姚麗麗

（遼寧地質(zhì)工程職業(yè)學(xué)院 遼寧省丹東市 118008）

2022年7月29日，遙感三十五號03 組衛(wèi)星在我國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空，自2006年至今我國已發(fā)射近40 余顆遙感衛(wèi)星，航天遙感技術(shù)日趨成熟，同時隨著無人機(jī)航測技術(shù)的飛速發(fā)展，低空遙感的應(yīng)用也越來越普及，航空與衛(wèi)星遙感技術(shù)主要用于國土普查、城市規(guī)劃、土地確權(quán)、路網(wǎng)設(shè)計、農(nóng)作物估產(chǎn)和防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域。隨著航空與衛(wèi)星遙感影像獲取方式日新月異，由此形成了大量的影像數(shù)據(jù)，因此在遙感產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的同時，也產(chǎn)生了大量的影像管理工作，這項工作并且越來越引起測繪行業(yè)的關(guān)注。自高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項（簡稱高分專項）被列為國家重大科技專項以來，數(shù)據(jù)管理更是成為熱門話題。很多數(shù)據(jù)分發(fā)單位建立了自有的影像數(shù)據(jù)管理平臺，資源衛(wèi)星應(yīng)用中心、衛(wèi)星測繪應(yīng)用中心等單位提供了對外的影像查詢檢索平臺。各類檢索平臺，一方面滿足了測繪企事業(yè)單位內(nèi)部對影像管理、分發(fā)的需求，另一方面也方便數(shù)據(jù)的外部調(diào)用，極大地發(fā)揮了影像數(shù)據(jù)的使用價值[1]。

根據(jù)我國各省“數(shù)字城市”、“智慧城市”的建設(shè)要求，各市級地理信息共享服務(wù)平臺以長期積累的基礎(chǔ)地理空間信息資源為基礎(chǔ)，對這些呈分布式和異構(gòu)化的地理信息數(shù)據(jù)資源進(jìn)行組織和管理，在多重與不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對各種各樣的地理信息資源進(jìn)行整合共享，實現(xiàn)各類信息在線服務(wù)。其中的航空與衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)以其內(nèi)容豐富、獲取方便等特點，是共享服務(wù)平臺的重要內(nèi)容，需要將大批量影像數(shù)據(jù)入庫并實現(xiàn)在線管理。

目前，隨著我國大部分省市國土資源部門已經(jīng)存儲和管理了自50年代以來，不同時期的原始和成果影像。但因為影像數(shù)據(jù)多以開展的項目形式進(jìn)行歸檔，分別存儲在不同的磁帶和硬盤中，不便于對其進(jìn)行科學(xué)化的查詢、檢索和管理。日積月累，影像數(shù)據(jù)不斷的增加，使得對影像數(shù)據(jù)的保管、檢索、分發(fā)、應(yīng)用的壓力越來越大，讓影像數(shù)據(jù)的科學(xué)價值不能體現(xiàn)，與此同時，各個部門對影像數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求不斷多樣化[2]。

基于上述原因，開發(fā)航天航空影像數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的科學(xué)意義有如下三點。

（1）實現(xiàn)對大批量航天航空影像數(shù)據(jù)的科學(xué)、高效的管理和使用。

（2）滿足數(shù)據(jù)加工中心盤活影像檔案，最大限度發(fā)揮影像資產(chǎn)使用價值。

（3）提升影像數(shù)據(jù)使用的精準(zhǔn)化服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大數(shù)據(jù)支撐能力。

1 影像數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

目前國內(nèi)中東部、南方等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的部分城市已經(jīng)開展關(guān)于影像數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)方面的開發(fā)，《一站式”遙感影像管理與共享平臺設(shè)計與實現(xiàn)》文中提到，福建省基礎(chǔ)地理信息中心基于多源遙感影像管理平臺的服務(wù)鏈，提出并建立統(tǒng)一地理信息標(biāo)準(zhǔn)的多源遙感元數(shù)據(jù)處理方法，搭建多源遙感影像管理平臺，并在平臺上嘗試以服務(wù)為驅(qū)動，整合多類需求、服務(wù)和數(shù)據(jù)，構(gòu)建服務(wù)鏈，實現(xiàn)遙感影像數(shù)據(jù)的在線實時處理。而我省目前各市區(qū)國土資源規(guī)劃部門，針對大批量遙感影像數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的開發(fā)尚處于探討研究階段。

