基于數(shù)字攝影測量的地理信息數(shù)據(jù)庫更新方法設(shè)計

盧 征

（河南省有色測繪有限公司，河南 鄭州 450052）

數(shù)字攝影測量系統(tǒng)在國外稱為Digital Photogrammetry System，其縮寫為DPS。它是一種將現(xiàn)代化數(shù)字攝影測量作為基本原理，運用計算機與多媒體系統(tǒng)技術(shù)從所拍影像中獲取各種各樣的幾何信息且使用數(shù)字方式表達的測量系統(tǒng)。數(shù)字攝影測量的地理信息數(shù)據(jù)庫技術(shù)在地質(zhì)地貌測量、地形地勢規(guī)劃和地學信息系統(tǒng)（Geographic Information System，簡稱GIS）中扮演著越來越不可替代的角色，已經(jīng)成為工作人員調(diào)查地質(zhì)地貌和獲取GIS數(shù)據(jù)的一種關(guān)鍵技術(shù)[1]。

礦山地質(zhì)地形調(diào)查與采礦工作的相關(guān)人員通過詳細勘測和探究發(fā)現(xiàn)，提升礦石地質(zhì)勘測技術(shù)水平在一定程度上可以合理解決因礦產(chǎn)資源匱乏而產(chǎn)生的環(huán)境問題。

目前，我國的礦產(chǎn)資源勘查技術(shù)和找礦技術(shù)與歐美等發(fā)達國家相比還有很大差距，但是我國礦產(chǎn)資源蘊藏量巨大，僅次于美國和俄羅斯，居于世界第三位，供工作人員地質(zhì)勘查的范圍很大。此外，礦產(chǎn)資源的地質(zhì)勘查工作較為繁瑣，包含有許多工作流程，各個工作流程中技術(shù)人員所采用技術(shù)工具的先進與否與地質(zhì)勘查工作的質(zhì)量有著密切的聯(lián)系，因此探究地理信息數(shù)據(jù)庫動態(tài)更新方法的理論意義和現(xiàn)實意義重大。

1 數(shù)字攝影測量的概述

數(shù)字攝影測量是攝影測量方法不斷進步的一個重要表現(xiàn)，它可以顯示出原先采用的攝影測量技術(shù)無法顯示的優(yōu)越性。這種方法能夠合理有效地處理、分析各種各樣的信息。與此同時，將該方法運用到內(nèi)部作業(yè)處理過程中會呈現(xiàn)出較高水平的自動化特性。此外，數(shù)字攝影測量的最終成果便于人們使用、錄入和編輯。

一般來說，數(shù)字攝影測量系統(tǒng)的數(shù)字圖像的定向工作分為以下幾個部分：確定內(nèi)部方向，確定相對方向和確定絕對方向，在整個過程中這三個部分分別扮演著不同的角色。確定內(nèi)部方向的目的在于將掃描坐標系和圖像坐標系之間的聯(lián)系建立起來[2]。

確定相對方向是使用影像自動配對的計算方法自行判斷出三維數(shù)字影像中的相對定向點影像的x、y、z數(shù)值。第三個階段確定絕對方向是運用已經(jīng)知道的控制點的圖像坐標數(shù)值和確定內(nèi)部方向的參數(shù)值算出控制點在地面坐標系統(tǒng)中的坐標值。

在實際操作過程中，數(shù)字攝影測量工作始終遵循這三個步驟來合理安排。它們之間的密切合作使得攝影量測工作可以獲得準確的數(shù)據(jù)信息，從而為項目的運轉(zhuǎn)提供可靠的依據(jù)。

2 基于數(shù)字攝影測量的地理信息數(shù)據(jù)庫更新方法設(shè)計

隨著地理信息系統(tǒng)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，各項建設(shè)對地理信息數(shù)據(jù)的精確性和現(xiàn)勢性提出了更高的要求[3]。當前，地理信息數(shù)據(jù)庫動態(tài)更新的速率已大大落后于現(xiàn)代交通、地質(zhì)勘查、建筑工程測繪等的發(fā)展速率，這是我們亟待解決的一個重要問題。

數(shù)據(jù)的快速、動態(tài)更新是推動地理信息數(shù)據(jù)庫迅速發(fā)展的關(guān)鍵因素。因此，采用先進的技術(shù)積極推動地理信息數(shù)據(jù)庫的持續(xù)、快速更新，可以為經(jīng)濟社會發(fā)展和城市化建設(shè)提供更為科學、合理的數(shù)據(jù)信息。

2.1 圖像屬性數(shù)據(jù)的獲取和入庫模塊

Bentley工程軟件系統(tǒng)有限公司開發(fā)的基礎(chǔ)CAD軟件MicroStation下的開發(fā)語言和基礎(chǔ)擴展是以Coup、Geovecnect為基礎(chǔ)發(fā)揮功能的[4]。

