淺析應(yīng)急數(shù)據(jù)快速處理系統(tǒng)

鄭巍

（遼寧省自然資源事務(wù)服務(wù)中心，遼寧沈陽 110032）

應(yīng)急測繪，顧名思義，就是需要在規(guī)定的時間段內(nèi)提供滿足需求的應(yīng)急產(chǎn)品。目前基礎(chǔ)測繪產(chǎn)品質(zhì)量控制體系設(shè)置，工序流程較長，自動化程度低，不支持多模式的應(yīng)急測繪工作，處理數(shù)據(jù)速度和處理靈活性遠遠不能滿足應(yīng)急工作的需要。所以開展應(yīng)急數(shù)據(jù)快速處理系統(tǒng)研究與建設(shè)顯得尤為必要，這樣就能夠在突發(fā)事件發(fā)生后，第一時間獲取到各類型原始數(shù)據(jù)，通過相應(yīng)的幾何糾正、高程地理信息提取、融合勻光勻色、集成分析提取等處理和分析，形成直觀、清晰、專業(yè)的應(yīng)急測繪產(chǎn)品，提供有關(guān)單位使用。

一、系統(tǒng)組成

應(yīng)急數(shù)據(jù)快速處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)主要包括各類傳感器獲取的影像數(shù)據(jù)，不同傳感器數(shù)據(jù)的處理能力和流程差異較大。結(jié)合應(yīng)急測繪服務(wù)保障的需要，應(yīng)急數(shù)據(jù)快速處理系統(tǒng)由5個子系統(tǒng)組成：航空遙感影像應(yīng)急處理子系統(tǒng)、傾斜攝影應(yīng)急處理子系統(tǒng)、衛(wèi)星遙感影像應(yīng)急處理子系統(tǒng)、應(yīng)急地理信息提取子系統(tǒng)和地理信息空間分析子系統(tǒng)（圖1）。

圖1 應(yīng)急數(shù)據(jù)快速處理系統(tǒng)組成

1.航空遙感影像應(yīng)急處理子系統(tǒng)

具備處理常規(guī)不同幅面畫幅數(shù)碼面陣航空影像數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)的能力，按需及時提供不同應(yīng)急救援階段的應(yīng)急測繪產(chǎn)品，包括快速拼接影像、數(shù)字正射影像、數(shù)字高程模型等應(yīng)急成果，支持應(yīng)急模式不同階段快速生產(chǎn)流程。

航空遙感影像應(yīng)急處理子系統(tǒng)相對于常規(guī)航空遙感影像獲取與處理，具備快速處理與精細處理兩種功能，其中與常規(guī)航空遙感影像處理不同的是，為了加快快速處理過程，同時滿足相應(yīng)的測量精度要求，首次提出了免像控低空遙感技術(shù)，采用RTK與PPK相結(jié)合，提供高精度POS數(shù)據(jù)，在對測區(qū)不做像控的條件下，使其輸出數(shù)字正射影像也能滿足精度要求，支持應(yīng)急數(shù)據(jù)生產(chǎn)。

2.傾斜攝影應(yīng)急處理子系統(tǒng)

具備處理傾斜攝影獲取的航空影像數(shù)據(jù)的能力，利用計算機多視幾何理論，能夠進行傾斜攝影空三加密、影像快速糾正和拼接、三維模型提取等。

傾斜攝影應(yīng)急處理子系統(tǒng)相對于常規(guī)傾斜影像獲取與處理，提出了利用計算機多視幾何理論，共線條件方程不再按泰勒級數(shù)展開，所有計算均按代數(shù)幾何的方法直接矩陣進行，沒有線性化處理過程，可以輸出測區(qū)的三維模型，豐富應(yīng)急測繪數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

3.衛(wèi)星遙感影像應(yīng)急處理子系統(tǒng)

具備處理各種傳感器衛(wèi)星遙感影像處理的能力，按需及時提供不同應(yīng)急救援階段的應(yīng)急測繪產(chǎn)品。

衛(wèi)星遙感影像應(yīng)急處理子系統(tǒng)相對于常規(guī)衛(wèi)星遙感影像獲取與處理，采用了云服務(wù)平臺系統(tǒng)，具備海量數(shù)據(jù)接收管理和查詢功能，并且基于PCI-GXL的批量數(shù)據(jù)處理功能，達到了快速響應(yīng)，并保證高精度、高效率、高質(zhì)量的衛(wèi)星遙感影像應(yīng)用于應(yīng)急測繪保障。

