關于地理國情監測內外業一體化作業模式的探索

李越

（遼寧省地理空間成果應用中心，遼寧沈陽 110034）

地理國情監測是在第一次全國地理國情普查項目基礎上，由國務院批準，原國家地理信息局組織開展的全國性的國情監測工作。地理國情監測綜合不同時期的高分辨率衛星影像、基礎測繪成果和相關專業資料等，對地形、水系、交通、地表覆蓋等要素進行動態的定量化、空間化監測，并統計分析其變化量、變化率、分布特征、地域差異、變化趨勢等。形成反映各類資源、環境、生態、經濟要素的空間分布及其發展變化規律的監測數據、地圖圖形和研究報告。地理國情監測通過對地理國情進行動態地測繪、統計，從地理的角度來綜合分析和研究國情，為政府、企業和社會各方面提供真實可靠和準確權威的地理國情信息[1]。

地理國情監測是一項精度要求高且技術流程繁瑣的工作，不僅需要收集和利用各種不同種類的資料作為監測依據，還要經過衛星影像糾正、解譯樣本制作、影像判讀、外業核查、數據庫整理、質量檢查、數據入庫等多個作業流程，才能獲得準確的監測成果。在保證地理國情監測數據質量的同時，為了能夠提高工作效率，采用內外業一體化的作業模式就成為了有效的生產手段，也是現階段測繪工作需要大范圍推廣的一種作業模式。

一、傳統作業模式

地理國情監測初期，作業人員利用高分辨率衛星影像數據進行內業判讀，分類標記出無法準確判讀的要素，并疊加影像數據制作紙質調繪底圖。經外業人員實地核查，把正確的要素信息準確、清楚的標記在調繪圖上，內業人員再根據外業調繪成果修改矢量數據，形成地理國情監測數據庫成果。

這種傳統的作業模式不僅使項目周期長，還存在一些弊端。首先，使用紙質底圖調繪受外界自然環境影像較大，大風天氣里很難在調繪底圖上標注核查信息，同時還要使用拍照設備采集外業核查照片，這就給調繪人員的工作增加了很多困難；其次，容易產生不必要的錯誤，由于調繪底圖上疊有影像，使調繪底圖自身的負載量已經很大，再附加外業核查信息，明顯增加了內業人員的辨認難度；另外，現階段政府部門一直在推行綠色辦公，節約資源，而使用紙質調繪底圖要消耗大量紙張，在外業調繪后還要對調繪底圖掃描存檔，必然會造成資源浪費。

二、一體化作業模式

隨著現代科技的快速發展，為了減少傳統作業模式在生產過程中出現的問題，科研人員研發了內外業一體化輔助系統，制定了新的一體化作業模式。這種作業模式將紙質底圖用移動設備替代，通過一體化桌面輔助系統，制作電子調繪底圖導入移動端。核查人員使用移動端設備進行外業核查、解譯樣本采集、照片采集等一切外業工作，還可對數據中存在的問題進行標記、修改等操作，最后將外業核查成果導出，整理監測數據庫修改。

與傳統作業模式相比，一體化作業模式優勢明顯，不僅彌補了傳統作業模式的不足，還具有其自身特點。第一，外業核查使用的移動端設備將多種外業設備融為一體，方便攜帶和使用，因此，縮短了外業工作時間，提高了外業核查的準確性，使工作更高效；第二，保證了數據使用的唯一性，有利于對實地變化要素進行補測，防止后期數據整理時遺漏數據；第三，作業人員帶著問題進行核查可以做到有的放矢，能把實地與數據有效結合起來，對以后的解譯提供更多的實踐經驗，提高解譯的準確性，同時也可培養更具專業水準的全方位測繪人才[2]；第四，一體化作業模式全程使用數據存儲形式，為數據的讀取和存儲都提供便利條件。

三、一體化系統的應用

黑龍江地理信息工程院研發的地理國情監測內外業一體化系統是目前較為先進的一體化系統，主要結合了桌面端輔助系統和移動端系統兩部分來實現一體化的作業模式。

1.桌面端輔助系統

桌面端輔助系統主要功能是與移動端數據對接，包括調繪底圖制作和調繪成果后處理兩個功能模塊。

（1）調繪底圖制作

調繪底圖的制作是以縣區為單位，首先，對矢量數據做預處理，按照固定目錄組織結構，將GDB格式數據轉化成Shape格式數據，同時生成變化要素圖層；然后，批量處理影像數據，包括定義投影、生金字塔和統計數據并降位壓縮。在定義投影時，程序遍歷文件夾下所有影像文件，逐個定義投影，支持多級文件目錄。生成影像金字塔和統計數據時，程序根據用戶設置進行影像壓縮和降位。綜合評估影像數據量大小和影像顯示效果，可以有選擇性的對影像進行壓縮和設置輸出的影像位數。

