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国家遥感影像档案多维管理创新出实效

作者:李 明

来源:中国档案报

2023-12-06 星期三

    自然资源部国家基础地理信息中心(国家测绘档案资料馆)现存新中国成立以来形成的海量珍贵遥感影像档案480余万件。自2015年起,通过核心技术攻关,构建了国家遥感影像档案时空多维管理体系,实现了从简单手工管理向信息化智能管理的飞跃,保障了自然资源部全球地表覆盖、第三次全国国土调查等重大项目的开展,成功助力丝绸之路、大运河等文化遗产申报工作。

    一、更开放的共享利用服务对档案管理提出新要求

    新中国成立以来,我国投入数十亿元形成了海量珍贵的遥感影像档案,包括胶片、像片、数字和纸质4大类480余万件,保存基本完好,实现了优于30米遥感影像档案全球地表覆盖、优于1米遥感影像档案全国地表覆盖、优于0.5米遥感影像档案覆盖我国国土面积超过700万平方公里、优于0.2米遥感影像档案覆盖我国全部地级城市面积超过3.5万平方公里。

    这些档案最真实、直观地记载了不同历史时段国家山水田林湖草沙的布局、地表地貌的变化、农林垦殖的程度和河溪渠港的现状,是无法替代的真实凭证,是特殊的文化遗产。其记载的信息可为自然资源监管监测、城市可持续发展规划制定、生态环境动态变化、物质文化遗产保护等提供决策依据。

    以更开放的姿态推进遥感影像档案的共享利用服务,对档案管理工作提出了新要求。

    档案安全保护需更科学。馆藏历史遥感影像档案分类不明晰,新增档案类型繁多、数据成果格式复杂、档案存储形式多样,具有多载体、多空间、多时相特点。需要制定符合遥感影像档案自身特点的分类、著录办法,确保不同介质遥感影像档案的科学管理和保护。

    档案管理维护需更智能。国家遥感影像档案数据年增量近1PB,但不同类型的档案管理相对独立,仅能通过文本属性进行关键字关联查询,形成“档案孤岛”。需要研制“空间+时间+形态+属性”的时空多维管理系统,实现所需遥感影像档案的时空关联快速查询定位。

    重大项目支撑需更便捷。其作为翔实、准确、直观的佐证材料,能够支撑自然资源监测监管相关业务的开展。需针对覆盖范围、空间分辨率、历史节点、成果类型等不同需求,提前做好不同自然资源重大工程项目所需档案的分类管理和统计等工作。

    社会应用服务需更广泛。其作为重要的国家战略资源,具有精度高、保密性强的特点,在一定程度上影响了社会化应用。需依据档案法、测绘法和相关法规条例深入推进遥感影像档案的开放利用,创新应用服务方式。

    二、开展技术攻关,实现档案管理创新

    近年来,国家测绘档案资料馆从“收、管、存、用”等环节开展技术攻关,理顺了分类、著录、保护规程,构建了时空多维管理体系,形成了服务重大项目和社会应用的保障措施,实现了遥感影像档案的管理创新。

    (一)开展档案分类、著录和保护研究

    1.清家底,厘清档案分类

    截至2020年底,馆内保管国家遥感影像档案470余万件。其中,航空遥感影像胶片档案6013卷约137万件、航空遥感影像纸质像片档案22430卷约283万件、卫星遥感影像档案46万件、遥感影像数字档案2337卷约4414TB、遥感影像纸质文书档案1879卷38692件。

    根据载体形式、组织方式和保护措施的不同,将国家遥感影像档案细分为航摄遥感影像纸质档案、航摄遥感影像胶片档案、航摄遥感影像像片档案、框幅式航摄遥感影像数字档案、推扫式航摄遥感影像数字档案、卫星遥感影像纸质档案、整景卫星遥感影像数字档案和分幅卫星遥感影像数字档案等8小类。