4.應(yīng)急地理信息提取子系統(tǒng)

基于遙感數(shù)據(jù)和災(zāi)情地區(qū)基礎(chǔ)地理信息成果，通過提供多用戶協(xié)同提取、半自動輔助提取、變化監(jiān)測等多種手段，具有快速確定受災(zāi)區(qū)域位置、范圍、各類地物受影響或損毀情況的能力。

應(yīng)急地理信息提取子系統(tǒng)可通過監(jiān)督分類或非監(jiān)督分類等方法，采用全自動或半自動提取方式，雖然提取算法與方式上與常規(guī)地理信息提取基本一致，但是應(yīng)急地理信息提取子系統(tǒng)更專注于快速確定受災(zāi)區(qū)位置、范圍以及各類地物受影響情況，能夠及時反饋受災(zāi)區(qū)相關(guān)地理信息，給減災(zāi)救災(zāi)提供地理信息保障服務(wù)。

5.地理信息空間分析子系統(tǒng)

采用空間統(tǒng)計與空間分析相結(jié)合的手段，針對不同類型災(zāi)害開展應(yīng)急測繪地理信息統(tǒng)計分析工作，為各類用戶及時提供應(yīng)急測繪地理信息空間統(tǒng)計報表、空間分析報告等。

地理信息空間分析子系統(tǒng)可采用形態(tài)分析、覆蓋分析、鄰域分析、連接分析等技術(shù)手段，以區(qū)域化變量為基礎(chǔ)，借助變異函數(shù)，研究具有空間相關(guān)性的不同類型災(zāi)害的空間位置與屬性特征，為減災(zāi)救災(zāi)及時提供應(yīng)急測繪地理信息空間統(tǒng)計報表、空間分析報告等。

二、系統(tǒng)流程

應(yīng)急數(shù)據(jù)快速處理系統(tǒng)分三個階段（圖2）。

1.應(yīng)急數(shù)據(jù)快速（急速）處理階段

主要滿足各專業(yè)應(yīng)急救援機構(gòu)開展應(yīng)急準(zhǔn)備和應(yīng)急決策對各種現(xiàn)場影像快速處理的需要。災(zāi)后現(xiàn)場影像等數(shù)據(jù)獲取后，完成獲取影像快速拼接，生產(chǎn)災(zāi)區(qū)的災(zāi)情現(xiàn)場影像圖，根據(jù)實際需要，生產(chǎn)災(zāi)區(qū)的應(yīng)急數(shù)字正射影像和應(yīng)急數(shù)字高程模型或應(yīng)急數(shù)字地表模型數(shù)據(jù)，生產(chǎn)災(zāi)區(qū)的大范圍立體影像數(shù)據(jù)。

2.應(yīng)急數(shù)據(jù)精細處理階段

利用各種參考信息或少量的人機交互作業(yè)，生產(chǎn)精度更高的災(zāi)區(qū)影像、數(shù)字高程模型和三維實景影像產(chǎn)品，主要滿足應(yīng)急救援和災(zāi)情評估階段的需要。如增加少量的控制信息或利用嚴(yán)格的空三加密處理，提高數(shù)字正射影像和數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)的幾何精度和成果質(zhì)量。

3.應(yīng)急地理信息提取階段

通過災(zāi)前災(zāi)后影像對比、矢量與現(xiàn)勢影像對比等分析，結(jié)合部分半自動、自動化工具，提取災(zāi)區(qū)損毀情況及災(zāi)害體、次生災(zāi)害的位置、范圍及分布情況。在此基礎(chǔ)上，基于統(tǒng)計方法和空間分析模型，對災(zāi)害地理信息變化狀況進行統(tǒng)計，分析各類地物受影響情況及其空間分布特征，形成圖、表、報告形式的災(zāi)情統(tǒng)計分析成果。

圖2 應(yīng)急數(shù)據(jù)快速處理系統(tǒng)流程

三、結(jié)語

測繪地理信息在突發(fā)事件應(yīng)急處置和防災(zāi)減災(zāi)中具有不可或缺的重要作用，成為了解災(zāi)情、指揮決策、搶險救災(zāi)、應(yīng)對突發(fā)事件的科學(xué)工具和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，上述對應(yīng)急數(shù)據(jù)快速處理系統(tǒng)的組成和流程的分析是基于本人長期的工作經(jīng)驗總結(jié)，希望對同行建立應(yīng)急數(shù)據(jù)快速處理系統(tǒng)提供一定的借鑒和參考。