地理信息技術(shù)為國土資源服務(wù)——訪中國測繪科學(xué)院研究員、北京四維空間數(shù)碼科技有限公司副總經(jīng)理李學(xué)友

本刊記者 藍(lán)穎春

周曲泥石流災(zāi)后影像圖

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們已能夠迅速地采集到地理空間的幾何信息、物理信息和人文信息，并適時(shí)適地識別、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、傳輸、顯示并應(yīng)用這些信息，使它們進(jìn)一步為人類服務(wù)。

如今地理信息已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，并服務(wù)于我們的生活、工作。電子地圖、衛(wèi)星導(dǎo)航、遙感影像等，這些地理信息產(chǎn)業(yè)鏈上的新生事物正在創(chuàng)造奇跡。最近幾年，在“數(shù)字中國”和“數(shù)字城市”的推波助瀾下，我國各個(gè)領(lǐng)域幾乎都不同程度地在進(jìn)行地理信息相關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)集成、開發(fā)與建設(shè)。

為此，《地球》記者就地理信息技術(shù)在國土資源方面的應(yīng)用等問題，采訪了中國測繪科學(xué)院研究員、北京四維空間數(shù)碼科技有限公司副總經(jīng)理李學(xué)友。

《地球》：4月20日四川省雅安市蘆山縣7.0級地震，牽動(dòng)全國各地人們的心。在抗震救災(zāi)工作中，哪些地理信息技術(shù)發(fā)揮了作用？

李學(xué)友：無人機(jī)遙感具有實(shí)時(shí)對地觀測能力，可以低成本地獲取高時(shí)空分辨率的影像，因此在攝影測量與遙感領(lǐng)域有非常廣泛的應(yīng)用。尤其在應(yīng)急保障中，無人機(jī)遙感的靈活性使其具有很高的應(yīng)用價(jià)值。在抗震救災(zāi)中，無人機(jī)低空遙感數(shù)據(jù)具有高分辨率、高靈活性、高效率和低成本的優(yōu)勢， 給救援工作提供很大的幫助。但由于無人機(jī)影像后期處理軟件在處理影像時(shí)，需要耗掉大量的時(shí)間，無法在災(zāi)情出現(xiàn)的最短時(shí)間內(nèi)做出一張地質(zhì)災(zāi)害圖，影響了災(zāi)害的應(yīng)急救援時(shí)間。為此，我們開發(fā)了影像快速拼接技術(shù)，能快速的把無人機(jī)影像制成圖。

兩年前用我們的影像快速拼接技術(shù)，用了三個(gè)小時(shí)拼接三百幅影像，當(dāng)時(shí)已經(jīng)是最快的了。今年雅安地震時(shí)，國家測繪地理信息局緊急派往雅安市蘆山縣的無人機(jī)成功獲取到蘆山縣核心災(zāi)區(qū)太平鎮(zhèn)的首批高分辨率航空影像后，我們只用了1．4個(gè)小時(shí)趕制出了第一張?zhí)J山縣太平鎮(zhèn)震后無人機(jī)航拍影像圖，分辨率達(dá)到0．16米，用于指揮決策和搶險(xiǎn)救災(zāi)。

影像快速拼接技術(shù)在汶川地震、玉樹地震、舟曲泥石流、雅安地震以及甘肅岷漳地震時(shí)期都用于地質(zhì)災(zāi)害測繪圖的制作，在抗震救災(zāi)中發(fā)揮作用。

《地球》：國務(wù)院決定2013年至2015年開展第一次全國地理國情普查工作。在8月24日中國測繪科學(xué)研究院專門召開會(huì)議上，強(qiáng)調(diào)地理國情普查工作關(guān)系到測繪地理信息事業(yè)的發(fā)展未來，是測繪地理信息事業(yè)的一次重大變革。為此有哪些技術(shù)將服務(wù)于全國地理國情普查？