    2.定标准,理顺著录规则

    在《测绘地理信息档案著录规范》行业标准的编制过程中,对遥感影像档案著录目录按内容分类,同类内容、不同介质的档案目录属于同一类别。如,航摄遥感影像胶片档案、像片档案、数字档案这3类的著录表格式一致,在档案保管时按照介质类型进行细分,在编制目录时进行统一著录。

    3.重保护,筑牢安全防线

    基于馆藏航摄遥感影像档案不同载体类型和特点,研究异质异地与同质异地备份方案,基本实现异质异地备份。

    基于常规航摄遥感影像出现的药膜面脱落、粘片、划痕等情况,结合“航摄底片数字化保护关键技术研究”项目,通过对CCD传感器驱动和控制技术、并联式光电模块控制技术的研究,研制一体化机械传动结构和自动卷片控制系统,形成专业胶片档案数字化扫描设备和应用软件,形成国家实用新型专利“一种自动卷片控制系统”。

    基于国家遥感影像归档数量多的特点,将标识码和档号关联,为每件遥感影像档案标注防篡改唯一身份标识,以此来保障遥感影像档案在不同单位、不同环节(数据获取、管理、检查、备份、还原、应用)管理中的真实性和一致性,形成国家发明专利“影像文件管理方法及装置”。

    (二)开展时空多维科学管理研究

    1.抓入口,实现一键式质检

    面对国家遥感影像数字档案激增的情况,针对各种不同类型的数据,开发了测绘数字档案成果有效性检查、测绘电子档案一键式质量检查等20余种软件,实现了TIFF、IMG、BMP、JPEG、PNG等格式影像档案的一键式质检,可快速完成海量数据归档检查,实现应归尽归、应收尽收。

    2.管“户口”,打造标准化库房

    使用不同的装具对不同介质档案进行整理,重新整编形成6013卷胶片档案、22430卷像片档案、2337卷数字档案和1879卷文书档案,并对案卷和卷内目录进行详细核查记录,实现不同介质档案的分库分块科学管理。

    3.亮出口,构建时空多维管理系统

    基于国家、省、市、县、乡等各级图形化的遥感影像档案目录属性延展需求,对存储空间在列维度上进行非结构化扩展,实现不同来源数据的自定义描述。通过对遥感影像档案空间、时间、形态、属性4个维度的要素描述和关联研究,构建“空间+时间+形态+属性”多维遥感影像档案模型,实现国家遥感影像档案间的智能关联,形成国家发明专利“一种测绘档案的管理方法和装置”。

    (三)开展服务重大项目研究

    1.把好关,规范归集工作

    通过制定《全球地理信息资源建设与维护更新项目归档技术规定》《全国地理国情监测成果资料汇交与归档基本要求》《国家航空航天遥感影像获取成果资料整理说明》《国家应急测绘保障能力建设项目成果资料归档管理规定》《2020珠峰高程测量项目归档技术规定》等多项归档技术规定,明确了归档范围、归档流程、档案质量要求、项目档案整理要求,提供了归档的标准模板,确保了重大工程项目文件材料顺利归档。

    2.护好航,提供快速服务

    根据自然资源部“三定”方案,自然资源部负责自然资源调查监测评价、统一确权登记,建立空间规划体系和统筹国土空间生态修复等工作。国家遥感影像档案可以提供翔实准确直观的佐证材料,支撑权籍调查、不动产测绘、争议调处、空间规划和生态修复等工作的开展,为自然资源监测监管和国土空间生态修复提供重要历史节点凭证支撑,为推动当今社会可持续发展提供重要信息依据。通过完善项目管理、分类管理、行政区划管理、图幅管理、时间管理、介质管理等,确保重大项目所需遥感影像档案的快速定位、整理和提供。

    (四)开展服务文化遗产保护研究

    1.站好岗,为文化遗产环境景观演变提供精确信息

    遥感影像档案蕴含较为丰富的社会环境演变信息,基于多时相的遥感影像档案,可以展现不同时期地物的形态特征,为文化遗产景观的变迁历程提供可靠的数据模型。通过多时相的遥感影像档案提取不同时期文化遗产的地形地貌环境景观特征、资源变化、遗产要素空间位置分布等相关地理空间信息,结合文物本体结构、类型、保存现状等属性信息,形成了“影像定量+文物定性”的技术方法,为文化遗产的数字化保护、病害监测、自然环境监测、考古研究等提供完整可靠的基础数据和资料。