2 航空與衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的需求分析

目前，測繪行業(yè)中的影像數(shù)據(jù)主要分為航空影像數(shù)據(jù)與衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，通過調(diào)研，了解到我省各市國土資源部門對數(shù)據(jù)的管理功能主要有以下幾點需求。

2.1 原始航片管理

需要實現(xiàn)原始航片管理，通過本地數(shù)據(jù)庫存儲，不進(jìn)行對外共享[3]。數(shù)據(jù)類型包括地形數(shù)據(jù)和傾斜攝影測量數(shù)據(jù)。

2.2 空三數(shù)據(jù)

需要實現(xiàn)航空相片空三成果數(shù)據(jù)管理。

2.3 原始衛(wèi)星影像

需要利用影像管理系統(tǒng)實現(xiàn)原始衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)管理，包括多種傳感器影像，如SPOT，IKONOS，以及資源三號影像數(shù)據(jù)。該部分?jǐn)?shù)據(jù)需要實現(xiàn)在線共享。

2.4 航片及衛(wèi)星正射影像成果

只考慮1:2000 的正射分幅數(shù)據(jù)管理，配套數(shù)據(jù)有CAD 接幅表以及掃描的PDF 驗收報告。該部分?jǐn)?shù)據(jù)需要通過多源遙感影像共享服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行在線共享，提供給需要的相關(guān)單位部門使用。

3 航空與衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的系統(tǒng)功能

系統(tǒng)功能如圖1。

圖1：系統(tǒng)功能

3.1 多源遙感影像管理系統(tǒng)（C/S端）

多源遙感影像管理系統(tǒng)是面向中心內(nèi)部數(shù)據(jù)管理人員的系統(tǒng)。該系統(tǒng)采取C/S 的模式，對接相應(yīng)項目業(yè)務(wù)實施過程，在ArcMap 軟件上構(gòu)成。它的主要功能包括影像數(shù)據(jù)的建庫、影像數(shù)據(jù)入庫、元數(shù)據(jù)編輯與統(tǒng)計等，用于滿足遙感影像庫的常態(tài)化應(yīng)用與管理。

3.2 多源遙感影像共享服務(wù)系統(tǒng)（B/S端）

多源遙感影像共享服務(wù)系統(tǒng)是面向內(nèi)部人員和外網(wǎng)用戶使用的B/S 系統(tǒng)。根據(jù)用戶使用權(quán)限，可對用戶提供影像數(shù)據(jù)的查詢、檢索、顯示、下載和共享等功能，同時也可為高等級的遙感影像分析工作提供強(qiáng)大的支撐[4]。

4 航空與衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的研究技術(shù)路線

本系統(tǒng)的核心研究內(nèi)容主要包括多源遙感影像數(shù)據(jù)庫建設(shè)、多源遙感影像管理系統(tǒng)、多源遙感影像共享服務(wù)系統(tǒng)三大模塊，具體技術(shù)路線如下。

4.1 多源遙感影像數(shù)據(jù)庫建設(shè)

基于ArcGIS 企業(yè)級空間數(shù)據(jù)庫和成熟先進(jìn)的鑲嵌數(shù)據(jù)集模型，建成滿足多源遙感影像元數(shù)據(jù)規(guī)范的影像成果庫。

4.2 多源遙感影像管理系統(tǒng)

多源遙感影像管理系統(tǒng)是面向中心內(nèi)部數(shù)據(jù)管理人員的系統(tǒng)。它的主要功能包括影像數(shù)據(jù)的建庫、影像數(shù)據(jù)入庫、元數(shù)據(jù)編輯與統(tǒng)計等，用于滿足常的影像庫使用和管理。系統(tǒng)采用C/S 模式，緊密結(jié)合業(yè)務(wù)流程，在ArcMap 軟件上建成。

4.3 多源遙感影像共享服務(wù)系統(tǒng)

