主持人:
下午會議馬上開始,歡迎大家參加下午的領(lǐng)袖論壇。由于議程做了一些調(diào)整,上午臨沂市劉曉市長和中國工程院和中國科學(xué)院雙李德仁院士的報告已經(jīng)做了。下午的報告從國際測量協(xié)會秘書長、我們協(xié)會三任會長陳軍報告開始。
代表協(xié)會歡迎大家參加地理信息產(chǎn)業(yè)領(lǐng)袖論壇,作為地理信息產(chǎn)業(yè)第一步的就是數(shù)據(jù)獲取,數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)加工原來都是從頭來,現(xiàn)在隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,整個地理信息技術(shù)也在發(fā)展,原來很多東西已經(jīng)有了原來的數(shù)據(jù),大多數(shù)工作都變成了更新。下面對這樣一個問題,我們請國際攝影測量協(xié)會秘書長、歐亞科學(xué)院院士協(xié)會前三任(二、三、四屆)會長做報告,他報告的題目是“論地理信息GIS數(shù)據(jù)庫更新模型與方法嚴(yán)重”,有請陳軍教授。
陳軍:
各位專家、各位朋友大家下午好!數(shù)據(jù)更新問題現(xiàn)在已經(jīng)變成地理信息界的中心任務(wù)之一,但是我們以往對這個問題沒有太多的認(rèn)識,我首先給大家匯報一下更新提出了什么問題。如果看看我們國家基礎(chǔ)地理信息技術(shù)建設(shè)來講,我們城市做了大比例尺的,國家這一級全部做完了,很的省市也全部做完了。但是從更新角度來講,一般的理解,更新就是拿最新的影像或者現(xiàn)實資料,做對比分析,提取變化。對比是和老數(shù)據(jù)對比,提取變化以后正常修改,形成新的數(shù)據(jù),進(jìn)行服務(wù)。一般的理解過程是這樣的,但實際上更新跟初始建庫不一樣。
初始建庫就是把地形地物的空間分布、屬性全部數(shù)字化。更新是從有到新的問題,要找新的現(xiàn)實資料、包括影像,跟老的地圖數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)做對比再做更新。正常情況下更新,60%、70%沒有變化,沒有必要全部從頭到尾做一次。這樣提出了四個問題:
第一,什么叫表達(dá)?第二在已有數(shù)據(jù)體的情況下怎么監(jiān)測變化?第三就是怎么樣做一致性和完整處理。還有一就是數(shù)據(jù)的更新傳播。國際上相應(yīng)文獻(xiàn)相應(yīng)文檔并不多,目前為止國際上還沒有把這個知識體系建立起來,所以我們必須要做這方面的研究。過去五、六年里面我們和有關(guān)單位、武漢大學(xué)等進(jìn)行合作,研究了更新模型預(yù)方法,第二是結(jié)合工程進(jìn)行研究實踐。
研究來講我們走四條路:
首先研究面向分析的更新于建模,GIS下做更新變化,做提取,基于空間做技術(shù)處理。比方說我們主要研究了地理快照變化、跨尺度的變化。比如這是兩個快照,T1時間和T2時間的,以前時空數(shù)據(jù)描述的時候都是整體目標(biāo),增長或者減少。但是差在哪里不知道?實際上真正差的是交互的部分,我們把差的部分找出來。在這個基礎(chǔ)上定義了三元組模型,把差、倍差加上比例進(jìn)行描述。
2、顧及尺度變化提取與更新模型研究
比如1:10000的變化數(shù)據(jù),比如16幅圖做成1:1.5萬的圖,哪條路要去掉,怎么化解,所以要考慮信息覆蓋量等變化的考慮。
GIS支持下的影像變化檢測
有了影像,有了矢量數(shù)據(jù)不能把所有的數(shù)據(jù)從頭描一遍。針對水體,已經(jīng)有水體了,怎么樣以它做總支點,分層次的檢測,提取變化。我們做了相關(guān)的研究。第三個研究我們主要做了一致性和完整性,保持更新處理。更新完的數(shù)據(jù)和原有的數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系要保留,屬性關(guān)系都應(yīng)該保留。比如說這個情況:道路更新完了以后,不應(yīng)該掉到雙線河里,或者水面不應(yīng)該傾斜的。我們原來測繪工作是把圖打出來放大,一個一個去改,我們這次更新1.萬幅圖,怎么查詢呢。我們想目標(biāo)之間有自己的模型,我建立合理模型,判斷哪些是不合理的。我們第一個把目標(biāo)關(guān)系計算出來。然后把關(guān)系表達(dá)出來,然后再根據(jù)這個進(jìn)行判斷,再確定。我們發(fā)展一直是靠這個軟件輔助,做協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)。
第四個方面就是個性需求的更新信息傳播。有的要快照,有的要增量,水利部提出一個情況,我們國家測繪局把25萬數(shù)據(jù)建完庫給它以后,它拿去,更新完了以后,花了8000萬做了水利數(shù)據(jù)庫,他們用20萬做底庫,上面加了很多自己的東西。我們想可把增量給你進(jìn)行適量的模式匹配。把老的數(shù)據(jù)和新的數(shù)據(jù)像兩幅圖一樣,配比上,增量轉(zhuǎn)過去。
