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1、9测绘通报测绘科学前沿技术论坛论文集建立数字摄影测量规划一体化设计模式的若干思考缪剑 郑团结(西安测绘总站710054西安） 摘要本文以全数字摄影测量的效率需求和一体化生产需求为依据，结合“规划设计”举足轻重的地位作用，针对摄影测量“规划设计”的落后现状，对创新规划设计的必要性进行了分析总结，对创新规划设计的优越性进行了归纳阐述，通过整体规划、高速计算、航线设计、成图规划、图例表形成、快速处理与检查、系统集成一系列规划设计的创新实例，为建立高效一体规划设计平台提供了技术路线，为解决摄影测量的效率瓶颈和一体化难题提供了新的思路，为摄影测量工程作业的流程控制提供了工具和方法。关键词数字摄影测量 摄
2、影规划设计 一体化生产 随着ADS40等数字传感器的成功应用，摄影测量从获取、处理、交换、提供等各个方面全面步入数字时代并向信息化迈进，数字时代要求摄影测量提供任意地点（AnyPlace）、任意时间（AnyTime）、任意目标(AnyObject)的任意变化(AnyChange)简称4A，这不但要求生产方法、技术手段的全新改变，而且要求规划设计在整个摄影测量过程中的作用地位不断凸显。“规划设计”在任何领域都有举足轻重的地位作用，位于前端却又贯穿始终，体现于工程所有的细枝末节，其重要性不言而喻。然而传统摄影测量因受技术、流程等的影响的“规划设计”在软件、效率等方面与整个生产进程不相适应，影响甚至
3、阻碍了摄影测量的运转节奏和整体进度。一、摄影测量规划设计现状1、规划设计缺乏软件保障软件开发与使用是规划设计智能高效的基本保障。然而，目前为止，摄影测量规划设计在软件的开发利用方面还近似空白，没有可用于摄影测量“规划设计”的成熟软件，现用作业生产的软件缺乏“规划设计”的功能，从而导致“规划设计”仍处于“纸上谈兵”的低级阶段，或者处于“自给自足”的分散状态。分析其原因如下：1）“规划设计”开发应用重视不够。传统摄影测量生产偏向重视生产过程，不注重前期规作者1简介：缪剑（1964），男，江苏人，高级工程师，西安测绘总站总工程师，主要从事摄影测量与遥感及3S集成方向的研究工作。作者2简介：郑团结（1
4、975-），男，河南洛阳人，在读博士研究生，主要从事摄影测量与遥感及3S集成方向的研究工作。划设计和后期自动检查，两端效率制约整体进度。进入全数字摄影测量阶段以来，“规划设计”软件一般仅被少数项目管理者使用，这部分人虽为管理者，但使用者少必然不被重视，导致规划设计的自动化、智能化程度较低。2）规划设计开发与需求脱节。规划设计一般由项目管理人员负责，摄影测量生产项目管理人员资历丰富，比较务实，但年龄偏大，创新少。而年轻的软件设计人员不明需求，不懂规划，不能发现问题，更无法谈及解决问题。可谓有心者无力，有力者无心。3）开发这类软件难度太大。摄影测量项目差异性大，每次规划设计要求都不一样，从而造成“
5、规划设计”软件的通用性和复用性差。软件开发主要针对解决重复性、规律性问题，对于差异性大、利用率低的软件开发和修改，开发人员认为没有意义，从而没有激情并缺乏动力。2、规划设计缺乏优化评价1）缺乏方案优化评价机制。虽然传统规划设计效率低，影像进度，新型规划设计自动化程度高，但高在哪，怎样高，高多少，缺乏考核指标，没有具体评判标准，不容易对新型规划给于具体的优劣评价，所以难以提高设计人员的积极性。2）缺乏奖惩与考量机制。规划设计一般以劳动量计，同样的工作1分钟完成和10天完成，1分钟完成的小事，10天完成的是工程。造成“小活大干，紧活慢干，天天加班干，加班没事干”，尤其是“规划设计”这种没比较的工作
