圖庫一體化攝影測量系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

曹成度

(中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司，湖北武漢 430063)

1 概述

信息化測繪體系建設(shè)是當前測繪事業(yè)發(fā)展和地理信息資源共享的熱點問題。信息化測繪是在數(shù)字化測繪的基礎(chǔ)上，在完全網(wǎng)絡(luò)化運行環(huán)境下，實時有效地向信息化社會提供地理信息綜合服務(wù)的測繪方式和功能形態(tài)。信息化測繪是我國測繪實現(xiàn)了由傳統(tǒng)測繪向數(shù)字化測繪轉(zhuǎn)化和跨越之后進入的又一個新的發(fā)展階段，它代表著我國測繪在進入新世紀后現(xiàn)代化建設(shè)總的戰(zhàn)略方向。

當前主流攝影測量系統(tǒng)均為單機版形式，測繪數(shù)據(jù)的采集、觀測、處理、顯示、管理和應(yīng)用，以部門分離式和專業(yè)分工式的作業(yè)模式為主，以文件的形式作為信息載體，導致信息數(shù)據(jù)在共享、管理、存儲上產(chǎn)生多種問題。因此，根據(jù)信息化測繪的要求，對當前的攝影測量系統(tǒng)進行升級改造是十分必要的。本文提出結(jié)合攝影測量技術(shù)、CAD技術(shù)、GIS技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下開發(fā)制圖與建庫數(shù)據(jù)一體化生產(chǎn)與管理軟件平臺，實現(xiàn)作業(yè)任務(wù)智能分配、環(huán)節(jié)實時監(jiān)控、質(zhì)量嚴格控制及數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。研究應(yīng)用表明，圖庫一體化攝影測量系統(tǒng)能大大提高測繪數(shù)據(jù)生產(chǎn)和管理的效率，有效地改進了傳統(tǒng)攝影測量數(shù)據(jù)生產(chǎn)的作業(yè)模式。

2 基于AutoCAD Map3D的圖庫一體化解決方案

AutoCAD Map3D軟件是創(chuàng)建和管理空間數(shù)據(jù)的設(shè)計平臺。AutoCAD Map3D在CAD和GIS之間架起了一座橋梁，工程師和GIS人員可以使用相同的數(shù)據(jù)，而且可以將地理空間功能集成到同一環(huán)境中，從而優(yōu)化設(shè)計流程。Autodesk Map3D可以更輕松、更有效地創(chuàng)建和編輯地圖。這個優(yōu)勢加上功能強大的數(shù)據(jù)連接選項，使該軟件也成為了最佳的空間數(shù)據(jù)管理中心。此外，Autodesk Map3D還使速度和性能提高到了全新的級別，讓用戶獲得前所未有的工作效率。該軟件具有易于使用的模式創(chuàng)建、數(shù)據(jù)映射和批量加載工具，有助于用戶簡化管理來自多種來源的復雜的區(qū)域海量數(shù)據(jù)集。

2.1 基于AutoCAD Map3D的采編一體化

航空攝影測量采編一體化就是將攝影測量的數(shù)據(jù)采集與編輯技術(shù)擴展到立體環(huán)境下，徹底改變過去數(shù)字攝影測量作業(yè)過程中地物三維采集與編輯環(huán)境分立的流程定勢，把編輯環(huán)節(jié)的工作提前到立體環(huán)境下同時進行，解決了采編分離所產(chǎn)生的各類問題，作業(yè)人員也不需要更換作業(yè)環(huán)節(jié)和作業(yè)習慣就能以原有的作業(yè)方式實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫的快速更新生產(chǎn)。

在AutoCAD Map3D的強大的編輯能力和開放性的支撐下，將立體測圖模塊與AutoCAD Map3D進行無縫協(xié)同，實現(xiàn)通過立體測圖模塊采集觀測的數(shù)據(jù)實時按照相應(yīng)符號樣式顯示在AutoCAD Map3D中，在AutoCAD Map3D對要素編輯后實時反映到立體測圖模塊中(如圖1所示)。

圖1 采編一體化技術(shù)框圖

2.2 基于AutoCAD Map3D的出圖建庫一體化

出圖數(shù)據(jù)的核心問題在于圖面表示，即按照圖式要求對地理內(nèi)容進行表達，出圖數(shù)據(jù)對屬性的表示有限，在制作出圖數(shù)據(jù)時通常會去掉一部分屬性，這樣就造成了地理信息的損失。唯有通過采用一體化數(shù)據(jù)生產(chǎn)平臺，首先生產(chǎn)出標準的建庫數(shù)據(jù)，再由軟件平臺根據(jù)不同要素的編碼屬性，結(jié)合不同比例尺的圖式要求，實現(xiàn)一鍵符號化，將表達地理地物實際情況的符號、線形和填充圖案等自動生成，制作成出圖數(shù)據(jù)，實現(xiàn)航空攝影測量出圖建庫一體化。

本文在AutoCAD Map3D上定制開發(fā)，利用Autodesk FDO作為空間數(shù)據(jù)庫訪問接口，設(shè)計了基于C/S模式的資源管理、定位和共享機制，在服務(wù)器端建立空間數(shù)據(jù)庫共享所有數(shù)據(jù)，管理員在服務(wù)端對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理?？梢愿淖円源蟹绞竭M行圖紙、表格和文字互提資料等信息轉(zhuǎn)抄傳遞、效率低和共享性差的缺點，實現(xiàn)了出圖建庫一體化(如圖2所示)。

