基于高分辨率遥感数据的地理要素动态更新技术研究

2015-09-01郝天平国家基础地理信息中心北京100048国信司南北京地理信息技术有限公司北京100048

经纬天地 2015年6期

□　雷　莹　王　明　郝天平　林　欢（1.国家基础地理信息中心，北京100048；.国信司南（北京）地理信息技术有限公司，北京100048）

□雷莹1,2王明2郝天平2林欢2
（1.国家基础地理信息中心，北京100048；2.国信司南（北京）地理信息技术有限公司，北京100048）

目前，我国已经实现了国家1:50000基础地理数据库的全覆盖，但传统数据更新周期较长，数据的现势性不能满足国民经济建设的需求。综合利用以高分辨率遥感影像为代表的最新技术，研究地理数据的动态更新模式，实现缩短更新周期，降低数据更新成本，提高数据生产效率的目的。

高分辨率遥感影像；地理要素；动态更新

随着我国遥感器技术，空间技术以及数字图象处理技术的飞速发展，遥感技术进入了崭新的阶段，已渗透到国民经济的各个领域。它与测绘技术有着极其密切的关系，如遥感图像的几何关系，遥感影像的粗、精处理，数字高程模型的应用，遥感图像目视判读的原理与方法，遥感信息专题制图技术，地形测量数据库和地理信息系统的建立等等[1]。显然，遥感技术的迅猛发展，以及各种遥感图像特别是各种航天遥感图像有力地推动着测绘尤其是摄影测量的发展和广泛应用。航天遥感图像可直接用于测绘，当前主要被用来测绘、修测中小比例尺的地形图。

基础地理信息数据是国家空间数据基础设施的重要组成部分，是国家信息化的权威、统一的定位基准和空间载体，是重要的战略资源。基础地理信息数据在国民经济建设、社会发展、国家安全和国防等方面发挥着十分重要的作用[2-3]。

1.工作方法

课题组通过专家咨询、一线生产人员交流、直接参与测绘生产及开展应用示范等多种途径深入了解当前更新模式并就动态更新技术开展交流，形成最终可行的动态更新模式。

1.1专家咨询

课题组共协调安排40余人次专家咨询活动。咨询专家包括国家基础地理信息中心基础数据更新专家、地方测绘局测绘专家、国家省数据更新管理人员以及在计算机、互联网等领域有深入研究的人士。咨询活动就动态更新模式开展中遇到的安全、技术、法律法规等各方面展开，解决相关问题，打通动态更新生产中的阻碍和瓶颈，保证动态更新的顺利开展。

1.2一线生产人员交流

一线生产人员既包括内业数据生产人员、外业调绘人员，还包括质检人员和一线管理人员。在课题实施过程中，课题组相关人员利用各种机会、渠道与一线生产人员沟通交流，获取在生产过程中的一些不便因素以及生产方式改进的诉求。在沟通过程中就地理数据动态更新模式设想进行详细介绍，征求一线生产人员对于动态更新的意见和建议。

1.3直接参与测绘生产

为亲身体会测绘生产，深入了解当前的数据更新模式，课题组派3组6人次分赴河北易县、江西鹰潭和安徽舒城测绘生产一线分别参与地理国情普查、基础地理数据更新和天地图数据更新等相关数据更新工作，进一步发现当前更新模式下生产的不足，完善动态更新模式。

1.4应用示范

通过咨询、交流及直接参与测绘生产，研发了动态更新原型系统。利用原型系统在河北易县、江西鹰潭和安徽舒城开展了应用示范，与一线生产人员按照地理数据动态更新模式共同开展地理国情普查、基础地理数据更新及天地图数据更新工作，课题组随时记录在更新工作中对于动态更新模式的看法及建议。利用收集的意见建议进一步丰富动态更新模式，同时完善动态更新系统，使之满足不同形式和要求的地理数据更新工作。

2.技术路线

2.1资料收集利用资料情况的分析和收集是合理使用各种资料源的关键，也是基于多源影像的地理数据更新项目顺利实施的前提和基础。收集的资料包括高分辨率遥感影像数据、基本比例尺数据以及各专业部门具有的多种权威专题资料。

2.2资料分析与变化检测

综合分析收集到的各种专业现势性资料以及对地形要素影响较大的重大工程设计资料、影像资料，在已有的数据库成果基础上进行变化分析检测，确定需要更新区域或要素。

专业部门资料的评估与变化检测：收集各专业部门最新发布的铁路、公路变化、地名变更、境界区划变更、大型工程建设、灾害重建等现势资料，分析重点要素位置及属性变化情况，结合要素现势性指标要求，确定更新区域和要素类型。基于高分辨率遥感影像变化分析与检测：在已有的更新数据库成果的基础上，利用符合更新要求的遥感影像，通过对比分析，提取地表变化信息，包括变化的频率和幅度，以确定更新范围与对象。通过遥感影像变化检测的技术方法和地物要素识别提取方法，分不同要素类别确定不同的变化发现技术方法和实施方案，对已有地形数据库重点要素变化检测，发现变化区域及类型，并在野外核查的基础上，采用相应的更新方法完成数据更新。

2.3基于资料与影像的内业整合更新

如图1，收集专业部门权威资料和各种卫星影像、航空影像，通过资料整理和分析，对变化要素进行分析选取，确定符合更新选取指标的变化要素，采用变化信息采集、数据导入、数据重组、关系协调等多源数据整合技术，获取更新增量数据。

图1　基于资料与影像的整合更新技术流程Fig1　The process of integrate update technology based on leaflet and images

2.4外业重点巡查更新

对县级以上居民地区域、以及重大工程、自然灾害所引起的显著变化区域所涉及的重点要素进行外业核查，与内业影像判读相结合，到实地核查、实测需要更新的要素几何位置及其相关属性。对其他区域，可根据资料与影像情况进行重点核查，补测在专业部门权威资料、影像资料以及其他资料无法满足更新要求情况下的重点要素的位置及属性。如图2。