6、，更容易陷入低效怪圈。3）缺乏监督机制。规划设计一般由“技术管理”人员完成，该部分人员处于管理层，通常处于监督位置，而缺少被监督。其工作时限一般靠自我督促和自我监督。3、规划设计重要性认识不足一个科学合理的规划设计方案对整个项目的质量、效率的保证和有效提高 规划设计影响摄影测量整体进度的重要原因，归纳如下：1）缺乏重视。规划设计虽然在其他领域一言九鼎，但在摄影测量领域缺乏应有的地位且不被重视。2）缺乏奖惩权。规划设计人员一般只对技术负责，只负责解决技术问题，而项目组织、生产安排、质量评价、工天分配一般不和规划设计人员发生关系。3）缺乏激励机制。规划人员的收入一般为作业人员的平均数，快与慢、好与
7、坏不影响荣誉、进步和利益，创新和没有创新没有差别。二、摄影测量规划设计的具体要求1、规划设计要求智能高效“快节奏”的数字摄影测量需要“全新、智能、高效”的规划设计，不但要求“自动规划、快反设计”具有预见性、实时性、智能性，而且要求其“随机应变、充满智慧、精细入微”。先进技术和智能软件是数字摄影测量高效运行的基本保障，没有先进技术保障，摄影测量的规划设计就没有效率保障、精度保障和自动化保障。而预见性规划设计软件开发是实现“快反”条件下复杂计算、自动绘图的唯一途径。2、规划设计要求传承性传统规划不易继承，“纸上设计”难以复用，无法与后期生产严格匹配，不易发现问题，不易叠合检查。而数字摄影测量要求数
8、字地图、航线设计、飞行轨迹、接图表、成图范围在同一软件下分层显示或统一调用、重复利用，使上下工序规划得以传承。数字摄影测量规划设计要求一体化，强调复用性，所有工作都需要统一平台、统一控制，要求设计具有兼容性和通用性，无论什么阶段、无论什么软件、无论什么成果，随时随地都可以继承现有设计思想和详尽内容。比如基于通用平台的全方位设计，参照OGC标准，所有规划设计、作业生产、成果产品均采用XML语言进行组织和调用。使所有过程都能够在同一软件下体现。如图4图5所示航线设计及最终成果的仿真表现。3、规划设计要求锐意创新规划设计要求不局限于设计方式，设计理念和流程规范，要求跳出经验习惯，随机应变、锐意创新，
9、要求在应急条件下“快速反应”，多流程、多方向、多手段分头并进，瞬间决断，在短时间内以自动化手段形成生产力，多向并进，多头展开，举一反三，灵活变通，要求“以变应变，瞬息万变”。4、规划设计要求高度集成 规划设计要不仅提供“原材料”，而且进行“再加工”，高技术集成的“测绘数据+信息平台”才能辅助决策，贯彻任务工程始终。三、摄影测量规划设计的主要内容摄影测量规划设计上为决策需求服务，下需统领作业生产，位于测绘生产最前端，不但要知识全面、思路开阔、深谙现实需求和领导意图，而且要熟悉高速计算、精通程序开发。其表现形式如下：一是提供生产所需计算数据、二是提供生产参考图形数据、三是提供生产需用软件、四是提供
10、分析报告及结论。主要内容包括快速精确计算、批量自动处理、多模式开发、兼容性转换处理四个方面。1快速精确计算快速精确计算是实现精确规划设计的数学基础，要求计算的严密性、高效性、精确性，其中涉及分带计算、坐标计算、分幅计算、投影换算、图幅换算、任务估算等多种内容，具体如：由一种坐标换算到另一种坐标；（北京54转WGS85）由两组坐标计算转换参数；由一种图号换算到另一种图号；（国标转军标）由图号计算角点经纬度；由图号计算角点坐标；由一点坐标计算所在图号；由范围点坐标计算所跨图幅；由小比例尺图号计算所有大图号及相关坐标；根据计算所得任务量的成本估计；根据计算所得任务量的工天预计；根据计算所得任务量的报
11、价及利润估计；图2图幅坐标计算图1 不同基准坐标换算图3 图幅号计算角点坐标图4任务量计算图6 由图幅范围计算分幅情况2批量数据处理批量数据处理就是通过计算机语言将重复工作、有规律工作程序化，利用编程工具或宏操作实现批量数据处理的自动化，成级数降低劳动强度，成数倍提高工作效率，实现“人休机不休”的不间断工作，例如：批量文档数据提取，包括TXT文件、WORD文件、EXCEL文件，从中提取坐标、高程等有用信息用于后处理。比如从批量GPS信号中提取经纬度、时间，从高度计提取高度，从外业文档提取信息并形成图形文件。图7 批量文档中的控制点信息提取批量文档修改或建立。根据任务情况自动生成格式化的WORD