（2）調繪成果后處理

外業調繪后的輔助數據需要拷貝到電腦端進行整理，并且將數據格式由Shape轉化為GDB，為樣本照片處理和解譯樣本庫的制作做準備。

從輔助數據的媒體點（MEDIA）層篩選出樣本照片點，將樣本照片點中的經緯度等信息寫入拍攝的樣本照片，保存為照片的EXIF。通過讀取外業調繪輔助數據（*.gdb）的地面照片點信息，確定樣本點所在鑲嵌線，進而根據鑲嵌線確定裁切小影像（即遙感影像實例）所采用的遙感影像，最后將小影像信息和地面照片信息保存到解譯樣本MDB數據庫中。

2.移動端系統

移動端系統分為數據管理模塊、調繪核查模塊、數據編輯模塊，能夠全方位滿足外業核查時的操作需求。

（1）數據管理模塊

數據管理模塊設計了數據離線、數據提交、輔助數據離線和輔助數據提交四個功能，主要是用于數據的上傳和下載，該功能基于無線網絡，考慮到數據的保密性，在實際生產中并未使用該功能。

（2）調繪核查模塊

調繪核查模塊是移動端系統的核心模塊，而調繪核查模塊中最重要的功能則是外業實地核查功能。該功能結合外業工作特點設計了錄入核查內容、編輯要素屬性、查看核查狀態、樣本照片拍攝情況和量測等具體功能，在外業核查時，可使用電磁筆在移動設備上記錄核實信息、添加描述說明，核實后的圖斑會自動變換顯示顏色，用以區分未核實圖斑。在所有功能沒有激活的情況下，還可直接用電磁筆進行原筆跡標繪。

拍照功能主要應用于拍攝外業核查照片和樣本點照片。在進入拍攝模式后，系統會根據陀螺儀的定姿功能查看終端的拍照位置，實時顯示方位角、俯仰角、橫滾角及實時GPS衛星接收個數等信息。拍攝過的照片，會根據 GPS 信息在拍照位置留下照片點，照片點保存在輔助圖層分類下的MEDIA層內。除拍攝功能外，還可用錄音和錄像功能輔助記錄核查情況。

調繪查詢模塊的規劃線路功能可在外業出測前預先設定出行路線，避免遺漏待核查圖斑和核查路線重復。規劃路線可以隨時進行編輯，方法與矢量編輯一致。需要刪除規劃路線時，可以按住電磁筆上鍵單擊路線，但不能同時刪除多條規劃路線。

（3）數據編輯模塊

數據編輯模塊具備了要素編輯的基本功能。不僅可以對要素進行增減、分割和合并等處理，還能夠實現圖形整形、裁切和捕捉等，方便核查人員修改矢量數據，甚至可以承擔數據的后期整理任務，極大程度地提升了數據編輯的操作空間。

3.作業中的注意事項

目前，地理國情監測內外業一體化技術還不是非常成熟，在實際應用時有幾點需要作業人員注意。

（1）桌面端輔助系統使用過程中，建議采用ArcMap 10.2.1以上版本，如果低于該版本，需要修改注冊表值。

（2）對核查人員的業務能力要求較高，不僅要有常規的外業工作經驗，還要熟練掌握內業數據編輯處理的能力。

（3）外業拍攝照片要盡量保證多接收GPS衛星信號，且不要移動位置，否則會造成方位角信息與實際照片拍攝角度不符。必須移動位置時，盡量在拍攝照片視線方向線上移動，保持挪后位置與照片方位角一致。

（4）移動端保護殼上如果有磁鐵會對平板識別方位角產生影響，造成設備拍攝照片方位角不準確，盡量使用不帶有磁鐵的保護殼或暫不使用保護殼。

四、結束語

地理國情監測內外業一體化作業模式是在各個環節上對監測工作的協調統一，是一種集約資源、提高工作效率，保證產品質量的先進生產模式。這種作業模式利用其自身特點和顯著優勢，將逐漸取代傳統的作業模式，是測繪科技進步的必然產物，也是推動測繪事業發展的重要里程碑，為今后開展重大測繪工程項目開拓了新思路、引領了新方向。