多源遙感影像共享服務(wù)系統(tǒng)是面向內(nèi)部人員和外網(wǎng)用戶使用的B/S 系統(tǒng)。根據(jù)用戶使用權(quán)限，可對用戶提供影像數(shù)據(jù)的查詢、檢索、顯示、下載和共享等功能，同時也可為高等級的遙感影像分析工作提供強(qiáng)大的支撐。

5 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)

本系統(tǒng)屬于應(yīng)用技術(shù)研究，主要提供影像數(shù)據(jù)的管理與共享服務(wù)功能，預(yù)期達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

表1：預(yù)期達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)

6 航空與衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的實施與完成

6.1 影像數(shù)據(jù)庫建設(shè)

利用面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型GeoDatabase 和鑲嵌數(shù)據(jù)集的形式將海量影像存儲在地理數(shù)據(jù)庫中，分別建立原始影像庫、成果影像庫以及航片成果數(shù)據(jù)庫。

原始影像庫為用戶獲取到的最初影像，主要包括原始衛(wèi)片影像。原始影像按照傳感器類型進(jìn)行分類，包括GF 系列、ZY3 系列、天繪系列、SPOT 系列、Worldview 及其他影像數(shù)據(jù)類型[5]。成果影像庫是對原始影像進(jìn)行數(shù)字正射生產(chǎn)后的正射成果影像進(jìn)行建庫管理，正射成果影像需經(jīng)過正射糾正、影像拼接、色彩融合、色彩勻色、影像壓縮、影像金字塔建立和瓦片生成等處理，可與其他矢量地理信息疊加表現(xiàn)。航片成果數(shù)據(jù)庫主要是針對攝區(qū)范圍，提取攝區(qū)名稱、攝區(qū)編號、攝影方式、影像類型、航攝單位等信息。

6.2 海量影像數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

已完成C/S 端海量影像數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的功能開發(fā)任務(wù)，其功能主要包括影像建庫、影像入庫、元數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)刪除、基于任務(wù)的數(shù)據(jù)實時更新等功能。

6.2.1 影像目錄樹

影像目錄樹提供系統(tǒng)最為核心的數(shù)據(jù)管理功能，其中涵蓋本地影像數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，數(shù)據(jù)的導(dǎo)入等幾大能力。

6.2.2 海量影像建庫工具

創(chuàng)建滿足元數(shù)據(jù)規(guī)范的鑲嵌數(shù)據(jù)集。用戶可以指定鑲嵌數(shù)據(jù)集投影、波段等信息。

6.2.3 海量影像入庫工具

批量的將原始影像、成果影像等進(jìn)行入庫管理。如果存在符合規(guī)范的元數(shù)據(jù)文件，在入庫過程中自動解析元數(shù)據(jù)文件，并更新影像庫中對應(yīng)的元數(shù)據(jù)字段。

6.2.4 影像入庫工具擴(kuò)展

針對中心影像數(shù)據(jù)的類型，定制資源3 系列、高分系列、天繪等常用傳感器類型的入庫。對于多種壓縮格式的tar 包數(shù)據(jù)實現(xiàn)元數(shù)據(jù)信息提取、入庫。

6.2.5 元數(shù)據(jù)編輯工具

元數(shù)據(jù)編輯工具可以添加、編輯、復(fù)制和刪除影像元數(shù)據(jù)屬性值。

6.2.6 元數(shù)據(jù)影像數(shù)據(jù)瀏覽

基于ArcMap 平臺提供元數(shù)據(jù)/影像數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息瀏覽和顯示功能。

6.2.7 元數(shù)據(jù)影像數(shù)據(jù)刪除工具

此功能提供對鑲嵌數(shù)據(jù)集中元數(shù)據(jù)/影像數(shù)據(jù)的刪除功能。

6.2.8 影像快視圖輸出

系統(tǒng)提供了快視圖輸出工具，通過讀取本地數(shù)據(jù)庫，檢查影像路徑，分?jǐn)?shù)據(jù)類型進(jìn)行快視圖的快速輸出。每次出快視圖之前會對更新任務(wù)做檢查，支持由于前一次任務(wù)突然關(guān)閉，沒有全部生成完畢，下一次點擊快視圖輸出時，則根據(jù)上一次的輸出情況完成剩余影像的輸出。

