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關(guān)鍵詞: 攝影測量與遙感; 標準體系; 基礎(chǔ)技術(shù)標準; 新型技術(shù)標準; 統(tǒng)計分析; 標準化管理
攝影測量和遙感學(xué)是通過傳感器系統(tǒng)進行記錄和測量，對數(shù)據(jù)進行分析和表示，獲得關(guān)于地球及其環(huán)境和其他自然物體和過程的可靠信息的一門科學(xué)與技術(shù)。攝影測量與遙感技術(shù)可用于測制各種比例尺地形圖，建立基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫，該技術(shù)的推廣和應(yīng)用使測繪地理信息行業(yè)測量和繪制地形數(shù)據(jù)的方法和效率發(fā)生了質(zhì)的變化，成為20世紀以來大面積測制地形圖的最有效的技術(shù)方法[1]。
在我國，攝影測量與遙感經(jīng)歷了模擬法攝影測量、解析攝影測量及數(shù)字攝影測量3 個發(fā)展階段，其工藝、指標以及方法不斷更新優(yōu)化，在實踐中積累沉淀了大量的技術(shù)經(jīng)驗，其最為核心和重要的技術(shù)形成了標準，為我國測繪地理信息事業(yè)發(fā)展提供了可靠的標準化保障。當前我國測繪地理信息標準約350 項，其中攝影測量與遙感技術(shù)的相關(guān)標準約120 項，約占34%，無論從數(shù)量還是從重要性和影響力上講，攝影測量與遙感標準都是測繪地理信息標準體系的最重要組成部分之一。
本文在收集分析當前測繪地理信息行業(yè)相關(guān)標準資料的基礎(chǔ)上，介紹攝影測量與遙感標準的現(xiàn)狀，使用統(tǒng)計分析方法，對標準的類型結(jié)構(gòu)、技術(shù)方法、現(xiàn)勢性等進行研究總結(jié)，分析和探討當前攝影測量與遙感標準的發(fā)展特點。
1 攝影測量與遙感標準現(xiàn)狀
截至2017 年6 月，測繪地理信息行業(yè)的攝影測量與遙感相關(guān)標準約120 項，其中已發(fā)布實施的約80 項，已立項制修訂的約40 項。按照2009 版測繪標準體系對標準框架的搭建與分類，可將這約120項標準分為“定義與描述”“獲取與處理”“檢驗與測試”“成果與服務(wù)”“管理”5 個大類[2]。
作為一項采集、處理、分析和表示的系統(tǒng)技術(shù)，攝影測量與遙感標準主要集中在獲取與處理類，約占總標準數(shù)量的54%，定義與描述類標準約占2%，成果與服務(wù)類標準約占24%，檢驗與測試類標準約占19%，管理類標準約占1%。
2 攝影測量與遙感標準統(tǒng)計分析
2. 1 標準技術(shù)方法分析
為便于分析和總結(jié)，本文將攝影測量與遙感標準分為基礎(chǔ)技術(shù)標準和新型技術(shù)標準?；A(chǔ)技術(shù)標準是指主要用于基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的獲取、處理、生產(chǎn)和相關(guān)應(yīng)用的技術(shù)標準，主要涉及傳統(tǒng)的航空數(shù)字攝影測量技術(shù)。新型技術(shù)標準主要包括新技術(shù)、新傳感器、新成果、新型平臺等近年來興起的高新技術(shù)標準，如傾斜攝影測量、激光雷達、無人機航攝技術(shù)等。按照這一原則對這約120 項標準的技術(shù)方法進行分類統(tǒng)計分析，當前基礎(chǔ)技術(shù)標準仍是攝影測量與遙感技術(shù)標準的主要部分，約占56%，新型技術(shù)標準約占44%。對這約120 項標準的狀態(tài)進行分類統(tǒng)計分析，現(xiàn)行標準約占65%，新立項制修訂標準約占35%。在新立項制修訂標準的35%中，新型技術(shù)標準約占21%，基礎(chǔ)技術(shù)標準約占14%，可以看出，新型技術(shù)標準的數(shù)量已經(jīng)超過基礎(chǔ)技術(shù)標準數(shù)量，占新立項標準數(shù)量的50%以上。
對標準按基礎(chǔ)技術(shù)和新型技術(shù)進行區(qū)分后，筆者根據(jù)標準體系對這2 種類型的標準進行了進一步劃分分析。圖1( a) 中為基礎(chǔ)技術(shù)標準的分布情況，獲取與處理類標準約占一半，成果與服務(wù)、檢驗與測試類標準占比也較高，約占48%。圖1( b) 為新型技術(shù)標準的分布情況，獲取與處理類標準占比較高，相比基礎(chǔ)技術(shù)標準而言，成果與服務(wù)、檢驗與測試類標準占比較小，約占36%。