圖2 圖庫一體化技術(shù)框圖

3 圖庫一體化數(shù)據(jù)生產(chǎn)模式設(shè)計

傳統(tǒng)的攝影測量管理體系是建立在自上而下監(jiān)督和自下而上匯報的基礎(chǔ)上的，需要大量人員之間的直接溝通。若中間任意環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會導致項目的實施中斷甚至終止。而且一旦出現(xiàn)問題，往往很難明確責任。圖庫一體化攝影測量系統(tǒng)依托計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)和工作流技術(shù)，建立了全新的數(shù)據(jù)生產(chǎn)模式。將數(shù)據(jù)生產(chǎn)和管理人員抽象成用戶，用戶的工作抽象成角色，通過系統(tǒng)為每個用戶分配相應(yīng)的角色，并利用數(shù)據(jù)庫全程記錄每個用戶的工作情況。使每個用戶只與數(shù)據(jù)庫打交道，從而避免了絕大部分的人員直接溝通，明確了每個人的責任，記錄了工作的過程，做到了有案可查。實現(xiàn)了數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程的自動控制，大大提高了數(shù)據(jù)生產(chǎn)效率，降低了管理成本。

3.1 用戶和角色管理

在一個組織或機構(gòu)內(nèi)部，具有某一資格的人才能承擔某項工作，而每一工作崗位也負有一定的責任，這就是崗位責任制。將這一思想引入到圖庫一體化攝影測量系統(tǒng)中，形成基于用戶和角色的安全管理模式(如圖3所示)。用戶與角色是使用權(quán)限的基本單位，每個生產(chǎn)和管理人員作為一個用戶，將數(shù)據(jù)生產(chǎn)的流程分為若干個功能，每個功能對應(yīng)一個角色，一個用戶可以擁有多個角色。設(shè)計一個可視化的界面，根據(jù)用戶的崗位和工作內(nèi)容，分配其對應(yīng)的角色。用戶進入系統(tǒng)時根據(jù)用戶的角色，系統(tǒng)加載該角色對應(yīng)的功能，用戶完成其本職工作，期間數(shù)據(jù)庫全程記錄用戶的工作情況，統(tǒng)籌整個工作進度。

圖3 用戶和角色管理

3.2 工作流設(shè)計

為了使生產(chǎn)業(yè)務(wù)過程中的信息流和數(shù)據(jù)流能夠在不同人員間流動，對企業(yè)內(nèi)部資源進行統(tǒng)一管理，將圖庫一體化攝影測量系統(tǒng)設(shè)計為基于C/S的分布式系統(tǒng)，根據(jù)攝影測量數(shù)據(jù)生產(chǎn)的業(yè)務(wù)流程建立了工作流，其內(nèi)容如下:

①由管理員將所有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器上。

②由項目負責人基于基礎(chǔ)測圖數(shù)據(jù)建立像對，并將像對分配到工程，工程分配到作業(yè)員。

③作業(yè)員領(lǐng)取項目的任務(wù)之后開始進行立體測圖，其中間過程由審圖員進行嚴格監(jiān)控，在每一個環(huán)節(jié)上面進行嚴格的質(zhì)量控制。④所有的測圖成果達到精度要求之后即可入庫。其業(yè)務(wù)工作流如圖4所示。

圖4 業(yè)務(wù)工作流

整個過程由管理員、項目負責人員、作業(yè)員、驗收員分工協(xié)作，任何一個環(huán)節(jié)上面的進度都可以實時查看。構(gòu)建了一個現(xiàn)代化的管理流程，使得整個項目順利進行，極大地提高了工作效率。

4 系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用效果

基于以上原理，在廣泛調(diào)研當前主流攝影測量系統(tǒng)優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，中鐵第四勘察設(shè)計院研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的圖庫一體化攝影測量系統(tǒng)，系統(tǒng)實現(xiàn)了作業(yè)管理一體化、采編一體化、測圖更新一體化、生產(chǎn)質(zhì)檢一體化和出圖建庫一體化。實際應(yīng)用表明，系統(tǒng)提高了作業(yè)效率一倍以上，大大精簡了業(yè)務(wù)流程，降低了管理成本，同時有效擴展了業(yè)務(wù)范圍。系統(tǒng)界面如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)界面

5 結(jié)論

根據(jù)當前信息化測繪的要求，提出了一種全新的數(shù)據(jù)生產(chǎn)與更新的作業(yè)模式，解決目前數(shù)據(jù)生產(chǎn)、數(shù)據(jù)更新中生產(chǎn)環(huán)節(jié)獨立、數(shù)據(jù)到應(yīng)用需經(jīng)過多步驟處理、存在大量冗余工作、效率低下的問題，保證數(shù)據(jù)快速更新、生產(chǎn)以及更好地后續(xù)利用。實現(xiàn)了作業(yè)管理一體化、采編一體化、測圖更新一體化、生產(chǎn)質(zhì)檢一體化、出圖建庫一體化。實際應(yīng)用表明，圖庫一體化攝影測量系統(tǒng)大大提高了作業(yè)效率，精簡了業(yè)務(wù)流程，擴展了業(yè)務(wù)范圍，是基礎(chǔ)測繪地理信息數(shù)據(jù)生成和更新的一次創(chuàng)新。

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