6.2.9 系統(tǒng)設(shè)置

系統(tǒng)運行前，需提前設(shè)置好影像入庫管理底圖、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫路徑、本地數(shù)據(jù)庫配置、本地庫入庫工具設(shè)置和快視圖等模塊路徑，系統(tǒng)提供了系統(tǒng)設(shè)置模塊進(jìn)行路徑配置。

6.3 海量影像數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)

已完成B/S 端海量影像數(shù)據(jù)共享服務(wù)系統(tǒng)的功能開發(fā)任務(wù)，包括系統(tǒng)概覽、影像查詢、影像對比、訂單管理、用戶管理、日志管理。

6.3.1 系統(tǒng)概覽

提供全部影像數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)概覽信息查詢?？梢酝ㄟ^影像類型、影像采集時間、分辨率、傳感器類型等元數(shù)據(jù)信息實現(xiàn)數(shù)據(jù)檢索。

6.3.2 影像查詢

提供全部影像數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)聯(lián)合查詢?？梢愿鶕?jù)空間幾何位置框選等方式實現(xiàn)影像檢索，也可以通過傳感器類型、影像采集時間等元數(shù)據(jù)信息實現(xiàn)數(shù)據(jù)檢索。

6.3.3 影像對比

實現(xiàn)同期影像雙屏對比。

6.3.4 用戶管理

實現(xiàn)用戶管理相關(guān)的功能，具體涵蓋新用戶建立、密碼更改、權(quán)限設(shè)置等。

6.3.5 日志管理

記錄用戶登錄、訂單申請、訂單審批日志。

7 航空與衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新點

航空與衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新點主要包括以下2 點。

7.1 實現(xiàn)多源影像數(shù)據(jù)的綜合管理

長期以來，不同時期的原始和成果影像，完成了眾多數(shù)字正射影像制作項目的生產(chǎn)和歸檔管理[6]。但因為影像數(shù)據(jù)多以項目形式歸檔，不便于查詢檢索和科學(xué)管理。隨著時間推移，影像數(shù)據(jù)不斷增大，這就造成對影像數(shù)據(jù)的管理、檢索以及分發(fā)的壓力越來越大，影像數(shù)據(jù)價值很難體現(xiàn)。本系統(tǒng)的開發(fā)可實現(xiàn)對海量影像數(shù)據(jù)的科學(xué)化、高效化管理。

7.2 實現(xiàn)多源影像數(shù)據(jù)的共享應(yīng)用

本系統(tǒng)中的多源遙感影像共享服務(wù)系統(tǒng)模塊可根據(jù)用戶使用權(quán)限，為用戶提供影像數(shù)據(jù)的查詢、檢索、顯示、下載和共享等服務(wù)，同時也可為高級遙感影像分析提供強(qiáng)大的支撐。包括影像數(shù)據(jù)目錄查詢、多時相影像數(shù)據(jù)顯示、影像數(shù)據(jù)基本顯示、影像元數(shù)據(jù)基本顯示、基本影像量測、多時相影像下載和輸出等具體功能的提供，最后可以按照檢索條件獲取檢索結(jié)果，支持將查詢到的影像結(jié)果發(fā)布為新的影像服務(wù)，并共享至公共服務(wù)平臺，為各省市的“智慧城市”建設(shè)提供測繪大數(shù)據(jù)支撐[7]。

8 結(jié)束語

航空與衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用，在各市區(qū)“智慧城市”建設(shè)方面發(fā)揮大數(shù)據(jù)支撐、管理、分享的高效作用[8]，具體體現(xiàn)在“四個有利于”，一是有利于提高各市、區(qū)測繪行業(yè)的影像數(shù)據(jù)管理水平；二是有利于測繪行業(yè)與其他行業(yè)數(shù)據(jù)的深入融合；三是有利于創(chuàng)新各省市測繪成果資源的共享方式；四是有利于提高省、市區(qū)測繪領(lǐng)域信息化管理水平和對外的綜合服務(wù)能力，提升城市形象，改善城市投資環(huán)境。