境下的流水式的生产和管理和单机作业相比较有明显的特点：
　　① 有效的实现数据的安全控制
　　数据组织采用关系数据库系统与分布式文件系统的混合体系，原始像片、DEM数据、正射像片以及正射影像图等大数据体，以分布式文件库方式管理，数据索引、过程数据的相关信息等等则被记录到生产调度管理数据库中，由关系数据库统一管理，关系数据库和操作系统统一协调保证了数据的安全。也就是说数字正射影像图生产的所有原始数据和成果数据均存放在服务器上，作业员无须知道其具体路径，也无权进入和修改与自己无关的数据，作业员的操作完全在管理员的安排和控制下，数据的安全得到有效的保障。
　　② 有效的实现了质量控制
　　作业方案由管理员统一制定，作业只能按照指定的处理方法和精度要求进行，不符合精度要求就无法进行下一个生产步骤，不合格的成果就不可以入库；客户端的工作流程规范统一，而且简单容易操作，作业员无须考虑精度要求和资料数据来源等问题，有效避免了出错的可能性，这样就有效控制数据质量。
　　③ 减少中间环节有效降低成本
　　通过网络化管理和生产，服务器端自动为客户端的生产准备各种数据，简化了文件数据的传递与交叉，减少了冗余数据的产生；客户端的定向文件可传递服务器端作为模板反复进行利用，节约了工作时间；有效的实现了对分散作业的统一高效的流程化管理，对作业员的生产完成情况和作业质量、以及整个项目的生产均可在服务器端进行监控，大大降低管理成本；
　　④ 实现了人力资源和物力的充分利用
　　通过服务器端的设置，可以把数据量大的数据分别存储在不同的数据服务器上，有效地利用局域网的功能实现了资源的有效调度；网络化生产和管理对管理者的要求比较高，对作业员的要求就相对降低，只要服务器端的设置正确，客户端的作业员操作一般不会出现大的问题，这样对于人力资源的调配就提供了方便。
　　5 数字正射影像图的网络化生产和管理应该注意的问题
　　虽然网络化生产和管理有很多优点，但是在网络化管理和生产亦存在着不少应该注意的问题：
　　① 网络化生产和管理是依赖于局域网功能的，因此网络的安全稳定是网络化生产和管理的重要保障，网络的瘫痪将造成网络化管理功能的丧失，因此网络化生产的软件在一定程度上也应该保持暂时脱机生产的能力以应对突发的情况。
　　② 网络化生产和管理对管理者的要求非常高，服务器端的设置错误将造成所有作业员的错误甚至返工，因此对服务器端设置的检查尤其重要。
　　③ 对客户端的控制一般是建立在不同的用户名和密码的基础之上的，不同的用户名和密码拥有的权限就不一样，因此管理者应注意用户名和密码的安全管理，作业者之间应拥有独立的用户名与密码。
　　④ 网络化生产和管理是建立在完备的资料数据库基础之上的，因此应当注重资料数据库的建设和存储。
　　6 测绘生产的基本特点和网络化生产和管理的可能性
　　如今的测绘产品都是在一定坐标系统内具有确定的坐标和属性的地面要素和现象的离散数据，是在计算机中可识别的可存储的概括的、有序的集合，其数字化生产基本上是利用专业的软件进行比较流程化的操作。在利用测绘单机版软件进行生产的时候作业者之间不可避免就存在一些重复性和失误性的操作，对于生产的精度控制、进度控制、调度管理和成果管理就很大程度的依靠人工进行，因而在大规模数字化生产的时候，单机作业明显有较多的弊病，而测绘产品的生产过程和数字化成果的形式都存在较大的一致性，数据库和网络技术发展也比较成熟，测绘产品进行网络化生产和管理逐渐变得必要起来，因此探讨测绘产品完全实行网络化生产和管理可能性显得日趋重要。
　　目前的测绘产品主要包括数字正射影像图（DOM）、数字线划图（DLG）、数字栅格地图（DRG）和数字高程模型（DEM）等4D产品。这些产品自身均有几种生产流程，有些比较复杂，有些比较简单，要完全的实行网络化生产和管理肯定存在很大的问题，只有步骤比较简单的实现起来才较为可能。但是测绘产品都是在一定的坐标系统之内的，都要进行接边工作，所以生产软件的设计在数据的调度和入库，管理等方面就可以考虑和数据库相联，实现局部的网络化生产和管理，以减少工作环节和中间冗余数据的产生，提高工作效率。目前的测绘生产软件除了上述介绍的ImageStation均是单机版的操作模式，在如今网络技术和数据库技术如此成熟的阶段，如何把生产和数据库很好的结合起来应该是个值得研究的问题。
　　7 结论和展望
　　综上所述，可以看出基于单片微分纠正原理制作DOM的网络化生产和管理的实现是比较成型和可取的，通过网络化的管理和生产的实现，极大的体现了单片微分纠正生产数字正射影像图的快速，简易，成本低廉，精度可靠等特点。其他测绘生产软件可否实现这样的生产模式还是一个新生的课题，但是至少生产软件与数据库的结合这样的网络化管理应该是可以实现的。
　　在测绘技术、网络和数据库技术不断发展的今天，网络化生产和管理是一个大趋势，相信在不久的将来，完全的单机化生产的模式终将被网络化生产和管理的模式所代替。

【参考文献】
[1] 国家测绘局《1：10000基础地理信息数据生产与建库总体技术纲要》
[2] 北京吉威数源软件开发有限公司《ImageStation 数字正射影像图制作系统用户手册》