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加强自主创新 构建创新型工程
全面稳步推进西部测图进程

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西部测图工程项目部主任张继贤作交流发言
  国家西部1:50000地形图空白区测图工程(以下简称“西部测图工程”)是国家测绘局组织实施的最大的测绘专项之一。3年来,西部测图工程累计投入1500余人,近200台车辆,1700套生产与安全保障装备,行程超过700万公里,顺利完成了全区域的调研踏勘,140万平方公里近4000幅1:50000地形图像控点测量和影像调绘以及1230幅数字线划图、数字正射影像图、数字高程模型、地表覆盖数据、制图数据和建库数据的制作;为第二次土地调查制作了3487幅共148万平方公里的工作底图。建设2个GPS连续运行站和22个临时连续运行站,编制了20项方案与技术设计,颁布了10项新技术规定,构建了6个生产作业软件平台,获取了872万平方公里的航空航天遥感影像,与西部六省就应急救援指挥、突发事件处置、资源环境监测等方面开展6个公共平台建设。工程在“科技创新、管理创新、安全创新、产品创新和质量创优”方针的指导下,按照“创新、安全、优质工程”的目标稳步推进。

  一、科技创新,工程全面稳步推进的关键

  西部测图工程是一项承载着测绘人数十载梦想的重大工程,必须依赖先进的数字化测绘技术来完成这一重大测绘工程。3年来,西部测图工程坚持以科技创新为动力,采用现代地理空间信息集成技术,针对青藏高原、塔里木盆地、横断山脉、阿尔泰山地、喀喇昆仑山5个作业区域的自然地理特征分区制定科学合理的技术方法,开展核心关键技术攻关,并结合国家重大测绘科技专项,构建直接应用于西部测图工程的创新技术体系和系统,以此为契机,推动数字化测绘向信息化测绘转变,促进测绘整体技术水平的提高、产业进步与升级。

  (一)首次发展了稀少或无控制的大范围航空航天遥感影像自主定位与区域网平差技术,解决了外业控制难题

  一是采用自主定位技术。利用基于POS系统的传感器自主定位技术和基于多基线多影像航空摄影测量技术,进行数字线划图、数字正射影像、数字高程模型等产品的生产,可实现每1000公里范围内只需要建立一个航摄基站,且无需地面控制和空三加密即可满足成图的精度要求。对于SPOT-5卫星影像,采用基于RFM通用成像模型的大范围遥感影像稀少/无控制区域网平差技术,实现了每14至20幅1:50000比例尺的地形图只需布设一个控制点即可满足测图精度要求,且布点的方式更加灵活。同时研发了将标准景卫星影像自动拼接成长条带卫星影像的预处理技术,进一步减少对控制点的需求。在边境地区,采用无控制条件下的自由网平差或单侧控制方案,解决控制及测图难题,使得大范围边境区域和境外地形图测绘成为可能。

  二是采用大跨度构架航线实施测图控制技术。利用高分辨率的航空和(或)卫星影像构成近似南北走向的3条构架航线,通过在可到达区域对构架航线施测少量控制点,结合稀少或无控制的区域网平差技术获取符合1:10000精度要求的用于SPOT-5 HRS立体影像区域网平差的像控点数据,从而解决青藏高原西部外业控制点布设及施测极为困难的难题。

  (二)首次构建了大范围卫星影像测图技术系统,实现了西部区域大范围卫星影像测图

  自主研发了大范围、快速、高精度的卫星遥感影像地形测绘技术和多源遥感影像地物要素判绘、解译、量测技术等卫星影像测图技术,并基于上述技术成功研制了国内首套高分辨率遥感影像数据一体化测图系统PixelGrid,实现了大范围区域无控制或稀少控制测图以及遥感影像一体化、高性能处理。软件系统简化了高分辨率卫星影像的处理流程,解决了复杂地形条件下数字高程模型/数字表面模型的全自动提取,实现了测图区域等高线数据的半自动测绘和基于网络的并行处理,大大提高了遥感影像数据处理能力和工作效率,其核心技术达到国际领先水平。在西部测图大规模生产中,利用SPOT-5高分辨率卫星影像,仅需少量人工编辑,就能自动生成满足要求的精度达2~7米的数字高程模型。以自动提取的高精度数字高程模型/数字表面模型为基础,对测图区域等高线进行半自动提取,人工编辑量仅为原来的60%至80%,每个月可制作完成40万至60万Km2数字高程模型/数字表面模型和数字正射影像图,显著提高了内业数据采集工作效率。

  (三)首次研制机载多波段多极化干涉SAR测图系统,并首次实现基于雷达影像测图

  机载多波段多极化干涉SAR测图系统是国内首次集多波段、多极化、干涉于一体的具有自主知识产权的机载SAR测图系统,是国内首次基于雷达影像用于西部困难地区测图的重要手段。该系统在提升国内SAR传感器系统性能的基础上,重点突破复杂地形雷达影像测图的相关核心技术,形成服务于国家重大应用需求的机载SAR测图技术体系,推动机载SAR遥感产业化发展。

  西部测图工程依赖全天时、全天候的机载多波段多极化干涉SAR测图系统,将有效解决我国西部多云雾、多雨等测图困难地区,大面积的高植被覆盖、高遮挡、高起伏、及稀少或无控制点区域的地形数据的快速获取难题,为西部测图工程的稳步推进发挥重要作用。

