我国测绘类摄影测量与遥感标准现状分析

　　摄影测量和遥感学是通过传感器系统进行记录和测量，对数据进行分析和表示，获得关于地球及其环境和其他自然物体和过程的可靠信息的一门科学与技术。摄影测量与遥感技术可用于测制各种比例尺地形图，建立基础地理信息数据库，该技术的推广和应用使测绘地理信息行业测量和绘制地形数据的方法和效率发生了质的变化，成为20世纪以来大面积测制地形图的最有效的技术方法。

　　在我国，摄影测量与遥感经历了模拟法摄影测量、解析摄影测量及数字摄影测量3 个发展阶段，其工艺、指标以及方法不断更新优化，在实践中积累沉淀了大量的技术经验，其最为核心和重要的技术形成了标准，为我国测绘地理信息事业发展提供了可靠的标准化保障。当前我国测绘地理信息标准约350 项，其中摄影测量与遥感技术的相关标准约120 项，约占34%，无论从数量还是从重要性和影响力上讲，摄影测量与遥感标准都是测绘地理信息标准体系的最重要组成部分之一。

　　本文在收集分析当前测绘地理信息行业相关标准资料的基础上，介绍摄影测量与遥感标准的现状，使用统计分析方法，对标准的类型结构、技术方法、现势性等进行研究总结，分析和探讨当前摄影测量与遥感标准的发展特点。

　　1 摄影测量与遥感标准现状

　　截至2017 年6 月，测绘地理信息行业的摄影测量与遥感相关标准约120 项，其中已发布实施的约80 项，已立项制修订的约40 项。按照2009 版测绘标准体系对标准框架的搭建与分类，可将这约120项标准分为“定义与描述”“获取与处理”“检验与测试”“成果与服务”“管理”5 个大类[2]。

　　作为一项采集、处理、分析和表示的系统技术，摄影测量与遥感标准主要集中在获取与处理类，约占总标准数量的54%，定义与描述类标准约占2%，成果与服务类标准约占24%，检验与测试类标准约占19%，管理类标准约占1%。

　　2 摄影测量与遥感标准统计分析

　　2. 1 标准技术方法分析

　　为便于分析和总结，本文将摄影测量与遥感标准分为基础技术标准和新型技术标准。基础技术标准是指主要用于基础地理信息数据的获取、处理、生产和相关应用的技术标准，主要涉及传统的航空数字摄影测量技术。新型技术标准主要包括新技术、新传感器、新成果、新型平台等近年来兴起的高新技术标准，如倾斜摄影测量、激光雷达、无人机航摄技术等。按照这一原则对这约120 项标准的技术方法进行分类统计分析，当前基础技术标准仍是摄影测量与遥感技术标准的主要部分，约占56%，新型技术标准约占44%。对这约120 项标准的状态进行分类统计分析，现行标准约占65%，新立项制修订标准约占35%。在新立项制修订标准的35%中，新型技术标准约占21%，基础技术标准约占14%，可以看出，新型技术标准的数量已经超过基础技术标准数量，占新立项标准数量的50%以上。

　　对标准按基础技术和新型技术进行区分后，笔者根据标准体系对这2 种类型的标准进行了进一步划分分析。图1( a) 中为基础技术标准的分布情况，获取与处理类标准约占一半，成果与服务、检验与测试类标准占比也较高，约占48%。图1( b) 为新型技术标准的分布情况，获取与处理类标准占比较高，相比基础技术标准而言，成果与服务、检验与测试类标准占比较小，约占36%。

　　图1 不同技术类型标准分布

　　2. 2 标准传感器平台分析

　　按照搭载平台距被测目标的距离，可将传感器平台分为航天、航空、低空、地面/近景4 种类型。从当前现状来讲，航空平台主要指各类运输型飞机平台，是当前基础地理信息成果生产的主要平台，航天平台主要指各类卫星搭载平台，低空平台主要指小型飞行器或无人机平台，地面/近景平台主要指车载、手持或地面固定点等平台。图2( a) 是对所有摄影测量与遥感标准进行平台类型的统计情况，可以看出当前主要的搭载平台依然是航空平台; 图2( b) 是对所有新立项标准进行平台类型的统计情况，可以看出新立项标准中航空平台占比大大减少，航天平台占比大大增加，而低空和地面/近景平台占比均有所提升。

　　图2 标准传感器平台构成

　　2. 3 标准传感器类型分析

　　按照传感器接收电磁波的类型，可将标准中涉及的传感器分为光学、激光、SAR 和综合4 种。其中，综合是指利用多种传感器类型的技术，例如《车载移动测量技术规程》及《三维地理信息模型生产规范》等。图3( a) 是对所有摄影测量与遥感标准按传感器类型进行统计的情况，可以看出光学传感器相关标准占比超过标准总数的70%; 图3( b) 是对新立项标准按传感器类型进行统计的情况，可以看出光学传感器标准占比依然超过一半，但占比明显下降，同时激光、SAR 等新型传感器标准的占比均有所增加。