2. 2 標準傳感器平臺分析
按照搭載平臺距被測目標的距離，可將傳感器平臺分為航天、航空、低空、地面/近景4 種類型。從當前現(xiàn)狀來講，航空平臺主要指各類運輸型飛機平臺，是當前基礎(chǔ)地理信息成果生產(chǎn)的主要平臺，航天平臺主要指各類衛(wèi)星搭載平臺，低空平臺主要指小型飛行器或無人機平臺，地面/近景平臺主要指車載、手持或地面固定點等平臺。圖2( a) 是對所有攝影測量與遙感標準進行平臺類型的統(tǒng)計情況，可以看出當前主要的搭載平臺依然是航空平臺; 圖2( b) 是對所有新立項標準進行平臺類型的統(tǒng)計情況，可以看出新立項標準中航空平臺占比大大減少，航天平臺占比大大增加，而低空和地面/近景平臺占比均有所提升。
2. 3 標準傳感器類型分析
按照傳感器接收電磁波的類型，可將標準中涉及的傳感器分為光學(xué)、激光、SAR 和綜合4 種。其中，綜合是指利用多種傳感器類型的技術(shù)，例如《車載移動測量技術(shù)規(guī)程》及《三維地理信息模型生產(chǎn)規(guī)范》等。圖3( a) 是對所有攝影測量與遙感標準按傳感器類型進行統(tǒng)計的情況，可以看出光學(xué)傳感器相關(guān)標準占比超過標準總數(shù)的70%; 圖3( b) 是對新立項標準按傳感器類型進行統(tǒng)計的情況，可以看出光學(xué)傳感器標準占比依然超過一半，但占比明顯下降，同時激光、SAR 等新型傳感器標準的占比均有所增加。
2. 4 標準現(xiàn)勢性分析
標準現(xiàn)勢性通常依據(jù)標準的發(fā)布日期來評價。本文所統(tǒng)計的標準除已發(fā)布實施的標準外，還有43項已立項( 正處于制修訂周期中) 的標準，分別對標準的發(fā)布時間和立項時間進行了基本統(tǒng)計和分析。圖4( a) 為已發(fā)布的80 項標準的發(fā)布時間分布圖，可以看出51%的標準現(xiàn)勢性較好，標準標齡在5 年以內(nèi)，45% 的標準標齡在5 ～ 10 年，另外還有3 項標準的標齡已超過10 年。圖4( b) 為2014 ― 2017年新立項標準的數(shù)量曲線圖。
3 攝影測量與遙感標準的發(fā)展特點
3. 1 基礎(chǔ)技術(shù)標準趨于成熟
在這約120 項攝影測量與遙感標準中，基礎(chǔ)技術(shù)標準依然是主要組成部分，占56%。結(jié)合圖1 中標準類型的構(gòu)成，可以看出基礎(chǔ)類標準的標準構(gòu)成中，成果與服務(wù)、檢驗與測試類標準數(shù)量較多，占比接近50%。這說明從數(shù)據(jù)獲取與處理、成果生產(chǎn)、質(zhì)量檢驗等各技術(shù)流程上講，攝影測量與遙感基礎(chǔ)技術(shù)標準已較為完善。從攝影測量與遙感標準內(nèi)容上講，數(shù)字航空航天攝影測量從航拍、控制、空三、成果生產(chǎn)、數(shù)據(jù)建庫、成果質(zhì)量檢驗等各個流程均有相關(guān)標準，整個基礎(chǔ)技術(shù)標準的體系已趨于成熟。
3. 2 新型技術(shù)標準發(fā)展迅速
從對這約120 項標準的統(tǒng)計分析可以看出，近年來新立項的標準已漸漸傾向于新型傳感器、新型傳感器平臺和新型地理信息成果等新型技術(shù)領(lǐng)域，2014 ― 2017 年新立項的標準中，新型技術(shù)標準占比為60%，已超越基礎(chǔ)技術(shù)標準。而從圖2 和圖3則能看出，在新立項標準中，航天、低空、地面/近景平臺及激光和SAR 傳感器相關(guān)標準數(shù)量占比正在逐步增加，結(jié)合圖1 可以得出結(jié)論，我國測繪地理信息行業(yè)的新型技術(shù)標準尤其是數(shù)據(jù)獲取與處理標準發(fā)展非常迅速，這與我國當前測繪地理信息傳感器技術(shù)不斷進步和傳感器平臺多樣化的發(fā)展趨勢也是吻合的[3-4]。
4 標準化管理方面的建議
4. 1 基礎(chǔ)技術(shù)標準的修訂
雖然基礎(chǔ)技術(shù)標準發(fā)展已趨于成熟，但仍須加強基礎(chǔ)性標準的修訂工作，以確保傳統(tǒng)測繪技術(shù)標準的內(nèi)容和技術(shù)符合發(fā)展趨勢。從圖4 可以看出，2014 ― 2017 年，每年攝影測量與遙感標準的新立項數(shù)量較多，均在6 項以上。但就目前而言，攝影測量與遙感標準中有45%的標準現(xiàn)勢性已超過5 年，4%的標準現(xiàn)勢性已超過10 年。為保證標準的科學(xué)性和適用性，應(yīng)在新制定標準的同時加強對已有標準的維護，定期、按需開展標準的復(fù)審和修訂工作。