12、文档、EXCEL表单、DWG数据等，比如自动生成批量的影像定向文件、批量形成成果元数据文件、批量形成图例表文件等。批量影像处理。利用ERDAS或PHOTOSHOP的开发接口或动作命令，设计规律性、重复性的影像处理操作，比如将影像统一大小、自动颜色、减去某一灰度等；比如将一批影像自动拼接、将一幅大影像自动裁切为N*N块等。图8批量DEM处理批量DEM处理。利用计算机语言实现批量DEM的修改、内插、抽稀、拼接、裁切、格式转换等。批量矢量数据处理。利用编程语言直接或间接实现矢量数据的转换、拼接、裁切、替换、修改、检查。比如利用1：50000图批量裁切1：10000图；利用1：10000图拼接1：50
13、000图；矢量图批量投影转换；矢量图某一要素批量替换；矢量图批量格式转换。图9批量矢量图处理3多模式开发多种模式开发是实现智能规划设计的必经之路，只有多模式、多方案、多渠道进行开发设计，才能全面应对摄影测量规划设计的不同需求，将规划内容、设计要元、图形要素、成果产品同布展示于统一平台，如：跨平台规划设计软件开发。规划设计不但要可用于现有操作系统，而且要兼容UNIX、LINIX操作系统，不但可以在常用台式机上运行，而且要考虑在掌上电脑、全站仪等外业设备上应用。独立的可视化规划设计软件开发。利用VC、VB、C#、JAVA等开发语言及各种类库实现独立的可视化规划设计软件开发。基于图形平台的二次开发。
14、比如利用MDL、VBA、C+基于Microstation的规划设计开发；利用LISP、VBA基于AUTOCAD的规划设计模块开发。基于组件的规划平台软件开发。利用MAPX、AO、MO、SUPERMAP等GIS组件实现可视化规划设计。基于编程语言的常用软件调用开发。利用VB、VC等开发语言调用各种数据母体软件，进行规律性程序设计与处理，比如调用EXCEL的计算统计软件、调用WORD文档的数据提取软件、调用SURFER的规划图形显示。4兼容性转换处理及标准化 兼容性转换处理是规划设计的重要内容，将外部数据转进来，将内部成果交出去，兼容性转换处理影响到任务的开始和结束，同时对于中间进程也非常重要。比
15、如： 影像兼容性处理。影像兼容性包括影像数据格式兼容性和基准兼容性。影像数据本身需要在苹果机、普通微机和UNIX等操作系统中的格式转换，需要常用格式转换（TIF、BMP、JPG、PNG、GIF、PSD、IMG等格式转换）、需要进制转换（2进制、8进制、16进制、32进制）、需要通道转换（RGB、CMYK、16色等），需要仿射变换、投影变换。 DEM或DSM兼容性处理。离散点数据、三角网数据、格网数据、地形线数据、等高线数据之间的转换；ARCINFO格式、MIFINFO格式、军标国标格式等转换等。矢量数据兼容性处理。矢量数据兼容性包括矢量数据格式兼容性和矢量数据基准兼容性。格式兼容性需要将外部的MIF、E00、DXF、DGN、KML等各种数据格式转换为系统兼容的数据格式，或者将成果转换为用户需要的TAB、SHP、DWG、DGN等标准格式，基准兼容性主要是将数据从一种坐标系、投影方式转换到另一种坐标系和投影方式。四、摄影测量规划设计1任务及资料计划在一项摄影测量工程计划之前，首先要明白“有什么，在哪里，缺什么，缺多少”，需要将现有影像、资料、数据、地图进行图幅定位，将需要的成果进行计划并形成接图表，这些工作一直以来都是通过手工绘制或长时间绘制，且精度没有保障，而数字摄影测量需要快速将这些内容数字化、可视化，而且该规划内容贯穿始终，包括任