　　图3 标准传感器类型构成

　　2. 4 标准现势性分析

　　标准现势性通常依据标准的发布日期来评价。本文所统计的标准除已发布实施的标准外，还有43项已立项( 正处于制修订周期中) 的标准，分别对标准的发布时间和立项时间进行了基本统计和分析。图4( a) 为已发布的80 项标准的发布时间分布图，可以看出51%的标准现势性较好，标准标龄在5 年以内，45% 的标准标龄在5 ～ 10 年，另外还有3 项标准的标龄已超过10 年。图4( b) 为2014 ― 2017年新立项标准的数量曲线图。

　　图4 标准现势性分布

　　3 摄影测量与遥感标准的发展特点

　　3. 1 基础技术标准趋于成熟

　　在这约120 项摄影测量与遥感标准中，基础技术标准依然是主要组成部分，占56%。结合图1 中标准类型的构成，可以看出基础类标准的标准构成中，成果与服务、检验与测试类标准数量较多，占比接近50%。这说明从数据获取与处理、成果生产、质量检验等各技术流程上讲，摄影测量与遥感基础技术标准已较为完善。从摄影测量与遥感标准内容上讲，数字航空航天摄影测量从航拍、控制、空三、成果生产、数据建库、成果质量检验等各个流程均有相关标准，整个基础技术标准的体系已趋于成熟。

　　3. 2 新型技术标准发展迅速

　　从对这约120 项标准的统计分析可以看出，近年来新立项的标准已渐渐倾向于新型传感器、新型传感器平台和新型地理信息成果等新型技术领域，2014 ― 2017 年新立项的标准中，新型技术标准占比为60%，已超越基础技术标准。而从图2 和图3则能看出，在新立项标准中，航天、低空、地面/近景平台及激光和SAR 传感器相关标准数量占比正在逐步增加，结合图1 可以得出结论，我国测绘地理信息行业的新型技术标准尤其是数据获取与处理标准发展非常迅速，这与我国当前测绘地理信息传感器技术不断进步和传感器平台多样化的发展趋势也是吻合的[3-4]。

　　4 标准化管理方面的建议

　　4. 1 基础技术标准的修订

　　虽然基础技术标准发展已趋于成熟，但仍须加强基础性标准的修订工作，以确保传统测绘技术标准的内容和技术符合发展趋势。从图4 可以看出，2014 ― 2017 年，每年摄影测量与遥感标准的新立项数量较多，均在6 项以上。但就目前而言，摄影测量与遥感标准中有45%的标准现势性已超过5 年，4%的标准现势性已超过10 年。为保证标准的科学性和适用性，应在新制定标准的同时加强对已有标准的维护，定期、按需开展标准的复审和修订工作。

　　4. 2 新型技术标准的制定

　　随着社会经济和科学技术的进步，摄影测量与遥感技术在传感器、搭载平台、技术方法、成果类型等方面发展十分迅速。标准作为正式出版发行的技术指导文件，在正确和恰当时间发布实施会对技术的规范及发展起到强有力的推动作用，但若标准滞后，则会制约技术的发展与应用。从当前我国摄影测量与遥感新型技术发展现状来看，倾斜摄影测量、机载激光雷达、合成孔径雷达等新型技术已发展了较长时间，技术趋于成熟，为保证标准发挥应有的作用，应进一步开放标准形成机制，鼓励更多的产学研单位参与和主导标准制定，发挥市场对标准的推动作用，加速新型技术标准的形成。

　　4. 3 完善标准体系

　　从不同技术标准的对比中可以看出，新型技术标准较基础技术标准而言，在获取与处理类标准中占比更大，在成果与服务以及检验与测试类标准中占比较少，这符合技术推广和标准规律。在一项技术的发展过程中，首先会出现发展较为成熟的且急需的数据获取与处理方面的技术标准，然后才形成规模和体系，出现成果、服务和检验类标准。但是若想最大限度地发挥标准对技术和行业的推进与规范作用，标准的管理者应在标准自然发展的同时兼顾技术体系的完整性和科学性。因此面对迅猛发展的新型技术标准，应同时对相关的成果与服务、检验与测试类标准提前规划，以维护标准体系中标准构成的科学性与完整性。

　　4. 4 积极参与国际标准活动

　　近几年，我国地理信息产业发展迅猛，综合技术实力不断增强，逐渐在国际标准化领域崭露头角。目前，我国牵头制定的2 项地理信息国际标准ISO 19163 - 1《地理信息影像与格网数据的内容模型及编码规则第1 部分: 内容模型》和ISO 19159 -3《地理信息遥感影像传感器的定标与验证第3 部分: SAR/InSAR》均为遥感技术类标准，可以说，我国的摄影测量与遥感标准化水平已经能够紧跟全球先进技术，因此，应加大力度注重国外摄影测量与遥感领域的新思路，发挥技术强项，争取引领国际标准化发展。

　　5 结语

　　当前，我国测绘地理信息行业正处于传统测绘向新型测绘转变的转型期，标准作为重要的技术性文件，在此期间也带有明显的转型特征。以航空航天摄影测量为主要技术内容的基础技术标准趋于成熟，而以新型传感器和新型搭载平台为主要技术内容的新型技术标准发展迅速。在这样的发展背景下，标准申报者应结合标准发展特点，积极申报有关基础技术标准的修订和新型技术标准的制定;标准管理者应在掌握技术发展的基础上，结合技术标准的发展特点，引导和规范测绘地理信息行业标准的发展与完善。