李學(xué)友：按照國家的工作部署要求，2015年底要全面完成地理國情普查工作及成果發(fā)布。這個(gè)工作量非常大，為了縮短時(shí)間提高工作效率，在地理國情普查影像圖制作方面我們開發(fā)出了地理國情遙感影像處理系統(tǒng)PixelGrid_Geo。這個(gè)系統(tǒng)有兩大技術(shù)優(yōu)勢，一個(gè)是弱交會(huì)條件下的大范圍影像快速糾正，僅利用少量控制點(diǎn)，即可實(shí)現(xiàn)大范圍影像（兩景及以上）在弱交會(huì)條件下的區(qū)域網(wǎng)平差。就是說以前我們要做影像圖，需要選出多個(gè)控制點(diǎn)，這些控制點(diǎn)不僅花費(fèi)大量的金錢，還要到實(shí)地去測量。而且不是所有的地方都能進(jìn)行實(shí)地測量，很多地方比如深山老林等危險(xiǎn)地區(qū)是不適合進(jìn)行實(shí)地測量。另外用這種辦法速度較慢，一天也做不了幾張圖，浪費(fèi)大量的人力、物力。這個(gè)技術(shù)，不但可以減少大量的控制點(diǎn)，又節(jié)省經(jīng)費(fèi)和時(shí)間，接邊的精度也很高。

另一個(gè)是就是基于已有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)DEM/DOM的正射影像快速糾正。實(shí)現(xiàn)高分辨率衛(wèi)星影像控制點(diǎn)的自動(dòng)提取，無需外業(yè)控制點(diǎn)，對影像進(jìn)行快速正射糾正。這是針對就是已經(jīng)有了的影像圖數(shù)據(jù)，比如一些地區(qū)有2011年以前的影像圖，也有以前的地表高低起伏的一些數(shù)據(jù)，如果有了這兩種數(shù)據(jù)，就可以用已有的兩種數(shù)據(jù)做出和以前精度相當(dāng)?shù)倪@樣一個(gè)影像，而且是自動(dòng)化的快速。

這兩個(gè)技術(shù)優(yōu)勢是更快更省，這也是我們地理國情遙感影像處理系統(tǒng)PixelGrid_Geo的優(yōu)勢?，F(xiàn)在地理中國普查各家都在用這個(gè)系統(tǒng)。

四川雅安市蘆山縣震后的無人機(jī)影像圖

在地理國情普查數(shù)據(jù)處理方面，我們專門針對地理國情普查開發(fā)了地理國情要素提取與解譯系統(tǒng)FeatureStation_GeoEX。

四川雅安地震無人機(jī)影像圖

FeatureStation_GeoEX又分為兩個(gè)子系統(tǒng)。一個(gè)地理國情要素提取子系統(tǒng)，一個(gè)地表要素覆蓋分類子系統(tǒng)。要素提取子系統(tǒng)包括文件轉(zhuǎn)換、要素采集、要素編輯、批處理、自動(dòng)接邊、拓?fù)涔ぞ摺z查、系統(tǒng)設(shè)置八個(gè)功能模塊，可以實(shí)現(xiàn)多源遙感影像智能解譯，出色的完成地理國情普查項(xiàng)目中基本要素提取的生產(chǎn)任務(wù)。

地表要素覆蓋分類子系統(tǒng)包括顯示操作、影像分割、特征提取、樣本采集、影像自動(dòng)分類和矢量編輯六個(gè)功能模塊，以實(shí)現(xiàn)遙感影像智能分類和典型要素自動(dòng)提取，使其應(yīng)用于地理國情地表覆蓋產(chǎn)品的快速輔助生產(chǎn)，可以出色的完成地理國情普查項(xiàng)目中基本要素覆蓋分類生產(chǎn)任務(wù)。國外的同類產(chǎn)品做完一個(gè)遙感影像分類需要十個(gè)小時(shí)，我們的地表要素覆蓋分類子系統(tǒng)只需要四十分鐘。

另外在價(jià)格方面，這套軟件比國外同類型軟件要低很多。而且FeatureStation_GeoEX是專門針對國家國家地理國情普查的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)自主開發(fā)。除了影像制作以外的數(shù)據(jù)制作這套軟件都可以有很好的應(yīng)用。

《地球》：國土資源信息化建設(shè)的八項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)之一就是抓好國土資源“一張圖”的建設(shè)。有哪些技術(shù)支持“一張圖”建設(shè)？