    2.做好证,为文化遗产申报工作提供历史影像依据

    多时相遥感影像档案为文化遗产的保护提供客观、持久的档案数据源。基于历史遥感影像档案,建立文化遗产档案时空数据库,制作文化遗产要素分布图、时空变化图、保护规划图。利用GIS拓扑结构分析和空间分析功能,实现文化遗产影像数据与属性数据的双向查询、检索、分析。挖掘历史遥感影像档案潜在时空信息,对文化遗产的空间分布、时序变化、形态特征等进行定量化、可视化表达,将表达形式从二维升级到三维,为研究者提供历史时空维度的全新视角来审视和保护文化遗产。

    三、解决管理难题,利用服务成效显著

    通过技术手段创新和管理方式创新,解决了国家遥感影像档案种类多、数量大、精度高、保密性强特点所带来的管理难题,为国家遥感影像档案做好了“户口登记”,打造了“时空住房”,为自然资源部重大工程项目预留“保障用房”,揭开了遥感影像数据的“神秘面纱”,成功推动影像档案和文物档案的“申遗联姻”,在重要时间节点“出声发言”,收到了显著成效。

    解决国家遥感影像档案“户口住房”问题。完成馆藏国家遥感影像档案的时空多维管理,形成世界级、国家级、城市级,高分辨率、中分辨率、低分辨率,纸质、像片、胶片、数字等不同层级的智能化管理,为每一件档案制作了“身份证”,形成了多个历史节点不同等级范围的遥感影像档案集。

    形成国家遥感影像档案“长青不老”体系。规范整理、归档、著录、检索和数字化等方面的业务操作,形成一套标准、规范、完善的业务流程和管理制度,实现信息化模式下国家遥感影像档案的科学化、规范化管理,研究形成数字化扫描设备、档案身份标识、空间多维管理等专利成果,提高了国家遥感影像档案的信息化管理水平,增强了服务能力,保证了安全可靠管理。基于研究成果申报的“国家测绘成果档案存储与服务关键技术研究及应用”“测绘地理信息档案信息化技术研究与应用示范”多次获得测绘地理信息领域科技进步奖。

    实现影像档案和文物档案“申遗联姻”。国家遥感影像档案数据有效填补了以往文化遗产保护的空白,在世界文化遗产申报工作中起到了关键的作用。2014年至2017年,分别助力丝绸之路、土司遗址、花山岩画、鼓浪屿成功申遗。2019年,又助力良渚古城遗址成功申遗。在世界文化遗产地保护管理方面,历史遥感影像档案作为不可替代的信息资源,在长城历史变化监测、大运河环境景观动态变化监测、平遥古城历史风貌变化、南京城墙本体砖文维护、乐山大佛环境景观监测、元上都历史景观变迁等遗产地保护中发挥了重要作用。

    持续在重要历史节点时刻“出声发言”。在重要历史节点,利用馆藏遥感影像档案等资料,先后推出档案编研作品。为纪念雄安新区设立1周年,制作介绍雄安新区“前世今生”的微视频《地图上的雄安》;为纪念改革开放40周年,制作完成反映我国城市发展变化的微视频《地图上的城市》;为庆祝中华人民共和国成立70周年,推出反映我国山水林田湖草沙变化的微视频《地图上的中国》。下一步,国家测绘档案资料馆将持续为社会各界提供不同历史节点的遥感影像档案,让国家遥感影像档案持续“出声发言”。

    (作者系国家基础地理信息中心〔国家测绘档案资料馆〕档案资料部副主任、正高级工程师)

    原载于《中国档案报》2023年12月4日 总第4068期 第三版

 
 
责任编辑:张雪
 
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