我們過去五年里面結(jié)合全國1:5萬更新工程進(jìn)行了工程實踐。
面臨的主要技術(shù)難題:比如怎么樣保證756萬平方公里把數(shù)據(jù)找到,確定它的變化?如果差異比較考慮的是現(xiàn)實原則性的話,考慮的是變化的原理性,真正變化找出來。信息集成處理、更新技術(shù)服務(wù)。我們從原來5萬的111個要素擴(kuò)展到400多個要素,所以給我們提出了多元于趨勢滋料的有機(jī)整合、大范圍變化和更新數(shù)據(jù)的多元傳播與海量更新信息集成處理四個問題。我們先做技術(shù)研究,在理論方法基礎(chǔ)上,做輔助軟件,最后構(gòu)建一個體系。多元素處理,我們對760平方公里,所有做成1:2.5米正射影像。或者用新的影像、比如衛(wèi)星影象、航空影像重新處理。很多省有新的數(shù)據(jù),我們拿來更新,但是要做尺度匹配,1到5萬要做尺度匹配,匹配完了要做語義整合,然后更新單元數(shù)據(jù)集成。大范圍變化測定主要方法:影像判調(diào)和基于影像的數(shù)據(jù)提取。1..9萬幅圖數(shù)據(jù)采集完了以后,我們對數(shù)據(jù)進(jìn)行地形精華處理。然后進(jìn)一步做地形特征手機(jī),形成新的數(shù)據(jù),然后進(jìn)行地形建模,形成地形和制圖一體化的建模。DEM也一樣,全部做完了形成新的數(shù)據(jù)庫。
在此基礎(chǔ)上我們構(gòu)建了一套更新技術(shù)體系,包括地圖數(shù)據(jù)采集、多控制元的影像處理,甚至包括DEM精華軟件系統(tǒng),有20多項。
舉個例子:縮編軟件安裝了300多套、數(shù)據(jù)庫驅(qū)動地形圖制圖數(shù)據(jù)生產(chǎn)軟件也安裝了上百套。
用于完成了更新區(qū)域1-2.5米射影像的構(gòu)建。最難得的是我們在每年更新之前,提前已經(jīng)做完了。這里我們是做了1.1735幅的整合數(shù)據(jù)。縮編軟件,做完了以后省里面用。我們不是完全自動化,凡是能夠計算機(jī)做的計算機(jī)做,不是計算機(jī)能做的人工去做。
更新完的情況:全國除了西部,現(xiàn)勢性達(dá)到5年以上。(PPT),紅顏色是06年更新的,藍(lán)色是2010年更新的。我們做了一個比較,美國人、加拿大人都做不到這個水平。當(dāng)然我們舉國體制還是很了不起的。另外我們完成了3100幅圖的DEM圖的更新。這些圖處理完了以后精度有了很大的提高。另外我們用它做了地形圖制圖數(shù)據(jù)生產(chǎn)。我們已經(jīng)生產(chǎn)了5000余幅。另外我們開發(fā)了元數(shù)據(jù)系統(tǒng)、服務(wù)系統(tǒng)和瀏覽服務(wù)系統(tǒng),相當(dāng)于內(nèi)網(wǎng)的天地圖,看了非常震撼。
下一步的方向:國家測繪局提出來希望我們要做每年一個版本。我們花了5個億,過去用了五年的時間才做了一次更新。當(dāng)然有一個前提,每年一個版本并沒有要求所有要素,就是重點要素、主要要素,五年出一個全面更新版,這也取決于DEM,DEM最好兩年一次。但是這要給錢,一年給兩個億就能做到,一年給5000萬就不可能。當(dāng)然這個應(yīng)用很廣,因為它是基礎(chǔ)。
要做這個事情我們在技術(shù)上可能就要有新的考慮,不能再像以前了。所以我們提出了希望能夠構(gòu)建一套動態(tài)更新技術(shù)系統(tǒng),主要包括四大部分:
第一、做網(wǎng)格化的變化采編。
第二、第二做分布更新處理。
第三、做網(wǎng)絡(luò)化信息傳輸。希望我們十二五推動動態(tài)更新技術(shù),這樣才能保證每年出一個版本,更好的滿足用戶的需求。
第四、協(xié)同式指揮調(diào)度
結(jié)束語:地理信息的現(xiàn)勢必形成事關(guān)GIS的運行于服務(wù)成效。地理國情監(jiān)測也成為當(dāng)前國內(nèi)外的熱門話題如下我們想做好持續(xù)有效更新和動態(tài)國情監(jiān)測就應(yīng)該發(fā)展新的技術(shù),加強(qiáng)對動態(tài)監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研究。建立以協(xié)同式指揮調(diào)度、分布式更新處理、網(wǎng)格化變化采編、網(wǎng)絡(luò)化信息傳輸為特色的技術(shù)體系、為轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、從測繪地理信息大國走向強(qiáng)國做出重大貢獻(xiàn)。
(現(xiàn)場速記整理,未經(jīng)演講人確認(rèn)。)
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