我國測繪類攝影測量與遙感標準現狀分析

　　攝影測量和遙感學是通過傳感器系統進行記錄和測量，對數據進行分析和表示，獲得關于地球及其環境和其他自然物體和過程的可靠信息的一門科學與技術。攝影測量與遙感技術可用于測制各種比例尺地形圖，建立基礎地理信息數據庫，該技術的推廣和應用使測繪地理信息行業測量和繪制地形數據的方法和效率發生了質的變化，成為20世紀以來大面積測制地形圖的最有效的技術方法。

　　在我國，攝影測量與遙感經歷了模擬法攝影測量、解析攝影測量及數字攝影測量3 個發展階段，其工藝、指標以及方法不斷更新優化，在實踐中積累沉淀了大量的技術經驗，其最為核心和重要的技術形成了標準，為我國測繪地理信息事業發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的相關標準約120 項，約占34%，無論從數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相關標準資料的基礎上，介紹攝影測量與遙感標準的現狀，使用統計分析方法，對標準的類型結構、技術方法、現勢性等進行研究總結，分析和探討當前攝影測量與遙感標準的發展特點。

　　1 攝影測量與遙感標準現狀

　　截至2017 年6 月，測繪地理信息行業的攝影測量與遙感相關標準約120 項，其中已發布實施的約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”“管理”5 個大類[2]。

　　作為一項采集、處理、分析和表示的系統技術，攝影測量與遙感標準主要集中在獲取與處理類，約占總標準數量的54%，定義與描述類標準約占2%，成果與服務類標準約占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計分析

　　2. 1 標準技術方法分析

　　為便于分析和總結，本文將攝影測量與遙感標準分為基礎技術標準和新型技術標準?；A技術標準是指主要用于基礎地理信息數據的獲取、處理、生產和相關應用的技術標準，主要涉及傳統的航空數字攝影測量技術。新型技術標準主要包括新技術、新傳感器、新成果、新型平臺等近年來興起的高新技術標準，如傾斜攝影測量、激光雷達、無人機航攝技術等。按照這一原則對這約120 項標準的技術方法進行分類統計分析，當前基礎技術標準仍是攝影測量與遙感技術標準的主要部分，約占56%，新型技術標準約占44%。對這約120 項標準的狀態進行分類統計分析，現行標準約占65%，新立項制修訂標準約占35%。在新立項制修訂標準的35%中，新型技術標準約占21%，基礎技術標準約占14%，可以看出，新型技術標準的數量已經超過基礎技術標準數量，占新立項標準數量的50%以上。

　　對標準按基礎技術和新型技術進行區分后，筆者根據標準體系對這2 種類型的標準進行了進一步劃分分析。圖1( a) 中為基礎技術標準的分布情況，獲取與處理類標準約占一半，成果與服務、檢驗與測試類標準占比也較高，約占48%。圖1( b) 為新型技術標準的分布情況，獲取與處理類標準占比較高，相比基礎技術標準而言，成果與服務、檢驗與測試類標準占比較小，約占36%。

　　圖1 不同技術類型標準分布

　　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。從當前現狀來講，航空平臺主要指各類運輸型飛機平臺，是當前基礎地理信息成果生產的主要平臺，航天平臺主要指各類衛星搭載平臺，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。

　　圖2 標準傳感器平臺構成

　　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、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，例如《車載移動測量技術規程》及《三維地理信息模型生產規范》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計的情況，可以看出光學傳感器相關標準占比超過標準總數的70%; 圖3( b) 是對新立項標準按傳感器類型進行統計的情況，可以看出光學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。

　　圖3 標準傳感器類型構成

　　2. 4 標準現勢性分析

　　標準現勢性通常依據標準的發布日期來評價。本文所統計的標準除已發布實施的標準外，還有43項已立項( 正處于制修訂周期中) 的標準，分別對標準的發布時間和立項時間進行了基本統計和分析。圖4( a) 為已發布的80 項標準的發布時間分布圖，可以看出51%的標準現勢性較好，標準標齡在5 年以內，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年新立項標準的數量曲線圖。