首先在軟件菜單欄上選取恰當?shù)木幋a以后，根據(jù)MPE的數(shù)據(jù)分組模式和存儲標準收集更新完的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)錄入這一步采用的工具箱是Geovernect工具箱下的BulkLoad下載快捷鍵。由于BulkLoad下載快捷鍵在可視化和應(yīng)用過程中存在很多不足之處，無法快速、高效地完成多個文件批處理，因而我們使用VisualBasic編程軟件中的BulkLoad下載快捷鍵，來彌補上述軟件中存在的問題。

2.2 矢量測圖

將原始的那一版矢量數(shù)據(jù)投影到三維圖像上，并根據(jù)三維圖像資料更新已經(jīng)發(fā)生了變動的地球表面覆蓋物體和地勢地貌的有關(guān)數(shù)據(jù)。

工作人員應(yīng)當遵循先內(nèi)部后外部的排除規(guī)則，先對地球表面覆蓋物體的地理信息進行內(nèi)部評價，再對地勢地貌等的地理信息進行外部評價。工作人員在內(nèi)部評價的過程中要盡可能準確地判讀出地球表面覆蓋物體的相關(guān)信息，減小外部評價的工作量[5]。采集數(shù)據(jù)信息時，應(yīng)當及時收集發(fā)生變動的地球表面覆蓋物體的相關(guān)信息，并刪除掉原始數(shù)據(jù)，便于確保更新的信息與原始信息二者之間具有正確的關(guān)系，修正和更改等高線、補測高程點，讓它們和三維圖像數(shù)據(jù)信息保持一致。

2.3 圖像拼接

圖像接合是一項將兩個或多個數(shù)字圖像接合成一整個圖像的技術(shù)工作。圖像接合有圖像數(shù)據(jù)的手動接合和自動接合兩種方式[6]。

圖像自動接合是兩張影像依據(jù)自身影像上的相同接合點相連接到一起的一種方法，該方法在使用的過程中存在的重要缺陷是不能避免居住區(qū)的第二次分裂，這種狀況在較大比例尺地圖的具有正射投影性質(zhì)的遙感影像接合過程中尤為顯著。圖像手動接合是將兩張圖像上都依據(jù)規(guī)范手動畫上剪裁線，再把這兩張圖像拼接成一整張圖像的一種方法。該方法能夠有效地解決拼接過程中因剪裁線不吻合造成的問題。

3 地理信息數(shù)據(jù)庫更新的技術(shù)特點

基于數(shù)字攝影測量的地理信息數(shù)據(jù)庫更新設(shè)計具有如下幾個技術(shù)特點：

（1）關(guān)鍵數(shù)據(jù)動態(tài)更新與全部數(shù)據(jù)動態(tài)更新相協(xié)同。依據(jù)城市化建設(shè)與人們生活的息息相關(guān)程度、使用者實際使用需要等明確關(guān)鍵數(shù)據(jù)，每年都現(xiàn)勢更新關(guān)鍵數(shù)據(jù)，在固定時間全面更新非關(guān)鍵數(shù)據(jù)。這樣不僅可以滿足人們對關(guān)鍵信息的迫切需要，還可以滿足人們對非關(guān)鍵數(shù)據(jù)的需要[7]。

（2）數(shù)據(jù)級變量式更新：與傳統(tǒng)模式的完全更新不同，地理信息數(shù)據(jù)庫動態(tài)更新運用變量更新的方法，在整個更新的進程中，標記更新變更數(shù)據(jù)，記載更新狀況和更新時點，僅僅對有變動的數(shù)據(jù)進行更新、檢驗、提交匯報、建立數(shù)據(jù)庫。這種模式在很大程度上提升了數(shù)據(jù)更新的速率，有利于對不同時相數(shù)據(jù)進行處理與分析。

（3）實現(xiàn)多個地理信息數(shù)據(jù)庫之間的聯(lián)合變動更新：尋找多個數(shù)據(jù)庫之間的關(guān)系，并依據(jù)它們之間的關(guān)系實現(xiàn)快速聯(lián)合變動更新，以此來確保多個數(shù)據(jù)庫之間相互配合。以核心信息庫為依據(jù)，更新衍生的信息庫，有效地提升更新的機械化程度和速率。

4 結(jié)語

綜上所述，原先所采用的地理信息數(shù)據(jù)庫動態(tài)更新方法的費用較大、耗時較長，沒有辦法達到現(xiàn)實生產(chǎn)的要求。在此基礎(chǔ)上，基于數(shù)字攝影測量研究動態(tài)更新地理信息數(shù)據(jù)庫的方法。

地理信息數(shù)據(jù)庫的動態(tài)更新為社會、經(jīng)濟和城市化的快速發(fā)展提供了實時數(shù)據(jù)。

因此，有必要不斷優(yōu)化和改進智能變動檢查、自動增量采集與編輯、交叉尺度聯(lián)合變動更新、多類型聯(lián)合變動更新等主要技術(shù)手段。與此同時，要進一步完善數(shù)據(jù)信息共同分享和服務(wù)技術(shù)，穩(wěn)步推進更新自動化和服務(wù)實時化目標的實現(xiàn)。