  (四)自主研制了地学知识辅助的内外业一体化判读与自动化解译技术,实现了内外业一体化测图

  通过研究多源影像地理要素半自动提取、智能解译、海量立体图形图像漫游、矢量采集编辑等关键技术,自主研制了基于大型数据库的网络化内外业一体化判读与自动化解译系统,使用立体视觉等先进可视化技术进行立体观察和量测采集地形图地物要素,将采集来的地物要素编辑绘制成图,形成了地学知识辅助的内业、外业一体化的新的生产模式,替代传统人海作战的模式,减少参加外业作业的人数和作业时间,降低作业风险,提高工作效率,保障生产安全。该系统已成功应用于西部测图工程中,有效地简化了工艺流程,提高了工作效率。

  二、管理创新,工程安全优质的保障

  面对艰苦的工作环境和严酷的自然条件,如何安全、优质、高效的完成任务,对我们是一个全新的课题。西部测图工程以科学发展观为统领,采用创新的管理模式和现代化管理措施,确保安全、优质、高效完成任务。

  一是创新组织管理体系。从制度和机制入手,建立和完善严格的组织管理体系,在形成分级管理、职责到位的组织管理模式的同时,打破常规,解放思想,创新性的引入竞争机制和监理机制,择优确定工程实施单位,按照合同方式管理,实行外业全过程监理,确保了工程优质目标的实现。通过最大限度的利用社会资源,与西部省(区)和武警部队协商建立安全生产应急救援机制,在西藏、新疆、四川成立安全应急联动小组,形成了地方政府、武警部队、社会各界全方位的齐抓共管的安全生产应急体系。

  二是科学合理的组织实施。西部测图工程按照加强组织领导、统筹规划、科学管理的原则,进行统一部署、科学指导、分工协作、成果共享。以技术支撑、数据获取、测图生产、数据库建设和安全保障等为主要内容,按照工程、单项工程、分项工程、子项工程的模式进行设计组织实施,同时充分考虑作业区域的地理位置和自然地理状况,兼顾测图区域的连续性、完整性和作业单位的年作业能力,将无图区分为8个分区,按照“急用优先、分步实施,边建设、边应用”的原则科学合理确定各分区作业进度。

  三是引入新技术加强管理。

  ——首次研制安全监控系统。首次研制了基于空间信息技术和计算机与通讯技术的安全监控系统,实现了人员、车辆三维可视化的实时监控、报警与指挥调度,同时实现了人员、车辆的安全自主导航。目前系统全面投入使用,在西部测图工程项目部、8个工程承担单位以及各野外临时指挥部共计安装了130余套监控系统和监控设备。无论是位于北京的西部测图工程项目部,还是西部测区前线指挥部,都可以随时随地打开电脑,了解到在测区作业车辆的情况。形成了项目部、各局和施测单位三位一体的实时可视化监控和指挥调度体系。在这把“保护伞”的庇佑下,西部测图工程至今未发生一起重大安全事故。

  ——构建信息化管理平台。引入信息化管理机制,建立工程管理信息系统,综合利用现代企业资源计划理论和GIS技术,以传统测绘工程的生产管理规范为依据,以测图工作流程为纽带,以西部无图区基础地理信息数据库建设为基础,形成规范、科学、先进的测绘工程管理平台。

  ——统一软硬件作业平台。在充分利用各单位原有软硬件设备的基础上,通过自主创新与集成,构建适用于我国1:50000地形图空白区测图的软硬件作业平台,形成各单位进行测图的规模化生产能力,同时,加强技术培训,规范工艺流程,确保成果质量的统一和任务按时完成。

  三、产品创新,提升测图成果应用水平的途径

  结合西部自然地理、社会经济情况,设置合理的产品类型,丰富地图产品种类,提供精品地图,为社会各界提供丰富的地理信息服务,加快测图成果的应用社会化。

  一是生产数字正射影像图、数字高程模型、数字线划地图和地形图等基本产品,完善国家现有1:50000数据库。并在地形图中纳入反映西部测区特征的新要素,丰富地形图要素体系内容,突出表现西部测区自然人文特征,反映经济社会的高速发展,体现人类与自然的和谐精神。

  二是产品创新,推出多种产品。在生产原有基础测绘产品的同时,开发地表覆盖图、影像地形图、晕渲地形图等多种产品,丰富产品品种,满足不同用户需求。

  三是利用工程成果,开发精品地图。结合测绘和专业部门成果开发多种综合和专题地图集、图片集,设计制作地图集配套光盘,与地图集优势互补,直观生动且更为全面地展示制图区域的主题内容,展示我国地图制图水平。

  四是围绕国家重大战略和重大需求,通过国家测绘局与无图区所在地方人民政府签订协议,形成地理信息成果广泛应用和地理空间信息资源开发利用的共建共享机制,利用西部测图成果和其它地理空间信息,深入、及时的开展西部测图成果社会化应用。目前,完成了新疆社会安全应急公共地理信息平台、青海柴达木盆地经济循环区地理空间信息应用系统平台和三江源区域资源与生态环境监测系统平台的主体内容建设;国家测绘局与四川省、甘肃省、西藏自治区、云南省人民政府就有关的基础地理空间信息平台建设签署了合作协议。

  3年的实践结果,实现了4个首次,转变了作业方式,创新了管理模式,丰富了产品形式,确保了工程质量,西部测图工程在科技创新的推动下全面发展,硕果累累。3年的实践证明,“加强自主创新,构建创新型工程”是西部测图工程稳步推进的不懈动力,是西部测图工程顺利实施的根本保障,更是新时期深入学习实践科学发展观的重要体现。未来的时间,我们将在国家测绘局领导下,在各参加单位的共同努力下,加强创新,锐意进取,努力实现“建设安全、优质、创新工程”的总体目标。

  


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