李學(xué)友：針對國土資源信息化重點(diǎn)任務(wù)——國土資源“一張圖”建設(shè)，我們提供數(shù)字國土“一張圖”信息服務(wù)平臺iDLand。iDLand有五大業(yè)務(wù)系統(tǒng)：地政業(yè)務(wù)管理應(yīng)用系統(tǒng)，包括項(xiàng)目審批、動(dòng)態(tài)監(jiān)測、基本農(nóng)田保護(hù)、地籍管理等；礦政業(yè)務(wù)管理應(yīng)用系統(tǒng)，括礦產(chǎn)資源管理、采礦權(quán)管理、探礦權(quán)管理等；測政業(yè)務(wù)管理應(yīng)用系統(tǒng)，包括基礎(chǔ)測繪管理、測量標(biāo)志管理、測繪資質(zhì)管理等；地質(zhì)環(huán)境業(yè)務(wù)管理應(yīng)用系統(tǒng)，包括地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急、災(zāi)害預(yù)警、地質(zhì)遺跡保護(hù)、礦山環(huán)境治理等；綜合事務(wù)管理系統(tǒng)包括國土資源執(zhí)法、辦公自動(dòng)化等。

Dland以“統(tǒng)籌規(guī)劃、城鄉(xiāng)一體、全域覆蓋”為理念，根據(jù)一張圖“管土地、管城鄉(xiāng)、管產(chǎn)業(yè)”的思路，搭建“一張圖”綜合信息平臺。它的建設(shè)目標(biāo)主要有：

基于統(tǒng)一的地理空間框架，涵蓋土地資源、礦產(chǎn)資源、地質(zhì)環(huán)境等國土資源基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和專題數(shù)據(jù)，建立并更新國土資源“一張圖”數(shù)據(jù)庫；可以全面、及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握國土資源的真實(shí)現(xiàn)狀，為國土資源業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)，對國土資源規(guī)劃、保護(hù)和開發(fā)利用情況進(jìn)行全程監(jiān)管，同時(shí)為各級政府部門、企事業(yè)單位和個(gè)人提供多用途、多功能的數(shù)據(jù)共享和信息服務(wù)。

以“一張圖”綜合信息平臺為載體，一方面大力調(diào)整和簡化工作流程，壓縮行政審批環(huán)節(jié)，切實(shí)提高工作效率；同時(shí)大力推行政務(wù)公開，更好地服務(wù)和方便群眾，暢通群眾舉報(bào)投訴渠道，接受社會(huì)各界的監(jiān)督，不斷改進(jìn)和提高國土資源管理隊(duì)伍的工作能力，切實(shí)提高行政管理效能。

基于“一張圖”數(shù)據(jù)庫，搭建資源監(jiān)管、行政監(jiān)察、土地執(zhí)法、應(yīng)急指揮、數(shù)據(jù)共享、社會(huì)服務(wù)等六大信息平臺，全面提升國土資源監(jiān)管、決策和服務(wù)能力。

為了實(shí)現(xiàn)基于“一張圖”的國土資源電子政務(wù)平臺的相關(guān)要求，將在平臺的設(shè)計(jì)、實(shí)施、部署等軟件生命周期中，采取三條總體技術(shù)路線，一是系統(tǒng)采用組件式設(shè)計(jì)，方便和其他組件的組合，方便以后系統(tǒng)功能的擴(kuò)展和提高系統(tǒng)的復(fù)用度。二是系統(tǒng)架構(gòu)采用先進(jìn)的三層分布式應(yīng)用體系架構(gòu)，將用戶界面、業(yè)務(wù)邏輯與數(shù)據(jù)資源進(jìn)行分離。在客戶端的具體實(shí)現(xiàn)上根據(jù)不同的應(yīng)用場景采用不同的技術(shù)實(shí)現(xiàn)策略。三是在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上，全面結(jié)合在應(yīng)用中得到驗(yàn)證的成熟組件和成熟模塊，用組件化、參數(shù)化、模式化、集成化等先進(jìn)構(gòu)造思想，構(gòu)建靈活、健壯、高效、穩(wěn)定的國土資源電子政務(wù)系統(tǒng)。