4. 2 新型技術(shù)標準的制定
隨著社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的進步，攝影測量與遙感技術(shù)在傳感器、搭載平臺、技術(shù)方法、成果類型等方面發(fā)展十分迅速。標準作為正式出版發(fā)行的技術(shù)指導(dǎo)文件，在正確和恰當時間發(fā)布實施會對技術(shù)的規(guī)范及發(fā)展起到強有力的推動作用，但若標準滯后，則會制約技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。從當前我國攝影測量與遙感新型技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來看，傾斜攝影測量、機載激光雷達、合成孔徑雷達等新型技術(shù)已發(fā)展了較長時間，技術(shù)趨于成熟，為保證標準發(fā)揮應(yīng)有的作用，應(yīng)進一步開放標準形成機制，鼓勵更多的產(chǎn)學(xué)研單位參與和主導(dǎo)標準制定，發(fā)揮市場對標準的推動作用，加速新型技術(shù)標準的形成。
4. 3 完善標準體系
從不同技術(shù)標準的對比中可以看出，新型技術(shù)標準較基礎(chǔ)技術(shù)標準而言，在獲取與處理類標準中占比更大，在成果與服務(wù)以及檢驗與測試類標準中占比較少，這符合技術(shù)推廣和標準規(guī)律。在一項技術(shù)的發(fā)展過程中，首先會出現(xiàn)發(fā)展較為成熟的且急需的數(shù)據(jù)獲取與處理方面的技術(shù)標準，然后才形成規(guī)模和體系，出現(xiàn)成果、服務(wù)和檢驗類標準。但是若想最大限度地發(fā)揮標準對技術(shù)和行業(yè)的推進與規(guī)范作用，標準的管理者應(yīng)在標準自然發(fā)展的同時兼顧技術(shù)體系的完整性和科學(xué)性。因此面對迅猛發(fā)展的新型技術(shù)標準，應(yīng)同時對相關(guān)的成果與服務(wù)、檢驗與測試類標準提前規(guī)劃，以維護標準體系中標準構(gòu)成的科學(xué)性與完整性。
4. 4 積極參與國際標準活動
近幾年，我國地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，綜合技術(shù)實力不斷增強，逐漸在國際標準化領(lǐng)域嶄露頭角。目前，我國牽頭制定的2 項地理信息國際標準ISO 19163 - 1《地理信息影像與格網(wǎng)數(shù)據(jù)的內(nèi)容模型及編碼規(guī)則第1 部分: 內(nèi)容模型》和ISO 19159 -3《地理信息遙感影像傳感器的定標與驗證第3 部分: SAR/InSAR》均為遙感技術(shù)類標準，可以說，我國的攝影測量與遙感標準化水平已經(jīng)能夠緊跟全球先進技術(shù)，因此，應(yīng)加大力度注重國外攝影測量與遙感領(lǐng)域的新思路，發(fā)揮技術(shù)強項，爭取引領(lǐng)國際標準化發(fā)展。
5 結(jié)語
當前，我國測繪地理信息行業(yè)正處于傳統(tǒng)測繪向新型測繪轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)型期，標準作為重要的技術(shù)性文件，在此期間也帶有明顯的轉(zhuǎn)型特征。以航空航天攝影測量為主要技術(shù)內(nèi)容的基礎(chǔ)技術(shù)標準趨于成熟，而以新型傳感器和新型搭載平臺為主要技術(shù)內(nèi)容的新型技術(shù)標準發(fā)展迅速。在這樣的發(fā)展背景下，標準申報者應(yīng)結(jié)合標準發(fā)展特點，積極申報有關(guān)基礎(chǔ)技術(shù)標準的修訂和新型技術(shù)標準的制定;標準管理者應(yīng)在掌握技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，結(jié)合技術(shù)標準的發(fā)展特點，引導(dǎo)和規(guī)范測繪地理信息行業(yè)標準的發(fā)展與完善。
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