　　圖4 標準現勢性分布

　　3 攝影測量與遙感標準的發展特點

　　3. 1 基礎技術標準趨于成熟

　　在這約120 項攝影測量與遙感標準中，基礎技術標準依然是主要組成部分，占56%。結合圖1 中標準類型的構成，可以看出基礎類標準的標準構成中，成果與服務、檢驗與測試類標準數量較多，占比接近50%。這說明從數據獲取與處理、成果生產、質量檢驗等各技術流程上講，攝影測量與遙感基礎技術標準已較為完善。從攝影測量與遙感標準內容上講，數字航空航天攝影測量從航拍、控制、空三、成果生產、數據建庫、成果質量檢驗等各個流程均有相關標準，整個基礎技術標準的體系已趨于成熟。

　　3. 2 新型技術標準發展迅速

　　從對這約120 項標準的統計分析可以看出，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領域，2014 ― 2017 年新立項的標準中，新型技術標準占比為60%，已超越基礎技術標準。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 傳感器相關標準數量占比正在逐步增加，結合圖1 可以得出結論，我國測繪地理信息行業的新型技術標準尤其是數據獲取與處理標準發展非常迅速，這與我國當前測繪地理信息傳感器技術不斷進步和傳感器平臺多樣化的發展趨勢也是吻合的[3-4]。

　　4 標準化管理方面的建議

　　4. 1 基礎技術標準的修訂

　　雖然基礎技術標準發展已趨于成熟，但仍須加強基礎性標準的修訂工作，以確保傳統測繪技術標準的內容和技術符合發展趨勢。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%的標準現勢性已超過5 年，4%的標準現勢性已超過10 年。為保證標準的科學性和適用性，應在新制定標準的同時加強對已有標準的維護，定期、按需開展標準的復審和修訂工作。

　　4. 2 新型技術標準的制定

　　隨著社會經濟和科學技術的進步，攝影測量與遙感技術在傳感器、搭載平臺、技術方法、成果類型等方面發展十分迅速。標準作為正式出版發行的技術指導文件，在正確和恰當時間發布實施會對技術的規范及發展起到強有力的推動作用，但若標準滯后，則會制約技術的發展與應用。從當前我國攝影測量與遙感新型技術發展現狀來看，傾斜攝影測量、機載激光雷達、合成孔徑雷達等新型技術已發展了較長時間，技術趨于成熟，為保證標準發揮應有的作用，應進一步開放標準形成機制，鼓勵更多的產學研單位參與和主導標準制定，發揮市場對標準的推動作用，加速新型技術標準的形成。

　　4. 3 完善標準體系

　　從不同技術標準的對比中可以看出，新型技術標準較基礎技術標準而言，在獲取與處理類標準中占比更大，在成果與服務以及檢驗與測試類標準中占比較少，這符合技術推廣和標準規律。在一項技術的發展過程中，首先會出現發展較為成熟的且急需的數據獲取與處理方面的技術標準，然后才形成規模和體系，出現成果、服務和檢驗類標準。但是若想最大限度地發揮標準對技術和行業的推進與規范作用，標準的管理者應在標準自然發展的同時兼顧技術體系的完整性和科學性。因此面對迅猛發展的新型技術標準，應同時對相關的成果與服務、檢驗與測試類標準提前規劃，以維護標準體系中標準構成的科學性與完整性。

　　4. 4 積極參與國際標準活動

　　近幾年，我國地理信息產業發展迅猛，綜合技術實力不斷增強，逐漸在國際標準化領域嶄露頭角。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數據的內容模型及編碼規則第1 部分: 內容模型》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》均為遙感技術類標準，可以說，我國的攝影測量與遙感標準化水平已經能夠緊跟全球先進技術，因此，應加大力度注重國外攝影測量與遙感領域的新思路，發揮技術強項，爭取引領國際標準化發展。

　　5 結語

　　當前，我國測繪地理信息行業正處于傳統測繪向新型測繪轉變的轉型期，標準作為重要的技術性文件，在此期間也帶有明顯的轉型特征。以航空航天攝影測量為主要技術內容的基礎技術標準趨于成熟，而以新型傳感器和新型搭載平臺為主要技術內容的新型技術標準發展迅速。在這樣的發展背景下，標準申報者應結合標準發展特點，積極申報有關基礎技術標準的修訂和新型技術標準的制定;標準管理者應在掌握技術發展的基礎上，結合技術標準的發展特點，引導和規范測繪地理信息行業標準的發展與完善。